[发明专利]照明设备及冷却照明设备的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2009年3月26日、申请号为No.12/411,905的美国 专利申请的优先权，并在此将该美国专利申请的全文引用入本申请中。

技术领域

本发明涉及照明设备及冷却照明设备的方法。在某些方面，本发明更具体 地涉及包括一个或多个固态发光体以及用于冷却该固态发光体的一个或多个 部件的照明设备。在某些方面，本发明更具体地涉及在照明设备中冷却一个或 多个固态发光体的方法。

背景技术

每年美国大部分的(一些估计数据高达25％)发电量用于照明。相应地， 目前需要提供更节能的照明。众所周知，白炽灯是非常耗能的光源，其消耗的 大约90％的电以热量形式而不是光的形式释放。荧光灯比白炽灯有效得多(大 约10倍)但仍然没有固态发光体有效，例如发光二极管。

另外，与固态发光体(例如发光二极管)的正常寿命相比，白炽灯的寿命 相对较短，即典型地大约为750-1000小时。相比之下，发光二极管，例如， 典型的寿命为50,000-70,000小时。荧光灯的寿命比白炽灯的寿命长(例如， 10,000-20,000小时)，但提供的色彩再现较差。

传统灯具面临的另一问题是需要定期更换照明设备(例如，灯泡等)。当 通路困难(例如，拱形天花板、桥梁、高层大楼、交通隧道)和/或更新成本 很高时上述问题尤其显著。传统固定装置的典型寿命大约为20年，对应于发 光设备至少约44,000小时的使用时间(基于每天使用6小时，使用持续20年)。 发光设备的寿命往往短得多，因此需要定期更换。

相应地，因为以上以及其他原因，已经在努力开发采用固态发光体在各种 应用中取代白炽灯、荧光灯和其他发光器件。另外，尽管发光二极管(或其他 固态发光体)已经在使用中，正在努力开发改进的发光二极管，例如，涉及节 能、效能(lm/W)和/或使用年限。

众所周知，在许多采用固态发光体的设备中，采用一个或多个发光材料。 对本领域技术人员而言，多种发光材料(还称为荧光剂(lumiphor)或荧光媒 介，例如，如在No.6,600,175的美国专利中所公开的，该专利申请在此全文 引用，以供参考)是熟知的并且可利用的。例如，当受激发辐射源激发时，磷 光体是发出响应光辐射(例如，可见光)的发光材料。在许多情况下，响应光 辐射的波长不同于激发辐射的波长。发光材料的其他实例包括闪烁剂、可见辉 光带(day glow tapes)以及紫外光照射后发出可见光的油墨(inks)。

发光材料可以分为下迁移或上迁移；下迁移材料即将光子转换为更低能级 (更长波长)的材料，上迁移材料即将光子转换为更高能级(更短波长)的材 料。

已经有各种方式来实现在LED设备中包含发光材料，一个代表性方式即 通过例如混合或涂布工艺、如上所述通过将发光材料添加至透明的封装材料 (例如，环氧树脂基、硅胶基、玻璃基或金属氧化物基材料)。

例如，传统发光二极管灯的一个代表性实例包括发光二极管芯片、覆盖发 光二极管芯片的子弹形透明壳体、将电流提供给发光二极管芯片的导线以及在 均匀方向反射发光二极管芯片的光照的反光杯，在其中所述发光二极管采用第 一树脂部分封装，所述第一树脂部分进一步由第二树脂部分封装。通过将反光 杯填充树脂材料并在将发光二极管芯片安装至反光杯的底部并将其阴极和阳 极电极通过引线与导线电连接之后固化树脂材料可以获得第一树脂部分。发光 材料可以分散在第一树脂部分中，从而由从发光二极管芯片发出的光线A激 发；受激发的发光材料产生具有比光线A更长波长的荧光(“光线B”)，部分 光线A透射出包含发光材料的第一树脂部分，因此作为光线A和光线B混合 的光线C用作照明。

发明内容

本发明涉及包括固态发光体(比如LED)的照明设备。但是，许多固态 发光体在高温下运转不佳。例如，LED光源具有数十年的使用寿命(与许多 白炽灯的数月或一年或两年的使用寿命相反)，但是，如果在高温下使用，LED 的寿命通常显著缩短。如果需要使用寿命长，通常认为LED的接点温度不应 超过85℃。