照明设备及冷却照明设备的方法 相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为 2009 年 3 月 26 日、 申请号为 No.12/411,905 的美国专利申 请的优先权， 并在此将该美国专利申请的全文引用入本申请中。
技术领域
本发明涉及照明设备及冷却照明设备的方法。在某些方面， 本发明更具体地涉及 包括一个或多个固态发光体以及用于冷却该固态发光体的一个或多个部件的照明设备。 在 某些方面， 本发明更具体地涉及在照明设备中冷却一个或多个固态发光体的方法。 背景技术
每年美国大部分的 ( 一些估计数据高达 25％ ) 发电量用于照明。相应地， 目前需 要提供更节能的照明。 众所周知， 白炽灯是非常耗能的光源， 其消耗的大约 90％的电以热量 形式而不是光的形式释放。荧光灯比白炽灯有效得多 ( 大约 10 倍 ) 但仍然没有固态发光 体有效， 例如发光二极管。 另 外， 与 固 态 发 光 体 ( 例 如 发 光 二 极 管 ) 的 正 常 寿 命 相 比， 白炽灯的寿命相 对较短， 即典型地大约为 750-1000 小时。相比之下， 发光二极管， 例如， 典型的寿命为 50,000-70,000 小时。 荧光灯的寿命比白炽灯的寿命长 ( 例如， 10,000-20,000 小时 )， 但提 供的色彩再现较差。
传统灯具面临的另一问题是需要定期更换照明设备 ( 例如， 灯泡等 )。当通路困 难 ( 例如， 拱形天花板、 桥梁、 高层大楼、 交通隧道 ) 和 / 或更新成本很高时上述问题尤其显 著。传统固定装置的典型寿命大约为 20 年， 对应于发光设备至少约 44,000 小时的使用时 间 ( 基于每天使用 6 小时， 使用持续 20 年 )。发光设备的寿命往往短得多， 因此需要定期更 换。
相应地， 因为以上以及其他原因， 已经在努力开发采用固态发光体在各种应用中 取代白炽灯、 荧光灯和其他发光器件。另外， 尽管发光二极管 ( 或其他固态发光体 ) 已经在 使用中， 正在努力开发改进的发光二极管， 例如， 涉及节能、 效能 (lm/W) 和 / 或使用年限。
众所周知， 在许多采用固态发光体的设备中， 采用一个或多个发光材料。对本 领域技术人员而言， 多种发光材料 ( 还称为荧光剂 (lumiphor) 或荧光媒介， 例如， 如在 No.6,600,175 的美国专利中所公开的， 该专利申请在此全文引用， 以供参考 ) 是熟知的并 且可利用的。 例如， 当受激发辐射源激发时， 磷光体是发出响应光辐射 ( 例如， 可见光 ) 的发 光材料。在许多情况下， 响应光辐射的波长不同于激发辐射的波长。发光材料的其他实例 包括闪烁剂、 可见辉光带 (day glow tapes) 以及紫外光照射后发出可见光的油墨 (inks)。
发光材料可以分为下迁移或上迁移 ； 下迁移材料即将光子转换为更低能级 ( 更长 波长 ) 的材料， 上迁移材料即将光子转换为更高能级 ( 更短波长 ) 的材料。
已经有各种方式来实现在 LED 设备中包含发光材料， 一个代表性方式即通过例如 混合或涂布工艺、 如上所述通过将发光材料添加至透明的封装材料 ( 例如， 环氧树脂基、 硅
胶基、 玻璃基或金属氧化物基材料 )。
例如， 传统发光二极管灯的一个代表性实例包括发光二极管芯片、 覆盖发光二极 管芯片的子弹形透明壳体、 将电流提供给发光二极管芯片的导线以及在均匀方向反射发光 二极管芯片的光照的反光杯， 在其中所述发光二极管采用第一树脂部分封装， 所述第一树 脂部分进一步由第二树脂部分封装。 通过将反光杯填充树脂材料并在将发光二极管芯片安 装至反光杯的底部并将其阴极和阳极电极通过引线与导线电连接之后固化树脂材料可以 获得第一树脂部分。发光材料可以分散在第一树脂部分中， 从而由从发光二极管芯片发出 的光线 A 激发 ； 受激发的发光材料产生具有比光线 A 更长波长的荧光 (“光线 B” )， 部分光 线 A 透射出包含发光材料的第一树脂部分， 因此作为光线 A 和光线 B 混合的光线 C 用作照 明。 发明内容
本发明涉及包括固态发光体 ( 比如 LED) 的照明设备。但是， 许多固态发光体在高 温下运转不佳。例如， LED 光源具有数十年的使用寿命 ( 与许多白炽灯的数月或一年或两 年的使用寿命相反 )， 但是， 如果在高温下使用， LED 的寿命通常显著缩短。如果需要使用寿 命长， 通常认为 LED 的接点温度不应超过 85℃。
另外， 固态发光体基于环境温度发射的光强不同。例如， 发射红光的 LED 具有很强 的温度依赖性 ( 例如， 当加热到 40℃时， 即大约为 -0.5％每摄氏度， AlInGaP LED 的光输出 可以减少约 20％ ； 蓝色 InGaN+YAG:Ce LED 每摄氏度可以减少约 -0.15％ )。
为了为包含一个或多个固态发光体 ( 例如， 一个或多个发光二极管 ) 的照明设备 提供更长寿命和 / 或更高效率和 / 或更一致的光输出， 依照本发明， 提供一种包括至少一个 固态发光体的照明设备， 其中， 通过采用流体运动或流体冷却积极冷却所述固态发光体从 而管理所述固态发光体的结温 ( 从而将其保持在或靠近制造商的推荐结温 )， 所述流体直 接接触所述固态发光体或接近所述固态发光体。
在本发明的某些实施例中， 提供的温度管理使降低散热器的尺寸或甚至完全消除 散热器的使用成为可能， 所述散热器可能重、 昂贵和 / 或潜在不安全 ( 由于它们是典型导 电的 )， 和 / 或所述散热器可以占据空间， 和 / 或所述散热器可以对光学性能具有负面影响 ( 例如， 由于占据空间和 / 或导致遮蔽 )。相应地， 由于 ( 本发明所提供的 ) 将一般用于通 过增加热源和周围环境之间接触面的有效表面积来将热量从固态发光体移至周围环境从 而允许更多热量从发光体传递至周围环境中并保持低结温的散热器和散热板去除的能力， 上述实施例可以提供重量减少、 尺寸降低和 / 或成本降低的优点。
为了使热阻最小而使表面效应最大， 典型采用的散热器倾向于具有厚横截面积。 导热系数与横截面积成正比并与需要移动热量的距离成反比例。 散热器还由天生具有高导 热系数的材料制成。 上述材料包含金属、 金属合金、 陶瓷以及与陶瓷或金属或非金属颗粒混 合的聚合物。其中一种更通用的材料是铝。为了是有效的， 这些散热器相比固态发光体的 尺寸通常非常大。上述散热器增加大量体积、 重量和成本。本发明某些方面的一个目的在 于通过去除散热器或散热板的需要、 通过使空气直接越过 / 围绕 / 邻近照明设备移动以将 热量从照明设备直接移除， 提供更轻、 更便宜和更小尺寸的照明设备。
另外， 由于固态发光体的热容量相对于大散热器通常非常小 ( 即散热器在它的大容积内存储更多热量 )， 直接冷却所述固态发光体使更快冷却所述固态发光体成为可能。
根据本发明的第一方面， 提供包括至少一个固态发光体和至少一个风扇的照明设 备， 所述固态发光体和所述风扇彼此相对设置， 并且所述风扇被定向使得当为所述风扇供 电时， 所述风扇朝向所述固态发光体吹动流体 ( 即气体和 / 或液体 )。
