TW201402991A - 氣體冷卻式發光二極體燈具 - Google Patents

Abstract

在一實施例中，一燈具包含一可光學透射之外殼。一發光二極體陣列係設置在該可光學透射之外殼中且當透過一電氣連接通電時可操作而發光。一氣體被收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合。該氣體可包括氧。

Description

氣體冷卻式發光二極體燈具

本申請案是在此全部加入作為參考之2013年2月22日申請之美國專利申請案第13/774,193號之連續申請案，且該連續申請案是在此全部加入作為參考之2012年5月9日申請之美國專利申請案第13/467,670號之部份連續申請案(CIP)，又，該部份連續申請案是在此全部加入作為參考之2012年4月13日申請之美國專利申請案第13/446,759號之部份連續申請案(CIP)。

本申請案亦依35U.S.C.§119(e)主張在此全部加入作為參考之2012年12月18日申請之美國暫時專利申請案第61/738,668號之申請日；在此全部加入作為參考之2012年10月11日申請之美國暫時專利申請案第61/712,585號之申請日；在此全部加入作為參考之2012年10月22日申請之美國暫時專利申請案第61/716,818號之申請日；及在此全部加入作為參考之2012年7月12日申請之美國暫時專利申請案第61/670,686號之申請日的優先權之利益。

本發明係有關於一種氣體冷卻式發光二極體燈具。

背景

發光二極體(LED)照明系統作為以往照明系統之替代物變得越來越有優勢。發光二極體系統是固態照明(SSL)之一例且具有優於例如白熾燈泡及螢光照明之習知照明方式之優點，因為它們比較不耗能，且比較耐用，可操作更久，可組合在可受控制以事實上傳送任何色光之多色陣列，且通常不含鉛或水銀。一固態照明系統可採用一照明單元、照明燈具、燈泡、或一“燈具”。

一發光二極體照明系統可包括，例如，包括一或多數發光二極體(LED)之一封裝發光裝置，且該發光二極體包括可包括形成p-n接面之半導體層的無機發光二極體及/或可包括有機發光層之有機發光二極體。被人看見為白色或接近白色之光可藉一紅、綠及藍(“RGB”)發光二極體之組合產生。該裝置之輸出色可藉分別調整供給該等紅、綠及藍發光二極體之電流改變。用以產生白色或接近白色之光之另一方法係藉使用例如一磷光體之一螢光磷光體(lumiphor)。用以產生白光之再一方法是以一發光二極體源激發多數顏色之磷光體或染料。可採用許多其他方法。

一發光二極體燈具可以一形狀因子製成，且該形狀因子容許它替代一標準白熾燈泡，或各種螢光燈之任一種。發光二極體燈具經常包括某或某些光學元件以便局部地混色、準直光、或提供一特殊光圖案。有時，該光學元件亦作為在該燈具中之電子裝置或發光二極體之一封罩或外殼。

理想地，由於設計作為一習知白熾及螢光光源之替代物之一發光二極體燈具必須是自給的；一電源與該或該等發光二極體及該等光學組件一起包括在該燈具結構中。亦需要一散熱器來冷卻該等發光二極體及/或電源以便維持適當操作溫度。該電源及特別是該散熱器經常會妨礙某些來自該等發光二極體之光或限制發光二極體位置。依據欲以該固態燈具作為一替代物之習知燈泡，這限制會造成該固態燈具以一與由欲替代之習知燈泡所產生之光圖案實質不同之圖案發光。

習知白熾燈泡通常包含一被支持在支持金屬線上之燈絲，其中該等支持金屬線係安裝在一玻璃柄部上，且該玻璃柄部係熔接在該燈泡上。多數金屬線延伸穿過該柄部以便提供由該燈泡頭至該燈絲之電流。該柄部係使用熔化該玻璃之熱熔接在該外殼上。在習知白熾燈泡中，將該柄部熔接在該外殼上不會有特別之問題，因為在該熔化操作時產生之熱不會不利地影響該等組件。但是，該結構已被視為不適合發光二極體燈具設計，因為在製造程序時產生之熱對該等發光二極體具有一不利衝擊是已知的。例如在該熔化操作時施加之熱會例如因實質地縮短發光二極體壽命而降低該等發光二極體在使用時之效能。該熱亦會影響在該等發光二極體及該印刷電路板(PCB)、基座或其他副安裝件之間的焊接，其中該等發光二極體會鬆弛或會由該印刷電路板、基座或其他副安裝件分離。因此，習知製造程序及結構已被視為完全不適合以發光二極體為主之照 明技術。

發明概要

在一實施例中，一燈具包含一可光學透射之外殼。一發光二極體陣列係設置在該可光學透射之外殼中且當透過一電氣連接通電時可操作而發光。一氣體被收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合。一散熱器結構係與該發光二極體陣列熱耦合以將熱由該發光二極體陣列傳送至該氣體。該散熱器結構係在一距離該外殼小於8mm處。

在一實施例中，一燈具包含一可光學透射之外殼。一發光二極體陣列係設置在該可光學透射之外殼中且當透過一電氣連接通電時可操作而發光。一氣體被收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合。一散熱器結構係與該發光二極體陣列熱耦合以將熱由該發光二極體陣列傳送至該氣體，其中該散熱器結構係被該氣體包圍。

