專利名稱：包括細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備及組裝其的方法
包括細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備及組裝其的方
法本發(fā)明的背景
本發(fā)明涉及發(fā)光設(shè)備及組裝和操作該發(fā)光設(shè)備的方法，并且更具體地，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備及組裝和操作其的方法。諸如發(fā)光二極管和激光二極管的半導(dǎo)體發(fā)光裝置(“LED”)是廣泛公知的固態(tài)發(fā)光元件，其能夠在電壓施加于其上之后產(chǎn)生光。發(fā)光裝置通常包括p-n結(jié)、用于裝置的ρ型區(qū)域的陽(yáng)極歐姆觸點(diǎn)、以及用于裝置的η型區(qū)域的陰極歐姆觸點(diǎn)。該裝置可以形成在基底上， 如藍(lán)寶石、硅、碳化硅、砷化鎵、氮化鎵等的基底，或者裝置可以不包括基底。半導(dǎo)體P-n結(jié)可以例如由基于碳化硅、氮化鎵、磷化鎵、氮化鋁和/或砷化鎵的材料和/或基于有機(jī)半導(dǎo)體的材料制造。半導(dǎo)體LED可以使用在發(fā)光/照明應(yīng)用中，例如用作常規(guī)的白熾和/或熒光發(fā)光的替代。因此，通常理想的是提供這樣一種光源其產(chǎn)生具有相對(duì)較高顯色指數(shù)(color rendering index，CRI)的白色光，使得被光照射的物體可以顯得更自然。光源的顯色指數(shù)是光源產(chǎn)生的光精確照亮大范圍的顏色的能力的客觀度量。顯色指數(shù)的范圍為從對(duì)單色光源的基本為零到對(duì)白熾光源的幾乎為100。另外，特定光源的色度可以稱為光源的“色點(diǎn)”。對(duì)于白色光源，色度可以稱為光源的“白點(diǎn)”。白色光源的白點(diǎn)可以沿著對(duì)應(yīng)于加熱到給定溫度的黑體輻射器發(fā)射的光的顏色的色度點(diǎn)的軌跡下落。因此，白點(diǎn)可以由光源的相關(guān)的色溫(correlated color temperatUre，CCT)識(shí)別，該色溫是加熱的黑體輻射器與白色光源的顏色或色彩相匹配時(shí)的溫度。白色光源一般具有在大約4000和8000K之間的CCT。具有為4000的CCT的白色光具有淡黃色。具有為8000K的CCT的白色光在顏色上更顯藍(lán)，并且可以稱為“冷白”?！芭住笨梢杂脕?lái)描繪具有大約2600K和3500K之間的CCT的白色光，其在顏色上更顯紅。為了產(chǎn)生白色光，可以使用具有不同光色的多個(gè)發(fā)光LED。LED發(fā)射的光可以被結(jié)合以產(chǎn)生期望強(qiáng)度和/或顏色的白色光。例如，當(dāng)紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光LED被同時(shí)激勵(lì)時(shí)， 產(chǎn)生的組合光可以表現(xiàn)為白色，或者近乎白色，這取決于組成的紅色、綠色和藍(lán)色光源的相對(duì)強(qiáng)度。然而，在包括紅色、綠色和藍(lán)色LED的LED燈中，所組成的LED的光譜功率分布可以相對(duì)較窄(例如，大約10-30 nm全寬半高(FWHM))。盡管有可能利用這種燈實(shí)現(xiàn)相當(dāng)高的發(fā)光效能(luminous efficacy)和/或顯色，但是可能存在難以獲得高效率的波長(zhǎng)范圍(例如，大約550 nm)。可替代地，通過(guò)利用如熒光粉顆粒等波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料包圍LED可以將來(lái)自單色LED 的光轉(zhuǎn)換為白色光。這里，術(shù)語(yǔ)“波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料”被用來(lái)指代任何吸收一個(gè)波長(zhǎng)的光并重新發(fā)射不同波長(zhǎng)的光的材料，而不管吸收與重新發(fā)射之間的延遲如何以及所涉及的波長(zhǎng)如何。因此，在此術(shù)語(yǔ)“波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料”可以被用來(lái)表示在有時(shí)稱為熒光和/或磷光并通常稱為“熒光粉”的材料。通常，熒光粉吸收具有較短波長(zhǎng)的光并重新發(fā)射具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。 因此，由LED以第一波長(zhǎng)發(fā)射的光的一部分或全部可以被熒光粉顆粒吸收，熒光粉顆?？梢皂憫?yīng)性地以第二波長(zhǎng)發(fā)射光。例如，藍(lán)色發(fā)光LED可以被黃色熒光粉如摻鈰的釔鋁柘榴石(YAG)包圍。產(chǎn)生的光——為藍(lán)色光和黃色光的組合——對(duì)觀察者可表現(xiàn)為白色。因此，已經(jīng)努力將半導(dǎo)體發(fā)光裝置與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料集成起來(lái)以提供半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以涂覆在LED自身上，可以設(shè)置在半導(dǎo)體LED與LED的圓頂(也稱為外殼或透鏡)之間的微量材料中，和/或可以通過(guò)將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料設(shè)置在LED的圓頂?shù)膬?nèi)側(cè)、 外側(cè)和/或內(nèi)部而與半導(dǎo)體LED遠(yuǎn)離地設(shè)置和/或設(shè)置在遠(yuǎn)離LED的另一表面上/內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備包括細(xì)長(zhǎng)的中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，該中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管包括具有均勻地或非均勻地分散在其中的諸如熒光粉的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁。管不需要是圓柱形的。半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光，從而照射在細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁以及分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料上。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向使得所發(fā)射的光的至少20%以斜角撞擊細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向使得所發(fā)射光的至少大約90%以斜角撞擊細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置被限制為以蘭伯頓(Lambertian)圖案繞發(fā)射軸發(fā)射光。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置構(gòu)造成以非蘭伯頓圖案(例如，聚焦圖案)發(fā)射光。本發(fā)明的各種其他實(shí)施例能夠提供相對(duì)于半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，以便向被半導(dǎo)體發(fā)光裝置發(fā)射的且未撞擊嵌入在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的光提供穿過(guò)細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁的較長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度，而不增加通過(guò)撞擊嵌入在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料而被轉(zhuǎn)換的光的路徑長(zhǎng)度。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置是具有大約1 mm2的面積的藍(lán)色光發(fā)射二極管(blue light emitting diode)，并且設(shè)備在大約4700K的色溫處每瓦產(chǎn)生大約160流明。在其他實(shí)施例中，設(shè)備在大約5500K的色溫處每瓦產(chǎn)生大約150流明。