具有导热透镜的发光二极管灯制造技术

提供了一种发光二极管(LED)灯，其包括：LED光源，该LED光源连接至壳体；以及透镜，该透镜位于光源上方并连接至壳体，透镜(或者透镜的一部分)包括多个玻璃珠，每个玻璃珠具有含金属涂层(例如，包括Ni、Al、Cu、In和黄铜中的至少一种的涂层)并且分散在聚合物基质(例如，丙烯酸和聚碳酸酯)中。此外，透镜具有至少约2W/m*K的导热率以及至少80％的光透射率。

LED lamp with thermal conductive lens

A light emitting diode (LED) provides a lamp, comprising: LED light source, the LED light source is connected to the housing; and a lens, the lens is arranged above the light source is connected to the casing, the lens (or part of a lens) includes a plurality of glass beads, glass beads coated with metal containing each layer (e.g., including at least a coating of Ni, Al, Cu, In and brass in) and dispersed in the polymer matrix (e.g., acrylic and polycarbonate). In addition, the lens has a thermal conductivity of at least 2W/m*K and a light transmittance of at least 80%.

【技术实现步骤摘要】
具有导热透镜的发光二极管灯
本专利技术大体上涉及发光二极管(LED)灯以及组件，并且更具体地，涉及用于车辆应用的具有光漫射、导热透镜的LED灯和组件。
技术介绍
现代车辆包括各种LED灯和灯组件(例如，踏步灯)，它们不需要其他车辆照明元件的高度专用或规定的输出光图案，其他车辆照明元件中的一些需要产生规定的光图案(例如，前照灯)。这些LED灯和组件比早期的卤素灯和白炽灯设计更加节能。然而，考虑到功率要求、热管理和车辆重量因素，这些LED灯和组件会受到光强度限制。例如，具有高功率LED光源的车辆灯和灯组件通常被构造为具有散热器，从而分散和控制由LED光源产生的热量。对由LED光源产生的热量的控制在保持这些光源的较长寿命能力方面至关重要，并且还能保证其他灯部件(例如，壳体、透镜等)不会被由LED光源产生的热量降级。这些散热器通常由压铸金属以及合金或挤出铝制成。因此，散热器增加了LED灯的整体尺寸并增加了LED灯和组件的重量。在车辆灯和具有LED光源的组件中依赖散热器分散热量的另一问题在于用于安装LED光源的板通常降低了散热器的有效性。在许多情况下，用来安装LED光源的板不能通过热传导来有效地传输热量。通常，板由陶瓷或聚合材料制成，其具有相对较低的导热值。因此，尤其对于车辆应用而言，存在对于能够更加有效地管理热量同时不会显著影响封装尺寸、重量、成本和/或光产生效率的发光二极管(LED)灯和组件的需求。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种发光二极管(LED)灯，其包括：LED光源，LED光源连接至壳体；以及透镜，透镜位于光源上方并连接至壳体。透镜包括多个玻璃珠，每个玻璃珠具有含金属涂层并且分散在聚合物基质中。此外，透镜具有至少约2W/m*K的导热率以及至少80％的光透射率。根据本专利技术的另一方面，提供了一种发光二极管(LED)灯，其包括：LED光源，LED光源连接至壳体；以及透镜，透镜位于光源上方并连接至壳体。进一步，透镜的一部分包括多个玻璃珠，每个玻璃珠具有含金属涂层并且分散在聚合物基质中。此外，透镜具有至少约2W/m*K的导热率以及至少80％的光透射率。根据本专利技术的再一方面，提供了一种用于发光二极管(LED)灯的透镜，其包括：用于LED光源的透镜，透镜包括分散在聚合物基质中的玻璃珠，玻璃珠包括含金属涂层，含金属涂层具有从约250到750埃的厚度并且为Ni、Al、Ag、Cu、In和黄铜中的至少一种。此外，透镜具有至少约2W/m*K的导热率以及至少80％的光透射率。本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本专利技术的这些和其它方面、目标和特征。附图说明在附图中：图1是根据本公开一方面的发光二极管灯的侧视截面示意图；图1A是图1的线IA-IA处所示的灯的透镜的放大截面示意图；图2为根据本公开另一方面的发光二极管灯的侧视截面示意图；图2A是图2的线IIA-IIA处所示的灯的透镜的一部分的放大截面示意图，其包括分散在聚合物基质中的具有含金属涂层的多个玻璃珠；图2B是图2的线IIB-IIB处所示的灯的透镜的另一部分的放大截面示意图；以及图3是根据本公开另一方面的具有含金属涂层的玻璃珠的放大截面示意图。具体实施方式出于说明的目的，词语“上”“下”“右”“左”“后”“前”“垂直”“水平”及其派生词语应当依据图1和图2中所定向的专利技术。然而，应理解的是除非明确作出相反说明，本专利技术可呈现各种替代的定向。还应理解的是在附图中显示和在下列说明书中说明的具体设备和组件仅仅为权利要求书中的权利要求所设定的创造性概念的示例性实施例。因此，涉及这里所公开的实施例的具体尺寸和其它物理特征不应视为限定，除非权利要求中作了其他明示。本公开描述了具有导热透镜的发光二极管(LED)灯和灯组件。一般而言，本公开中的这些灯和组件的实施例有效地管理或协助管理来自LED光源的热量，而不会显著增加封装尺寸、重量、成本和/或光产生效率。在其他应用中，这些LED灯和组件可使用在各种车辆应用中，包括但不限于：镜踏步灯、门踏步灯、转向信号、顶灯、搁脚空间灯、内部迎宾灯、化妆灯、中央高位刹车灯(CHMSLs)、日间行驶灯(DRLs)、手套箱灯等。参考图1，以示意图的形式描述了发光二极管(LED)灯100a。LED组件100a包括一个或多个LED光源40，每一光源通过板70连接到壳体30上。如示例性形式的图1所示，壳体30可选择地包括反射层32。此外，板70包括正电极42和负电极44，每一电极与光源40和电源(未示出)电连接。在一些方面，电源与控制器和/或手动开关(未示出)连接，其被构造为控制LED光源40的运作。此外，板70可选择地放置成与散热器50直接接触。在图1的示例性形式中示出的，LED灯100a包括透镜10，其位于光源40和板70的上方并且还与壳体30连接。因此，透镜10、壳体30、板70以及LED光源40限定在LED灯100a中的内部60。LED灯100a的内部60可以为包括空气或惰性气体(如氩气、氮气、氦气及其组合物)的空隙空间。在某些实施例中，内部60可以为聚合物密封件以更好地保护LED光源40，优选地具有至少90％的非常高的光透射率。透镜10包括外部主表面12和朝向内部60的内部主表面14。此外，透镜10包括多个玻璃珠20，每单个珠子22都具有含金属涂层26并且分散在聚合物基质18中(参见图1A和图3)。仍参考图1，LED灯100a传输光图案120，其由来自LED光源40的入射光110产生。更具体而言，LED光源40产生入射光110，其穿过透镜10并在透镜10内散射，然后以光图案120离开透镜10。此外，LED灯100a的光源40产生热量，热量通过传导和/或辐射机构传输离开灯100a。更具体而言，来自光源40的热量通过板70传导并进入散热器50。来自光源40的热量也通过壳体30传导。最终，由光源40产生的热量的大部分通过透镜10传输并进入周围的环境中。再次参照图1所示的LED灯100a，透镜10展示出至少约为0.17W/m*K的导热率，至少像适用于基质18的大多数聚合物材料那样高(参见图1A)。在本公开的优选方面中，透镜展示出至少1W/m*K的导热率，更优选的至少2W/m*K的导热率，甚至更优选的至少3W/m*K的导热率。例如，透镜10可展示出约为0.17W/m*K、0.2W/m*K、0.3W/m*K、0.4W/m*K、0.5W/m*K、0.6W/m*K、0.7W/m*K、0.8W/m*K、0.9W/m*K、1W/m*K、1.1W/m*K、1.2W/m*K、1.3W/m*K、1.4W/m*K、1.5W/m*K、1.6W/m*K、1.7W/m*K、1.8W/m*K、1.9W/m*K、2.0W/m*K、2.1W/m*K、2.2W/m*K、2.3W/m*K、2.4W/m*K、2.5W/m*K、2.6W/m*K、2.7W/m*K、2.8W/m*K、2.9W/m*K、3.0W/m*K的导热率以及在这些值之间的所有导热率值。再次参照图1所示的LED灯100a，透镜10展示出至少80％的光透射率(即，在可见光谱中)。在本公开的优选方面中，透镜10展示出至少85％的光透射率。更优选地，透镜10在某些实施例中展示出至少90％的光透射率。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管(LED)灯，包括：LED光源，所述LED光源连接至壳体；以及透镜，所述透镜位于所述光源上方并连接至所述壳体，所述透镜包括多个玻璃珠，每个所述玻璃珠具有含金属涂层并且分散在聚合物基质中，其中，所述透镜具有至少约2W/m*K的导热率以及至少80％的光透射率。