在一實施例中，一燈具包含一可光學透射之外殼。一發光二極體陣列係設置在該可光學透射之外殼中且當透過一電氣連接通電時可操作而發光。一氣體被收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合。一燈座形成與該發光二極體總成連接之一部份且包含一與該外殼連接之上部及與該上部接合之下部。

在一實施例中，一燈具包含一可光學透射之密封外殼。一發光二極體陣列係設置在該可光學透射之外殼中 且當透過一電氣連接通電時可操作而發光。該發光二極體陣列係安裝在一發光二極體總成，且該發光二極體總成包含一散熱器結構，其中該發光二極體陣列係設置成朝向該發光二極體總成之一側且該散熱器結構向該發光二極體總成之相對側延伸。該發光二極體陣列係實質地定位在該外殼之中心。一氣體被收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合。

在一實施例中，一燈具包含一可光學透射之外殼。一發光二極體係設置在該可光學透射之外殼中且當透過一電氣連接通電時可操作而發光。一氣體被收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合，其中該氣體包含氧。

該發光二極體陣列可設置在一發光二極體總成之一端且該散熱器結構可至少延伸至該發光二極體陣列之一側。該散熱器結構可包括翼片。該發光二極體陣列可設置成朝向該發光二極體總成之一頂部且該散熱器結構可向該發光二極體總成之一底部延伸。該發光二極體陣列可設置在一發光二極體總成上且該發光二極體總成可被支持在一玻璃柄部上，其中該散熱器結構至少部份地環繞該玻璃柄部。該發光二極體陣列可定位成使得它實質地設置在該外殼之中心且該散熱器結構偏離該外殼之一側。該散熱器結構可接觸該外殼。該氣體可包含氦。該氣體亦可包含氫。

一愛迪生螺紋(Edison screw)可形成在該燈座上。該燈座可具有一固定在該外殼上之比較窄近端，其中 該燈座之一直徑由該近端沿該燈座逐漸增加至一點。該燈座之具有一較大直徑之一部份可界定用以收納一電源之一內部空間。該燈座可由該最寬直徑部份逐漸縮小至該愛迪生螺紋。該燈座之一外表面可由一平滑彎曲形狀形成。該燈座之一外表面可由該近端至該愛迪生螺紋由一比較小凹部轉變至一比較大凸部。

該電氣連接可包含一防止該發光二極體陣列之過熱之熱阻電氣通路。該熱阻電氣通路可包括一金屬線，該金屬線具有一尺寸使得該尺寸防止該發光二極體陣列之過熱。

該氧可以一足以防止該發光二極體之劣化之量設置在外殼中。該燈具可發出等於一相當40瓦燈泡之光且該氣體可包含至少大約50體積%之氧。該氣體可包含一第二導熱氣體。該第二導熱氣體可具有一比氧高之導熱率。該第二導熱氣體可包含氦。該氣體可具有一大約至少87.5mW/m-K之導熱率。該燈具可發出等於一相當40瓦燈泡之光且該氣體可包含大約40至60體積%之氧。該燈具可發出等於一相當40瓦燈泡之光且該氣體可包含大約50體積%之氧。該燈具可發出等於一相當60瓦燈泡之光且該氣體可包含至少大約80體積%之氧。該燈具可發出等於一相當60瓦燈泡之光且該氣體可包含至少大約100體積%之氧。該燈具可發出等於一相當60瓦燈泡之光且該氣體可包含至少大約90體積%之氧。該燈具可包含一氣體移動裝置。該氣體移動裝置可包含一電風扇、一轉動風扇、一壓電風扇、電 暈或離子風產生器、及膜片泵中之至少一者。