根據(jù)多種實(shí)施例，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管自身可以具有多種構(gòu)造。在一些實(shí)施例中， 細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管包括內(nèi)表面和外表面，并且在所述內(nèi)表面和/或外表面上設(shè)有支撐層。在其他實(shí)施例中，所述內(nèi)表面和/或外表面被均勻地或非均勻地紋理化。在一些實(shí)施例中，管壁限定管軸，并且半導(dǎo)體發(fā)光裝置構(gòu)造成繞發(fā)射軸對(duì)稱地發(fā)射光。半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向使得發(fā)射軸與管軸一致。可以提供多種其他構(gòu)造的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管。例如，在一些實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管包括第一和第二相對(duì)端，并且半導(dǎo)體發(fā)光裝置鄰近第一端。在一些實(shí)施例中，第二端是封閉端，而在其他實(shí)施例中，第二端是壓接的第二端。在另一些其他實(shí)施例中，在第二端處設(shè)有蓋，并且在又一些實(shí)施例中，所述蓋可以包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料和/或反射材料。在又一些實(shí)施例中，可以設(shè)置多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置。例如，在一些實(shí)施例中，在所述第二端附近設(shè)有第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其被定向以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光。在這些實(shí)施例中的一些中，可以在第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置之間的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中設(shè)置雙側(cè)反射器。在其他實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管可以在第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置之間壓邊。在又一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置至少部分地延伸到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中。 在這些實(shí)施例中的一些中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置部分地延伸到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中，以朝其第一端發(fā)射光。在又一些實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以至少部分地延伸到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中，以朝其第二端發(fā)射光。在又一些實(shí)施例中，第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)，以背靠背的關(guān)系被定向。在又一些其他實(shí)施例中，可以設(shè)置螺紋型基部以及一對(duì)支架(standoff)，所述支架保持與螺紋型基部隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管以及第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置。還可以設(shè)置燈泡，其連接于螺紋型基部，并且包圍中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管以及第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置。根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例的設(shè)備還可以包括安裝基底和位于安裝基底上的圓頂， 其中半導(dǎo)體發(fā)光裝置位于安裝基底和圓頂之間。圓頂可以至少部分地延伸到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的端部中，并且安裝基底可以至少部分地延伸到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管外。也可以提供多管實(shí)施例。例如，在一些實(shí)施例中，設(shè)備還包括第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，并且第一和第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管共享公共端。半導(dǎo)體發(fā)光裝置鄰近該公共端。在其他實(shí)施例中，多個(gè)細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管可以共享公共端并且繞中央軸延伸。在又一些實(shí)施例中，設(shè)有與第一細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管同軸的第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管。根據(jù)本發(fā)明又一些其他實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備可以包括多個(gè)發(fā)光絲。各個(gè)發(fā)光絲包括包含具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管； 以及被定向以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)發(fā)光絲可以以線性陣列的形式被端對(duì)端地定向。在其他實(shí)施例中，所述多個(gè)發(fā)光絲可以以三維陣列繞公共起點(diǎn)延伸。細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管(一個(gè)或多個(gè))以及半導(dǎo)體發(fā)光裝置 (一個(gè)或多個(gè))可以根據(jù)這里描述的實(shí)施例中的任何一個(gè)來(lái)設(shè)置。還可以提供組裝半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的方法。在這些方法中，包圍位于基底上的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的圓頂被至少部分地插入到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的端部中，該細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。該細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管可以遠(yuǎn)離所述端部被壓接。 半導(dǎo)體發(fā)光裝置和細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管可以根據(jù)這里描述的實(shí)施例中的任何一個(gè)來(lái)構(gòu)造。


圖IA是根據(jù)多種實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的透視圖。圖IB是根據(jù)其他實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的橫截面圖。圖2A和2B是封裝的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的橫截面圖。圖3-10是根據(jù)多種其他實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的橫截面圖。圖11A-14是根據(jù)多種實(shí)施例的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的橫截面圖。圖15-18是根據(jù)另一些其他實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的橫截面圖。圖19以圖形的方式示出了對(duì)于根據(jù)多種實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，作為CCT的函數(shù)的流明每瓦的形式的效率。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了多種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)理解為限制于此處闡釋的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)將透徹且完整，并且更全面地將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。在附圖中，層和區(qū)域的大小和相對(duì)大小可能為了清楚起見(jiàn)而被放大了。相似的數(shù)字在通篇中指代相似的元件。