在根据本发明的第一方面的某些实施例中 ：
所述照明设备还包括至少一个衬底，
所述衬底包括至少第一表面和第二表面，
所述固态发光体安装在所述第一表面上，
所述衬底包括从所述第一表面延伸到所述第二表面的至少一个孔， 并且
当为所述风扇供电时， 所述风扇吹动流体通过所述孔， 例如， 从邻近第二表面到邻 近第一表面。
在根据本发明的第一方面的某些实施例中 ：
所述照明设备还包括具有出口 (exit orifice) 的至少一个喷嘴，
所述风扇和所述喷嘴彼此相对定向， 从而当将为所述风扇供电时， 所述风扇吹动 流体通过所述出口。 在根据本发明的第一方面的某些实施例中， 所述固态发光体包括基本防止液体从 其经过的至少一层。
在根据本发明的第一方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种气体， 例如， 空 气。
在根据本发明的第一方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种液体。
根据本发明的第二方面， 提供一种照明设备， 所述照明设备包括 ：
至少一个固态发光体， 所述固态发光体在至少第一位置和第二位置之间可移动 ； 以及
至少一个挡板。
在根据本发明的第二方面的某些实施例中， 所述挡板包括具有第一表面， 所述第 一表面具有比所述固态发光体的表面积大的面积。
在根据本发明的第二方面的某些实施例中， 所述固态发光体包括基本防止液体从 其经过的至少一层。
在根据本发明的第二方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种气体， 例如， 空 气。
在根据本发明的第二方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种液体。
在根据本发明的第二方面的某些实施例中， 当所述固态发光体在所述第一位置和 第二位置之间移动时， 所述固态发光体相对所述挡板的运动产生流体流， 所述流体流邻近 所述固态发光体经过。
在根据本发明的第二方面的某些实施例中， 所述固态发光体安装在衬底上。
根据本发明的第三方面， 提供一种照明设备， 所述照明设备包括 ：
至少一个固态发光体 ；
衬底 ； 以及
膜片 (diaphragm)， 所述膜片定义出具有至少一个阀的至少一个腔室，
所述固态发光体安装在所述衬底上，
所述腔室邻近所述衬底设置，
所述膜片在至少第一膜片位置和第二膜片位置之间可移动。
在根据本发明的第三方面的某些实施例中， 所述腔室的体积在所述膜片位于所述 第二膜片位置时比在所述膜片位于所述第一膜片位置时大。
在根据本发明的第三方面的某些实施例中， 所述腔室由一内部腔室表面定义， 并 且所述腔室表面包括所述衬底的至少一部分和所述膜片的内表面的至少一部分。
根据本发明的第四方面， 提供一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括为至少一 个风扇供电以及朝着至少一个固态发光体吹动流体。
在根据本发明的第四方面的某些实施例中 ：
所述照明设备包括至少一个衬底，
所述衬底包括至少第一表面和第二表面，
所述固态发光体安装在所述第一表面上，
所述衬底包括从所述第一表面延伸到所述第二表面的至少一个孔， 以及
所述风扇吹动流体通过所述孔， 例如， 从邻近第二表面到邻近第一表面。 在根据本发明的第四方面的某些实施例中 ：
所述照明设备还包括具有出口的至少一个喷嘴， 以及
所述风扇吹动流体通过所述出口。
在根据本发明的第四方面的某些实施例中， 所述固态发光体包括基本防止液体从 其经过的至少一层。
在根据本发明的第四方面的某些实施例中， 所述方法还包括将所述固态发光体和 所述层浸在移动的冷却液体流中， 即将所述固态发光体和所述层移动至已经移动的冷却液 体流中， 和 / 或移动冷却液体从而使其越过、 围绕和 / 或通过所述固态发光体和所述层而移 动。
在根据本发明的第四方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种气体， 例如， 空 气。
在根据本发明的第四方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种液体。
根据本发明的第五方面， 提供一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括 ：
在第一位置和第二位置之间相对第一挡板移动固态发光体，
由于所述固态发光体的运动产生流体流， 以及
使所述流体邻近所述固态发光体流动。
在根据本发明的第五方面的某些实施例中， 所述固态发光体安装在衬底上。
在根据本发明的第五方面的某些实施例中， 所述固态发光体包括基本防止液体从 其经过的至少一层。
在根据本发明的第五方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种气体， 例如， 空 气。
在根据本发明的第五方面的某些实施例中， 所述流体包括至少一种液体。
根据本发明的第六方面， 提供一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括 ：
将膜片从第一膜片位置移动至第二膜片位置 ； 以及
冷却照明设备。
在根据本发明的第六方面的某些实施例中， 所述膜片的腔室内的体积在所述膜片 位于所述第一和第二膜片位置的其中一个位置时比所述膜片位于所述第一和第二膜片位 置的另一位置时大， 并且当所述腔室内的体积增大时， 所述腔室内的压力降低， 所述腔室邻 近衬底的一个表面设置， 且至少一个固态发光体安装在所述衬底的另一表面。
在根据本发明的第六方面的某些实施例中， 所述方法进一步包括 ：
打开所述膜片的至少一个阀并在将所述膜片从所述第一膜片位置移动至所述第 二膜片位置之后将所述膜片从所述第二膜片位置移动至所述第一膜片位置 ； 然后
关闭所述阀。
这里所用的表达 “移动所述膜片” 包含施力从而导致所述膜片移动、 允许所述膜片 移动 ( 例如， 由于形状记忆和 / 或弹簧 ) 以及其结合。
在根据本发明的第六方面的某些实施例中， 所述腔室由一内部腔室表面定义， 并 且所述腔室表面包括衬底的至少一部分和所述膜片的内表面的至少一部分。
根据本发明的第七方面， 提供一种照明设备， 所述照明设备包括 ：
壳体 ； 至少一个固态发光体， 所述固态发光体设置于所述壳体内，
所述固态发光体在至少第一位置和第二位置之间相对所述壳体可移动。
在根据本发明的第七方面的某些实施例中， 所述固态发光体包括基本防止液体从 其经过的至少一层。
根据本发明的第八方面， 提供一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括 ：
在第一位置和第二位置之间相对壳体移动固态发光体， 所述固态发光体设置于所 述壳体内 ； 以及
冷却所述固态发光体。
在根据本发明的第八方面的某些实施例中， 所述固态发光体包括基本防止流体从 其经过的至少一层。