100‧‧‧燈具

102‧‧‧燈座

103,104‧‧‧發光二極體

106‧‧‧頂部

108‧‧‧底部

109‧‧‧金屬線

110‧‧‧電源組件

112‧‧‧外殼

113‧‧‧二氧化矽

114‧‧‧金屬線

200‧‧‧燈具

202‧‧‧燈座

204‧‧‧單一發光二極體

206‧‧‧副安裝件

211‧‧‧封罩

212‧‧‧外殼

220‧‧‧散熱器

224‧‧‧金屬線

300‧‧‧燈具

301‧‧‧副安裝件

304‧‧‧反射器

306‧‧‧頂部

308‧‧‧透鏡

310‧‧‧燈座部份

312‧‧‧螺紋燈座

500‧‧‧副安裝件

504‧‧‧相同部份

520‧‧‧發光二極體裝置

604‧‧‧發光二極體

610‧‧‧金屬線框結構

620‧‧‧“指”部

704‧‧‧發光二極體

710‧‧‧印刷電路板結構

720‧‧‧“指＂部

804‧‧‧發光二極體

805‧‧‧發光二極體

810‧‧‧印刷電路板結構

820‧‧‧金屬指

904‧‧‧發光二極體

905‧‧‧發光二極體

910‧‧‧金屬線框結構

920‧‧‧金屬指

1000‧‧‧燈具

1102‧‧‧燈座

1102a‧‧‧上部份

1102b‧‧‧下部份

1102d‧‧‧比較窄近端

1103‧‧‧愛迪生螺紋

1105‧‧‧較大內空間

1106‧‧‧接頭

1107‧‧‧較窄凹部；印刷電路板

1108‧‧‧缺口

1109‧‧‧較寬凸部

1110‧‧‧驅動器

1111‧‧‧電源

1112‧‧‧外殼

1113‧‧‧二氧化矽

1114‧‧‧主體

1115‧‧‧頸部

1116‧‧‧氣體移動裝置；金屬線扣持特徵；扣持構件

1117‧‧‧支持金屬線；凹孔或孔

1118‧‧‧扣持特徵

1119‧‧‧接頭；電氣耦合件或互連件

1119a‧‧‧第一接觸部份

1119b‧‧‧第二接觸部份

1119c‧‧‧支持構件

1120‧‧‧柄部

1121‧‧‧圓頂

1123‧‧‧內部通道

1125‧‧‧環狀凹孔

1126‧‧‧管；通道

1127,1127',1127"‧‧‧發光二極體

1127a,1127b‧‧‧發光二極體

1128‧‧‧發光二極體陣列

1129‧‧‧副安裝件

1130‧‧‧發光二極體總成

1131‧‧‧柄件

1131a‧‧‧第一部份

1131b‧‧‧第二部份

1131c‧‧‧第三部份

1131d‧‧‧區域；熔化區域

1132‧‧‧凸緣

1133‧‧‧管

1135‧‧‧通道；內孔

1137‧‧‧柱或底座

1139‧‧‧臂部；支持表面

1141‧‧‧翼片

1142‧‧‧孔

1143‧‧‧支持構件

1145‧‧‧金屬線接合結構

1147‧‧‧凹孔；孔

1149‧‧‧散熱器結構；散熱器

1150‧‧‧金屬線

1160‧‧‧散熱器結構

1161‧‧‧翼片；連接器

1200‧‧‧引線框

1201‧‧‧陽極

1202‧‧‧陰極

1203‧‧‧連接器

1205‧‧‧繫桿

1210‧‧‧發光二極體封裝體

1211‧‧‧支持構件

1212‧‧‧區域

1230,1231,1232‧‧‧層

1300‧‧‧引線框；金屬核心板

1301‧‧‧導熱及導電核心

1302‧‧‧介電材料

1304‧‧‧中央帶

1310‧‧‧發光二極體封裝體

1315‧‧‧部份

1330,1331,1332‧‧‧層

1341‧‧‧翼片

1349‧‧‧散熱器結構

1351‧‧‧線溝

1400‧‧‧副安裝件

1401‧‧‧撓性電路或板

1441‧‧‧翼片

1500‧‧‧引線框

1501‧‧‧陽極

1502‧‧‧陰極

1503‧‧‧方塊；安裝區域

1505‧‧‧繫桿

1510‧‧‧發光二極體封裝體

1511‧‧‧支持構件

1512‧‧‧區域

1513‧‧‧第一塑膠懸伸物

1514‧‧‧第一側緣

1515‧‧‧第二塑膠懸伸物

1516‧‧‧第二側緣

1517‧‧‧第一連接器

1519‧‧‧第二連接器

1541‧‧‧翼片

1549‧‧‧散熱器結構

P‧‧‧點

圖1是依據本發明之實施例之一發光二極體燈具之側視圖。該燈具之光學外殼係以橫截面顯示以便可了解內部細節。

圖2是依據本發明之其他實施例之一發光二極體燈具之側視圖。在圖2之情形中，該光學外殼及該燈具之內部光學封裝係以橫截面顯示。

圖3是依據本發明之其他實施例之一發光二極體燈具之側視圖。在圖3中，雖然事實上在某些實施例中可使用一擴散透鏡材料，但是該發光二極體燈具之透鏡係顯示為完全透明以便看到內部細節。

