TW201323774A - 具有改良的徑向發射及熱效能之固態燈 - Google Patents

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Abstract

一種固態燈係包括：一或多個固態發光裝置(通常是LED)；一導熱的主體；至少一管道；以及一在該一或多個LED的遠端之光致發光的波長轉換構件。該燈係被配置成使得該管道延伸穿過該光致發光的波長轉換構件並且界定一用於熱氣流穿過該導熱的主體的路徑，藉此提供該主體以及該一或多個LED的冷卻。

Description

具有改良的徑向發射及熱效能之固態燈
本發明的實施例係有關於具有改良的徑向發射(radial emission)及熱效能之固態燈。尤其且非唯一的，實施例係有關於具有全向的發射模式之以LED(發光二極體)為基礎的燈。
白光發光LED("白光LED")是已知的，並且是一種相當近期的創新。直到在電磁頻譜的藍光/紫外光部分發射的LED被開發後，根據LED來開發出白光光源才變成實際可行的。如同例如在US 5,998,925中所教示的，白光LED係包含一或多種磷光體(phosphor)材料，亦即光致發光的(photo luminescent)材料，其係吸收LED所發射的輻射的一部分並且再發射出具有一不同色彩(波長)的光。通常，LED晶片或晶粒係產生藍光，並且該一或多種磷光體係吸收該藍光的某個百分比而且再發射出黃光、或是綠光及紅光、綠光及黃光、綠光及橙光、或黃光及紅光的組合。由LED所產生且未被該磷光體材料吸收的藍光的部分結合由該磷光體所發射出的光係提供對於眼睛而言在色彩上看似近乎白色的光。
由於其長的操作預期壽命(>50,000小時)以及高的發光效能(每瓦70流明及更高)，高亮度的白光LED正逐漸被用來取代習知的螢光、小型螢光及白熾光源。
在白光LED中，該磷光體材料通常是和一種例如是聚矽氧烷或環氧樹脂材料的透光材料混合，並且該混合物係被施加至LED晶粒的發光表面。將該磷光體材料設置作為在一位於LED晶粒的遠端的光學構件(一磷光體波長轉換構件)上的一層、或是將該磷光體材料納入在光學構件內也是已知的。遠端設置磷光體波長轉換構件的優點是該磷光體材料熱劣化的可能性降低，並且所產生的光有更一致的色彩。
圖1係展示一已知的以LED為基礎的燈(燈泡)10的立體及橫截面視圖。該燈係包括一大致圓錐形的導熱的主體12，該主體12係包含複數個緯度的(latitudinal)散熱鰭片(脈)14圓周地間隔在該主體12的外部彎曲的表面之周圍，以助於熱的耗散。該燈10進一步包括一連接器蓋(螺旋式燈頭)16，此係使得該燈能夠直接連接至一利用標準的電氣照明螺旋式燈座的電源供應器。該連接器蓋16係被安裝至該主體12之截頭的頂端。該燈10進一步包括一或多個和該主體12的基座熱連通地安裝的藍光發光LED 18。為了產生白光，該燈10進一步包括一安裝到該主體的基座並且被配置以封入該LED 18之磷光體波長轉換構件20。如同圖1中所指出的，該波長轉換構件20可以是一大致圓頂狀的殼體並且包含一或多種磷光體材料以提供由該LED所產生的藍光的波長轉換。為了美觀考量，該燈可進一步包括一封入該波長轉換構件的透光外殼22。
傳統的白熾燈泡是效率差而且有壽命時間的問題。在 具有更有效率且較長壽命的照明解決方案下，以LED為基礎的技術正走向取代傳統燈泡，而且甚至是取代CFL。然而，該已知的以LED為基礎的燈通常在符合白熾燈泡的功能及形狀因數(form factor)上有困難性。本發明的實施例至少部分地解決該已知的以LED為基礎的燈的限制。
本發明的實施例係有關於具有改良的發射及熱特徵的固態燈。
在本發明的一實施例中，一種燈係包括至少一固態發光裝置；一導熱的主體；至少一管道；以及一在該至少一固態發光裝置的遠端之光致發光的波長轉換構件，其中該至少一管道係延伸穿過該光致發光的波長轉換構件。該可被形成為該主體的一組成部分或是作為一分開的構件之管道係被配置以界定一用於熱氣流穿過該導熱的主體的路徑，並且藉此提供該主體以及該至少一發光裝置的冷卻。
該構件結合該管道以及該主體的一表面係界定一封入該至少一發光裝置的體積。該構件可包括一實質環形的(toroidal)殼體或是一圓柱形的殼體。
在某些實施例中，該導熱的主體進一步包括一凹處，該凹處結合該管道係界定一用於熱氣流穿過該導熱的主體的路徑。該凹處可包括複數個使得熱氣流能夠通過該管道以及該主體之開口，該複數個開口可被設置在該主體的一側表面上。該些開口中的一或多個可包括一細長的開口， 例如一矩形槽。為了有助於耗散熱，該燈可進一步在該導熱的主體上包括圓周地間隔的散熱鰭片。在此種配置中，該些開口中的一或多個可被設置在該些散熱鰭片之間。
為了最大化來自該燈的發光，該燈可進一步包括一設置在該管道與構件之間的光反射表面。在某些實施例中，該光反射表面係包括該管道的一外表面的至少一部分。該光反射表面可利用一光反射的套管來加以形成，該光反射的套管係相鄰該管道而被設置。或者是，該管道的表面可被處理以使得其為反射光的。在某些實施例中，該光反射表面係包括一實質圓錐形的表面。
為了確保一均勻的徑向發射模式，該燈可進一步包括一光擴散構件。在某些實施例中，該光擴散構件係包括一實質環形的殼體，該管道係通過該殼體。
根據本發明的一實施例，一光致發光構件係包括：一界定一外部表面的透光壁，該構件具有至少兩個開口以及至少一響應於激勵光以產生光的光致發光材料，其中在操作中，該構件係在至少±135°的角度上發光，在發射的光強度上具有一小於約20%的變化。較佳的是，該構件係進一步被配置以在操作中，在±135°的角度至±180°的角度上發射該總光通量的至少5%。在某些實施例中，該構件係包括一實質環形的殼體。為了便於製造，該環形的殼體較佳的是包括兩個相同的部件。在其它配置中，該構件係包括一圓柱形的殼體。
例如是磷光體的光致發光材料通常具有黃色至橙色的 外觀，而為了改善該構件在斷路狀態的視覺外觀，該構件可進一步包括一在該構件上的光擴散層。此種可包含二氧化鈦(TiO2)、硫酸鋇(BaSO4)、氧化鎂(MgO)、二氧化矽(SiO2)或是鋁氧化物(Al2O3)的光擴散材料較佳的是具有一白色外觀，藉此減低該構件在該斷路狀態的黃色外觀。
在一實施例中，該構件係包括：一界定一內部體積的連續的外部壁；一藉由該連續的外部壁所界定的第一開口；一藉由該連續的外部壁所界定的第二開口，其中該第二開口係在該第一開口相對的末端處；以及其中該第一及第二開口係小於橫跨該連續的外部壁之最大的長度。
