用于改進(jìn)的冷卻的發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種固態(tài)發(fā)光裝置，尤其是適于取代傳統(tǒng)燈的發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前出于環(huán)境問題的原因而取代白識燈是由節(jié)能巧光燈W及固態(tài)解決方案、特別 是發(fā)光二極管(LED)來完成的。盡管巧光燈每瓦特發(fā)出6倍多的光并且具有高達(dá)10,000小時(shí) 的壽命，其為白識燈的10倍，L邸燈需要的能量較之白識燈需要的能量少90%并且較之節(jié)能 巧光燈需要的能量少50%，并且其能夠點(diǎn)亮高達(dá)50,000小時(shí)。Lm)燈就巧光燈而言的其他優(yōu) 勢是即時(shí)打開、調(diào)光的可能性W及使用由于無隸而可W作為常規(guī)廢物進(jìn)行丟棄的環(huán)保型組 件。對于低流明輸出燈泡來說，向基于L邸的照明的過渡正在全面執(zhí)行。
[0003] 在基于Lm)的白識燈泡替換燈中，由于運(yùn)些Lm)燈通常被設(shè)計(jì)為具有傳統(tǒng)的燈泡的 外觀并且安裝在傳統(tǒng)的插座中等，其通常被稱為"改型燈(retrofit lamp)"，發(fā)光燈絲線由 一個(gè)或多個(gè)Lm)代替。在燈泡內(nèi)的氛圍可W是空氣或者氮?dú)?。然而，基于Lm)的改型燈的一個(gè) 問題是LED的冷卻。L抓的過熱可能導(dǎo)致減少的壽命，降低的光輸出或L抓故障。由于不充分 的冷卻，一些類型的燈目前為止不可能實(shí)現(xiàn)，特別地是用于取代產(chǎn)生60W、7抓或100W的白識 燈的高流明輸出LED燈。
[0004] 因此在本領(lǐng)域內(nèi)存在對于改進(jìn)的基于Lm)燈的需要，其能夠取代具有高流明輸出 的白識燈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服該問題，并且提供一種提出了改進(jìn)的熱管理的發(fā)光裝 置。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，運(yùn)個(gè)W及其他的目的通過一種發(fā)光裝置來實(shí)現(xiàn)，其包括：
[0007] 適于發(fā)射初級光的發(fā)光元件陣列，布置在至少部分為圓柱形或環(huán)形的載體上，該 載體具有面朝至少部分由所述載體包圍的內(nèi)部空間的內(nèi)表面W及外表面，并且其中發(fā)光元 件布置為其發(fā)光表面朝內(nèi)W向內(nèi)部空間發(fā)光，W及
[0008] 具有套殼體的管狀波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件，套殼體包括面朝部分由所述波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件包圍 的內(nèi)部空間的光接收內(nèi)套殼表面W及外套殼表面，波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件布置為與所述載體相鄰從 而經(jīng)由所述光接收內(nèi)套殼表面接收由所述發(fā)光元件發(fā)射的光，管狀波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件適于將由 發(fā)光元件發(fā)射的初級光的部分轉(zhuǎn)換為次級光且從所述內(nèi)套殼表面W及所述外套殼表面發(fā) 射所述次級光，并且透射沒有轉(zhuǎn)換的部分初級光。
[0009] 在操作期間，發(fā)光元件初步發(fā)射光進(jìn)入組件的內(nèi)部并且運(yùn)個(gè)光的至少部分由波長 轉(zhuǎn)換構(gòu)件的光接收內(nèi)表面接收。典型地，發(fā)光元件僅在一個(gè)方向上發(fā)射光，運(yùn)個(gè)方向?yàn)橄騼?nèi) 地朝向組件的內(nèi)部。于是，發(fā)光元件布置為其發(fā)光表面朝內(nèi)并且其非發(fā)光的背側(cè)朝外。運(yùn)種 布置提供了改善的來自發(fā)光元件和載體的熱消散，并且進(jìn)一步防止發(fā)光元件彼此加熱。進(jìn) 一步，將發(fā)光元件均勻地圍繞載體的圓周而分布還改善了熱擴(kuò)散并且盡可能地避免發(fā)光元 件彼此加熱。
[0010] 正如運(yùn)里所使用的，術(shù)語"管狀"指的是細(xì)長的空屯、結(jié)構(gòu)，可選地具有一個(gè)或多個(gè) 開放的末端。至少一段管狀結(jié)構(gòu)可W具有封閉的套殼表面。在本發(fā)明的上下文中，"管狀"意 在于覆蓋圓柱形結(jié)構(gòu)W及圓錐形、截錐形、漏斗形結(jié)構(gòu)W及具有圓形橫截面的相似結(jié)構(gòu)，然 而還有Ξ角形、長方形W及其他具有多邊形橫截面的多邊形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件可 W具有圓錐形狀或截錐形狀。管狀波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件可W進(jìn)一步具有裝配進(jìn)傳統(tǒng)的燈泡形狀內(nèi) 的縱橫比。例如，管狀波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的直徑可W約為3cm或小于3cm，并且縱橫比于是可W約 為4或者小于4。
[0011] 載體可W至少部分為曲面的。因此，內(nèi)表面可W是凹面的，并且外表面可W是凸面 的。