圖4是圖1之發光二極體燈具之俯視圖。又，該燈具之外殼係以橫截面顯示以便可了解內部細節。

圖5是依據另一實施例之一發光二極體燈具之一副安裝件之俯視圖。圖5顯示另一種可使用之副安裝件及封裝發光二極體裝置。

圖6A與6B顯示一發光二極體燈具之另一種副安裝件。

圖7A與7B顯示一發光二極體燈具之又一種副安裝件。

圖8與9顯示依據本發明之實施例之一發光二極體燈具之再一種副安裝件。

圖10是本發明另一實施例之一發光二極體燈具 之部份截面圖，其中該外殼、發光二極體總成及柄部係以橫截面顯示。

圖11是可用於製造圖10之實施例之一外殼之一實施例之側視圖。

圖12是可用於製造圖10之實施例之一柄件之一實施例之側視圖。

圖13是可用於製造圖10之實施例之一柄件及發光二極體總成之一實施例之側視圖。

圖14是設置在圖11之外殼中之圖12之一柄件及發光二極體總成之一實施例之側視圖，顯示圖10之實施例之製造。

圖15是熔接在圖11之外殼上之圖12之一柄件及發光二極體總成之一實施例之側視圖，顯示圖10之實施例之製造。

圖16是熔接在圖11之外殼上之一柄部及發光二極體總成之一實施例之側視圖，顯示圖10之實施例之製造。

圖17是圖10之燈具之另一實施例之示意側視圖。

圖18是圖10之燈具之又一實施例之示意側視圖。

圖19是圖10之燈具之再一實施例之示意側視圖。

圖20是圖10之燈具之又一實施例之示意側視圖。

圖21是圖10之燈具之再一實施例之示意側視圖。

圖22是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之一引線框之平面圖。

圖23是可使用於本發明之發光二極體總成之實 施例中之一引線框及發光二極體封裝體之平面圖。

圖24是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之一引線框之另一實施例之平面圖。

圖25是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之一引線框構形之立體圖。

圖26是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之另一引線框構形之立體圖。

圖27是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之又一引線框構形之側視圖。

圖28是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之再一引線框構形之側視圖。

圖29是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之另一引線框構形之立體圖。

圖30是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之又一引線框構形之側視圖。

圖31是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之一核心板構形之平面圖。

圖32是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之一核心板構形之立體圖。

圖33是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之另一核心板構形之立體圖。

圖34是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之又一核心板構形之立體圖。

圖35是可使用於本發明之發光二極體總成之實 施例中之再一核心板構形之立體圖。

圖36是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之又一核心板構形之立體圖。

圖37是可使用於本發明之發光二極體總成之實施例中之一擠出副安裝件之立體圖。

圖38是可使用在圖10之燈具中之發光二極體總成之另一實施例之示意側視圖。

圖39是可使用在圖10之燈具中之發光二極體總成之又一實施例之類似於圖38之示意側視圖。

圖40是可使用在圖10之燈具中之發光二極體總成之再一實施例之類似於圖38之示意側視圖。

圖41至43圖是顯示說明形狀之發光二極體總成之各種實施例之端視圖。

圖44圖是可使用在本發明之發光二極體總成之實施例中之一金屬核心板/引線框構形之立體圖。

圖45圖是可使用在本發明之發光二極體總成之實施例中之另一金屬核心板/引線框構形之立體圖。

圖46圖是可使用在本發明之發光二極體總成之實施例中之又一金屬核心板/引線框構形之側視圖。

圖47圖是可使用在本發明之發光二極體總成之實施例中之再一金屬核心板/引線框構形之側視圖。

圖48是顯示本發明之另一實施例之一發光二極體燈具之部份截面圖，其中該外殼、發光二極體總成及柄部係以橫截面顯示。

圖49是圖48之發光二極體燈具之側視圖。

圖50是在圖48之發光二極體燈具中使用之發光二極體總成之立體圖。

圖51是顯示尺寸之可使用在本發明之發光二極體總成中之一基板之一實施例的平面圖。

圖52是一A19燈泡之ANSI標準尺寸之圖。

圖53至55顯示包括尺寸之外殼之實施例。

圖56a至56d顯示本發明之燈具之某些部份之其他實施例。

圖57a至58b顯示本發明之燈具之某些部份之其他實施例。

圖59是本發明之燈具之一實施例之分解圖。

圖60a是圖59之燈具之實施例之立體圖。

圖60b是圖59之燈具之實施例之部份分解圖。

圖60c、60d與60e是圖59之燈具之實施例之俯、側及仰視圖

圖61是可使用在本發明之發光二極體總成中之一基板之另一實施例的平面圖。

圖62是類似於圖61之前視圖，顯示安裝在該基板上之塑膠支持構件。

圖63是圖62之基板及支持構件之後視圖。

圖64顯示彎曲成一三維形狀之圖61之基板。

詳細說明

以下將參照顯示本發明之實施例之附圖更完整地說明本發明之實施例。但是，本發明可以許多不同形式實施且不應被解釋為受限於在此所述之實施例。相反地，這些實施例係提供成使得這揭露內容將是徹底且完整的，且將讓發明所屬技術領域中具有通常知識者完全了解本發明之範圍。在全部圖式中類似符號表示類似元件。

應了解的是，雖然在此可使用該等用語第一、第二等來說明各種不同元件，但是這些元件不應受限於這些用語。這些用語只是被用來區別一元件與另一元件。例如，在不偏離本發明之範圍之情形下，一第一元件可被稱為一第二元件，且類似地，一第二元件可被稱為一第一元件。在此所使用之用語“及/或”包括該等相關列出物件中之一或多個物件之任一或所有組合。

應了解的是當說明例如一層、區域或基板之一元件係“在”或延伸“在”另一元件上時，它可直接在或直接延伸在另一元件上或亦可具有中間元件。相反地，當說明一元件係“直接在”或延伸“直接在”另一元件上時，沒有中間元件。亦應了解的是當說明一元件係“連接”或“耦合”在另一元件上時，它可直接連接或耦合在另一元件上或可具有中間元件。相反地，當說明一元件係“直接連接”或“直接耦合”在另一元件上時，沒有中間元件。

在此可使用例如“以下”或“以上”、“上”或“下”或者“水平”或“垂直”之相對用語以說明如在圖中所示之一元件、層或區域與另一元件、層或區域之關係。應了解的是 這些用語意圖在圖中所示之方位以外，亦包含該裝置之不同方位。

在此使用之用語只是用以說明特別之實施例且不是要限制本發明。除非本文另外清楚地指出，否則在此使用之單數形“一”及“該”亦意圖包括複數形。又，應了解是當在此使用時，該等用語“包含”及/或“包括”指定具有所述特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件，但不排除具有或外加其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組中之一或多者。

除非另外界定，在此使用之所有用語(包括技術與科學用語)如由發明所屬技術領域中具有通常知識者一般了解地具有相同意義。又，應了解的是除非特別在此如此定義，否則在此使用之用語應解釋為具有一與它們在這說明書及相關技術之本文中之意義一致之意義且將不以一理想或過度正式之方式解釋。