這里使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅為了描述具體實(shí)施例的目的，并非意在限制本發(fā)明。如此處所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”意在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中明確地另外指出。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”及其變型當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)指定所聲明的特征、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除其一個(gè)或多個(gè)其他特征、 步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。相反，術(shù)語(yǔ)“由……構(gòu)成”在被用在本說(shuō)明書(shū)中時(shí)指定所聲明的特征、步驟、操作、元件和/或部件的存在，并且排除了附加的特征、步驟、操作、元件和/或部件。將理解的是，當(dāng)諸如層、區(qū)域或基底的元件表述為位于另一個(gè)元件“上”時(shí)，其可以直接地位于所述另一個(gè)元件上，或者也可以存在干涉元件。另外，諸如“在……下面”或 “在……上面”的相對(duì)性術(shù)語(yǔ)在此處可以用來(lái)描述一個(gè)層或區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)層或區(qū)域相對(duì)于如圖所示的基底或底層的關(guān)系。將理解的是，這些術(shù)語(yǔ)意在除了圖中描繪的方位之外還包括裝置的不同方位。最后，術(shù)語(yǔ)“直接”意指沒(méi)有干涉元件。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或” 包括相關(guān)所列項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何和所有組合，并且可以簡(jiǎn)寫(xiě)為“/”。將理解的是，盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等在此處可以用來(lái)描述多種元件、部件、區(qū)域、層和/或零件，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或零件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或零件與另一個(gè)區(qū)域、層或零件區(qū)分開(kāi)。因此，下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或零件可以稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或零件而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。此處參照橫截面和/或其他圖示來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，這些圖示是本發(fā)明的理想實(shí)施例的示意性圖示。因此，例如由于制造技術(shù)和/或公差(tolerance)導(dǎo)致的圖示的形狀的變化是可以預(yù)想到的。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)理解為受限于此處示出的區(qū)域的具體形狀，而是包括例如源自制造的形狀偏差。例如，示出或描述為矩形的區(qū)域一般由于正常的制造公差而具有圓形或彎曲特征。因此，圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，并且其形狀并不意在示出裝置的區(qū)域的精確形狀，并不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍，除非本文另有限定。除非此處另有限定，否則此處使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))都具有與如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所普遍理解的相同的含義。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解的是，諸如在常用的詞典中定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)被解釋為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域和本說(shuō)明書(shū)的上下文中的含義一致的含義，并且不應(yīng)在理想化或過(guò)于正式的意義上進(jìn)行解釋，除非此處明確地進(jìn)行了這樣的限定。圖IA和IB是根據(jù)本發(fā)明多種實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的透視圖和橫截面圖。如圖IA和IB所示，這些半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備包括細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管 110包括細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112，細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112具有均勻地或非均勻地分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114。如此處所使用的，管表示長(zhǎng)的中空物體，其可以是但并非必須是圓柱形的。因此，管可以是圓形、橢圓形、橢圓體形和/或多邊形。半導(dǎo)體發(fā)光裝置120被定向以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110內(nèi)發(fā)射光122，從而照射在細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112以及分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114上。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置120可以是包括安裝基底 IM和位于安裝基底IM上的圓頂126的封裝發(fā)光二極管130，其中半導(dǎo)體發(fā)光裝置120被設(shè)置在安裝基底1 和圓頂1 之間。一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)線1 可以從安裝基底IM延伸。 同樣如圖IA和IB所示，管壁112限定管軸132，并且半導(dǎo)體發(fā)光裝置120被構(gòu)造為繞發(fā)射軸基本對(duì)稱地發(fā)射光122，并且被定向使得發(fā)射軸與管軸132基本一致。根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例，可以提供多種構(gòu)造的半導(dǎo)體發(fā)光裝置120、安裝基底 124以及圓頂126。在一些實(shí)施例中，封裝的半導(dǎo)體發(fā)光裝置130可以由以商業(yè)方式可獲得的LED (如Cree EZ1000TMLED)代表，其由本發(fā)明的受讓人制造，并被描述在數(shù)據(jù)表CPR3CR， Rev. A 中，該數(shù)據(jù)表名為 CrefEZlOOO LEDs Da ta Sheet CxxxEZlOOOSxxOOO，版權(quán) 2006， Cree公司，可在cree.com網(wǎng)址上得到。如在該數(shù)據(jù)表中所指出的，這些LED可以使用 980/980Mm2或大約1 mm2大小的單個(gè)半導(dǎo)體小片(die)。