根據本發明的實施例，一種燈係包括：一包括至少一凹處的導熱的主體，其係具有一設置在該主體的一末端表面上的第一開口以及複數個設置在該主體的另一表面上的第二開口；至少一和該導熱的主體的該末端表面熱連通地安裝的固態發光裝置；以及一延伸超出該至少一固態發光裝置的管道，其中該管道及凹處係界定一用於熱氣流穿過該導熱的主體的路徑。在某些實施例中，該管道以及該主體係包括分開的構件。或者是，該管道可和該主體一體形成。
較佳的是，該管道係包括一光反射表面。該光反射表面可利用一光反射的套管來加以形成，該光反射的套管係相鄰該管道而被設置。或者是，該光反射表面可包括該管道的一外表面。該光反射表面通常包括一實質圓錐形的表面。
在某些實施例中，該燈進一步包括一光致發光的波長轉換構件，其係被配置以吸收藉由該至少一發光裝置所發射出的光的部分，並且發射具有一不同波長的光。較佳的是，該波長轉換構件是在該至少一固態發光裝置的遠端。在較佳實施例中，該波長轉換構件結合該光反射表面以及該主體的末端表面係界定一封入該至少一發光裝置的體積。較佳的是，該波長轉換構件係包括一實質環形的殼體或是一圓柱形的殼體。
該燈可進一步包括一光擴散構件。在某些實施例中，該光擴散構件結合該光反射表面以及該主體的末端表面係界定一封入該至少一發光裝置的體積。該光擴散構件較佳的是包括一環形的殼體。為了便於製造並且消除在該構件的模製期間對於一可拆卸的成型器之需求，該環形的殼體可包括兩個相同的部件。
在某些實施例中，該至少一凹處係和該導熱的主體同軸的。該複數個第二開口中的一或多個通常是被設置在該主體的一側表面上。
根據本發明，一種具有一低於150mm的整體長度之燈係包括：一基座部分以及一發光部分；其中該基座部分係容置一電源供應器並且具有一長度是該整體長度的至少40%，其中該基座部分係形成一基座散熱器，其係容許空氣流過該基座散熱器中的一基座散熱器管道；以及其中該發光部分係包括至少一固態照明裝置並且具有一長度是小於該整體長度的60%，其中該發光部分係形成一第二散熱器， 其係容許空氣流過該第二散熱器中的一第二管道。
根據某些實施例，該至少一管道係延伸穿過該光致發光的波長轉換構件。根據一實施例的一種燈係包括至少一固態發光裝置、一導熱的主體、至少一管道、以及一在該至少一固態發光裝置的遠端之光致發光的波長轉換構件，其中該至少一管道係延伸穿過該光致發光的波長轉換構件。該構件結合該管道以及該主體的一表面係界定一封入該至少一發光裝置的體積。在某些實施例中，該波長轉換構件係包括一實質環形的殼體或是一圓柱形的殼體。
在某些實施例中，該導熱的主體係包括一凹處，其中該凹處以及該至少一管道係界定一用於熱氣流穿過該導熱的主體的路徑。該凹處可包括複數個開口，其中該複數個開口係被設置在該主體的一側表面上。該些開口可以是具有任意的結構，其包含細長或圓形的開口。圓周地間隔的散熱鰭片可被設置在該導熱的主體上，其中該複數個開口中的至少一個係位在該些散熱鰭片之間。
在某些實施例中，該管道以及該主體係包括分開的構件。在一替代實施例中，該管道以及該主體是一體形成的。一光反射表面可被設置在該管道與構件之間，其中該光反射表面係包括該管道的一外表面的至少一部分。該光反射表面可利用一光反射的套管來加以形成，該光反射的套管係相鄰該管道而被設置。該光反射表面可以被成形以具有一實質圓錐形的表面。
在某些實施例中，一種光致發光構件係包括一界定一 外部表面的透光壁，其中該構件係具有至少兩個開口以及至少一響應於激勵光以產生光的光致發光材料，並且其中在操作中，該構件係在至少±135°的角度範圍上發光，其中在發射的光強度上的一變化係小於約20%。該構件可被配置成使得在操作中，其係在±135°到±180°的角度範圍上發射至少5%的總光通量。
在某些實施例中，一種固態燈係具有一低於150mm的整體長度。該燈係包括一基座部分以及一發光部分，其中該基座部分係容置一電源供應器並且具有一長度為該整體長度的至少40%，並且其中該基座部分係形成一基座散熱器，其係容許氣流通過在該基座散熱器中的一基座散熱器管道。該發光部分係包括至少一固態照明裝置並且具有一長度為小於該整體長度的60%，其中該發光部分係形成一第二散熱器，其係容許氣流通過在該第二散熱器中的一第二管道。
在某些實施例中，一種固態燈係包括一包含一凹處之導熱的主體，該凹處係具有一和一管道氣流連通的第一開口以及複數個和該導熱的主體的外部氣流連通的第二開口。該複數個固態照明裝置係安裝在一基板上，該基板係和該導熱的主體熱連通的，並且其中該凹處、管道以及複數個第二開口的組合係界定一用於熱氣流通過該固態燈的路徑。在某些實施例中，該管道係延伸超過該基板的一平面。
某些實施例係有關於一種包括一透光壁的光致發光構 件，其係具有至少兩個開口以及至少一響應於激勵光以產生光的光致發光材料，其中在操作中，該透光壁係在至少±135°的角度範圍上發光，其中在發射的光強度上的一變化係小於約20%。在一實施例中，該透光壁係進一步被配置以在操作中，在±135°到±180°的角度範圍上發射至少5%的總光通量。該透光壁可包括一實質環形的殼體，其係由單一構件或是多個構件所構成。在某些實施例中，該透光壁係包括一圓柱形的殼體。
在某些實施例中，一種固態燈係包括一低於150mm的整體長度，其中一基座部分係容置一電源供應器並且具有一長度為該整體長度的至少40%。該基座部分係形成一基座散熱器，其係容許氣流通過在一基座散熱器中的一基座散熱器管道，並且其中一發光部分係包括至少一固態照明裝置並且具有一長度為小於該整體長度的60%。該發光部分係形成一第二散熱器，其係容許氣流通過在該第二散熱器中的一第二管道。
在此整篇專利說明書中，相同的元件符號係被用來指出類似的元件。
燈(燈泡)是以一些型式而可供利用的，並且通常標準是藉由字母及數字的組合來參照。一個燈的字母命名通常是指該燈的類型之特定的形狀，例如一般用(A，蕈形)、高瓦數一般用(PS-梨形)、裝飾(B-燭形、CA-螺旋燭形、BA-尖端 彎曲的燭形、F-火焰形、P-花俏圓形、G-球形)、反射器(R)、鋁質拋物線形反射器(PAR)以及多面反射器(MR)。該數字的命名係指一個燈的尺寸，通常是藉以指出一個燈的以八分之一吋為單位的直徑。因此，一個A-19類型的燈係指一個一般用燈(燈泡)，其形狀是藉由該字母"A"來參照，並且具有二又八分之三吋之最大的直徑。在此專利文件的申請時，最普遍使用的家用"燈泡"是具有該A-19外殼的燈，其在美國通常是以具有E26燈頭的情形下來加以販售。
有各種的標準化及法規組織，其係提供確切的規格以定義標準，製造商係在該標準下被授權以利用這些標準的參考命名來標示照明產品。關於燈的實際尺寸，ANSI係提供描述所需的尺寸及形狀之規格(ANSI C78.20-2003)，符合該規格將會授權製造商可獲准標示該燈為A-19類型的燈，例如圖25a中所繪者。除了燈的實際尺寸之外，亦可能有指向燈的效能及功能之額外的規格及標準。例如在美國，美國的環境保護署(EPA)結合美國的能源部(DOE)係公佈一個燈可被標明為符合"能源之星"的產品所根據的效能規格，例如，其係指明使用功率的要求、最小的光輸出要求、光強度分布要求、發光效能要求以及預期壽命。