除非特別聲明，例如“較少”及“較大”之比較、量用語意圖包含相等之觀念。舉例而言，“較少”可不只以嚴格之數學方式表示“較少”，而且也表示“小於或等於”。

該用語“發光二極體”及“發光二極體裝置”可指任一種固態發光器。該等用語“固態發光器”或“固態發射器”可包括一發光二極體、雷射二極體、有機發光二極體、及/或其他半導體裝置，且該其他半導體裝置包括一或多數半導體層之、一基板及一或多數接觸層，又，該一或多數半導體層可包括矽、碳化矽、氮化鎵及/或其他半導體材 料，該基板可包括藍寶石、矽、碳化矽及/或其他微電子基板，且該一或多數接觸層可包括金屬及/或其他導電金屬。一固態照明裝置藉激化電子通過在一半導體作用(發光)層之一傳導帶及一共價帶之間的能帶間隙而產生光(紫外線、可見光、或紅外光)，且該電子轉移在一依據該能帶間隙而定之波長產生光。因此由一固態發射器發射之光之顏色(波長)係位據其作用層之材料而定。在各種實施例中，固態發光器可在可見光範圍中具有峰波長及/或可與在可見光範圍中具有峰波長之螢光磷光材料組合使用。多數固態發光器及/或多數螢光磷光材料(即，與至少一固態發光器組合)可在一單一裝置中使用，例如，以產生看見為適當白色或接近白色之光。在某些實施例中，多數固態發光器及/或多數螢光磷光材料之累積輸出可產生具有一由大約2200K至大約6000K之色溫範圍之暖白光輸出。

固態發光器可單獨或與一或多數螢光磷光材料(例如，磷光體、閃爍劑、螢光磷光墨水)及/或光學元件組合使用以便在一峰波長，或至少一所欲看見顏色(包括可被看見為白色之顏色之組合)之光。如在此所述地在照明裝置中加入螢光磷光(亦稱為“發光(luminescent)”)材料可藉直接塗布在固態發光器上、添加該等材料於封裝體中、添加該等材料至透鏡、藉埋入或分散該等材料在螢光磷光支持元件、及/或塗布該等材料在螢光磷光支持元件上來達成。其他材料，例如光散射元件(例如，顆粒)及/或指數匹配材料，可聯結可與一固態發射器空間地分離之一螢光磷光體、一 螢光磷光體結合介質、或一螢光磷光支持元件。

本發明之實施例提供一固態燈具，且該固態燈具具有多數居中發光器，更詳而言之，發光二極體。多數發光二極體可一起使用，形成一發光二極體陣列。該等發光二極體可以各種方式安裝在該燈具上或固定在該燈具內。在至少某些實施例中，使用一副安裝件。在某些實施例中，該副安裝件是透光的。一透光之副安裝件可以是半透明的、擴散的、透明的或部份透明的。該副安裝件可具有二或二以上側，且在兩或全部側上可包括發光二極體。該等發光二極體之居中特性及極小及/或透光機械支持構件使該等發光二極體可組配成靠近該燈具之結構封罩之中心部份。在某些實施例中，一氣體提供與該發光二極體陣列之熱耦合以便冷卻該等發光二極體。但是，該透光副安裝件可與一液體、一散熱器、或另一熱組分一起使用。由於該發光二極體陣列在某些實施例中可組配成在該燈具之結構封罩內居中，故一燈具可構造成使得光圖案不會因存在一散熱器及/或安裝硬體，或因必須將該等發光二極體定位成靠近該燈具之燈座而受到不利之影響。如果使用一可光學透射副安裝件，在某些實施例中光可通過該副安裝件而產生一更均一之光分布圖案。亦應注意的是該用語“燈具”表示不只包含如在此所述之一習知白熾燈泡之一固態替代物，而且亦包含螢光燈泡之替代物，完整燈具之替代物，及可訂製設置為一用以安裝在壁上、在天花板中或上、在柱上、及/或在車輛上之固態燈具之任一種照明燈具。

圖1顯示依據本發明之某些實施例之一燈具，100之側視圖。燈具100是具有一螺紋燈座102之一A系列燈具，更詳而言之，燈具100係設計成作為一A19白熾燈泡之一固態替代物。在此一螺紋燈座可透過在一塑膠結構上使用一螺紋蓋來達成。如將稍後在討論用以產生白光之各種選項時說明地，在該發光二極體陣列中之發光二極體包括設置在一例如聚矽氧之封裝物中之發光二極體晶粒的多數發光二極體103，及封裝有一磷光體以提供局部波長轉換之多數發光二極體104。燈具100之發光二極體陣列之發光二極體係安裝在一透光副安裝件之多數側上且可在透過一電氣連接通電時操作而發光。該透光副安裝件包括一頂部106及一底部108。該副安裝件之兩部份係藉金屬線109連接，且該等金屬線109提供結構支持及一電氣連接。在燈具100中之副安裝件包括四安裝表面或“側”，在各部份上有兩安裝表面或“側”。在某些實施例中，包括一驅動器或電源且該發光二極體陣列在該副安裝件上。在某些情形中，該驅動器可藉在一印刷電路板或“PCB”上之組件形成。在圖1之實施例之情形中，多數電源組件110示意地顯示在該副安裝件之底部上。