参照附图以及本发明的以下详细说明可以更全面地理解本发明。
附图说明
图 1 是根据本发明的照明设备的第一实施例的截面图 ； 图 2 是根据本发明的照明设备的第二实施例的示意图 ； 图 3 是根据本发明的照明设备的第三实施例的示意图 ； 图 4 是根据本发明的照明设备的第四实施例的示意图 ； 图 5 和 6 是根据本发明的照明设备的第五实施例的示意图。具体实施方式
下面将参照附图更全面地描述本发明， 附图中显示了本发明的实施例。然而， 本 发明不应当解释为受这里所阐述的实施例的限制。相反， 提供这些实施例目的是使本公开 透彻和完整， 并且对于本领域的技术人员而言这些实施例将会更完整地表达出本发明的范 围。通篇相同的标号表示相同的单元。如这里所述的用语 “和 / 或” 包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。
这里所用的用语仅是为了描述特定实施例， 而不用于限制本发明。如所用到的单 数形式 “一个” ， 除非文中明确指出其还用于包括复数形式。还将明白用语 “包括” 和/或 “包含” 在用于本说明时描述存在所述的特征、 整数、 步骤、 操作、 单元和 / 或元件， 但不排除 还存在或附加一个或多个其他特征、 整数、 步骤、 操作、 单元、 元件和 / 或其组合。
当一个单元如层、 区域或衬底在这里表述为 “位于另一单元之上” 或 “延伸到另一 单元之上” 时， 它也可直接位于另一单元之上或直接延伸到另一单元之上， 或者也可出现居 间单元 (intervening element)。 相反， 当一个单元在这里表述为 “直接位于另一单元之上” 或 “直接延伸到另一单元之上” 时， 则表示没有居间单元。此外， 当一个单元在这里表述为 “连接” 或 “耦合” 到另一单元时， 它也可直接连接或耦合到另一单元， 或者也可出现居间单 元。相反， 当一个单元在这里表述为 “直接连接” 或 “直接耦合” 到另一单元时， 则表示没有 居间单元。另外， 第一元件 “在第二元件之上” 的陈述与第二元件 “在第一元件之上” 的陈 述相同。
虽然用语 “第一” 、 “第二” 等这里可用来描述各种单元、 元件、 区域、 层、 部分和 / 或 参数， 但是这些单元、 元件、 区域、 层、 部分和 / 或参数不应当由这些用语来限制。这些用语 仅用于将一个单元、 元件、 区域、 层或部分与另一个区域、 层或部分区分开。因此， 在不背离 本发明的示教情况下， 以下讨论的第一单元、 元件、 区域、 层或部分可称为第二单元、 元件、 区域、 层或部分。
此外， 相对用语 (relative term) 如 “较低” 、 “底部” 、 “以下” 、 “顶部” 或 “以上” 这 里可用来描述如图所示一个单元与另一单元的关系。除了图中所示的装置的那些朝向之 外， 这些相对用语还用于包含其他不同的朝向。例如， 如果图中所示的装置翻转过来， 则描 述为在其他单元 “下” 侧上的单元方向变为在其他单元的 “上” 侧。因此根据附图的特定朝 向示范性用语 “下” 可包含 “上” 和 “下” 两个朝向。同样， 如果附图之一的装置翻转过来， 则 描述为在 “在其他单元之下” 或 “在其他单元下方” 的单元将位于其他单元 “以上” 。所述示 例性用语 “以下” 或 “在下方” 因此可以包含以上和以下两种方位。
这里所用的表达 “照明装置”除了它要能发光之外不具有任何限制性。即照 明装置可以是照射一定面积或容积 ( 如建筑物、 游泳池或温泉区、 房间、 仓库、 方向灯 (indicator)、 路面、 停车场、 车辆、 路面标记、 广告牌、 大船、 玩具、 镜面、 容器、 电子设备、 小 艇、 航行器、 运动场、 计算机、 远端音频装置、 远端视频装置、 蜂窝电话、 树、 窗户、 LCD 显示屏、 洞穴、 隧道、 院子、 街灯柱等 ) 的装置， 或照射包围空间的一个装置或一系列装置、 或用于边 缘照明或背面照明的装置 ( 如背光广告、 标志、 LCD 显示 )、 灯泡替代品 ( 例如取代 AC 白炽 灯、 低电压灯、 荧光灯等 )、 用于室外照明的灯具、 用于安全照明的灯具、 用于住宅外照明的 灯具 ( 例如， 壁式， 柱 / 杆式 )、 天花板灯具 / 壁式烛台、 柜下照明设备、 灯 ( 地板和 / 或餐桌 和 / 或书桌 )、 风景照明设备、 跟踪照明设备 (track lighting)、 作业照明设备、 专用照明设 备、 吊扇照明设备、 档案 / 艺术显示照明设备、 高振动 / 撞击照明设备 - 工作灯等， 镜面 / 梳 妆台照明设备 (mirrois/vanity lighting) 或任何其他发光装置。
在 “基本防止” 、 “基本平坦” 、 “基本平行” 和 “基本垂直” 的表达中， 这里所用的用 语 “基本” 表示至少大约 95％符合叙述的特征， 例如 ：
在固态发光体具有描述为基本防止液体经过的结构或层的情况下， 表达 “基本防止” 表示如果固态发光体单元 ( 即包括该结构或层以及它围绕的固态发光体的单元 ) 沉浸 在 15 磅 / 平方英寸、 25℃的水中 24 小时， 称重不超过 5％固态发光体单元重量的水量将渗 透并保持在固态发光体单元内 ；
表达 “基本平坦” 表示表征为基本平坦的表面上至少 95 ％的点位于一对平面其 中一个之上或一对平面之间， 所述一对平面平行并且所述一对平面以不超过表面最大尺寸 5％的距离彼此间隔 ；
表达 “基本平行” 表示两条直线 ( 或两个平面 ) 至多以 90°的 5％的角度， 即 4.5° 彼此背离 ； 以及
这里所用的表达 “基本垂直” 表示表征为与参考平面或直线垂直的结构中至少 90 ％的点位于一对平面其中一个之上或一对平面之间， 所述一对平面 (1) 与参考平面垂 直， (2) 彼此平行并且 (3) 以不超过该结构最大尺寸 5％的距离彼此间隔。
这里所用的表达 “邻近” 表示 “在附近” ， 或者在某些情况下 “在 ... 旁” 。例如当流 体邻近固态发光体流动时， 流体充分接近固态发光体流动从而至少在某种程度上将由流体 流冷却固态发光体。
本发明还涉及受到照射的包围空间 (illuminated enclosure)( 其容积可受到均 匀或不均匀的照射 )， 包括一封闭空间和至少一个根据本发明的照明设备， 其中照明设备 ( 均匀或不均匀地 ) 照射所述封闭空间的至少一部分。 本发明还涉及受到照射的区域， 包括从由以下项构成的组中选择的至少一个区 域： 建筑物、 游泳池或温泉区、 仓库、 方向灯 (indicator)、 路面、 车辆、 路面标记、 广告牌、 大 船、 玩具、 镜面、 容器、 电子设备、 小艇、 航行器、 运动场、 计算机、 远端音频装置、 远端视频装 置、 蜂窝电话、 树、 窗户、 LCD 显示屏、 洞穴、 隧道、 院子、 街灯柱等， 在它们之中或之上安装了 至少一个如这里所述的照明装置。