對(duì)于大約1 W的輸入功率，這些 LED可以工作在大約3 V (更典型地，大約3.3 V)的電壓，和大約350 mA的電流(大約為 35 A/cm2的電流密度)。Cree EZ1000 LED可以根據(jù)下列美國(guó)專利/申請(qǐng)中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)制造，在此將這些美國(guó)專利/申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容整體并入，就如在此對(duì)其進(jìn)行了完整的闡述一樣，這些美國(guó)專利/申請(qǐng)為2008年4月8日公告的名為“LED Chip”的美國(guó)專利No. D566, 057 ;2008 年 7 月 24 日公開(kāi)的名為 “Wafer Level Phosphor coating Method and Devices Fabricated Utilizing Same” 的公開(kāi)號(hào)為 2008/0173884 的美國(guó)申請(qǐng)；2008 年 7 月 31 El 公開(kāi)白勺名為 “ffafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Same”的公開(kāi)號(hào)為2008/0179611的美國(guó)申請(qǐng)；以及2007年9月7日提交的名為“LED Chip”的美國(guó)申請(qǐng)No. 29/284, 4310然而，也可以使用其他商業(yè)可獲得的封裝LED 或裸LED小片。所述EZ1000 LED可以被設(shè)置在銀(Ag)集管(header)上并且用圓頂封裝，該圓頂包括例如以Loctite名稱在市場(chǎng)上交易的Hysof 0S4000快速固化的水白色的 (water-white)環(huán)氧鑄造化合物。然而，在其他實(shí)施例中，諸如環(huán)氧、硅酮和/或其他透明密封劑的其他材料也可以被使用。另外，LED無(wú)需具有圓頂，從而裸小片或無(wú)圓頂?shù)腖ED也可以使用。在一些實(shí)施例中，如圖IA所示，半導(dǎo)體發(fā)光裝置120可以與細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110相鄰但是不位于其內(nèi)。在其他實(shí)施例中，如圖IB所示，半導(dǎo)體發(fā)光裝置120可以至少部分地在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110內(nèi)。還在其他實(shí)施例中，透明圓頂1 可以完全在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110內(nèi)，而安裝基底1 可以完全位于細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管外并向上接觸其端部。實(shí)際上，圖IA和IB還示出了組裝根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的方法，其中包圍位于基底1 上的半導(dǎo)體發(fā)光裝置120的圓頂1 至少部分地被插入到具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110的端部中。圓頂可以被壓入配合到管內(nèi)， 或者可以使用粘結(jié)劑或其他附接元件。細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110可以由含有分散在其中的熒光粉的一片塑料、環(huán)氧、硅酮和/或其他透明或半透明材料(如上述0S4000材料)構(gòu)造。這些材料可以與熒光粉以期望的濃度混合，然后形成為允許固化的片材。該片材可以卷起來(lái)并被膠合到管中以及被切至期望的長(zhǎng)度?？商娲兀ǚ庋b在其中的熒光粉的塑料材料的莖管(straw)可以被提供并被切至尺寸。另外，中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110可以模制、擠壓成形和/或通過(guò)其他常規(guī)工藝形成。熒光粉可以是常規(guī)的YAG熒光粉、常規(guī)的(Ca、Si、Ba) Si04:Eu2+ (BOSE)熒光粉和/或其他常規(guī)熒光粉，其可以根據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光裝置120的特性和/或其他參數(shù)在組分和/或濃度方面變化。細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110可以被抽空、填充空氣或填充惰性和/或活性氣體。 管也可以在其中包括固體和/或凝膠，以提供例如密封劑、索引匹配等。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114可以均勻地或非均勻地分散在細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112中。可以采用均勻的或非均勻的組分和/或濃度。在尺寸上，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110可以具有在大約1 mm和大約100 mm之間的長(zhǎng)度、以及在大約0.5 mm和大約10 mm之間的內(nèi)徑。管壁112可以具有在大約0. 05 mm和大約2 mm之間的厚度。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換顆?？梢砸园粗亓勘葹榇蠹s1%和大約70%之間的濃度分散在其中。根據(jù)本發(fā)明多種實(shí)施例的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的使用可以提供高效的白色光。 例如，具有大約1 mm2大小和在室溫大約350 mA的驅(qū)動(dòng)電流的Cree EZ1000 LED與大約45 mm長(zhǎng)、具有大約9 mm的內(nèi)徑和大約2 mm的壁厚且由一片柔性透明硅酮(具有以大約30%的重量比的濃度分散在其中的htematix BOSE熒光粉)制造的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的組合， 可以產(chǎn)生大約170流明的光輸出、在大約4700K的色溫的大約160流明/瓦的效率、以及在大約5500K的色溫處大約150流明/瓦的效率。圖19圖表化地示出了流明/瓦(lm/W)對(duì) CCT的效率。應(yīng)當(dāng)理解到，在圖19中，可以使用多種濃度的熒光粉來(lái)獲得期望的色溫。在不希望受到任何工作原理限制的情況下，通過(guò)使半導(dǎo)體發(fā)光裝置120發(fā)射的幾乎所有光以斜角撞擊細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112，可以根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例獲得高效率白色光產(chǎn)生。更具體地，參照?qǐng)D2A，封裝的發(fā)光二極管可以以蘭伯頓圖案220發(fā)射光，其中輻射強(qiáng)度與觀察者的視線和正交于半導(dǎo)體發(fā)光裝置130的表面的軸210之間的角度的余弦成正比。蘭伯頓圖案220可以通過(guò)將發(fā)光裝置120設(shè)計(jì)成以蘭伯頓圖案發(fā)射光并將圓頂1 設(shè)計(jì)成不改變?cè)摪l(fā)射圖案來(lái)獲得，或者通過(guò)將發(fā)光裝置120設(shè)計(jì)成以非蘭伯頓圖案發(fā)射光并且將圓頂1 中的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件設(shè)計(jì)成使得從圓頂1 出現(xiàn)的光是蘭伯頓圖案來(lái)獲得。在其他實(shí)施例中，如圖2B所示，封裝或未封裝的發(fā)光二極管可以以聚焦(S卩，窄遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)射)圖案230來(lái)發(fā)射光，其中更多的輻射能量被更靠近發(fā)射軸210發(fā)射而非側(cè)部。再次， 該聚焦圖案可以通過(guò)將發(fā)光裝置120設(shè)計(jì)成以聚焦圖案發(fā)射光并將圓頂1 設(shè)計(jì)成不改變?cè)摪l(fā)射圖案來(lái)獲得，或者通過(guò)將發(fā)光裝置120設(shè)計(jì)成以非聚焦圖案發(fā)射光并將圓頂126中的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件設(shè)計(jì)成使得光以聚焦圖案從圓頂126出現(xiàn)來(lái)獲得?？梢允褂闷渌某Ｒ?guī)發(fā)射圖案。常規(guī)地，圓頂1 可以設(shè)計(jì)為半球形的，使得發(fā)射的光122垂直于圓頂表面穿過(guò)圓頂。