仍請參閱圖1，在某些實施例中，外殼112是一形狀類似於一般在家用白熾燈泡中使用之玻璃外殼。在這實施例中，該玻璃外殼在內側塗有二氧化矽113，提供產生一更均勻遠場圖案之擴散散射層。金屬線114延伸在該副安裝件與該燈座102之間以承載該電源之兩側以便提供臨界電 流至該等發光二極體。燈座102可包括一電源或驅動器且形成在該等主電源與該等發光二極體之間的電氣通路之全部或一部份。該燈座亦可只包括電源電路之一部份，同時某些較小組件則位在該副安裝件上。在外殼112中之燈具100之該居中發光二極體陣列及任一電源組件係藉氦氣，或另一熱材料冷卻，且該氦氣或另一熱材料填充或部份地填充該可光學透射之外殼112並且提供與該發光二極體陣列之熱耦合。該氦可加壓，例如該氦可在2大氣壓、3大氣壓或甚至更高之壓力。就圖1之實施例而言，如本發明之許多實施例一般，該用語“電氣通路”可被用來表示至包括一設置在電氣連接之間且將另外直接提供電力至該等發光二極體及該發光二極體陣列之中間電源之該發光二極體陣列的全部電氣通路，或者它可被用來表示在該主電源與包括該電源之在該燈具中之所有電子裝置之間的連接。該用語亦可被用來表示在該電源與該發光二極體陣列之間之連接。類似地，該用語“電氣連接”可表示至該發光二極體陣列、與該電源、或兩者之連接。

圖2顯示依據本發明之其他實施例之一燈具，200之側視圖。燈具200是具有一螺紋燈座202之一A系列燈具。燈具200包括一發光二極體陣列，且該發光二極體陣列包括一單一發光二極體204及可為可光學透射。電源組件可包括在該副安裝件上或在該燈座中，但是在這情形中未顯示。燈具200包括一可光學透射之內封罩211，且該封罩211係以磷光體內部地或外部地塗布以提供遠波長轉換且因此產生 實質白光。燈具200之發光二極體陣列及電源係藉提供與該發光二極體之熱耦合之在該內光學封罩211中之一氦氣與氫氣之非爆炸混合物來冷卻。冷卻亦藉在該內光學封罩與光學外殼212之間之氦氣提供，且該外殼212亦採用一家用白熾燈泡之玻璃封罩之形式及形狀，但可由各種材料製成，包括具有二氧化矽塗層(未圖示)之玻璃及各種塑膠。為了達成本發明之目的，一燈具之最外側光學元件通常被稱為一“外殼”且一內光學元件可被稱為一“封罩”。

仍請參閱圖2，除了上述氣體以外，燈具200亦包括多數熱組分。散熱器220係與副安裝件206連接且提供在該副安裝件與該氦氣之間且在封罩211與外殼212之間的另外耦合。這些散熱器亦可被視為該副安裝件之一部份及/或可事實上形成為由相同材料製成之副安裝件之一部份。各散熱器是一在金屬線224通過之中心具有開放空間之錐狀結構。金屬線224提供一在該燈座與在燈具200之副安裝件206上之電子裝置之間的熱阻電氣通路。該熱阻(與電阻相對)防止會被用來在製造時密封該燈具之熱破壞該燈具之發光二極體及/或該驅動器。通常，發光二極體之電氣連接係設計成減少熱阻以便在操作時提供另外之冷卻。但是，當依據本發明之實施例提供其他熱元件以冷卻該等發光二極體時，至該燈座之連接金屬線可作成是熱阻的以便在製造時保護該等發光二極體，同時仍透過一電氣連接提供電力至該發光二極體及/或該電源。在圖2之實施例中，熱阻係藉使用小直徑、長金屬線增加，但是亦可使用特定線幾 何形狀及/或特定材料以提供一至該發光二極體陣列之熱阻電氣通路。應注意的是依據本發明之實施例之一燈具可包括多數採用球形、管形或任何其他形狀之內封罩。

應注意的是一類似圖2中之燈具200之燈具是否可具有與一類似圖1中所示者之燈具相同之尺寸。但是，在某些實施例中，一類似圖1之燈具之燈具可設計成比圖2所示之燈具實體地小，例如，圖2之燈具200可具有一標準尺寸之家用白熾燈泡之尺寸及形狀因子，而因為不需要一內光學封罩之空間，故圖1之燈具100可具有一較小白熾燈泡之尺寸及形狀因子，例如在電器中一般使用之燈具。亦應注意的是在這實施例或在此所示之任一實施例中，該可光學透射之殼罩或該可光學透射之殼罩之一部份可以磷光體或一擴散劑塗布或浸漬。

圖3是一PAR型燈具300，例如一PAR-38白熾燈泡之替代物。燈具300包括一在副安裝件301上之發光二極體陣列，該發光二極體陣列類似圖1所示之發光二極體陣列，且設置在一外反射器304內。該副安裝件之頂部306可透過一玻璃或塑膠透鏡308看到，且該透鏡308覆蓋該燈具300之前方。在這情形中，該電源(未圖示)可被收納在燈具300之燈座部份310中。又，燈具300包括一螺紋燈座312。反射器304及透鏡308一起形成該燈具之一可光學透射之殼罩，但是光透射在這情形下是有方向性的。請注意一如燈具300之燈具可形成有一單件式外殼，舉例而言，該外殼係由玻璃形成，且在一適當部份上適當地成形及塗銀或塗布 以形成一有方向性、可光學透射之殼罩。又，燈具300包括在該可光學透射之殼罩內之氣體以提供與該發光二極體陣列及可包括在該副安裝件上之任一電源組件之熱耦合。