除非另有定义， 这里所用的所有用语 ( 包括科学和技术用语 ) 的含义与本发明所 属领域的普通技术人员普遍理解的含义相同。还应进一步明白， 如常规使用的词典里定义 的那些用语将解释为其含义与它们在相关领域以及本发明的上下文环境中的含义相一致， 除非本文明确定义外不会从理想或过度形式化 (formal sense) 的层面上理解。
根据本发明可以采用任一需要的固态发光体。 本领域技术人员知道并已经能够获 得多种上述发光体。上述固态发光体包括有机的或无机的发光体。上述发光体的类型实例 包括多种发光二极管 ( 有机的或无机的， 包括聚合物发光二极管 (PLED))、 激光二极管、 薄 膜电致发光器件、 发光聚合物 (LEP)， 所述固态发光体的每个在本领域是熟知的 ( 因此没有 必要详细描述上述设备， 和 / 或没有必要描述制成上述设备的材料 )。
各个发光体可以彼此相似、 彼此不同或任意组合 ( 即可以有多个同一类型的固态 发光体， 或两种或两种以上类型的一个或多个固态发光体 )。
更具体地说， 当 p-n 结结构两端存在电位差时， 发光二极管这一半导体器件发 射光 ( 紫外光、 可见光或红外光 )。制造发光二极管和许多相关结构的熟知的方法有很 多， 本发明可以采用任一这样的设备。举例来说， Sze 所著的 《半导体器件物理学》 (2d Ed.1981) 的第 12-14 章 (Chapters 12-14 of Sze， Physics of Semiconductor Devices， (2d Ed.1981)) 和 《现代半导体器件物理学》 (1998) 的第 7 章 (Chapter 7 of Sze， Modern Semiconductor Device Physics(1998)) 中描述了多种光子器件， 包括发光二极管。
这里所用的表达 “发光二极管” 是指基本的半导体二极管结构 ( 即芯片 )。已获得 普遍承认并且在商业上出售 ( 例如在电子器件商店中出售 ) 的 “LED” 通常表现为由多个部 件组成的 “封装” 器件。这些封装器件一般包括有基于半导体的发光二极管， 例如但不限于 美国专利 4,918,487、 5,631,190 和 5,912,477 中所公开的各种发光二极管， 以及引线连接 和封装该发光二极管的封装体。根据本发明任意上述设备可以用作固态发光体。
众所周知地， 发光二极管通过激发电子穿过半导体活性 ( 发光 ) 层的导带和价带 之间的带隙来发光。电子跃迁产生的光的波长取决于带隙。因此， 发光二极管发出的光的 颜色 ( 波长 ) 取决于发光二极管的活性层的半导体材料。
多种发光材料 ( 还称为荧光剂 (lumiphor) 或荧光媒介， 例如， 如在 No.6,600,175 的美国专利中所公开的， 该专利申请在此全文引用， 以供参考 ) 是熟知的并且可利用的。例 如， 当受激发辐射源激发时， 磷光体是发出响应光辐射 ( 例如， 可见光 ) 的发光材料。在许 多情况下， 响应光辐射的波长不同于激发辐射的波长。 发光材料的其他实例包括闪烁剂、 可 见辉光带 (day glow tapes) 以及紫外光照射后发出可见光的油墨 (inks)。
发光材料可以分为下迁移或上迁移 ； 下迁移材料即将光子转换为更低能级 ( 更长 波长 ) 的材料， 上迁移材料即将光子转换为更高能级 ( 更短波长 ) 的材料。 已经有各种方式来实现在 LED 设备中包含发光材料， 一个代表性方式即通过例如 混合或涂布工艺、 如上所述通过将发光材料添加至透明的封装材料 ( 例如， 环氧树脂基、 硅 胶基、 玻璃基或金属氧化物基材料 )。
例如， 传统发光二极管灯的一个代表性实例包括发光二极管芯片、 覆盖发光二极 管芯片的子弹形透明壳体、 将电流提供给发光二极管芯片的导线以及在均匀方向反射发光 二极管芯片的光照的反光杯， 在其中所述发光二极管采用第一树脂部分封装， 所述第一树 脂部分进一步由第二树脂部分封装。 通过将反光杯填充树脂材料并在将发光二极管芯片安 装至反光杯的底部并将其阴极和阳极电极通过引线与导线电连接之后固化树脂材料可以 获得第一树脂部分。发光材料可以分散在第一树脂部分中， 从而由从发光二极管芯片发出 的光线 A 激发 ； 受激发的发光材料产生具有比光线 A 更长波长的荧光 (“光线 B” )， 部分光 线 A 透射出包含发光材料的第一树脂部分， 因此作为光线 A 和光线 B 混合的光线 C 用作照 明。
合适的固态发光体的代表性实例， 包括合适的发光二极管、 发光材料、 封装材料等 在以下专利申请中介绍 ：
2006 年 12 月 21 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/614,180( 现在的公开号 为 No.2007/0236911)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 1 月 19 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/624,811( 现在的公开号 为 No.2007/0170447)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 5 月 22 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/751,982( 现在的公开号 为 No.2007/0274080)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 5 月 24 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/753,103( 现在的公开号 为 No.2007/0280624)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 5 月 22 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/751,990( 现在的公开号 为 No.2007/0274063)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 4 月 18 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/736,761( 现在的公开号 为 No.2007/0278934)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 11 月 7 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/936,163( 现在的公开号 为 No.2008/0106895)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 8 月 22 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/843,243( 现在的公开号 为 