[0012] 載體至少部分為圓柱形或環(huán)形。然而載體并不必然閉合而是可W具有例如螺旋 形。發(fā)光元件可W均勻地沿著所述載體進(jìn)行分布。在實(shí)施例中，發(fā)光元件可W布置在載體的 內(nèi)表面上從而發(fā)射光進(jìn)入組件的內(nèi)部空間。然而還構(gòu)思可W將發(fā)光元件布置在透明載體的 外表面上從而發(fā)射光通過載體進(jìn)入組件的內(nèi)部。
[0013] 載體和波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件可W典型地具有形狀和尺寸相同或相似的橫截面，因此其可 W輕易地被結(jié)合而沒有初級光向外部的過度泄露。載體典型地與所述波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件對準(zhǔn)從 而形成管狀組件。載體的內(nèi)表面可W至少為部分反射的。
[0014] 在實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成或者形成了部分(例如連同散熱器一同）的開放末 端管狀結(jié)構(gòu)。"開放末端"意味著至少一個(gè)開放末端。在一些實(shí)施例中，管狀結(jié)構(gòu)可W具有兩 個(gè)開放末端。兩個(gè)開放末端允許氣流流動(dòng)經(jīng)過發(fā)光裝置并且實(shí)現(xiàn)當(dāng)在管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度梯 度導(dǎo)致了氣體經(jīng)過并且圍繞結(jié)構(gòu)的移動(dòng)時(shí)會發(fā)生的"煙畫吸效應(yīng)"。該結(jié)果進(jìn)一步改善了發(fā) 光裝置的冷卻。
[0015] 在實(shí)施例中，載體可W布置在管狀波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的末端，可選地為開放末端?？纱?替地，載體可W布置在管狀波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的套殼體上或者布置用W形成管狀波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件 的套殼體的部分，例如套殼體的中間區(qū)域。例如，載體可W在圓周方向上布置在內(nèi)部套殼表 面上。
[0016] 在實(shí)施例中，根據(jù)進(jìn)一步的發(fā)光裝置包括提供在所述載體上的至少一個(gè)光重定向 元件用W將由所述發(fā)光元件發(fā)射的光導(dǎo)向在波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的光接收內(nèi)套殼表面的方向上。 運(yùn)種光重定向元件的例子包括(鏡面)反射器、TIR準(zhǔn)直器W及自由形狀的透鏡。特別地，光 重定向元件可W為反射器?？蛇x地，載體的部分可W適于具有光重定向元件的功能，即光重 定向元件可W與載體相集成。如果用例如金屬的熱傳導(dǎo)材料制成，光重定向元件可W附加 地提供冷卻。
[0017] 至少一個(gè)光重定向元件可W布置為將由一個(gè)發(fā)光元件發(fā)射的光導(dǎo)向?yàn)檫h(yuǎn)離另一 個(gè)發(fā)光元件。由此，所述發(fā)光元件中的至少一個(gè)可W通過所述光重定向元件而防止接收從 所述發(fā)光元件中的另一發(fā)光元件所發(fā)射的光。運(yùn)種將發(fā)光元件從其他發(fā)光元件發(fā)射的光進(jìn) 行遮蔽改善了光學(xué)效率。
[0018] 在實(shí)施例中，每個(gè)發(fā)光元件可W具有光重定向元件。
[0019] 在一些變形中，載體可W與波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件進(jìn)行對準(zhǔn)從而形成管狀組件并且由此形 成所述管狀組件的開放末端?？蒞布置光重定向元件從而防止來自其相關(guān)聯(lián)的發(fā)光元件的 光在所述載體所位于的末端處從管狀組件處逸出。
[0020] 在實(shí)施例中，發(fā)光裝置進(jìn)一步包括在載體背離波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的一側(cè)處連接到所述 載體的散熱器。運(yùn)種布置進(jìn)一步改善了從發(fā)光元件的熱傳送。
[0021] 在第二方面，本發(fā)明提供一種燈，特別是所謂的改型燈，其包括至少部分地由至少 部分透明的套殼所包圍的如運(yùn)里所描述的發(fā)光組件。套殼可W填充有氣體，例如氮?dú)饣蚩?氣或者其混合，從而通過氣體圍繞發(fā)光裝置、在發(fā)光裝置內(nèi)W及/或者經(jīng)過發(fā)光裝置的的循 環(huán)來改善熱傳送并且實(shí)現(xiàn)冷卻。
[0022] 發(fā)光裝置或者包括發(fā)光裝置的燈可W適于提供典型地為諸如400-1000流明的至 少4001m的高流明輸出。也就是說，發(fā)光裝置可W包括充分量的發(fā)光元件從而產(chǎn)生至少 4001m。運(yùn)種高流明輸出，沒有導(dǎo)致減少的壽命、降低的光輸出W及/或Lm)故障的過熱，通過 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置所提供的卓越的冷卻效果得W實(shí)現(xiàn)。
[0023] 注意到本發(fā)明設(shè)及記載