專利名稱：Led光引擎及其制造方法
技術領域：
本發明涉及發光二極管(LED)光引擎和制造該光引擎的方法。
背景技術：
在發射不同于由LED發射的顏色的顏色的光的LED光引擎的傳統制造方法中，熒光物質用來轉換從LED發射的光，以產生期望的發射顏色。根據由LED發射的波長和要由光引擎發射的光的整體顏色來選擇熒光物質。例如，在發射白光的LED光引擎中，藍光LED被嵌入或用由高折射系數的透明聚合物，諸如硅酮制成的透鏡或外殼(LED鏡片)覆蓋。將藍光轉換成黃光的熒光物質(例如， YAG =Ce熒光物質)可與聚合物混合，以提供測容積的藍光轉換。由熒光物質發射的黃光與來自LED的剩余未被覆蓋的藍光結合，以由LED光引擎產生整體白光發射。通過熒光物質的一部分光在從一個波長范圍轉換成另一波長范圍時，經歷斯托克司頻移。因此，基于熒光物質的LED由于斯托克司頻移造成的熱損失，具有比常規LED更低的效率。而且，熒光物質與LED管芯的接近度由于管芯和斯托克司頻移產生的熱產生流明降低的封裝。不過，熒光物質方法是用來制造白光LED的通用技術。因此，LED光引擎，尤其是產生白光的那些LED光引擎要求周密的熱設計。
發明內容
本發明的目的是通過提供一種新的LED光引擎和制造該LED光引擎的方法，改善 LED光引擎的熱設計，并提高制造靈活性，在LED光引擎中，LED基本模組用柔性鞘套覆蓋， 柔性鞘套以將LED基本模組的光轉換成不同顏色的光的熒光物質或熒光物質的混合物浸漬。本發明進一步的目的是要提供一種新的LED光引擎和制造該光引擎的方法，其中固體透明穹罩安裝在一個或多個LED管芯上，從而形成基本模組，柔性硅酮鞘套被制成具有嵌入其中的熒光物質，所述熒光物質將第一波長范圍的光轉換成第二波長范圍的光，并且鞘套被附連到基本模組，使得鞘套符合穹罩的發光表面。鞘套在LED正在發射第一波長范圍的光時發射第二波長范圍的光。可以形成另外的鞘套，每一個具有不同熒光物質或熒光物質混合物，且根據要由光引擎產生的光的顏色，可以從鞘套中選擇一個鞘套覆蓋基本模組。在考慮下面的圖示和優選實施例的描述之后，本發明技術領域的技術人員會明白本發明的這些目的、優點以及其它的目的和優點。
圖1是本發明一個實施例的LED基本模組的圖示。圖2是本發明的橫截面圖示。
具體實施例方式現在參照圖1和圖2，本發明的一個實施例是LED光引擎10及其制造方法。光引擎包括基本上透明的固體穹罩12，它安裝在一個或多個LED管芯14上，從而形成基本模組 16。LED管芯14通過穹罩的發光表面(例如，穹罩的弧形外表面)發射第一波長范圍A的光。 柔性鞘套18制造成具有嵌入其中的熒光物質20，熒光物質20將第一波長范圍A的光轉換成與第一波長范圍不同的第二波長范圍B的光。在單獨制造基本模組16和鞘套18之后， 鞘套被附連到基本模組16，使得鞘套18符合穹罩12的發光表面的形狀。鞘套在LED管芯發射第一波長范圍的光的時候發射第二波長范圍的光。穹罩12優選是固體硅酮材料。優選地，穹罩上沒有任何物體(諸如熒光物質)會影響穹罩的熱量收支。穹罩可以被模制在LED管芯上，使得LED管芯14被安裝在穹罩的底上。可替代地，LED管芯可被安裝在襯底上，穹罩安裝在襯底上。在任一情況下，基本模組 16包括穹罩和可操作地連接的LED管芯，使得第一波長范圍的光從穹罩的發光表面發射。穹罩12的尺寸取決于具體應用和安裝有穹罩的LED管芯的數量，例如，直徑可以是幾厘米。理想地，穹罩12具有一個或幾個標準尺寸，這樣可制造或放置多個基本模組16 (其上沒有鞘套)，從而便于制造不同發射顏色的光引擎。鞘套18可以是硅酮，理想情況是柔性有彈力的(更像充氣氣球)，使鞘套可以拉伸， 一致地適配到穹罩12的發光表面上。鞘套可以很薄，例如大約1mm。鞘套還可以用粘合劑 22附連到穹罩。可替代地，鞘套可以卡合到穹罩上(例如，用位于穹罩底部下方的鞘套的彈性形變的狹窄頸部M)，使得鞘套可以被移去，更換帶不同熒光物質的鞘套。在這種情況下， 鞘套可以是聚碳酸鹽，聚丙烯或其它具有高折射系數的純塑料。鞘套18可以通過將熒光物質20混合到硅酮材料中來制造，其中熒光物質的量是基于鞘套的厚度決定的，硅酮材料混合體可傾倒到模具中。可替代地，鞘套18可以通過將熒光物質20混合到塑料材料中制成，其中熒光物質的量是基于鞘套的厚度決定的，且塑料材料混合體可被擠出，以便形成鞘套。當使用藍光LED時，熒光物質20可以是用于冷白光發射B的YAG: Ce熒光物質，且可以可選地包括用于期望光特征的額外的熒光物質，諸如包含用于增加顏色溫暖感的發射紅光的熒光物質的混合物。根據從LED鏡片發射的第一波長范圍A的光的顏色和決定第二波長范圍B的期望的具體顏色，可以使用其它適當的熒光物質。本發明相比現有技術中將熒光物質設置在鄰近LED管芯的LED鏡片中的LED模組具有一些優點。