No.2008/0084685)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 5 月 8 日公告的美国专利 No.7,213,940， 题为 “照明设备和照明方法” (发 明人 ： Antony Paul van de Ven 和 Gerald H.Negley ； 律师事务所案卷号为 931_035 NP)， 该专利在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 10 月 11 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/870,679( 现在的公开号 为 No.2008/0089053)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2008 年 5 月 8 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/117,148( 现在的公开号为 No.2008/0304261)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2008 年 1 月 22 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/017,676， 题为 “具有一个 或多个荧光体的照明设备以及制造照明设备的方法” ( 现在的公开号为 No.2009/0108269) ( 律师事务所案卷号为 P0982 ； 931-079NP)( 发明人 ： Gerald H.Negley 和 Antony Paul van de Ven)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考。 如上所述， 本发明的第一方面涉及包括至少一个固态发光体和至少一个风扇的照 明设备， 以及本发明的第四方面涉及一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括为至少一个 风扇供电以及朝着至少一个固态发光体吹动流体。
如上所述， 依照本发明可以采用任壹需要的固态发光体。
所述一个或多个风扇可以由任意需要的材料制成， 并且可以具有任意需要的形 状。
一般而言， 所述一个或多个风扇可以是移动流体的任意设备。 多种风扇、 包括合成 射流 (synthetic jet) 是已知的。在许多情况下， 风扇包括至少一个挡板 ( 或叶片或 “扇 叶” )， 所述挡板相对它的总体积和 / 或质量在至少一个尺寸上具有相当大的表面积。在许 多情况下， 风扇包括围绕轴旋转的至少一个挡板或叶片绕轴旋转。这里所用的用语 “风扇” 包含移动气体的设备、 移动液体的设备以及移动气液混合物的设备。
在根据本发明的第一方面或本发明的第四方面的某些实施例中，
所述照明设备还包括至少一个衬底，
所述衬底包括至少第一主要表面和第二主要表面，
所述固态发光体安装在第一主要表面上，
所述衬底包括从第一主要表面延伸到第二主要表面的至少一个孔， 以及
当为风扇供电时， 风扇吹动流体通过所述孔， 例如， 从邻近第二主要表面到邻近第 一主要表面。
在上述实施例中， 所述衬底可以由任意需要的材料制成， 并且可以具有任意需要 的形状。
这里所用的表达 “主要表面” 表示具有的表面积包含整个结构表面积的至少 25％ 以及在某些情况下包含整个结构表面积的至少 40％ ( 例如， 具有基本平行的顶面和底面的
基本平坦薄衬底的顶面和底面的每个 ) 的表面。
在提供衬底以及衬底包括从第一表面延伸到第二表面的一个或多个孔的实施例 中， 所述孔可以具有任意需要的尺寸并可以以任意需要的方向延伸， 例如垂直于该一个或 两个表面。
如上所述， 在根据本发明的第一方面或本发明的第四方面的某些实施例中， 所述 照明设备还包括具有出口的至少一个喷嘴。
本领域技术人员熟悉多种喷嘴， 并且根据本发明可以使用任意需要的喷嘴。喷嘴 可以由任意需要的材料制成， 并且可以具有任意需要的形状。
在包括一个或多个喷嘴的某些实施例中， 所述喷嘴包括 ( 或每个喷嘴包括 ) 具有 至少第一区域、 第二区域和出口的结构， 第一区域具有第一横截面， 第二区域具有比第一横 截面小的第二横截面， 以及出口邻近第二横截面， 如果使流体从第一横截面强制进入第二 横截面， 流体以大于它经过第一横截面的速度通过出口。
使用喷嘴和 / 或流体射流的另一好处在于与流体的压缩和解压一起发生的绝热 温度变化。这一现象的一个例子是从压力容器 ( 比如喷雾罐 ) 释放的喷雾的温度。流体扩 张时， 流体的温度降低。 因此， 依照本发明， 邻近流体射出的喷嘴或孔的任意区域将变冷， 并 且如果上述区域与照明设备热连接或是照明设备的一部分时， 照明设备也将变冷。 另外， 流 体自身会被冷却， 并且当它与照明设备接触时， 它将为照明设备提供进一步的冷却功能。 该 过程的入口 / 或压缩部分可以与照明设备热隔离。当压缩流体时， 它的温度将升高并且在 流体围绕照明设备扩张之前可以从流体移除这一热量。可以使用具有低导热系数的材料 ( 比如从塑料、 聚合物、 陶瓷等中选择的一个或多个材料， 以固体形式或者泡沫 ) 将压缩室 和扩张区域 ( 当包括时 ) 彼此热隔离。
无风扇空气增流器 (fanless air mover) 可以用于增加流体的量。压缩流体源被 迫使通过变窄的喷嘴。依照伯努利定理 (Bernoulli’ s theorem)， 这将导致静压降低。这 一射流和相关的负静压可以用于诱导喷嘴中更大的流量。
如上所述， 在根据本发明的第一方面或本发明的第四方面的某些实施例中， 固态 发光体包括基本防止液体从其经过的至少一层。在上述实施例的某一些中， 由风扇朝向固 态发光体吹动的流体是液体， 因而液体可以直接接触固态发光体， 但是固态发光体设有涂 层从而防止或使上述接触造成的损坏最小化。这样的涂层可以使固态发光体 ( 以及可选择 地照明设备的附加部分 ) 浸在移动的冷却液体 ( 或气态 / 液体混合物 ) 流中成为可能。
如上所述， 本发明的第二方面涉及一种照明设备， 所述照明设备包括 ：
至少一个固态发光体， 固态发光体在至少第一位置和第二位置之间可移动 ； 以及
至少一个挡板， 以及
本发明的第五方面涉及一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括 ：
在第一位置和第二位置之间移动固态发光体。
如上所述， 依照本发明可以采用任意需要的固态发光体。
在根据本发明的第二方面或本发明的第五方面的某些实施例中， 固态发光体可以 安装在衬底上， 衬底可以由任意需要的材料制成， 并且可以具有任意需要的形状。
所述一个或多个挡板可以由任意需要的材料制成， 并且可以具有任意需要的形 状。在许多情况下， 挡板相对它的总体积和 / 或质量在至少一个尺寸上具有相当大的表面积。在某些实施例中， 挡板包括 ( 或挡板的一个或多个包括 ) 相对于它附近 ( 例如， 在小于 挡板表面积最大尺寸的距离内 ) 的一个或多个其他结构具有大表面积 ( 例如， 至少一样大， 以及在某些情况下至少三倍或五倍大 ) 的结构。