因此，如果熒光粉涂覆在圓頂1 的內(nèi)表面和/或外表面上，則多數(shù)發(fā)射光將被向后散射到裝置120中。與此形成鮮明對(duì)比的是，當(dāng)封裝的LED 130如圖IB所示相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管安裝時(shí)，至少20%的發(fā)射光122能夠以斜角撞擊細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112，如圖IB所示。光回到半導(dǎo)體發(fā)光裝置120中的向后散射可以被充分地減少。另外，在一些實(shí)施例中，至少大約90%的發(fā)射光122能夠以斜角撞擊細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112，如圖IB所示。光回到到半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的向后散射可以被充分地減少。因此，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以允許從半導(dǎo)體發(fā)光裝置120發(fā)射的光與圓頂1 基本正交地穿過(guò)圓頂126，但是與細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112大致傾斜地撞擊管壁112。 因此，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以被認(rèn)為提供了主光學(xué)表面，如封裝發(fā)光二極管130的圓頂 126，其中蘭伯頓輻射使幾乎所有的發(fā)射光與該主光學(xué)表面正交地穿過(guò)，并且細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112提供了包括分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114的次光學(xué)表面，其中幾乎所有的光以斜角照射在次光學(xué)表面112上。在不希望受到任何工作原理限制的情況下，本發(fā)明的實(shí)施例的高效率還可以解釋為是由于可以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110內(nèi)建立的不同路徑長(zhǎng)度。特別地，參照?qǐng)D3和3A， 來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光裝置120的發(fā)射光122在管壁110的內(nèi)表面反射，如射線310所示，并且還在管壁內(nèi)折射，如射線312所示。附加的內(nèi)部反射從外壁發(fā)生，如射線314所示，并且一部分原始光316從管出現(xiàn)。穿過(guò)壁112的路徑由射線312表示。相反，當(dāng)光撞擊嵌入在管壁 112內(nèi)的熒光粉顆粒114時(shí)，其在所有方向上轉(zhuǎn)換和散射，如射線322所示。因此，如圖3和3A所示，除了在半導(dǎo)體發(fā)光裝置120附近，幾乎沒(méi)有光在半導(dǎo)體發(fā)光裝置120處被向后反射。為了使從半導(dǎo)體發(fā)光裝置120出現(xiàn)的光122(例如藍(lán)色光)轉(zhuǎn)換成例如黃色光，其必須照射在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(例如，熒光粉)顆粒114上。一旦其確實(shí)轉(zhuǎn)換， 則理想的是轉(zhuǎn)換的發(fā)射322以最小的阻擋逸出，不僅從LED 130逸出，還從其他波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料顆粒114逸出。因此，理想的是波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料層對(duì)藍(lán)色光而言顯得厚，而對(duì)黃色發(fā)射322 顯得薄。這由管110幫助實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗{(lán)色光具有以切線入射穿過(guò)管壁112的較長(zhǎng)路徑312， 并且相同量的轉(zhuǎn)換能夠利用較少的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114實(shí)現(xiàn)。因此，由于藍(lán)色光具有以切線入射穿過(guò)管壁112的較長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度312，所以管對(duì)于進(jìn)入的藍(lán)色光顯得較厚。由于管顯得較厚，所以可以使用較低濃度的熒光粉。通過(guò)使用較低濃度的熒光粉，可以提供較少的熒光粉阻擋。因此，在一些實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110相對(duì)于半導(dǎo)體發(fā)光裝置120定向， 以對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光裝置120發(fā)射的不撞擊嵌入在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114的光122提供穿過(guò)細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112的較長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度312，而不增加被嵌入在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114轉(zhuǎn)換的光322的路徑長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例，可以提供多種構(gòu)造的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管。例如，如圖 4所示，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110包括第一和第二相對(duì)端110a、110b，并且半導(dǎo)體發(fā)光裝置 120鄰近第一端110a。還應(yīng)當(dāng)理解，在圖4和接下來(lái)的其他圖中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置120示出為位于細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110外。在這些實(shí)施例中，可以提供反射器、透鏡和/或其他光學(xué)元件以在管110內(nèi)引導(dǎo)光122。然而，在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置120可以至少部分地延伸到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110中。在又一些其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置120完全延伸到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110中。W044]在圖4中，第二端IlOb是開(kāi)口端。相反，在圖5中，第二端IlOb是封閉的第二端，其可以通過(guò)蓋510來(lái)設(shè)置。蓋510可以是反射性的和/或可以在其中含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。蓋510可以是平面的，或者如所示地是非平面的。例如，可以提供半球形、棱柱形、 紋理化和/或微型透鏡覆蓋的蓋。蓋510中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料在組分和/或濃度方面可以與細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114相同或不同。在其他實(shí)施例中，如圖6所示， 第二端IlOb是壓接的第二端610。將理解到，此處使用詞語(yǔ)“壓接的”來(lái)表示錐形端，并不表示任何特定的制造方法。因此，圖6示出了子彈形細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110的實(shí)施例。上面已描述的本發(fā)明實(shí)施例在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110的第一端IlOa處使用一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置120。然而，在其他實(shí)施例中，至少一個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以被提供在管110的兩端。