例如，在本發明中，鞘套通過固體穹罩與LED管芯分開，因此鞘套中的熒光物質較不易于受到由LED的熱量引起的照明降低的影響。而且，由于鞘套的表面區域相對較大，斯托克司頻移產生的熱分布在大區域中，因此改善了光引擎的熱量收支。此外，鞘套可以與基本模組分別產生，其中鞘套和基本模組以標準形狀和尺寸制造、放置。之后，根據期望的發射顏色和應用，適當的鞘套可被附連到適當的基本模組，從而改善制造工藝的靈活性。而且，標準部件的使用改善了庫存管理。盡管已經在前面的說明書和附圖中描述了本發明的實施例，但應理解在根據說明書和附圖閱讀本發明時，本發明由所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種制造發光二極管LED光引擎的方法，包括以下步驟將基本透明的固體穹罩安裝在一個或多個LED管芯上，以形成基本模組，所述一個或多個LED管芯適于通過所述穹罩的發光表面發射第一波長范圍的光；制造第一柔性鞘套，其具有嵌入其中的熒光物質或熒光物質混合物，所述熒光物質或熒光物質混合物將所述第一波長范圍的光轉換成與所述第一波長范圍不同的第二波長范圍的光；和在制造所述第一鞘套之后，將所述第一鞘套附連到所述基本模組，使得所述第一鞘套符合所述穹罩的發光表面的形狀，其中當所述一個或多個LED管芯正在發射所述第一波長范圍的光時，從所述第一鞘套中發射所述第二波長范圍的光。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一波長范圍是藍光，所述熒光物質包括 YAG Ce，從而使得所述第二波長范圍為黃光。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述穹罩由硅酮組成。
4.根據權利要求1所述的方法，其中制造所述第一鞘套的步驟包括將所述熒光物質混合到硅酮材料中，所述熒光物質的量與所述第一鞘套的厚度有關。
5.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟形成多個所述基本模組；制造第二柔性鞘套，所述第二柔性鞘套具有嵌入其中的第二熒光物質或第二熒光物質混合物， 所述第二熒光物質或第二熒光物質混合物將所述第一波長范圍的光轉換到與所述第一和第二波長范圍不同的另一波長范圍；并根據由相應光引擎發射的光的顏色，從所述第一鞘套和所述第二鞘套中選擇一個鞘套附連到所述多個基本模組中的每一個。
6.根據權利要求5所述的方法，在選擇步驟之前，進一步包括以下步驟可取回地放置所述多個基本模組和多個所述第一鞘套和所述第二鞘套中的每一個。
7.一種發光二極管LED光引擎，包括基本透明的固體穹罩，其安裝在一個或多個LED管芯上，以形成基本模組，所述一個或多個LED管芯適于通過所述穹罩的發光表面發射第一波長范圍的光；和第一柔性鞘套，其具有嵌入其中的熒光物質或熒光物質混合物，所述熒光物質或熒光物質混合物將所述第一波長范圍的光轉換成與所述第一波長范圍不同的第二波長范圍的光，所述鞘套被附連到所述基本模組，使得所述鞘套符合所述穹罩的發光表面的形狀，其中當所述一個或多個LED管芯正在發射所述第一波長范圍的光時，從所述鞘套發射所述第二波長范圍的光。
8.根據權利要求7所述的光引擎，其中所述第一波長范圍是藍光，所述熒光物質包括 YAG Ce，使所述第二波長范圍是黃光。
9.根據權利要求7所述的光引擎，其中所述穹罩由硅酮組成。
10.根據權利要求7所述的光引擎，其中所述鞘套包括硅酮。
11.根據權利要求7所述的光引擎，進一步包括將所述鞘套保持在所述穹罩的發光表面上的粘合劑。
12.根據權利要求7所述的光引擎，其中所述鞘套具有比所述穹罩的直徑小的有彈力的柔性頸部，并且其中所述頸部鄰近所述穹罩的一個表面，這一表面與所述鞘套的主體符合的所述發光表面相對。
13.根據權利要求12所述的光引擎，其中所述鞘套包括聚碳酸鹽或聚丙烯塑料。
全文摘要
一種發光二極管(LED)光引擎，包括安裝在一個或多個LED管芯上形成基本模組的固體透明穹罩；第一柔性鞘套，其具有嵌入其中的將第一波長范圍的光轉換成第二波長范圍的光的熒光物質，鞘套附連到基本模組，使得鞘套符合穹罩的發光表面。鞘套在LED正在發射第一波長范圍的光時發射第二波長范圍的光。可以形成另外的鞘套，每一個具有不同熒光物質或熒光物質混合物，根據要由光引擎產生的光的顏色，可以從鞘套中選擇一個鞘套覆蓋基本模組。
文檔編號F21V9/10GK102422082SQ201080020223
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月28日 優先權日2009年5月8日
發明者加爾貝斯 M., 安克 M. 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司