[发明专利]使用光致发光波长转换组件的固态灯

说明书

本发明揭示经改善光致发光波长转换组件及并有此类组件的灯。所述光致发光波长转换组件包括空心圆柱形管，所述空心圆柱形管具有给定直径的孔及轴向长度。所述组件的相对尺寸及形状可影响所述组件的径向发射模式，且所述组件经配置以赋予所需发射模式(通常全向)。在所述组件的制造期间，光致发光材料可均质地分布遍及所述组件的体积。可使用挤压方法形成所述经改善光致发光波长转换组件。还可使用射出模制或铸造形成所述组件。另一可能方法是通过形成柔性片材以包含磷光体及/或量子点且随后将所述片材辊轧成用于所述组件的所要形状及尺寸而制造所述组件。所述经改善波长转换组件及并有这些组件的灯提供改善的发射特性，同时允许具有相对成本效益的制造成本。组件的进一步优势是其光发射类似于常规白炽光灯泡的灯丝。

技术领域

本发明涉及使用光致发光波长转换组件的固态灯。特定地说，但非排它性地，诸实施例涉及用于具有全向发射模式的固态灯(灯泡)的光致发光波长转换组件。此外，本发明提供制造光致发光波长转换组件的方法。

背景技术

产生白光的LED(“白色LED”)是相对新近的创新且为具能量效益的全新一代照明系统的出现提供可能。可预测，白色LED归因于其长操作寿命(可能许多100,000小时)及依低功耗而言的其高效率而可替换灯丝(白炽)光源、荧光光源及紧凑型荧光光源。直到开发出在电磁光谱的蓝/紫外线部分中发光的LED，开发基于LED的白色光源才变得实际。如例如在US 5,998,925中所教示，白色LED包含一或多种磷光体材料(其是光致发光材料)，磷光体材料吸收由LED发射的辐射的部分且重新发射不同颜色(波长)的辐射。通常，LED裸片产生蓝色光，且磷光体吸收某一百分比的蓝色光且发射黄色光或绿色光与红色光的组合、绿色光与黄色光的组合或黄色光与红色光的组合。由LED产生的蓝色光的未被磷光体吸收的部分与由磷光体发射的光组合以提供在人眼看来颜色接近白色的光。

归因于白色LED操作预期寿命(>50,000小时)及高发光性能(每瓦特70流明或更高)，高亮度白色LED正逐渐用于替换常规荧光光源、紧凑型荧光光源及白炽光源。

通常，在白色LED中，磷光体材料与光透射材料(例如，硅氧烷或环氧树脂材料)混合且混合物施加到LED裸片的光发射表面。还已知提供磷光体材料作为定位于远离LED裸片处(通常物理空间上与LED裸片隔开)的光学组件(光致发光波长转换组件)上的层或将磷光体材料并入光学组件内。此类布置称为“远程磷光体”布置。远程定位磷光体波长转换组件的优势是磷光体材料热降级的可能性降低及所产生光的更一致颜色。

传统白炽灯泡无效率且有寿命问题。基于LED的技术使用更有效且更长寿命照明解决方案逐渐替换传统灯泡及甚至CFL(紧凑型荧光灯)。然而，已知基于LED的灯归因于LED的固有高导向光发射特性而难以匹配白炽灯泡的全向(在所有方向中均匀)发射特性。

图1展示使用光致发光波长转换组件的已知基于LED的灯(灯泡)10的示意性部分截面视图。灯10包括大致上圆锥形导热主体12及安装到主体12的截断顶点的连接器帽14。主体12进一步包括从主体12的基底延伸的圆锥形基座16及经安装而与基座16的截断顶点热连通的一或多个发蓝光LED 18。为了产生白色光，灯10进一步包括光致发光波长转换组件20，其安装到基座且经配置以围封LED 18。如图1中所指示，波长转换组件20包括球形空心壳，且包含一或多种磷光体材料以提供由LED产生的蓝色光的光致发光波长转换。为了赋予漫射光发射且出于美学考虑，灯10进一步包括光透射封套22，其围封波长转换组件20。

虽然图1的灯10具有改善的发射特性，但是由于其于轴24上发射过多光，因此此灯的发射特性未能符合所需工业标准。此类灯的另一问题是通常通过射出模制制造的光致发光波长转换组件的相对高制造成本。所述高制造成本起因于所述组件的开口小于所述组件的最大内部大小，其需要使用可折叠线圈架以能够从射出模制成形机移除所述组件。本发明的实施例至少部分解决已知基于LED的灯的限制。

发明内容