根据本发明的第二方面或本发明的第五方面的固态发光体的运动可以是任意需 要的运动， 并且上述运动的距离可以是任意需要的距离。 在某些实施例中， 该运动有效产生 邻近固态发光体流过的流体流。
在某些实施例中， 固态发光体 ( 和 / 或固态发光体安装其上的衬底 ) 的运动是振 动性的， 例如， 固态发光体在两个位置之间往复运动， 尽管在每次往复运动过程中固态发光 体不必要移动至相同位置。 在上述实施例中， 固态发光体可以设置在一振动结构上， 或固态 发光体可以是振动结构。本领域技术人员熟悉各种振动结构以及构造它们的方式， 并且根 据本发明可以使用任意这种结构 ( 例如， 具有依附其上的偏心配重 (eccentric weight) 的 旋转轴 )。
在某些实施例中， 固态发光体的运动方向基本垂直于固态发光体 ( 或固态发光体 安装其上的衬底 ) 的一个或多个主要表面 ； 在某些实施例中， 固态发光体的运动方向可以 改变。
如上所述， 在根据本发明的第二方面或本发明的第五方面的某些实施例中， 固态 发光体包括基本防止液体从其经过的至少一层。在上述实施例的某一些中， 该运动导致 液体直接接触固态发光体 ( 例如， 在某些实施例中， 固态发光体浸在它在其中移动的液体 中 )， 但是， 固态发光体设有涂层从而防止或使上述接触造成的损坏最小化。这样的涂层可 以使固态发光体 ( 以及可选择地照明设备的附加部分 ) 浸在非移动的冷却液体 ( 或气态 / 液体混合物 ) 或移动的冷却液体流 ( 或气态 / 液体混合物 ) 中成为可能。
如上所述， 本发明的第三方面涉及一种照明设备， 所述照明设备包括 ：
至少一个固态发光体 ；
衬底 ； 以及
膜片， 所述膜片定义出具有至少一个阀的至少一个腔室，
所述固态发光体安装在衬底上，
所述腔室邻近衬底设置， 以及
本发明的第六方面涉及一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括 ：
将膜片从第一膜片位置移动至第二膜片位置， 以及
冷却照明设备。
如上所述， 依照本发明可以采用任意需要的固态发光体。
在根据本发明的第三方面 ( 或本发明的第六方面， 其中提供衬底 ) 的某些实施例 中， 衬底可以由任意需要的材料制成， 并且可以具有任意需要的形状。
在根据本发明的第三方面或本发明的第六方面的某些实施例中， 膜片可以由任意 需要的材料制成， 并且可以具有任意需要的形状。本领域技术人员熟悉各种可以用于制造 膜片的材料， 并且根据本发明可以使用任意这样的材料。这样的材料的代表性实例包括弹 性体、 天然和 / 或合成橡胶 ( 比如丁基橡胶或丁腈橡胶 )、 聚丙烯、 氯丁橡胶、 或者未涂布 或采用比如弹性体的材料涂布的金属。另外， 本领域技术人员熟悉可以导致膜片至少从第 一膜片位置移动至第二膜片位置的各种设备和系统 ( 例如， 除了膜片和 / 或膜片自身特点( 比如形状记忆 ) 以外的元件 )， 以及本领域技术人员可以容易地设计出多种提供上述运动 的设备或系统， 并且在本发明的第三和第六方面中可以采用任意这样的设备和 / 或系统。
如上所述， 在本发明的第三方面中， 以及在根据本发明的第六方面的某些实施例 中， 腔室 ( 或每个腔室 ) 具有至少一个阀。 在上述实施例中， 所述阀可以是任意需要的类型， 本领域技术人员熟悉多种合适的阀。在某些实施例中， 在腔室的压缩过程中， 阀打开 ( 或至 少部分打开 ) 从而避免或降低增加的压力 ； 在腔室的扩张过程中， 阀关闭 ( 或至少部分关 闭 )——解压的流体产生冷却作用。
如上所述， 本发明的第七方面涉及一种照明设备， 所述照明设备包括 ：
壳体 ；
设置于壳体内的固态发光体，
所述固态发光体在至少第一位置和第二位置之间相对壳体可移动， 以及
本发明的第八方面涉及一种冷却照明设备的方法， 所述方法包括 ：
在第一位置和第二位置之间相对壳体移动固态发光体， 所述固态发光体安装在壳 体内 ； 以及
冷却所述固态发光体。 如以下所讨论的， 技术人员熟悉多种排列、 安装方案、 供电装置、 住房与固定装置 ； 与本发明的第七和 / 或第八方面有关、 可以采用任一上述排列、 方案、 装置、 住房和固定装 置。
依照本发明的第七和 / 或第八方面可以采用任意需要的固态发光体。
在依照第七和第八实施例的某些实施例中， 固态发光体可以安装在由任意需要的 材料制成并且可以具有任意需要的形状的衬底上。
根据本发明的第七方面或本发明的第八方面的固态发光体的运动可以是任意需 要的运动， 并且上述运动的距离可以是任意需要的距离。 在某些实施例中， 该运动有效产生 邻近固态发光体流过的流体流。
在某些实施例中， 固态发光体的运动是振动性的， 例如， 固态发光体在两个位置之 间往复运动， 尽管在每次往复运动过程中固态发光体不必要移动至相同位置。在上述实施 例中， 固态发光体可以设置在振动结构上， 或固态发光体可以设置在置于振动结构上的衬 底上， 或固态发光体可以设置在作为振动结构的衬底上。本领域技术人员熟悉多种振动结 构以及构造它们的方式， 并且根据本发明可以使用任意这样的结构 ( 例如， 具有依附其上 的偏心配重的旋转轴 )。
在某些实施例中， 固态发光体的运动方向基本垂直于固态发光体的一个或多个主 要表面 ； 在某些实施例中， 固态发光体的运动方向可以改变。
如上所述， 在根据本发明的第七方面或本发明的第八方面的某些实施例中， 固态 发光体包括基本防止液体从其经过的至少一层。在上述实施例的某一些中， 相对运动导致 液体直接接触固态发光体， 但是， 固态发光体设有涂层从而防止或使上述接触造成的损坏 最小化。
可以以任意需要的方式为本发明的照明设备供电。技术人员熟悉多种供电装置， 并且结合本发明可以采用任意这样的装置。 本发明的照明设备可以与任意需要的电源电连 接 ( 或选择性连接 )， 本领域技术人员熟悉各种上述电源。
所有适合本发明的照明设备的、 为照明设备供电的装置以及照明设备的电源的代 表性实例在以下专利申请中描述 ：
2007 年 1 月 24 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/626,483( 现在的公开号 为 No.2007/0171145)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 5 月 30 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/755,162( 现在的公开号 为 No.2007/0279440)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 9 月 13 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/854,744( 现在的公开号 为 No.2008/0088248)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2008 年 5 月 8 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/117,280( 现在的公开号为 No.2008/0309255)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ； 以及