例如，如圖7所示，第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置120a鄰近細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110的第一端IlOa而被包括，并且被定向以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110內(nèi)發(fā)射光。第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置120b被鄰近第二端IlOb放置，并且被定向以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光122b。圖8示出了其他實(shí)施例，其中雙側(cè)反射器810被包括在第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置120a、122b之間的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110中。雙側(cè)反射器810可以實(shí)施為鏡子、球軸承和/或其他反射至少一部分照射在其上的光的裝置。例如，可以提供球形、棱柱形、紋理化和/或微型透鏡覆蓋的雙側(cè)反射器。雙側(cè)反射器810可以是平坦的，或者是如所示地非平面的。雙側(cè)反射器還可以包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。圖9A示出了其他實(shí)施例，其中細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110在如所示的第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置120a、122b之間的910處被壓接。圖 9A示出了完全封閉的漸進(jìn)壓邊(crimp)，而圖9B示出了未完全封閉的突變壓邊920。圖10示出了其他實(shí)施例，其中第一和第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置120a、122b在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管Iio內(nèi)被以背靠背的關(guān)系定向，使得第一半導(dǎo)體裝置120a朝第一端IlOa發(fā)射光122a，并且第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置120b朝第二端IlOb發(fā)射光122b。在其他實(shí)施例中，第一和/或第二端IlOaUlOb可以包括如圖5中的蓋510的蓋，該蓋可以例如通過(guò)包括圖6 的壓邊610而是壓接的或錐形的，或者可以如圖所示是開(kāi)口的。同樣，這兩個(gè)端部無(wú)需具有相同類型的終止。細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110本身也可以具有很多不同的構(gòu)造。例如，在圖IlA中，細(xì)長(zhǎng)管壁112包括內(nèi)表面和外表面，其中內(nèi)表面和/或外表面如所示的被紋理化。紋理化可以是均勻地和/或非均勻地。紋理化可以增強(qiáng)光的散射。另外，圖IlB示出了其他實(shí)施例， 其中可以使用鋸齒形圖案或其他圖案來(lái)引導(dǎo)未轉(zhuǎn)換的光，從而進(jìn)一步增加其在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中的路徑長(zhǎng)度。其他的光引導(dǎo)圖案也可以被使用。在其他實(shí)施例中，如圖12和13所示，可以提供支撐層以支撐細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112。在圖12中，支撐層1210位于細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112的外表面上，而在圖13 中，支撐層位于細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112的內(nèi)表面上。實(shí)際上，圖12和13的實(shí)施例可以通過(guò)分別在支撐管1210、1310的內(nèi)側(cè)或外側(cè)涂覆波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114來(lái)制造，使得細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110實(shí)際上可以以在支撐材料上進(jìn)行涂覆的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在又一些其他實(shí)施例中，支撐層可以設(shè)置在細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁112的內(nèi)側(cè)表面和外側(cè)表面上。根據(jù)其他實(shí)施例，還可以提供多個(gè)同軸的細(xì)長(zhǎng)中空轉(zhuǎn)換管112。特別地，如圖14所示，第一細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管11 和第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管112b彼此同軸地設(shè)置。這些管可以被隔開(kāi)并且可以由公共的支撐層1410支撐。實(shí)際上，圖14的實(shí)施例可以通過(guò)用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114涂覆支撐層1410的內(nèi)表面和外表面來(lái)制造。在圖14的實(shí)施例中，分散在第一和第二細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁11加、112b中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料114在組分和/或濃度上可以相同或者可以不同。圖15示出了其他實(shí)施例，其中向半導(dǎo)體發(fā)光裝置120或半導(dǎo)體發(fā)光裝置120的集群提供多個(gè)細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110。因此，半導(dǎo)體發(fā)光裝置120或半導(dǎo)體發(fā)光裝置120的集群與這些管中的每一個(gè)的第一端相鄰。在圖16中，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110繞公共起點(diǎn)延伸，并且半導(dǎo)體發(fā)光裝置120鄰近該公共起點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，圖16可以認(rèn)為是橫截面視圖，其示出了圍繞公共起點(diǎn)并且在圖的平面內(nèi)延伸以提供二維陣列的多個(gè)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110。圖16還可以認(rèn)為示出了繞公共軸1600延伸的中空細(xì)長(zhǎng)管110的三維陣列的橫截面，如箭頭1610所示。因此，根據(jù)這些實(shí)施例，可以提供類似花的花瓣的設(shè)計(jì)給半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。上面描述的本發(fā)明各種實(shí)施例也可以被認(rèn)為提供了可以類推成常規(guī)白熾燈的燈絲或微型熒光燈泡的半導(dǎo)體發(fā)光燈絲。因此，如圖17所示，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110包括在任一端處封裝的半導(dǎo)體發(fā)光裝置130。封裝的半導(dǎo)體發(fā)光裝置130可以利用導(dǎo)熱的支架 1720和/或其他的常規(guī)安裝技術(shù)安裝在基部1710上?？梢蕴峁襞?730和螺紋型基部 1740，使得細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管110與在其相對(duì)端處的封裝的半導(dǎo)體發(fā)光裝置130的組合提供用于白熾燈泡的順便替換(drop-in r印lacement)的燈絲。應(yīng)當(dāng)理解，圖17提供了簡(jiǎn)化的圖示，并且白熾燈泡的順便替換也可以采用電壓轉(zhuǎn)換電路、熱管理系統(tǒng)等。在其他實(shí)施例中，如圖18所示，以線性陣列端對(duì)端地定向燈絲。散熱片1810和/ 或反射器1820也可以被提供。此處已經(jīng)結(jié)合上面的描述和附圖公開(kāi)了多種不同的實(shí)施例。將理解到，從文字上來(lái)描述和示出這些實(shí)施例的每種組合和子組合將會(huì)過(guò)于重復(fù)和混亂。