問題是在於不同的規格及標準之不同的要求係產生設計上的限制，該些限制經常彼此牽制。例如，該A-19燈係和非常特定的實體大小及尺寸要求相關的，此需要確保在市場上所販售的A-19類型的燈將會相容於普通的家用照明燈具。然而，對於欲符合能源之星以作為A-19替代物之以 LED為基礎的替代燈而言，其必須展現出某些效能相關的標準，當受限於A-19燈的形狀因數及尺寸時，此係利用固態照明產品難以達成的。
例如，有關在能源之星規格中的光強度分布標準，對於欲符合能源之星以作為A-19替代物之以LED為基礎的替代燈而言，其必須在270°的範圍上展現均勻的(+/-20%)發光強度，而超過270°則為最少5%的總發光。該問題是在於LED替代燈需要電子驅動電路以及一足夠的散熱器面積；以便於使這些構件符合一個A-19形狀因數，該燈(外殼)的底部部分係被一導熱的殼體所替代，該導熱的殼體係作用為一散熱器並且容置該驅動器電路，該驅動器電路是轉換AC電源成為LED所用的低電壓DC電源所需的。藉由LED燈的殼體所產生之一問題是其阻擋符合能源之星所需的朝向基座的方向上的發光。因此，許多LED燈失去傳統燈泡的下方的發光區域而變成方向性光源，其係從上方圓頂發射大部分的光(180°的模式)，並且因為被該散熱器(主體)阻擋而實際上沒有向下的光，此係阻礙該燈符合能源之星規格中的光強度分布標準的能力。
再者，LED效能係受到操作溫度的影響。一般而言，LED晶片可應付最高溫度是150℃。在A-19燈通常是用在天花板的燈具、熱的戶外環境以及封閉的光源之情形下，燈周圍的環境空氣溫度高達55℃是可能的。因此，對於可靠的LED效能而言，具有足夠的散熱器面積以及氣流是重要的。
如同表1中所指出的，目標是替代100W白熾燈的LED燈係需要產生1600流明，替代75W的燈需要1100流明，並且替代60W的燈需要800流明。此種發光為瓦數的一函數是非線性的，因為白熾燈的效能是非線性的。
替代的燈亦具有尺寸的標準。舉例而言且如同圖25a中所示，一個A-19燈應該具有3.5"長以及2 3/8"寬的最大長度及直徑的標準。在LED燈中，此體積必須被分成一散熱器部分以及一發光部分。該散熱器部分一般是在LED燈的基座，並且為了60W及更高瓦數的等效替代的燈，通常需要燈的長度的50%或甚至更長。即使利用此部分作為一散熱器，對於具有這些尺寸限制的LED燈而言，要獲得足 夠的散熱器冷卻仍然一直是非常困難的。較大的LED散熱器可能使得替代的燈不再能夠符合許多標準的燈具。除了發光模式的問題，LED散熱器亦經常阻擋在一方向上的光。某些LED燈已經嘗試使用主動冷卻(風扇)，但是此會增加成本、可靠度的問題以及雜訊，因而不被認為是一較佳的方法。
此外，白光LED是點光源。若在無漫射器圓頂或是其它光學覆蓋下以一個陣列來加以封裝，則它們看起來會是一個陣列的非常亮的點，通常稱為"眩光(glare)"。在作為類似於較佳之傳統的白熾燈泡的較大柔和的發光區域之替代的燈中，此種眩光是不希望有的。
就一般的消費市場而言，目前LED替代燈係被視為過於昂貴的。一個A-19、60W的替代LED燈通常值一個白熾燈泡或是小型的螢光燈的成本許多倍。該高成本是由於這些燈所用的複雜且昂貴的結構及構件所造成的。
本發明的實施例至少部分地解決以上問題的每一個。在本發明的某些實施例中，LED係設置在通常是一電路板的單一構件上，同時維持寬的發射模式。本發明的實施例係容許燈能夠對於光學及散熱器構件利用簡單的射出成型的塑膠部件來加以製造。再者，該設計係最小化在光學、散熱器及電子電路中的構件數目，藉此最小化成本。增高的光學效率及熱特性係結合起來以致能在LED構件數目、散熱器面積及電源供應器的尺寸上的減少。這些全部係產生一種具有較低成本以及較高效率之燈。再者，本發明的 實施例係致能實現用於75瓦及更高瓦數的替代燈的符合能源之星的燈。
根據本發明的實施例的一種以LED為基礎的燈100現在係參考圖2至5來加以敘述，圖2至5分別展示該燈的一立體圖；俯視及側視圖；一立體分解圖以及一橫截面視圖。該燈100係被配置以利用如同在北美可見的110V(r.m.s.)AC(60Hz)主要電源供應器來操作，並且欲使用作為一個具有1,100流明之最小的最初光輸出的75W的A-19白熾燈泡之一符合能源之星的替代物。
該燈100係包括一大致圓錐形的導熱的主體110。該主體110是一個實體的主體，其外表面大致類似一平截頭圓錐體；換言之，一個頂端或頂點係被一平行於基座的平面截頭的圓錐體(實質截頭錐的)。該主體110是由一種具有高導熱度(通常150Wm-1K-1，較佳的是200Wm-1K-1)的材料所做成，例如，鋁(250Wm-1K-1)、一種鋁的合金、一種鎂合金、一種負載有金屬的塑膠材料，例如一種像是環氧樹脂的聚合物。便利的是，當該主體110包括一金屬合金時，其可被壓鑄、或者是當其包括一負載有金屬的聚合物時，其可例如是藉由射出成型來加以模製。
複數個緯度的徑向延伸的散熱鰭片(脈)120係在該主體110的外部彎曲的表面周圍加以圓周地間隔開。由於該照明裝置係欲取代一習知的白熾A-19燈泡，因此該燈的尺寸係被選擇成確保該裝置將能夠裝入一習知的照明燈具。
一同軸圓柱形的凹處130係從一在該主體的基座中之 圓形的開口140延伸到該主體110中。位在每個鰭片120之間係設置有一大致圓形的通道(導管)150，該通道150係連接該凹處130至該主體的外部彎曲的表面。在該範例實施例中，該些通道150係位在該主體的基座附近。該些通道150是圓周地間隔開，並且每個通道係在一大致徑向方向且為遠離該主體的基座的方向(亦即，如同圖5中所示，在一大致向下延伸的方向)上延伸。如同將會進一步敘述的，該些通道150結合該凹處130係使得空氣能夠流過該主體，以增進該燈的冷卻。體現一凹處以促進固態燈的熱空氣流動及冷卻之燈的一個例子係被揭示在共同申請之2008年9月8日申請的名稱為"發光二極體(LED)照明裝置"的美國專利申請案序號12/206,347中，該申請案的整個內容係藉此被納入作為參考。
該主體可進一步包括一同軸圓柱形的凹處160，該凹處160係從該主體110之截頭的頂端延伸到該主體110中。用於操作該燈的整流器或其它驅動器電路165(參見圖5)可容納在該凹處160中。