【技术特征摘要】
2016.05.03 US 15/144,9831.一种发光二极管(LED)灯，包括：LED光源，所述LED光源连接至壳体；以及透镜，所述透镜位于所述光源上方并连接至所述壳体，所述透镜包括多个玻璃珠，每个所述玻璃珠具有含金属涂层并且分散在聚合物基质中，其中，所述透镜具有至少约2W/m*K的导热率以及至少80％的光透射率。2.根据权利要求1所述的灯，其中，所述聚合物基质选自由丙烯酸和聚碳酸酯组成的材料的组。3.根据权利要求1所述的灯，其中，所述玻璃珠是中空的。4.根据权利要求2所述的灯，其中，所述玻璃珠包括硼硅酸盐玻璃组分，并且所述含金属涂层包括Ni、Al、Ag、Cu、In和黄铜中的至少一种。5.根据权利要求4所述的灯，其中，所述玻璃珠的直径在约3微米和50微米之间，并且所述含金属涂层的厚度为约250埃到750埃。6.根据权利要求5所述的灯，其中，所述多个玻璃珠以从约5％到约15％的体积分数分散在所述基质中。7.根据权利要求6所述的灯，其中，所述透镜的特征在于3W/m*K的导热率和至少85％的光透射率。8.根据权利要求7所述的灯，其中，所述灯构造成选自由中央高位刹车灯、日间行驶灯、镜踏步灯、门踏步灯、顶灯、转向信号、搁脚空间灯和内部迎宾灯组成的组的车辆应用。9.根据权利要求7所述的灯，其中，所述透镜的一部分与所述LED光源接触。10.一种发光二极管(LED)灯，包括：LED光源，所述LED光源连接至壳体；以及透镜，所述透镜位于所述光源上方并连接至所述壳体，其中，所述透镜的一部分包括多个玻璃珠，每个所述玻璃珠具有含金属涂层并且分...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·肯尼斯·德洛克，斯图尔特·C·萨尔特，达拉·卡摩，迈克尔·穆斯利赫，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US