帶有塑料燈頭的發光元件的製作方法

2023-06-28 09:40:46

專利名稱：帶有塑料燈頭的發光元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光元件。從現有技術中知道了許多發光元件。除了早就存在的白熾 燈泡外，發光二極體(LED)近年來尤其也用作發光裝置。與例如白熾燈泡相比，這種發光二 極管在耗電方面是高效的，其體積小並產生較少的熱。近年來，人們致力於研究具有標準發 光裝置的發光強度的LED。
背景技術：
這種發光裝置在建築物重點照明中和作為車輛行駛燈光是早就已知的。但是，目 前還未公開用於由LED發光裝置和標準燈座構成的組件的標準化解決方案。目前只提供了 用於常規發光裝置的標準化燈座。LED照明元件未來也應該能以其它方式使用。因此，例如正在準備所謂的OLED (有 機發光二極體)和其它技術。還期望將顯著改變照明裝置。除了當前的應用外，重點照明、平面、移動和可控的照明(例如在場景燈光時)也 擴充了燈光設計。這又將直接影響到安裝，即尤其是尺寸、位置、穩固性和溫度和控制用觸 點接通，即電流接頭。此外，尤其在有多個光源的組件中出現有效散熱的問題。因此，例如由電子裝置產 生的熱應更好地從殼體散發出去。

發明內容
因此，本發明基於以下任務，避免或消除目前採用的複雜的散熱體或者至少更好 地控制熱分布。—般伴隨迄今已知的發光方法而來的是產生大量熱，已知的照明裝置的前提是發 光裝置及其燈座經受高溫，因此發光過程必須是耐熱的。而對於LED或類似方法適用的是以點狀方式產生熱並且熱本身對發光過程和使 用壽命產生影響。而且，發光裝置的結構將來變得更小並且今後也應可以實現其它的使用 方式。在此情況下，散熱埠連帶造型整體起到決定性作用。此外，集成有同樣發熱的電子控制元件，例如調光器、色控元件、光調元件等。目前，大多數LED生產廠商著眼於由LED發光的任務，較少考慮低成本地製造燈座 和使明顯以點方式發熱的LED的過程熱能散發到環境的要求。因此，本發明尤其基於以下其它任務，提供一種特殊裝置，它尤其在使用LED時也 允許有效散熱。因此，最好也應能製造具有許多光源的發光元件。根據本發明，該任務將通過具有權利要求1的特徵的發光元件和通過具有權利要 求11的特徵的燈頭來完成。有利的實施方式和改進方案是從屬權利要求的主題。在多個 實施例中給出了本發明的其它優選特徵。根據本發明的發光元件具有至少一個帶有兩根接線的光源，所述接線用於給光源 供應電流。而且，發光元件具有用於容納光源的燈頭。根據本發明，光源具有發熱部分並且該燈頭接觸該發熱部分，其中，該燈頭由導熱塑料構成，或者具有這樣的導熱塑料並如此構 成，即，燈頭至少部分散走光源所產生的熱。該燈頭最好是注射成型件。此時，該燈頭或其塑料優選被注入特殊模具中並且為 特殊的接線技術做好準備。通過這種方式，可以製造出工業用的發光燈座。為此，為了完成上述任務而採用導熱塑料或者提供導熱塑料，其接受在光源處產 生的熱並直接將熱散發到環境或燈座。因此，光源的支承散熱系統最好與燈座相結合併在 此形式中已經是散熱機構。因此，也可以通過該燈頭或圍繞燈頭的燈座散發較高的熱功率。在所有的實施方式和改進方案中，優選採用導熱和/或導電和/或導磁的塑料，在 該塑料中例如加入纖細的或很細的金屬纖維、鋼纖維或不鏽鋼纖維，從而得到一種塑料合 成物，其使最終產品傳熱導電。特別優選採用要被加入塑料中的球形金屬顆粒。此時，優選微米級的直徑。最好加入具有高導熱性能的金屬。例如，優選採用銅或銅合金。金屬纖維或金屬 顆粒很理想地作為用於導熱塑料的有效填料。儘管其體積小，但它們完全足以顯著地改善 燈頭的熱學性能。特別優選由銅、鋁以及氮化硼或石墨構成的填料，用於提高導熱性能。輔料含量或 者說填料含量尤其在約10%至70%的範圍內，最好在約20%至60%的範圍內。添加有例 如石墨顆粒或銅粉時的導熱性能尤其大於lW/(mK)，最好大於2W/(mK)。導熱性能有利地在 大約2W/(mK)至大約IOW/(mK)範圍內，但也可以更寬。在所有的實施方式中，由塑料構成的燈頭如此具有三維材料結構，S卩，除了電絕緣 區外，還設有多個導電區，這些導電區配設有帶狀導線。