[发明专利]具有反锥形散热器的照明装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年6月4日申请的美国专利申请第12/794,559号的优先权。因此这个申请的全部内容在此为了所有目的通过引用的方式并入本申请中。

技术领域

本发明涉及固态照明装置和与之相关的传热结构。

背景技术

发光二极管(LED)是将电能转换成光的固态装置，并且通常包括夹在相对掺杂层之间的一个或多个有源层(所述有源层为半导体材料的)。当偏压被施加到掺杂层时，空穴和电子被注入进一个或多个有源层中，在有源层中它们重新组合以产生从该装置发出的光。激光二极管是根据类似的原理工作的固态发射器。

固态光源可以被用来提供彩色(例如，非白色)或白色LED灯(例如，被感知为白色的或接近白色的)。白光固态发射器已经被认为是白光白炽灯的可能的替代品。白光LED灯的典型实例包括涂有磷光剂(典型地为(YAG:Ce)或(BOSE))的蓝光LED芯片封装(例如，由铟镓氮(InGaN)和/或氮化镓(GaN)制成)，该磷光剂吸收至少部分蓝光并且重新发出黄光，该混合的黄光和蓝光发射提供了在性质上被感知为白色或接近白色的光。如果混合的黄色和蓝色光被感知为黄色或绿色，它可以被称为“蓝变黄”(blue shifted yellow)(“BSY”)光或“蓝变绿”(blue shifted green)(“BSG”)光。附加的来自于固态发射器或发光磷光材料(lumiphoric material)(例如，磷光剂)的红光谱输出可以被用来提高白光的暖度。作为基于磷光剂的白光LED的替换，红光、蓝光和绿光固态发射器和/或发光磷光剂的组合发射也可以在性质上被感知为白色的或接近白色的。另一个产生白光的方法是用紫光或紫外光LED源刺激多种颜色的磷光剂或染料。固态照明装置可以包括例如至少一个有机的或无机的LED和/或激光器。

许多现代的照明应用均要求高功率固态发射器以提供期望的亮度水平。高功率LED可以吸取大电流，从而产生大量的必须被消散的热。由于必须防止LED在过度的高结温下工作以提高可靠性且延长LED的工作寿命，因此通常提供散热元件(比如散热器)以与高强度LED进行热交换。对于较大尺寸和/或暴露于周围环境的散热器，铝通常被用作散热器材料，这是因为铝成本合理、耐腐蚀和相对容易制造。用于固态照明装置的铝散热器通常通过铸造、挤压和/或机械加工技术形成各种形状。基于引线框架的固态发射器封装也利用典型地沿单个非发射(例如，较低的)封装表面设置的芯片级散热器，以促进到该封装安装于其上的表面的热传导。这种芯片级散热器通常被用作中间热散布器以将热传导到其它装置级散热结构，比如铸成的或机械加工成的散热器。芯片级散热器可以包括其至少一部分被包装在模制的包装材料中，这与装置级散热器不同，装置级散热器的任何部分通常都没有被包装在模制的包装材料中。

对于较大尺寸的和/或暴露于周围环境中的固态照明装置散热器，铝通常被用作散热器材料并且可以通过铸造、挤压和/或机械加工技术形成各种形状。

提供能够代替白炽灯泡而不会牺牲光输出特性的LED灯泡将是可期待的，但是各种限制阻碍了LED灯泡的广泛应用。在传统的高输出LED灯泡的情况下，散热器的至少一部分被设置在灯泡的基座与球体(或外罩)部分之间，所述球体或外罩典型地用于保护LED和散射其发出的光。不幸的是，具有足够大尺寸以消散由LED产生的热量的散热器趋向于阻挡灯泡基座附近处的光的输出。包括有设置在其外罩与基座之间的散热器的固态照明装置的实例如图6和图7A-7B所示。