該燈100進一步包括一E26連接器蓋(螺旋式燈頭)170，其係使得該燈能夠直接連接至一利用標準的電氣照明螺旋式燈座之主要電源供應器。將會體認到的是，根據所要的應用，其它的連接器蓋亦可被利用，例如，普遍用在英國、愛爾蘭、澳洲、紐西蘭以及大英國協的各個部分的雙接點的卡口電纜連接器(亦即B22d或BC)、或是一種如同用在歐洲的E27燈頭(螺旋式燈頭)。該連接器蓋170係被 安裝至該主體110之截頭的頂端，並且該主體係和該蓋電氣隔離。
複數個(在該描繪的例子中為十二個)固態發光器180係在一基板200上被安裝為一環狀的陣列，即如圖18中更詳細所示者。在某些實施例中，該基板200係包括一環狀的MCPCB(金屬基印刷電路板)。如同已知的，MCPCB係包括一分層式結構，其係由一通常是鋁的金屬核心基底、一熱傳導/電氣絕緣的介電層、以及一用於以一所要的電路配置來電連接電氣構件的銅電路層所構成。該MCPCB 200的金屬核心基底係藉助於一熱傳導化合物，例如包含一種含鈹氧化物或鋁氮化物之標準的散熱化合物的黏著劑而被安裝，以和該主體110的基座熱連通。該電路板200的尺寸被定為和該主體110的基座實質相同並且包含一對應於該圓形的開口140的中央孔洞210。
每個固態的發光器180可包括一個1W的鎵氮化物基藍光發光LED。該些LED 180係被配置成使得其主要的發射軸是和該燈的軸平行的。在其它實施例中，該些LED可被配置成使得其主要的發射軸是在一徑向方向上。一光反射的遮罩220係覆蓋該MCPCB，並且包含對應於每個LED以及該開口210的孔221(如同圖17中所示)。
該燈100進一步包括一從電路板200的平面突出的管道(導管)230。在目前的實施例中，該管道230是一導熱的大致截頭錐的中空構件，其係包含一軸向的穿通通道以及一在其基座的圓形的開口240。如同將會描述的，該管道 230可以作用為一散熱器以助於耗散由該些LED 180所產生的熱，並且作用為一光反射器以確保該燈具有全向的發射。在此說明書中，"管道"可被稱為"延伸的風道(flue)"或是"延伸的管道"，並且將會體認到的是此種參照可交換地被利用。如同圖13及圖14中更詳細所示，該通道可包含複數個在徑向方向上朝向該軸延伸進入且通過該通道的散熱鰭片250。該管道230可以由一種具有高導熱度的材料所做成，例如鋁、一種鋁的合金、一種鎂合金、一種負載有金屬的塑膠材料，例如一種像是環氧樹脂的聚合物。便利的是，當該管道230包括一金屬合金時，其可被壓鑄、或者是當其包括一負載有金屬的聚合物時，其可被模製。該管道230係在該管道230之截頭的頂端和該主體110的基座熱連通的情形下加以安裝。如同所指出的，該管道230可以利用螺絲緊固件255而附接至該基座。該軸向的穿通通道的尺寸係被配置以對應於該凹處130的直徑，使得當該管道230被安裝至該主體時(參見圖5)，該管道230係提供該凹處離開該主體的基座的一延伸。將會體認到的是，該管道230係被配置以提供在該開口240以及該凹處之間的流體連通。該燈可進一步包括一安裝在該管道230的外部彎曲的圓錐形的表面之上的光反射的圓錐形的套管260。該光反射的圓錐形的套管260可利用任何適當的材料來加以實施。在某些實施例中，該光反射的圓錐形的套管260係包括一種被貼到該管道230的外部表面之反射的薄片材料。在某些實施例中，其並非利用光反射的圓錐形的套管 260，而是該管道230的外表面可被處理以使得其為反射光的，例如是一粉末塗層或金屬化。
該燈100進一步包括一包含一或多種光致發光材料的透光的波長轉換構件270。該光致發光材料可以一體形成到該波長轉換構件270中、或是沉積到該波長轉換構件270的一表面之上。在某些實施例中，該光致發光材料係包括磷光體。僅為了說明之目的，以下所做的說明是參照被明確體現為磷光體材料的光致發光材料。然而，本發明係可應用於任意類型的光致發光材料，例如，不是磷光體材料、就是量子點。量子點是物質(例如半導體)的一部分，該物質的激子(exciton)係被侷限在所有三個空間維度中，其可藉由輻射能量而被激勵，以發出一特定波長或是波長範圍的光。因此，除非如此主張，否則本發明並不限於磷光體為基礎的波長轉換構件。該磷光體材料可包括無機或有機磷光體，例如，具有一般成分A3Si(O,D)5或是A2Si(O,D)4的矽酸鹽基磷光體，其中Si是矽，O是氧，A係包括鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎂(Mg)或鈣(Ca)，並且D係包括氯(Cl)、氟(F)、氮(N)或硫(S)。矽酸鹽基磷光體的例子係被揭示在美國專利US 7,575,697 B2"矽酸鹽基綠色磷光體"(被讓與給英特曼帝克司公司(Intematix Corp))、US 7,601,276 B2"雙相矽酸鹽基黃色磷光體"(被讓與給英特曼帝克司公司)、US 7,655,156 B2"矽酸鹽基橙色磷光體"(被讓與給英特曼帝克司公司)以及US 7,311,858 B2"矽酸鹽基黃綠色磷光體"(被讓與給英特曼帝克司公司)中。該磷光體亦可包括一種鋁酸鹽基材料， 例如在共同申請之專利申請案US2006/0158090 A1"新穎的鋁酸鹽基綠色磷光體"以及專利US 7,390,437 B2"鋁酸鹽基藍色磷光體"(被讓與給英特曼帝克司公司)中所教示者、一種如同在共同申請之申請案US2008/0111472 A1"矽酸鋁橙紅色磷光體"中所教示的矽酸鋁磷光體、或是一種氮化物基紅色磷光體材料，例如在共同申請之美國專利申請案US2009/0283721 A1"氮化物基紅色磷光體"以及US2010/074963 A1"在RGB(紅光-綠光-藍光)照明系統中之氮化物基紅光發光"中所教示者。將會體認到的是，該磷光體材料並不限於所述的例子，並且可包括任何磷光體材料，其包含氮化物及/或硫酸鹽磷光體材料、氮氧化物以及過硫酸磷光體、或是石榴石材料(YAG)。
如圖19及圖20中更詳細所示，該波長轉換構件270可包括一大致環形的殼體，其係由兩個部件270a及270b所構成。如同從圖19及20最清楚可見的，該波長轉換構件的形狀係包括一旋轉形成的表面，其係藉由繞著一軸旋轉一弧形的圖形(輪廓)而被產生，該軸是在該圖形的外部，而該軸係平行於圖形的面而且不交叉該圖形。將會體認到的是，該殼體的輪廓並不需要是一閉合的圖形，並且在圖19及20的實施例中，該輪廓係包括一螺線的一部分。用於該環形的殼體之輪廓的例子係包含但不限於：一阿基米德螺線的一部分、一雙曲螺線的一部分、或是一對數螺線的一部分。在其它實施例中，該輪廓可包括一圓圈的一部分、一橢圓的一部分、或是一拋物線的一部分。
因此，在此申請案的背景下，環形的(toroidal)係指一旋轉形成的表面，其係藉由繞著一軸旋轉一平面幾何圖形來加以產生的，該軸是在圖形的外部並且不限於封閉的圖形，例如其中該圖形是圓形的環面(torus)。