這種製造例如可以通過雷射結構化 來實現。隨後的電鍍產生了導電能力。在雷射結構化中，雷射可以加工和激活在塑料表面和材料內所含的金屬籽晶。金 屬將變被釋放並沉積在表面上。通過這種方式，細微的和最細微的導線圖案通過雷射被加 入材料中。在與之相連的銅液槽中可以產生真正的帶狀導線，因為來自銅液槽的金屬沉積 在雷射已釋放金屬的地方。因此，總之可以製造出各向異性的結構，此時可以有優選的導熱方向並且可以產 生目標明確的電連接。光源優選是發光二極體或OLED。在另一個有利的實施方式中，燈頭沿周向完全包圍或者基本上完全包圍光源。通 過這種方式，所出現的發熱向四面散發。因此，燈頭可以具有開口，LED或者至少其發熱部 分被裝入該開口中。在另一個有利的實施方式中，發光元件具有包圍燈頭的燈座。此時，例如可能出現 的是燈頭具有可被擰入燈座中的螺紋。但是，也可以想到插接燈座等。這樣一來，所產生的 熱也可通過燈座來散發。在另一個有利的實施方式中，至少一根接線具有導電塑料。因此，例如可以將接線 集成到燈頭中。在另一個有利的實施方式中，燈頭部分地由導電塑料構成。因此，利用呈導電塑料 形式的供電機構來導電接通光源被整合到發光裝置和燈座的設計當中。為此，最好在此通 過集成的傳導性塑料來實現電連接。
光源的燈頭和燈座最好可以用至少一種導電導熱塑料來優化。作為導熱塑料的替代，也可以採用具有熱學性能的其它材料如陶瓷和金屬。在另 一個有利的實施方式中，發光元件具有圍繞燈頭的其它散熱機構。該其它散熱機構最好也 包圍上述燈座。通過這種方式，可以更有效地散發熱功率，這尤其對於在一個載體上布置多 個光源是重要的。在另一個有利的實施方式中，發光元件具有印製的帶狀導線。但除此之外，也可以 藉助電鍍工藝獲得導電能力。根據一個有利的實施方式，該發光元件具有許多光源。此時，這些光源可以例如並 排布置，或者也可以按照陣列方式布置，或者設置在一個圓環等的平面上。在本發明的一個有利改進方案中，該發光元件具有多個燈頭，所述多個燈頭可以 在其外壁處接合，其中，各有一個具有第一剖面形狀的第一外壁和各有一個具有第二剖面 形狀的第二外壁，第一剖面形狀和第二剖面形狀是彼此互補構成的。通過這種方式，可以像 拼圖那樣插接多個燈頭。此時，可以把相應的帶狀導線印製、層壓、壓制到表面中，或以聚合 物形式構成等等。本發明還涉及一種用於光源的燈頭，其具有用於容納光源的發熱部分的容納開 口，其中該燈頭由導熱塑料構成並如此構造，該燈頭至少部分散走由該光源產生的熱。


在附圖中，單純示意地示出了本發明的一個實施例並且以下將詳加說明，附圖所 示為圖1表示按照現有技術的發光元件；圖2表示本發明的發光元件的第一實施方式；圖3表示按照許多發光元件形式的本發明發光元件的第二實施方式；圖4表示本發明的發光元件的第三實施方式。
具體實施例方式參見圖1至圖4，以下將描述本發明發光元件100的三個實施例。圖1表示在現有技術中的呈白熾燈泡形式的發光元件100。此時，附圖標記102涉 及真正的光源，即通常是帶有螺旋燈絲的玻璃燈泡。附圖標記110涉及燈頭，光源102保持在該燈頭中，其中在燈頭110中也設有用於 光源102的電流供應機構。燈頭110又通過螺紋被裝入燈座114中。附圖標記104和106涉及兩根接線或觸 點，用於通過電連接108、109給發光裝置供應電流。可以看到，在此發光裝置中的發熱主要出現在光源本身上並且可能至少沒有直接 散發到燈座。為此，在白熾燈泡的情況下，燈座114未用於散熱，其必須能經受住高溫。圖2表示按照本發明的發光元件1。發光元件1具有呈發光二極體形式的光源2， 該光源由兩根接線4和6來供電。此時，在光源區域加內生成熱。附圖標記10涉及燈頭，它沿周向完全包圍光源，因而良好地適用於承受所產生的 熱能並又將該熱能發散至環境。
