[发明专利]具有LED阵列的灯

说明书

背景技术

发光二极管(LED)照明系统作为对现有照明系统的替代物变得更加普遍。LED系统是固态照明(SSL)的实例，并且因为LED系统使用较少能量、更耐用、寿命更长、可组合成多颜色的阵列(这些阵列可控制以发出基本上任何颜色的光)以及通常不含铅和水银，故其具有超过传统照明方案(诸如，白炽照明和荧光照明)的优点。固态照明系统可采用照明单元、照明灯具、灯泡或“灯”的形式。

LED照明系统可包括例如具有一个或多个发光二极管(LED)的封装的发光装置，该封装的发光装置可包括无机LED，该封装的发光装置可包括形成p-n结和/或有机LED(OLED)的半导体层，该封装的发光装置可包括有机发光层。视为白色或接近白色的光可由红色、绿色以及蓝色(“RGB”)LED的组合产生。这种装置的输出颜色可通过分别调节红色、绿色以及蓝色LED的电流供应而改变。用于产生白色或接近白色的光的另一方法是通过使用照明体(诸如磷光体)。用于产生白色光的又一方法是刺激(stimulate)具有LED源的多个颜色的磷光体或染料。

LED灯可通过形状因数(form factor，波形因数)制成，该形状因数允许LED灯替换标准白炽灯泡或任何各种类型的荧光灯。LED灯通常包括某些类型的光学元件或多个元件，以允许颜色的局部混合、校准光或提供特殊的光模式。有时，光学元件还用作用于灯中的电子器件和/或LED的封套或外壳。

理想地，由于设计成用于替换传统的白炽光源或荧光光源的LED灯需要是整装(self-contained)的；因此电源连同多个LED或LED封装件以及光学部件均被包含在灯结构中。通常还需要散热器来冷却LED和/或电源，以便保持适当的操作温度。电源以及尤其是散热器通常可阻挡来自LED的一些光或限制LED的布置。取决于传统灯泡的类型(固态灯作为该传统灯泡的替代物)，这个限制可使得固态灯以与由传统灯泡产生的光模式基本不同的模式发光。

发明内容

本发明的实施方式提供一种具有作为光源的LED阵列的固态灯。LED可安装在支撑电力结构(supporting power structure，供电结构)上或固定至支撑电力结构，使得无需专用机械支撑部件和/或结构支撑部件。在一些实施方式中，用于LED的驱动器或电源也可安装在该支撑电力结构上。LED的集中性质以及最小结构支撑允许LED以细丝状的方式构造在灯的光学封套的中央部附近。在实例实施方式中，LED通过光学传输流体介质冷却并进一步缓和，以使LED能够维持适当的操作温度，以用于有效操作以及延长寿命。在这种构造的情况下，灯还可用至少大约五瓦的能耗操作，而仍被有效地冷却。由于LED阵列可构造成形成细丝状结构，故灯的光模式不会被散热器和/或安装硬件的存在或者通过必须将LED定位成邻近灯的基座而受影响。在一些实施方式中，电源(还被称为驱动器)也可通过流体介质冷却，并且可使驱动器的物理尺寸最小化，使得不会过度地干涉灯的光模式。

根据本发明实例实施方式的灯可包括光学传输外壳以及LED阵列，在该外壳中，该LED阵列设置在支撑电力结构上，以便能操作成当支撑电力结构通电时发光。支撑电力结构可包括引线框架组件。流体介质被包含在外壳中。该流体介质包围LED并且维持与LED阵列的热耦合。流体介质还可维持与LED、外壳或者这两者的光耦合。流体介质可通过用作折射率匹配介质而提供光耦合。在一些实施方式中，流体介质可为油或一些其他适当的冷却剂。在一些实施方式中，可使用氟化的或卤化的液体或胶体。

在一些实施方式中，磷光体用在外壳内或外壳上，以提供用于来自LED的一部分光的波长转换。在一些实施方式中，磷光体悬浮在光学传输流体介质内。在一些实施方式中，灯包括围绕LED和/或驱动器的光学传输内封套，并且流体介质可限制在内封套内。灯可包括超过一个内封套。流体介质可提供光耦合至内封套。内封套可包括远程磷光体。在一些实施方式中，磷光体的颗粒悬浮在至少一个内封套的流体介质中，并且内封套与外壳之间的空间填充有流体介质而没有磷光体的颗粒。

在一些实施方式中，灯包括光学传输外壳以及设置在外壳中的LED阵列，以便能操作成当LED阵列通电时发光。灯还包括作为外壳中的流体介质的相变材料，以提供热耦合至LED阵列。在一些实施方式中，相变材料提供光耦合至LED阵列、光学传输外壳或这两者。在一些实施方式中，相变材料可被限制于或至少部分地设置在光学传输外壳内的内封套中。