可使用各種不同氣體之任一氣體以提供本發明之一實施例，其中一發光二極體燈具包括氣體作為一熱組分。可使用多數氣體之一組合。例子包括至此已說明之所有氣體、氦、氫、及其他組分氣體，包括一氟氯碳化物、一氫氟氯碳化物、二氟甲烷及五氟乙烷。具有由大約45至大約180毫瓦每公尺Kelvin(mW/m-K)之一導熱率之氣體可良好地作用。為了達成本發明之目的，導熱率係在標準溫度及壓力(STP)產生。在300K，空氣、氮及氧具有大約26之導熱率，氦氣具有大約156之導熱率，且氫氣具有大約186之導熱率，並且氖氣具有一大約49之導熱率。應了解的是氣體之導熱率值會在不同壓力及溫度下變化。多數氣體可與本發明之一實施例一起使用，其中該氣體具有一至少大約45mW/m-K、至少大約60mW/m-K、至少大約70mW/m-K、至少大約100mW/m-K、至少大約150mW/m-K、由大約60至大約180mW/m-K、或由大約70至大約150mW/m-K。

在本發明之實施例中一用以冷卻之氣體可被負或正地加壓。事實上，一在製造時以大氣壓引入該外殼或內光學封罩中之氣體可在一旦密封該燈具時以一稍微負壓終止。在負壓下，該氣體之熱阻會下降，促進冷卻性質。在依據本發明之實施例之一燈具內之氣體可在由大約0.5至大約10大氣壓之任一壓力。它可在一由大約0.8至大約1.2 大氣壓之壓力，在一大約2大氣壓之壓力，或在一大約3大氣壓之壓力。該氣體壓力亦可在由大約0.8至大約4大氣壓之範圍內。

亦應注意的是用以冷卻一燈具之一氣體不必一直是一氣體。可使用改變相之材料且相變化可提供另外之冷卻。例如，在適當壓力下，可使用乙醇或水取代或加入其他氣體。可使用多孔基材、封罩、或外殼作為一芯。在該燈具上之擴散劑亦可作為該芯。

本發明之發明人已確定在一例如在上所述之密封環境中，在某些實施例中，在一氧耗盡環境中操作一發光二極體會造成該發光二極體之劣化。該劣化之一結果是可作為該發光二極體晶片之一封裝物使用之聚矽氧的褐變。吾人相信藉發光二極體被操作(氧耗盡)之環境、例如在該發光二極體總成中之有機物或在該外殼中之其他組分之污染物、來自該等發光二極體之光能及/或由該等發光二極體產生之熱能之通量密度的組合，會產生該聚矽氧之褐變。雖然並不知道該劣化之真正原因，但是已發現的是藉降低或去除污染物及/或藉在一含氧環境中操作該發光二極體，可防止或逆轉該等不利之效應。在一含氧環境中操作之一發光二極體不會出現劣化，且藉在一含氧環境中操作該發光二極體，可逆轉由於缺氧發生之一發光二極體之劣化。

在該外殼中使用之氧之量會與該等污染物之存在與否相關，因此在一含有少數污染物之環境中需要較少 氧且在含有較高量污染物一環境中需要較高量氧。在某些實施例中，不需要氧，因此該氣體可只含有足夠高熱氣體，例如H及/或He。在具有低量污染物之環境中，該氧可包含等於或小於在該外殼中總氣體體積之大約5%、4%，例如大約1%。該氧可包含小於在該外殼中總氣體體積之大約50%。在某些實施例中，該氧可包含小於在該外殼中總氣體體積之大約40%或小於在該外殼中總氣體體積之大約25%。

在一實施例中，就一具有20發光二極體之相當40瓦燈泡而言，該氣體可包含至少大約50體積%之氧且剩餘氣體係一較高導熱氣體，例如氦或例如氦及氫之其他更導熱氣體之一組合。在50%氧及50%氦之一混合物中，該氣體具有一大約87.5mW/m-K之導熱率。在該外殼中氧之體積越大，用以防止該發光二極體劣化之環境越好；但是，一高導熱氣體之體積越大，由該發光二極體陣列之散熱越好。因為該發光二極體之劣化會與在該發光二極體總成中之污染物有關，在該外殼中需要之氧之特定量可依據該發光二極體總成之構造或在該外殼中之其他組件就一特定應用決定。在某些實施例中，該氣體可包含至少大約40體積%之氧且剩餘氣體係一較高導熱氣體或其他氣體之一組合。在某些實施例中，該氣體可包含大約40-60體積%之氧且剩餘氣體係一較高導熱氣體或其他氣體之一組合。

在另一實施例中，就一具有20發光二極體之相當60瓦燈泡而言，該氣體可包含大約100體積%之氧作為在該 外殼中之氣體。但是，因為氧不是一特別好之熱導體，故在該外殼中使用大約100%之氧無法提供由該發光二極體總成之足夠熱傳送。為了增加由該發光二極體總成之熱傳送，可使用一如在此所述之氣體移動裝置以使氧在該發光二極體總成上環流以便增加由該發光二極體總成至該氣體之熱傳送。如關於圖17所述，該氣體移動裝置1116可包含一電風扇、一轉動風扇、一壓電風扇、電暈或離子風產生器、synjet膜片泵等。由該氣體移動裝置產生之較多氣體環流補償該氧之較低導熱率。雖然已就一大約100%氧之氣體說明了使用一氣體移動裝置，該氣體移動裝置可與任何組成一起使用以增加由該發光二極體總成之熱傳送。如前所述，因為該發光二極體之劣化會與在該外殼中之污染物之量有關，在該外殼中需要之氧之特定量可就一使用之發光二極體總成決定。在某些實施例中，就一相當60瓦燈泡而言，該氣體可包含至少大約90體積%之氧且剩餘氣體係一較高導熱氣體或其他氣體之一組合。在某些實施例中，該氣體可包含至少大約80體積%之氧且剩餘氣體係一較高導熱氣體或其他氣體之一組合。此外，吾人相信在靠近該發光二極體晶片之該聚矽氧層發生劣化，且藉使用不同封裝材料或不同發光二極體結構可減少或避免該劣化，因此不是在所有實施例中均需要氧。