該波長轉換構件270可藉由射出成型來加以製造，並且是由聚碳酸酯或丙烯酸酯製成的。以兩個部件來製造此構件的一項益處是在於此係消除在模製的製程期間對於使用一可拆卸的成型器之需求。在本實施例中，該兩個部件270a及270b是相同的，此係容許有更高的製造效率，因為該波長轉換構件270係在不具有兩個不同類型的部件的複雜性下可輕易加以製造，亦即，可以在製造期間製成並利用一單一部件類型來組裝單一部件。在替代的實施例中，該波長轉換構件可包括單一構件。在某些實施例中，該光致發光的材料可以均勻被散佈在該構件270的整個體積，以作為該模製製程的部分。或者是，該光致發光的材料可在該構件的內表面或外表面上被設置為一層。
在其它實施例中，該波長轉換構件可包括一在該外部構件270的內部之內部構件270'，即如同藉由圖5中的虛線270'所指出者。在此種配置中，該環形的構件270可包括一種光擴散材料。該光擴散材料可為了美觀考量而被利用，並且改善該燈在"斷路狀態"的視覺外觀。磷光體為基礎的照明裝置之一常見的問題是該裝置在其斷路狀態的非白色外觀。在該LED裝置的導通狀態期間，該LED晶片或晶粒係產生藍光，並且該磷光體係吸收該藍光的某個百分比 並且再發射出黃光、或是綠光及紅光、綠光及黃光、綠光及橙光、或黃光及紅光的組合。由LED所產生且未被該磷光體吸收的藍光的部分結合由該磷光體所發射出的光係提供對於人眼而言在色彩上看似近乎白色的光。然而，對於在其斷路狀態的磷光體裝置而言，缺少原本將會由在導通狀態的LED所產生的藍光係使得該裝置具有淡黃色、黃橙色、或是橙色的外觀。正在尋找白色外觀的燈之此種燈的潛在消費者或買主可能會被在市場上的此種裝置的淡黃色、黃橙色、或是橙色外觀極度混淆，因為在商店架上的該裝置是在其斷路狀態。此對於潛在的買主而言可能是令人厭惡或是不希望有的，並且因此造成沒有銷售給目標消費者的損失。在目前的實施例中，若該內部構件270'被該外部構件270覆蓋，則該外部構件270的材料之適當的選擇可以改善該燈的斷路狀態外觀，例如藉由配置該外部構件270來包含一種光擴散材料，例如一透光黏合劑以及例如是二氧化鈦(TiO2)的光擴散材料的微粒的混合物。該光擴散材料也可以是其它材料，例如硫酸鋇(BaSO4)、氧化鎂(MgO)、二氧化矽(SiO2)或是鋁氧化物(Al2O3)。該光擴散材料在色彩上通常是白色的。以此種方式，在斷路狀態中，在該燈內的磷光體材料在色彩上看起來將會是白色，而不是在色彩上通常為黃綠色、黃色或橙色的磷光體材料的色彩。
一成形的波長轉換構件之一項益處可以是便於模製。該內部波長轉換構件270'可用任何適當的形狀來加以配 置。例如，如同圖5中所示，該內部波長轉換構件270'具有一截頭錐的形狀。或者是，如同圖21中所示，該內部波長轉換構件270'具有一圓柱形的形狀。
在操作中，該些LED 180係產生藍光的激勵光，其中一部分係激勵在該波長轉換構件270內的磷光體，該磷光體係響應以藉由一光致發光的過程來產生具有另一波長(色彩)的光，通常是黃色、黃/綠色、橙色、紅色或是該等色的組合。藍光LED產生的光的部分結合該磷光體產生的光係使得該燈成為一在色彩上為白色的發光產品400(圖6)。
將會體認到的是，本配置亦可被採用於利用非遠端的磷光體的燈，該燈係利用白光LED作為固態的發光器180。此種白光LED可利用和一通常是聚矽氧烷或環氧樹脂的透光液體黏合劑混合之粉末的磷光體材料來加以形成，並且其中該混合物係被直接施加至LED晶粒的發光表面，使得該LED晶粒係被磷光體材料所包封。
由於該磷光體材料不是在LED的遠端，因而此方法並不需要在該構件270內沉積或一體形成磷光體材料。而是，該構件270係包括一漫射器材料以漫射藉由該些固態的發光器180所產生的光。
該燈100從熱的角度來看的操作現在將會參考圖6來加以描述，圖6是該燈在一第一操作方位的橫截面圖，其中該連接器蓋被導向在一向上的方向，即如同例如將會是利用該燈在一從天花板懸吊之懸垂類型的燈具中的情形。在操作中，藉由該些LED 180所產生的熱係被引導到該導 熱的主體110的基座中，並且接著被引導穿過該主體而到該主體的外部表面以及該凹處130的內部表面，熱係接著在該些表面被輻射到周圍的空氣中。該被輻射的熱係藉由周圍的空氣來對流，並且加熱後的空氣係上升(亦即，在一朝向圖6中的連接器蓋的方向上)，以建立起空氣穿過該裝置的移動(流動)，即如同藉由實線箭頭300所指出者。在穩定狀態中，空氣係透過該管道230中之圓形的開口260，藉由相對較熱的空氣在該凹處130及管道230中上升而被吸引到該燈中，該空氣係吸收由該凹處130的壁以及從該些鰭片250輻射的熱，並且透過該凹處130上升而且透過該通道150來離開。此外，在該主體110的外表面上升並且在該些通道開口之上通過的暖空氣將會進一步吸引空氣通過該燈。該凹處130、通道150及管道230係一起以一種類似其中藉由"煙囪效應"，空氣係藉由熱氣體在該風道中的上升而被吸入以用於燃燒之煙囪(風道)的方式來運作。
配置該些通道150的壁以使得它們延伸在一大致向上的方向(亦即，相對於一平行於該主體的軸之線)係促進空氣藉由提高"煙囪效應"而通過該裝置的流動並且藉此增進該燈的冷卻。將會體認到的是，在此操作模式中，該圓形的開口240係作用為一空氣入口，並且該些通道150係作用為排氣口。
該主體110耗散熱的能力，亦即其散熱效能，將會依據該主體材料、主體幾何、以及整體表面傳熱係數而定。一般而言，一種強制對流的散熱器配置之散熱效能可以藉 由(i)增高該散熱器材料的導熱度、(ii)增加該散熱器的表面積、以及(iii)例如藉由增加在該散熱器的表面之上的空氣流動以增高整體區域傳熱係數來加以改善。在該燈100中，該凹處130係增加該主體的表面積，藉此使得更多的熱能夠從該主體輻射出。例如，在該敘述的實施例中，該凹處在形式上大致是圓柱形的，並且可以具有在20mm到30mm的範圍中的直徑以及在45mm到80mm的範圍中的高度，亦即該凹處具有在大約1,000mm2至3,800mm2的範圍中的表面積，此對於一具有大致對應於一白熾燈泡的尺寸(亦即，軸向的主體長度65至100mm以及主體直徑60至80mm)的裝置而言係代表在熱發射的表面積上高達約30%的增加。除了增加熱發射的表面積之外，該凹處130亦降低每個LED裝置的散熱效能的變化。將該些發光器配置在該凹處的開口周圍係縮短從每個裝置至該主體之最接近的熱發射表面的導熱路徑的長度，並且促進該些LED更均勻的冷卻。相對地，在一種不包含一中央凹處而且該些LED裝置被配置為一陣列的配置中，相較於位在該陣列邊緣的裝置所產生的熱之導熱路徑，位在該陣列中心的裝置所產生的熱將會具有一較長的導熱路徑到一熱發射表面，此係導致位在該陣列中心的LED之較低的散熱效能。在選擇該凹處的尺寸上，在最大化該主體之整體熱發射的表面積以及不實質減少該主體的熱質量之間的平衡需要被達成。