2008 年 12 月 4 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/328,144( 现在的公开号 为 No.2009/0184666)( 律师事务所案卷号为 P0987 ； 931-085 NP)， 该专利申请在本申请中 全文引用， 以供参考。
可以以任意需要的方式排列、 安装本发明的照明设备和为其供电， 并且本发明的 照明设备可以安装在任意需要的壳体或固定装置上。本领域技术人员熟悉多种排列、 安装 方案、 供电装置、 壳体与固定装置， 并且结合本发明可以采用任意这样的排列、 方案、 装置、 壳体和固定装置。 例如， 可用于实践本发明的固定装置、 其他安装结构、 安装方案、 供电装置、 壳体、 固定装置和完整的照明装配在以下专利申请中描述 ：
2006 年 12 月 20 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/613,692( 现在的公开号 为 No.2007/0139923)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2006 年 12 月 20 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/613,733( 现在的公开号 为 No.2007/0137074)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 5 月 3 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/743,754( 现在的公开号为 No.2007/026,3393)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 5 月 30 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/755,153( 现在的公开号 为 No.2007/0279903)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 9 月 17 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/856,421( 现在的公开号 为 No.2008/0084700)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 9 月 21 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/859,048( 现在的公开号 为 No.2008/0084701)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 11 月 13 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/939,047( 现在的公开号 为 No.2008/0112183)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 11 月 13 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/939,052( 现在的公开号 为 No.2008/0112168)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 4 月 18 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/736,799( 现在的公开号 为 No.2008/0112170)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 10 月 23 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/877,038( 现在的公开号 为 No.2008/0106907)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2006 年 11 月 30 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.60/861,901， 题为 “具有配 件的 LED 下射式灯具” ( 发明人 ： Gary David Trott， Paul Kenneth Pickard 和 EdAdams ； 律 师事务所案卷号为 No.931_044 PRO)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2007 年 11 月 30 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.11/948,041( 现在的公开号 为 No.2008/0137347)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2008 年 5 月 5 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/114,994( 现在的公开号为 No.2008/0304269)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2008 年 5 月 7 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/116,341( 现在的公开号为 No.2008/0278952)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ；
2008 年 5 月 7 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/116,346( 现在的公开号为 No.2008/0278950)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考 ； 以及
2008 年 5 月 7 日申请的美国专利申请， 申请号为 No.12/116,348( 现在的公开号为 No.2008/0278957)， 该专利申请在本申请中全文引用， 以供参考。