因此，包括附圖在內(nèi)的本說(shuō)明書(shū)應(yīng)當(dāng)理解為構(gòu)成此處描述的實(shí)施例的所有組合和子組合及制造和使用它們的方式和工藝的全部書(shū)面描述，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)于任何這種組合或子組合都支持權(quán)利要求。例如，這里示出的實(shí)施例中的任何一個(gè)都可以包括裸半導(dǎo)體發(fā)光裝置小片或封裝的半導(dǎo)體 LED ；開(kāi)口端，封蓋端或壓接端；一個(gè)或多個(gè)裸的或封裝的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其完全位于細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的外側(cè)、部分地位于其內(nèi)側(cè)或者完全位于其內(nèi)側(cè)；一個(gè)或多個(gè)支撐層； 一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，其被同心地布置或者以二維或三維陣列的形式布置和/ 或被封裝以包括散熱片、反射器、驅(qū)動(dòng)電路和/或其他部件。在附圖和說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例，并且盡管使用了特定的術(shù)語(yǔ)，但是這些術(shù)語(yǔ)僅僅在一般性和描述性的意義上使用，并非用于限制的目的，本發(fā)明的范圍由以下的權(quán)利要求闡明。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，包括包括細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁的細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料；和半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其被定向成在所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光，從而照射到所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁和分散在其中的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向使得所發(fā)射的光的至少約20%以斜角撞擊所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向使得所發(fā)射的光的至少約90%以斜角撞擊所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置是具有大約1mm2的面積的藍(lán)色光發(fā)射二極管，并且其中所述半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備在大約4700K的色溫處，每瓦產(chǎn)生大約 160流明。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置是具有大約1mm2面積的藍(lán)色光發(fā)射二極管，并且其中所述半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備在大約5500K的色溫處，每瓦產(chǎn)生大約150 流明。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管被相對(duì)于所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置定位，以便在不增加通過(guò)撞擊嵌入在其中的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料而被轉(zhuǎn)換的光的路徑長(zhǎng)度的情況下，向由所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置發(fā)射且不撞擊嵌入在其中的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的光，提供穿過(guò)所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁的較長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管壁限定管軸，其中所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置被構(gòu)造成繞發(fā)射軸對(duì)稱地發(fā)射光，并且其中所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向使得所述發(fā)射軸與所述管軸一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管包括第一和第二相反端，并且所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置鄰近所述第一端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述第二端是封閉的第二端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述第二端是壓接的第二端。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括在所述第二端的蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述蓋包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述蓋包括反射材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置是第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置， 所述設(shè)備還包括鄰近所述第二端的第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置，所述第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向成在所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光，從而照射在所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁和分散在其中的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，還包括在所述第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置和所述第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置之間的所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中的雙側(cè)反射器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管在所述第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置和所述第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置之間被壓接。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置至少部分地延伸到所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管包括第一和第二相反端，并且其中所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置至少部分地延伸到所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中，以朝所述第一端發(fā)射光。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置是第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置， 所述設(shè)備還包括第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置，所述第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置至少部分地延伸到所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管中，以朝所述第二端發(fā)射光。