儘管該凹處係增加該主體之熱發射的表面積，但是當該裝置是在該面/開口(而不是該複數個通道150)被定向在 一向下的方向來加以操作時，該凹處可能會困住加熱後的空氣，並且在該凹處內引起熱的累積。該些通道150係容許加熱後的空氣從該凹處的逸出，並且在如此做之下，建立進入該凹處以及離開該通道的空氣流動，藉此增高該主體的傳熱係數。將會體認到的是，該些通道150係提供被動的強制熱對流的一種形式。因此，該凹處以及通道可以整體被視為包括一風道。再者，將會體認到的是該通道壁的傾斜角度可能會影響空氣流動的速率，並且因此影響傳熱係數。例如，若該凹處及通道的壁是實質垂直的，則"煙囪效應"是被最大化，因為空氣流動將會有最小的阻抗，但是將會有較低的熱傳遞至該移動的空氣。相反地，該凹處及/或通道的壁越傾斜，則它們對於空氣流動呈現越大的阻抗，並且更多的熱被傳遞至該移動的空氣。由於在許多應用中，將會需要該燈能夠運作在許多方位下，其包含那些其中主體的軸不是垂直的方位，因此該通道較佳的是延伸在一相對於一平行於該主體的軸的線為大約45°的方向上，使得不論該裝置的方位為何，空氣流動都將會發生。該凹處及通道的壁的傾斜的幾何、尺寸及角度較佳的是利用一計算流體力學(CFD)分析來加以選擇成最佳化該主體的冷卻。所思及的是，藉由適當的配置該些通道150，高達30%的散熱效能的增高是可能的。初步的計算係指出包含一凹處結合該些通道可以在散熱效能上產生15%到25%的增高。
參照圖7，該燈100的操作現在係針對於一第二操作方 位來加以敘述，其中該連接器蓋係被導引在一向下的方向，即如同將會是例如當利用該燈在一向上照明的燈具，例如桌台、書桌或地板立燈中的情形。在操作中，藉由該些LED 180所產生的熱係被引導到該導熱的主體110的基座中，並且接著被引導穿過該主體而到該主體的外部表面以及該凹處130的內部表面，熱係接著在該些表面被輻射到周圍的空氣中。在該凹處130內被輻射的熱係加熱在該凹處內的空氣，並且該加熱後的空氣係上升(亦即，在一離開圖7中的連接器蓋的方向上)，以建立通過該燈的空氣流動，即如同藉由實線箭頭300所指出者。在穩定狀態中，較冷的空氣係藉由相對較熱的空氣在該凹處130中上升而透過該些通道150被吸引到該燈的主體中，該空氣係吸收藉由該通道及凹處的壁輻射的熱，並且上升通過該凹處130及管道230而離開該圓形的開口240。在此操作模式中，該些通道150係作用為空氣入口，而該圓形的凹處開口係作用為一排氣口。
目前的設計之改良的熱處理的能力係允許該燈100具有較大的LED燈的功率輸出，同時仍然允許該散熱器設備的尺寸是足夠小到使得該散熱器配置將不會過度地阻擋從該燈的下方部分發出的光，例如，當從距離該燈100之一適當的距離(通常是該燈的孔(最大的直徑)的至少五倍，IES LM79-08)量測時，該燈100可以在相對該燈100之垂直的對稱軸為0度到135度內提供一均勻的光強度分布。在某些實施例中，該燈係被配置成使得至少5%的以流明計算的 總通量係被發射在該燈100的135°到180°的區域中。對於一A-19燈而言，此通常需要在相隔一段至少約七吋的距離處量測到一均勻的發射分布。此係表示即使根據目前的實施例所設計的較高功率的以LED為基礎的燈仍然可以提供該燈之適當的光強度分布，足以符合各種的燈標準之形狀因數及效能要求。
根據本發明的另一實施例的一種以LED為基礎的燈100現在係參考圖8至12來加以敘述，並且被配置為一個具有1,100流明之最小的最初光輸出的75W的A-19白熾燈泡之一符合能源之星的替代物。在此實施例以及先前所述的實施例之間的主要差異係有關於導熱的主體110的配置。該主體110是一實體的主體，其外表面大致包含複數個緯度的徑向延伸的散熱鰭片120，該些鰭片120係圓周地間隔在該主體110的外部彎曲的表面之周圍，並且形成一大致突出的彎曲的形狀。如同前述，該主體110是由一種具有高導熱度(通常150Wm-1K-1，較佳的是200Wm-1K-1)的材料所做成，例如，鋁(250Wm-1K-1)、一種鋁的合金、一種鎂合金、一種負載有金屬的塑膠材料，例如一種像是環氧樹脂的聚合物。當該主體110包括一金屬合金時，其可被壓鑄、或者是當其包括一負載有金屬的聚合物時，其可被模製。一同軸圓柱形的凹處130係從該主體的基座中之一圓形的開口140延伸到該主體110中。
相對於在先前的實施例中之連接該凹處130至該主體的外部彎曲的表面之大致圓形的通道(導管)150，圖8-12的 實施例係在該凹處130以及該主體的外部彎曲的表面之間包含一垂直的開口(槽)152。該些垂直的開口152係位在該主體的基座附近，但是形成一細長的矩形開口，其具有一寬度為對應於在兩個散熱鰭片120之間的距離。該些垂直的開口152的垂直長度係對應於該凹處130的高度。該些垂直的開口152係圓周地間隔在該些散熱鰭片120中的一些或是全部的鰭片之間。
該複數個緯度的徑向延伸的散熱鰭片120係圓周地間隔在該主體110的外部彎曲的表面的周圍，其係一大致突出的彎曲的形狀，其係從該主體向外延伸，而在該垂直的開口152的位置處是其離開主體110的中心之最大距離。
圖21是對於圖8至10的燈所量測到的光強度(每單元立體角的光通量)角度分布之極座標圖，圖8至10的燈是一種具有一包括一環形的殼體之光致發光的波長轉換構件之燈。測試資料係確認根據本發明的實施例的燈具有一發射的光強度分布，其中在0°到+/-135°的發射角度的發射強度上的變化是小於18%。再者，根據本發明的實施例的燈係在135°到180°的區域內發射大於10%的總通量。
在操作中，藉由該些LED 180所產生的熱係被引導到該導熱的主體110的基座中，並且接著被引導穿過該主體而到該主體的外部表面以及該凹處130的內部表面，熱係接著在該些表面被輻射到周圍的空氣中。該被輻射的熱係藉由周圍的空氣來對流，並且加熱後的空氣係上升，以建立起空氣穿過該裝置的移動(流動)。在穩定狀態中，空氣係 藉由相對較熱的空氣在該凹處130及管道230中上升而被吸引到該燈中，該空氣係吸收由該凹處130的壁以及從該些鰭片250輻射的熱，並且透過該凹處130上升而且透過該垂直的開口152來離開。此外，在該主體110的外表面上升並且在該些通道開口之上通過的暖空氣將會進一步吸引空氣通過該燈。該凹處130、垂直的開口152及管道230係一起以一種類似其中藉由"煙囪效應"，空氣係藉由熱氣體在該風道中的上升而被吸入以用於燃燒的煙囪(風道)的方式來運作。