这里参照截面图 ( 和 / 或平面图 ) 来描述根据本发明的实施例， 这些截面图是本 发明的理想实施例的示意图。同样， 可以预料到由例如制造技术和 / 或公差导致的示意图 的形状上的变化。 因此， 本发明的实施例不应当视为受这里所示的区域的特定形状的限制， 而是应当视为包括由例如制造引起的形状方面的偏差。例如， 显示为或描述为矩形的模塑 区域 (molded region) 一般还具有圆形的或曲线的特征。因此， 图中所示的区域实质上是 示意性的， 它们的形状不用于说明装置的某区域的准确形状， 并且也不用于限制本发明的 范围。
图 1 是根据本发明的照明设备的第一实施例的截面图。第一实施例对应于本发明 的第一方面。
参考图 1， 照明设备 10 包括安装在衬底 13 上的第一固态发光体 11 和第二固态发 光体 12( 两者均为 LED)、 以及风扇 14。固态发光体 11 和 12 以及风扇 14 彼此相对设止， 风 扇 14 被定向， 从而当为风扇 14 供电时， 风扇 14 朝向固态发光体 11 和 12 吹动空气。
衬底 13 包括第一主要表面 15 和第二主要表面 16， 固态发光体 11 和 12 安装在第 一主要表面 15 上。衬底 13 包括第一孔 17、 第二孔 18 和第三孔 19， 每个孔 17、 18 和 19 从 第一主要表面 15 延伸到第二主要表面 16。当为风扇 14 供电时， 风扇吹动流体通过每个孔 17、 18 和 19， 从邻近第二主要表面 16 到邻近第一主要表面 15， 从而冷却固态发光体 11 和 12。
图 2 是根据本发明的照明设备的第二实施例的示意图。第二实施例对应于本发明 的第一方面。
参考图 2， 照明设备 20 包括安装在衬底 24 上的第一固态发光体 21、 第二固态发光 体 22 和第三固态发光体 23( 每个均为 LED)， 以及风扇 25。
照明设备 20 还包括具有出口 27 的喷嘴 26， 所述出口 27 邻近第一固态发光体 21。 风扇 25 和喷嘴 26 彼此相对定向， 从而当为风扇 25 供电时， 风扇吹动气体通过出口 27， 从而 风扇 25 朝向固态发光体 21、 22 和 23 吹动空气。
图 3 是根据本发明的照明设备的第三实施例的示意图。第三实施例对应于本发明 的第一方面。参考图 3， 照明设备 30 包括安装在衬底 33 上的第一固态发光体 31 和第二固态发 光体 32( 两者均为 LED)， 以及风扇 34。固态发光体 31 和 32 以及风扇 34 彼此相对设置， 风 扇 34 被定向， 从而当为风扇 34 供电时， 风扇 34 朝向固态发光体 31 和 32 吹动空气。
图 4 是根据本发明的照明设备的第四实施例的示意图。第四实施例对应于本发明 的第二方面。
参考图 4， 照明设备 40 包括衬底 41、 固态发光体 42 和挡板 43。固态发光体 42 安 装在衬底 41 上。衬底 41 在第一衬底位置和第二衬底位置之间可移动 ( 这种情况下， 可振 动 )， 从而当在第一衬底位置和第二衬底位置之间移动衬底时， 衬底 41 相对挡板 43 的运动 产生空气流， 空气流邻近固态发光体 42 流过。 挡板 43 包括第一表面 44， 所述第一表面具有 比固态发光体 42 的表面积大的面积。
图 5 和 6 是根据本发明的照明设备的第五实施例的示意图。第五实施例对应于本 发明的第三方面。
参考图 5 和 6， 照明设备 50 包括第一固态发光体 51、 衬底 52 和膜片 53。衬底 52 具有第一主要表面 54 和第二主要表面 55， 第一固态发光体 51 安装在衬底 52 的第一主要表 面 54 上。膜片 53 定义出腔室 56 并具有第一阀 57 和第二阀 58。腔室 56 与衬底 52 的第二 主要表面 55 邻近。因此， 通过内部腔室表面定义腔室 56， 所述内部腔室表面包括第二主要 表面 55 的一部分和膜片的内表面 59 的一部分 ( 见图 6)。
膜片 53 在第一膜片位置 ( 图 5 中所示 ) 和第二膜片位置 ( 图 6 中所示 ) 之间可 移动。腔室 56 的体积在膜片 53 处于第二膜片位置时比膜片 53 处于第一膜片位置时大。
在操作中， 阀 57 和 58 打开时， 膜片 53 移动或被移动至第一膜片位置 ( 图 5 显示 阀 57 和 58 打开时位于第一膜片位置的膜片 53)， 因此当腔室 56 内的容积减少时将空气从 腔室 56 内排出。在膜片 53 到达第一膜片位置后， 阀 57 和 58 关闭。在这一阶段， 相对少量 的空气保留在腔室 56 内。通过使腔室 56 增加尺寸同时保持腔室内相同量的空气 ( 或仅仅 允许小量的空气泄漏入腔室 )， 实现冷却， 从而腔室内的空气压力降低， 因此导致冷却。 为了 实现腔室尺寸的增加以及伴随的压力的降低， 然后膜片移动或被移动至第二膜片位置 ( 阀 57 和 58 保持关闭 )， 从而在腔室 56 内扩张空气， 导致空气冷却。腔室 56 内空气的冷却冷 却衬底 52， 衬底 52 进而冷却第一固态发光体 51。图 6 显示了阀 57 和 58 关闭时处于第二 膜片位置的膜片 53。在膜片 53 到达第二膜片位置后， 打开阀 57 和 58， 然后膜片 53 移动或 被移动回第一膜片位置， 从而完成一次循环。
可以以任意需要的方式实现膜片 53 从第一膜片位置向第二膜片位置或反之亦然 的运动 ( 即膜片移动和 / 或被移动 )， 例如， (1) 可以施力从而导致膜片 53 移动， (2) 膜片 53 可以主动移动 ( 例如， 由于形状记忆 )， (3) 可以存在由膜片自身施加的力 ( 例如， 形状 记忆 ) 和施加给膜片的力的结合， 或者 (4) 一个力 ( 或力的结合 ) 可以克服另一力 ( 或力 的结合 )， 例如， 如果形状记忆产生的力超过了倾向于抵抗形状记忆力的作用力， 形状记忆 力克服倾向于抵抗形状记忆力的作用力 ( 或反之亦然 )， 则膜片移动。
此外， 虽然参照各个部件的特定组合来阐述本发明的特定实施例， 但在不背离本 发明的示教的情况下可提供各种其他组合。因此， 本发明不应解释为受这里所述以及附图 所示的特定示范性实施例的限制， 而是还可包含各种所述实施例的部件的组合。
本领域的普通技术人员可在不背离本发明的精神和范围的情况下根据本发明的公开对其进行许多种变化和修改。 因此， 必须明白所述的实施例仅用于举例， 不应当将其视 为限制由所附权利要求定义的本发明。因此， 所附的权利要求应理解为不仅包括并行陈述 的部件的组合， 还包括以基本相同的方式完成基本相同功能以获得基本相同结果的所有等 效部件。这些权利要求在此理解为包括以上具体阐述和说明的内容、 概念上等效的内容以 及结合了本发明的实质思想的内容。
这里描述的照明设备的任意两个或多个结构部分可以整合。 这里描述的照明设备 的任一结构部分可以通过两个或多个部分提供。相似地， 可以同时执行任意两个或多个功 能， 和 / 或可以以一系列步骤执行任意功能。