[发明专利]气体冷却式LED灯具

说明书

本申请要求2013年3月1日申请的美国申请序列号13/781,844的优先权，其全部通过引用并入本文，该美国申请是2013年2月22日申请的美国申请序列号13/774,193的延续申请，其全部通过引用并入本文，该延续申请是2012年5月9日申请的美国申请序列号13/467,670的部分延续申请(CIP)，其全部通过引用并入本文，并且，该延续申请是2012年4月13日申请的美国申请序列号13/446,759的部分延续申请(CIP)，其全部通过引用并入本文。

本申请还根据35U.S.C.§119(e)要求2012年12月18日申请的美国临时申请第61/738，668号的申请日，该申请全部通过引用并入本文；2012年10月11日申请的美国临时申请第61/712,585号的申请日，该申请全部通过引用并入本文；2012年10月22日申请的美国临时申请第61/716,818号的申请日，该申请全部通过引用并入本文；及2012年7月12日申请的美国临时申请第61/670,686号的申请日的优先权的权益，该申请全部通过引用并入本文。

背景技术

发光二极管(LED)照明系统作为以往照明系统的替代物变得越来越流行。LED系统是固态照明(SSL)的实例且具有优于例如白炽灯泡及荧光照明的传统照明方式的优点，因为它们使用较少能量，且比较耐用，能运行更久，可组合在可受控制以事实上传递任何颜色光的多色阵列，且通常不含铅或水银。固态照明系统可采用照明单元、照明灯具、灯泡、或“灯具”的形式。

LED照明系统可包括，例如，包括一个或多个发光二极管(LED)的封装发光装置，且该LED包括可包括形成p-n接合件的半导体层的无机LED和/或可包括有机发光层的有机LED(OLED)。被看见为白色或接近白色的光可通过红、绿及蓝(“RGB”)LED的组合产生。该装置的输出色可通过分别调整供给所述红、绿及蓝LED的电流改变。用于产生白色或接近白色的光的另一方法通过使用例如磷光体的荧光磷光体。用于产生白光的再一方法是以LED源激发多个颜色的磷光体或染料。可采用许多其它方法。

LED灯具可以形状因子制成，且该形状因子容许它替代标准白炽灯泡，或各种荧光灯的任一种。LED灯具经常包括某或某些类型的光学元件以便局部地混色、校准光、或提供特殊光图案。有时，该光学元件也作为在该灯具中的电子装置或LED的封罩或外壳。

理想地，由于设计作为传统白炽及荧光光源的替代物的LED灯具必须是自包括的；电源与LED或LED封装件及光学组件一起包括在该灯具结构中。也需要散热器来冷却所述LED和/或电源以便维持适当操作温度。该电源及特别是该散热器经常会妨碍某些来自所述LED的光或限制LED位置。根据欲以该固态灯具作为替代物的传统灯泡，这限制会造成该固态灯具以与由欲替代的传统灯泡所产生的光图案实质不同的图案发光。

传统白炽灯泡通常包括被支撑在支撑金属线上的灯丝，其中所述支撑金属线安装在玻璃柄部上，且该玻璃柄部熔接在该灯泡上。多个金属线延伸穿过该柄部以便提供由该灯泡头至该灯丝的电流。该柄部使用熔化该玻璃的热被熔接在该外壳上。在传统白炽灯泡中，将该柄部熔接在该外壳上不会有特别的问题，因为在该熔接操作时产生的热不会不利地影响所述元件。然而，该结构已被视为不适合LED灯具设计，因为在制造程序时产生的热对所述LED具有不利冲击是已知的。例如在该熔接操作时施加的热会例如因基本缩短LED寿命而降低所述LED在使用时的性能。该热也会影响在所述LED及该印刷电路板(PCB)、基座或其它副底座之间的焊接，其中所述LED会松弛或会由该印刷电路板、基座或其它副底座分离。因此，传统制造程序及结构已被视为完全不适合以LED为主的照明技术。

发明内容

在一个实施例中，一种灯具包括光学透射外壳。LED阵列被布置在该光学透射外壳中且当通过电气连接通电时能操作而发光。气体被收纳在该外壳中以提供到该LED阵列的热耦接。散热器结构被热耦接到该LED阵列以将热由该LED阵列传导至该气体。该散热器结构在距离该外壳小于8mm处。

在一个实施例中，一种灯具包括光学透射外壳。LED阵列被布置在该光学透射外壳中且当通过电气连接通电时能操作而发光。气体被收纳在该外壳中以提供到该LED阵列的热耦接。散热器结构被热耦接到该LED阵列以将热由该LED阵列传导至该气体，其中该散热器结构被该气体包围。