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置和所述第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置以背靠背的關(guān)系被定向在所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管是第一細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，所述設(shè)備還包括第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，其中，所述第一細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管和所述第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管共享公共端，并且其中所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置鄰近所述公共端并且被定向以在所述第一細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管和所述第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁包括內(nèi)表面和外表面，并且其中所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管還包括位于所述內(nèi)表面和/或外表面上的支撐層。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管是第一細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，所述設(shè)備還包括包括第二細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁的第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，所述第二細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，所述第一細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管和所述第二細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管彼此同軸。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)管壁包括內(nèi)表面和外表面，并且其中所述內(nèi)表面和/或外表面被紋理化。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)表面和/或外表面被非均勻地紋理化。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)管壁具有非均勻地分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括安裝基底；和位于所述安裝基底上的圓頂；其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置被設(shè)置在所述安裝基底和所述圓頂之間；并且其中，所述圓頂至少部分地延伸到所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的端部中，并且所述安裝基底至少部分地延伸到所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管外。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，還包括螺紋型基部；一對(duì)支架，所述一對(duì)支架保持與所述基部隔開(kāi)的所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管以及所述第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置和所述第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置；以及燈泡，所述燈泡連接于所述螺紋型基部并包圍所述中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管以及所述第一半導(dǎo)體發(fā)光裝置和所述第二半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括共享所述公共端并繞中央軸延伸的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管。
30.一種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，包括多個(gè)發(fā)光絲，各個(gè)發(fā)光絲包括細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管包括細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁，所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料；以及半導(dǎo)體發(fā)光裝置，所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向以在所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光，從而照射在所述細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁和分散在其中的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料上。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)發(fā)光絲被以線性陣列端對(duì)端地定向。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)發(fā)光絲以三維陣列繞公共起點(diǎn)延伸。
33.一種組裝半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的方法，包括將包圍位于基底上的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的圓頂至少部分地插入到細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管的端部中，所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括遠(yuǎn)離所述端部對(duì)所述細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管進(jìn)行壓接。
全文摘要
一種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，包括細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管，細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管包括細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁，細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁具有分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，如熒光粉。半導(dǎo)體發(fā)光裝置被定向以在細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管內(nèi)發(fā)射光，從而照射在細(xì)長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管壁和分散在其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料上。細(xì)長(zhǎng)中空波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換管可以具有開(kāi)口端、壓接端、反射端、和/或其他構(gòu)造。多個(gè)管和/或多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置也可以以多種構(gòu)造被使用。還描述了相關(guān)的組裝方法。
文檔編號(hào)G02B6/00GK102282417SQ200980154672
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者P. 赫塞爾 C., A. 埃蒙德 J. 申請(qǐng)人:克里公司