燈頭10又設置在燈座14中，例如被旋擰在燈座中。因此，可以通過燈頭10實現 目標明確的散熱。附圖標記20涉及又包圍燈座14的其它散熱系統或者散熱機構。圖3表示根據本發明的發光元件的另一個實施方式。在這裡，與圖2所示的實施方式的區別在於，兩根接線4和6被集成到燈頭10中 並且電能在此將通過燈座14來供應。為此，燈座本身可以被分成兩個部分，或者說左側和 右側彼此電絕緣。在這裡，附圖標記22和M也涉及電連接。觸點4和6在此可以由導電塑料構成， 其如上所述地由燈座14供電。圖4表示本發明發光元件1的另一個實施方式，在這裡，成排設有許多光源2。各 自的燈頭10在此具有外壁IOa和10b，它們分別以形狀互補的方式構成，在此，可以通過這 種方式實現一定的布線技術。這樣一來，得到發光元件1的平面構造。在這裡，觸點接通又可以通過電連接22和M來實現。此時如上所述，印製、壓制、 層壓或以其它方式施加有帶狀導線。也可以直接通過外壁IOa和IOb來實現光源的觸點接
ο本發明允許構成專為LED應用而配置的燈頭。這通過目標明確的散熱增強了發光 效率，通過匹配於周邊形狀的燈頭實現了較小的構造，通過集成接線技術就操縱和成本降 低而言加分。確切地說，整個燈頭包括LED安裝在內可以在一個合併的壓注過程中完成。在本申請文件中公開的所有特徵被視為對本發明是重要的，只要其以單獨或組合 的方式相對現有技術是新的。附圖標記列表1發光元件；2光源Ja光源區域；4接線；6接線；10燈頭；IOa外壁；IOb外壁；100 發光元件(現有技術)；102光源(現有技術)；104接線(現有技術)；106接線(現有技 術)；108電連接；109電連接；110燈頭(現有技術)；114燈座或管座(現有技術)。
權利要求
1.一種發光元件(1)，具有至少一個光源O)、用於給該光源供應電流的至少兩根接線 (4,6)和容納該光源O)的燈頭(10)，其特徵是，該光源( 具有發熱部分(加)，該燈頭 (10)接觸該發熱部分( )，其中該燈頭(10)由導熱塑料構成並且如此構造，該燈頭至少部 分散走由該光源( 產生的熱。
2.根據權利要求1所述的發光元件，其特徵是，該光源( 是發光二極體(LED)。
3.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，該燈頭(10)在周向 上完全包圍該光源O)。
4.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，該發光元件(1)具有 包圍該燈頭(10)的燈座(14)。
5.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，至少一根接線(4，6) 具有導電塑料。
6.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，該燈頭(10)至少部 分由導電塑料構成。
7.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，該發光元件具有包 圍該燈頭(10)的其它散熱機構00)。
8.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，該發光元件(1)具有 印製的帶狀導線。
9.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，該發光元件(1)具有 多個光源⑵。
10.根據前述權利要求中至少一項所述的發光元件(1)，其特徵是，該發光元件(1)具 有多個燈頭(10)，所述多個燈頭可在其外壁(10a，IOb)處接合，其中各有一個具有第一剖 面形狀的第一外壁(IOa)和各有一個具有第二剖面形狀的第二外壁(10b)，第一剖面形狀 和第二剖面形狀彼此互補構成。
11.一種用於光源(2)的燈頭，具有用於容納該光源(2)的發熱部分Oa)的容納開口， 其中該燈頭(10)由導熱塑料構成並且如此構造，該燈頭至少部分散走由該光源(2)產生的 熱。
全文摘要
一種發光元件(1)具有至少一個光源(2)、至少兩根用於給該光源供應電流的接線(4，6)和容納該光源(2)的燈頭(10)。根據本發明，光源(2)具有發熱部分(2a)，燈頭(10)接觸該發熱部分(2a)，其中，燈頭(10)由導熱塑料構成並如此構造，該燈頭至少部分散走由光源(2)產生的熱。
文檔編號F21V29/00GK102099616SQ200980122717
公開日2011年6月15日 申請日期2009年6月17日 優先權日2008年6月18日
發明者J·卡爾霍夫 申請人:菲尼克斯電氣有限兩合公司