配置該垂直的開口152成為一細長的矩形形狀係容許非常大的開口存在於該凹處130以及該主體110的外部之間。這些藉由該垂直的開口152所形成之大的開口係促進較大的氣流及空氣交換來通過該燈100，使得由該管道230、主體110以及散熱鰭片120所收集的熱可以更快速地耗散。如先前所論述的，該主體110耗散熱的能力，亦即其散熱效能，將會依據該主體材料、主體幾何、以及整體表面傳熱係數而定。一般而言，一種強制對流的散熱器配置之散熱效能可以藉由(i)增高該散熱器材料的導熱度、(ii)增加該散熱器的表面積、以及(iii)例如藉由增加在該散熱器的表面之上的空氣流動以增高整體區域傳熱係數來加以改善。在目前的實施例中，散熱器的表面積係藉由以一種彎曲的配置而向外地延伸該些散熱鰭片來加以增大。此外，該整體區域傳熱係數係藉由增加在該散熱器的表面之上的空氣流動來加以增大，例如是藉由對該垂直的開口152利 用一細長的矩形形狀以增加在該內部凹處130以及該主體110的外部之間的開口尺寸，此係促成在該散熱器的表面之上增大的空氣流動。
圖23及24係描繪其中該波長轉換構件係形成為一在該外部構件270的內部之內部構件270'的一種配置。如上相關圖5所論述，此種配置可被採用以利用一種光擴散材料來配置該外部構件270，以例如是為了美觀考量以及改善該燈在"斷路狀態"的視覺外觀。該外部構件270的材料之適當的選擇可以改善該燈的斷路狀態的白色外觀，例如是藉由將該外部構件270配置成包含一種光擴散材料，例如一透光黏合劑以及例如是二氧化鈦(TiO2)的白色光擴散材料的微粒的混合物。該光擴散材料亦可以是其它材料，例如，硫酸鋇(BaSO4)、氧化鎂(MgO)、二氧化矽(SiO2)或鋁氧化物(Al2O3)。以此種方式，在斷路狀態中，在該燈內的磷光體材料在色彩上看起來將會是白色，而不是在色彩上通常為黃綠色、黃色或橙色的磷光體材料的色彩。該內部波長轉換構件270'可以用任何適當的形狀來加以配置。例如，該內部波長轉換構件270'可具有一截頭錐的形狀、或是如同在圖22中所示，該內部波長轉換構件270'可被配置以具有一大致圓柱形的形狀。
因此，以上的實施例係容許一種以LED為基礎的燈能夠管理該燈的熱特徵，使得該燈符合所需的尺寸及形狀因數規格，以符合標準尺寸的照明燈具(例如，用於A-19燈的ANSI規格)，同時仍然能夠達成根據各種的照明規格之全部 所需的光效能期待(例如，用於固態燈的能源之星規格)。此係被描繪在圖25a及25b中，其中圖25a係展示符合A-19燈外殼的尺寸要求，並且圖25b係展示圖8-10的燈實施例的形狀以及相對的尺寸。可以從這些圖的比較看出，圖8-10的燈實施例可以輕易地符合該A-19燈的規格之尺寸要求。儘管符合該A-19燈的規格之尺寸要求，圖8-10的燈實施例仍然可提供高水準的照明效能，這是因為如上所述之目前的燈實施例之先進的熱管理配置所促成的。
圖9亦指出該燈100的各種部件在軸向的方向上的尺寸，其係包含：該燈的整體長度L、該燈的發光部分的長度Llight、該凹處的長度Lcavity、該驅動器電路的長度Lcircuit、以及該連接器基座的長度Lconnector。對於E26連接器蓋(螺旋式燈頭)而言，Lconnector通常大約是25mm。表2係表列用於75W、100W及150W之等效的A-19燈之L、Llight、Lcavity以及Lcircuit的範例的值。根據本發明的實施例，一種固態燈係包括一發光部分以及一基座部分，該基座部分係容置一電源供應器(驅動電路)並且形成一基座散熱器，其係容許空氣流過在該基座散熱器中的一基座散熱器管道。在某些實施例中，該基座部分可包含該連接器並且具有一長度Lbase=L-Llight，而在其它實施例中，該基座部分可排除該連接器，而在該些實施例中，Lbase=L-(Llight+Lconnector)。如同可以從表2看出，該容置該驅動電路的基座部分是具有長度Lbase，Lbase是該燈的整體長度L的大約50%到80%之間，而該發光部分係具有一長度是介於該整體長度的大約18% 到48%之間。就驅動電路而論，該燈包含該驅動電路的比例(Lcircuit/L)是介於該燈的整體長度的大約17%到60%之間。該驅動電路的尺寸係依據該些LED是AC或DC可操作的而定。在AC可操作的LED(亦即，LED被配置以直接從一AC電源來加以操作)的情形中，該驅動器電路可以是更加小型的，因為此種電路並不需要使用例如是電容器及/或電感器的構件。相對地，在LED是DC可操作的情形中，該驅動器電路(用於一可調光的電源供應器)目前通常是大約65mm。
圖26a-26h係描繪組裝圖8-10的燈之一組裝順序。該組裝過程係假設用於該燈100的驅動電子電路已經安裝到該燈100內的凹處160中，其中用於該些LED 180的佈線係從該凹處160透過該佈線路徑257(如同圖9中所示)而延伸至該電路板165。圖26a係展示該燈100在組裝前的構件。如同圖26b中所示，該電路板200係被設置在其位於 該主體110的頂端開口之正確的位置。接著，如同圖26c中所示，該遮罩220係被設置在該電路板200之上，其中在該遮罩200上的孔221係正確地和該電路板200上的LED 180對準。
圖26d-26e係展示取得該波長轉換構件270的兩個個別的部件270a及270b，並且組裝該兩個部件270a及270b成為一連續的環形形狀的順序。如圖26f-26g中所示，該管道230係被插入該反射的套管260中，並且該管道230以及該反射的套管260的組合係被插入在該環形的波長轉換構件270的內部。如同圖26h中所示，接著該電路板200、遮罩220、環形的波長轉換構件270、管道230、反射的套管260的整個組件係接著利用兩個螺絲255插入螺絲孔256來附接至該主體110。
此順序係描繪利用本實施例可達成的製造效率。只藉由使用兩個螺絲255，整個燈100可以非常穩固地組裝。此係允許該燈100能夠非常快速地製造，此係提供就人工成本而論的節省。此外，此組裝過程以及部件的配置係以一種非常簡單的方式來提供一穩固的組裝，此係容許有較少製造錯誤的可能性。再者，此方法係導致降低的材料成本，因為只需要兩個螺絲255用於組裝，此係消除需要較昂貴的裝置或是額外的部件來固定該組裝之成本。
圖27a-27j係描繪替代的A-19燈設計的其它例子。每個設計的總熱發射的表面積分別是：34.5吋2、35.4吋2、41吋2、43吋2、55.5吋2、39.9吋2、48.4吋2、54.4吋2、 55.8吋2以及56吋2。
將會體認到的是，本發明的實施例並非被限制到在此所描繪及敘述的實施例。例如，體現本發明的原理可被應用至其它全向的燈類型，其包含如同界定在ANSI C79.1-2002中的BT、P(花俏圓形)、PS(梨形)、S及T型燈。
10‧‧‧以LED為基礎的燈(燈泡)
12‧‧‧導熱的主體
14‧‧‧散熱鰭片
