[发明专利]具有柔性耦接的散热器的照明装置

说明书

相关申请的声明

本申请要求2011年2月7日提交的美国专利申请No.13/022,542的权益。出于所有目的通过引用将上述申请的全部内容结合于此。

5技术领域

本发明涉及固态照明装置，包括使用一个或多个发光二极管的装置与灯具以及与其相关的热传递结构。

背景技术

特定照明应用通过柔性照明装置（诸如彩虹管（rope light））的使用10而受益。柔性照明装置可用在内部和外部环境中并且可用于信号应用。柔性照明装置的一个益处在于它们可用于遵循物体或结构的轮廓，并且它们可用于形成各种形状和文本。

霓虹灯、荧光灯、以及白炽灯已在信号行业中广泛使用多年。这样的灯具具有限制它们实用性的局限性。例如，霓虹灯和荧光灯可能在在寒冷15的天气中难以启动、通常要求高的工作电压、并且可包括会造成环境风险和处理风险的有害的材料（例如，水银）。白炽灯的特点是灯具寿命短、发光效率低、以及振动抗性差。

发光二极管（LED）灯带来对前述技术的理想的替换，以提供诸如提高的效率、延长的工作寿命、提高的振动抗性、以及以多种电压工作的能20力的益处。发光二极管（LED）是将电能转换成光的固态装置，并且通常包括夹置在相对掺杂的层之间的一个或多个半导体材料的活性层。当在掺杂层上施加偏压时，空穴与电子被注入到一个或多个活性层中，在此空穴与电子重新结合以产生从装置发射的光。激光二极管是根据类似原理工作的固态发射器。

单个固态发射器通常包含相对窄的光谱输出。单个固态发射器可发射分立的颜色，诸如红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）、黄色（Y）、蓝绿色（C）、或光的其他颜色。固态光源还可用于提供白光（例如，被感知为白色或接近白色的），并且已作为传统白炽灯和/或荧光灯的可能替代物而被研究。被感知为白色或接近白色的光可通过多个分立颜色的发射器（例如，红色、绿色、和蓝色（“RGB”）LED发射器）的组合来产生，或者可替换地，通过蓝色LED与黄色荧光体的组合发射来产生。在后一情况下，蓝色LED发射的一部分穿过荧光体，而蓝色LED发射的另一部分“向下降频（downconvert）”成黄色；蓝色光与黄色光的组合提供白色光。用于产生白色光的另一种方法是通过紫色或紫外LED源激发具有多种颜色的荧光体或染料。

许多现代照明应用需要高功率固态发射器以提供期望等级的亮度。高功率固态发射器可抽取大的电流，由此产生需要消散的大量的热。

包括容纳在细长的柔性透光管内的LED的LED彩虹管（例如，诸如包括在Ko的美国专利No.6,406,166中以及Luk等的No.7,210,818中的）是已知的。这样的传统类型的彩虹管具有有限的用于使热消散的装置。美国专利No.6,406,166根本未提及热的传递。美国专利No.7,210,818披露了嵌入在将许多个LED支撑在柔性管内的螺旋状的（螺旋形的）回路板中的线加固件的使用，其中加固件充当用以通过LED的相关电引线抽取由LED产生的热的散热器；然而，由LED产生的热保持陷在管内。在不致使LED过热从而导致工作寿命缩短的情况下，这限制了在高工作电流下驱动彩虹管的能力。

尽管未明确针对彩虹管，然而Leong的美国专利No.6,762,562披露了管状壳体的使用，该管状壳体将LED容纳在其中，诸如将其容纳在设置于壳体内的大体圆柱形的回路板或多个间隔开的刚性支撑结构上。布置在管状壳体内的散热器和内部通气孔可用于传导由LED产生的热，热经由管状壳体的端部消散。这样的布置由于热分层（thermal stratification）而限制了提供具有延伸的长度的照明装置以及以高的工作电流来驱动这样的装置的能力。即，可能难以传送来自定位在远离装置端部的LED的热以用于经由端部而消散，由此提升了LED故障或工作寿命降低的风险。这样的布置还可限制将多个照明装置串联连接的能力，并且要求装置的端部具有足够的散热能力。

理想的是，提供能够经受高的工作电流而不会导致发射器的工作寿命缩短的柔性固态照明装置。