16‧‧‧連接器蓋(螺旋式燈頭)
18‧‧‧LED
20‧‧‧波長轉換構件
22‧‧‧透光外殼
100‧‧‧以LED為基礎的燈
110‧‧‧導熱的主體
120‧‧‧散熱鰭片
130‧‧‧凹處
140‧‧‧開口
150‧‧‧通道(導管)
152‧‧‧垂直的開口(槽)
153‧‧‧開口
160‧‧‧凹處
165‧‧‧整流器(驅動器電路)
170‧‧‧連接器蓋(螺旋式燈頭)
180‧‧‧固態發光器(LED)
200‧‧‧基板
210‧‧‧中央孔洞
220‧‧‧光反射的遮罩
221‧‧‧孔
230‧‧‧管道(導管)
240‧‧‧開口(穿通通道)
250‧‧‧散熱鰭片
255‧‧‧螺絲緊固件
256‧‧‧螺絲孔
257‧‧‧佈線路徑
260‧‧‧套管
270‧‧‧波長轉換構件
270'‧‧‧內部構件
270a、270b‧‧‧部件
300‧‧‧空氣流動
400‧‧‧發光產品
L‧‧‧燈的整體長度
Lbase‧‧‧基座部分的長度
Lcavity‧‧‧凹處的長度
Lcircuit‧‧‧驅動器電路的長度
Lconnector‧‧‧連接器基座的長度
Llight‧‧‧燈的發光部分的長度
為了更加瞭解本發明，根據本發明的實施例的一種以LED為基礎的燈(燈泡)現在將會僅藉由舉例，參考所附的圖式來加以描述，其中：圖1係展示一如先前所述之已知的以LED為基礎的燈的立體及橫截面視圖；圖2是根據本發明的一實施例的一種以LED為基礎的燈之立體圖；圖3是圖2的以LED為基礎的燈之俯視及側視圖；圖4是圖2的以LED為基礎的燈之立體分解圖；圖5是圖2的以LED為基礎的燈之橫截面視圖；圖6是圖2的以LED為基礎的燈之橫截面視圖，其係指出該燈在一第一方位的操作期間的空氣流動；圖7是圖2的以LED為基礎的燈之橫截面視圖，其係指出該燈在一第二方位的操作期間的空氣流動；圖8-10係描繪另一種以LED為基礎的燈；圖11-12係描繪圖8-10的另一種以LED為基礎的燈的主體； 圖13-15係描繪一管道的一實施例；圖16係描繪一用於圖13-15的管道的光反射的覆蓋；圖17係描繪一用於圖18的基板的反射的遮罩；圖18係描繪一用於LED的基板；圖19-20係描繪一外部波長轉換或擴散構件；圖21是對於圖8至10的燈所量測到的光強度(每單元立體角的光通量)角度分布之極座標圖；圖22係描繪一內部圓柱形的波長轉換構件；圖23-24係描繪另一種以LED為基礎的燈；圖25a及25b係為了比較而一起展示A-19燈的ANSI形狀因數及尺寸以及圖8-10的以LED為基礎的燈；圖26a-26h係描繪圖8-10的以LED為基礎的燈的組裝；以及圖27a-27j是根據本發明的實施例的以LED為基礎的燈之側視圖。
100‧‧‧以LED為基礎的燈
110‧‧‧導熱的主體
120‧‧‧散熱鰭片
150‧‧‧通道(導管)
170‧‧‧連接器蓋(螺旋式燈頭)
180‧‧‧固態發光器(LED)
230‧‧‧管道(導管)
240‧‧‧開口(穿通通道)
250‧‧‧散熱鰭片
270‧‧‧波長轉換構件

Claims (23)

  1. 一種燈，其包括：至少一固態發光裝置；一導熱的主體；至少一管道；以及一在該至少一固態發光裝置的遠端之光致發光的波長轉換構件，其中該至少一管道係延伸穿過該光致發光的波長轉換構件。
  2. 如申請專利範圍第1項之燈，其中該構件結合該管道以及該主體的一表面係界定一封入該至少一發光裝置的體積。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之燈，其中該構件係包括一實質環形的殼體。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之燈，其中該構件係包括一圓柱形的殼體。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之燈，其中該導熱的主體進一步包括一凹處，並且其中該凹處以及該至少一管道係界定一用於熱氣流穿過該導熱的主體的路徑。
  6. 如申請專利範圍第5項之燈，其中該凹處係包括複數個開口。
  7. 如申請專利範圍第6項之燈，其中該複數個開口中的至少一個係被設置在該主體的一側表面上。
  8. 如申請專利範圍第6項之燈，其中該些開口中的至少一個係包括一細長的開口。
  9. 如申請專利範圍第6項之燈，其進一步包括在該導熱的主體上之圓周地間隔的散熱鰭片，並且其中該複數個開口中的至少一個係位在該些散熱鰭片之間。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之燈，其中該管道以及該主體係包括分開的構件。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之燈，其進一步包括一設置在該管道與構件之間的光反射表面。
  12. 如申請專利範圍第11項之燈，其中該光反射表面係包括該管道的一外表面的至少一部分。
  13. 如申請專利範圍第11項之燈，其中該光反射表面係利用一光反射的套管來加以形成，該光反射的套管係相鄰該管道而被設置。
  14. 如申請專利範圍第11項之燈，其中該光反射表面係包括一實質圓錐形的表面。
  15. 如申請專利範圍第1或2項之燈，其進一步包括一光擴散構件。
  16. 如申請專利範圍第15項之燈，其中該光擴散構件係包括一實質環形的殼體。
  17. 一種光致發光構件，其係包括一界定一外部表面的透光壁，該構件係具有至少兩個開口以及至少一響應於激勵光以產生光的光致發光材料，其中在操作中，該構件係在至少±135°的角度範圍上發光，其中在發射的光強度上的一變化係小於約20%。
  18. 如申請專利範圍第17項之構件，其中該構件係進一 步被配置以在操作中，在±135°到±180°的角度範圍上發射至少5%的總光通量。
  19. 如申請專利範圍第17或18項之構件，其中該構件係包括一實質環形的殼體。
  20. 如申請專利範圍第19項之構件，其中該實質環形的殼體係包括兩個相同的部件。
  21. 如申請專利範圍第17或18項之光致發光構件，其中該構件係包括一圓柱形的殼體。
  22. 如申請專利範圍第17或18項之光致發光構件，其進一步包括一在該構件上的光擴散層。
  23. 如申請專利範圍第17或18項之構件，其中該構件係包括：一界定一內部體積的連續的外部壁；一藉由該連續的外部壁所界定的第一開口；一藉由該連續的外部壁所界定的第二開口，其中該第二開口係在該第一開口相對的末端處；以及其中該第一及第二開口係小於橫跨該連續的外部壁之最大的長度。
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