在某些實施例中，該發光二極體之劣化可藉該發光二極體之構造防止。例如，在該發光表面上可包括一氮化矽層且一密封環境可包圍該發光表面。在某些實施例 中，該氮化矽層係直接在該發光表面上且覆蓋該發光表面。該密封環境可包含一如在此所述之密封氣體環境。

該氮化矽層可提供一物質阻擋或不可滲透層，且該物質阻擋或不可滲透層可防止例如水分、碳及/或含有碳之揮發性有機化合物(VOC)到達該發光表面。該物質阻擋層係直接在該發光表面上，且完全覆蓋該發光表面並且在某些實施例中，該物質阻擋層可包含多數子層。此外，亦可使用氮化矽以外之材料，例如氮化硼及/或其他無機/有機材料。一例係揭露在2013年2月4日申請，且名稱為“包括發光表面障壁層之發光二極體，及其製造方法(Lighting Emitting Diodes including Light Emitting Surface Barrier Layers,and Method of Fabricating Same)”之美國專利申請案第13/758,565號中，且該專利申請案之揭露內容在此全部加入作為參考。

請參閱圖10至21，將說明一燈具1000及製造一燈具之一方法之一實施例。該燈具1000包含一外殼1112，且在某些實施例中，該外殼1112是一玻璃、石英、硼矽酸鹽、矽酸鹽或其他適當材料。在某些實施例中，該外殼具有一類似於一般在家用白熾燈泡中使用之形狀的形狀。該玻璃外殼可以二氧化矽1113，或其他表面處理塗布在內側，以提供產生一更均勻遠場圖案之一擴散散射層或者可省略該表面處理且提供一透明外殼。該玻璃外殼1112可具有一習知燈泡形狀，且該習知燈泡形狀具有向一較窄頸部1115漸縮之一球形主體1114。例如一螺紋燈座之一燈座1102可與 該頸部1115連接，其中該燈座作為該電氣連接器以連接該燈具1000與一電氣插座或其他連接器。依據該實施例，其他燈座構形可達成電氣連接，例如其他標準燈座或非習知燈座。

一玻璃柄部1120係在頸部1115之區域熔接在該外殼1112上。該玻璃柄部1120可包含一大致中空外圓頂1121，該圓頂1121具有一延伸入該主體1114之第一端及一熔接在該外殼1112上之第二端使得該外殼1112之內部相對外部環境密封。具有一內部通道1123之一管1126延伸穿過圓頂1121之內部。在該管1126與圓頂1121之間產生一環狀凹孔1125。多數金屬線1150可延伸在該發光二極體總成1130與燈座1102之間穿過該環狀凹孔1125。該發光二極體總成可使用一印刷電路板(“PCB”)實施且在某些情形中被稱為一發光二極體印刷電路板。

該燈具1000包含一固態燈具，且該固態燈具包含一發光二極體總成1130，並且該發光二極體總成1130具有多數發光之發光二極體1127。多數發光二極體1127可一起使用，形成一發光二極體陣列1128。該等發光二極體1127可以各種方式安裝在該燈具上或固定在該燈具內。在至少一實施例中，使用一副安裝件1129。如將稍後在討論用以產生白光之各種選項時說明地，在該發光二極體陣列1128中之發光二極體1127包括可包含設置在一例如聚矽氧之封裝物中之一發光二極體晶片的多數發光二極體，及可封裝有一磷光體以提供局部波長轉換之多數發光二極體。如在 此所述之發光二極體總成1130中可使用多種不同發光二極體及發光二極體之組合。該燈具1000之發光二極體陣列1128之發光二極體1127可安裝在副安裝件1129之多數側且當可在透過一電氣連接通電時操作而發光。金屬線1150延伸在該副安裝件1129與該燈座1102之間以承載該電源之兩側以便提供臨界電流至該等發光二極體1127。該等金屬線1150可被用來供給電流至該等發光二極體且實體地支持該等發光二極體在該柄部1120上。

在某些實施例中，一驅動器1110及/或電源1111與該發光二極體陣列一起設置在該副安裝件1129上，如圖19所示。在其他實施例中，該驅動器1110及/或電源1111係包括在該燈座1102中，如圖18所示。該電源1111及驅動器1110亦可分別安裝，其中該電源1111之組件係安裝在該燈座1102中且該驅動器1110係與該副安裝件1129一起安裝在該外殼1112中，如圖17所示。燈座1102可包括一電源1111或驅動器1110且形成該主電源與該等發光二極體1127之間之電氣通路之全部或一部份。該燈座1102亦可只包括該電源電路之一部份同時某些組件位在該副安裝件1129上。在某些實施例中，直接通過該AC輸入線之任一組件可在該燈座1102中且協助轉換該AC成有用之DC之其他組件可在該玻璃外殼1112中。在一實施例中，形成該EMI濾波器之一部份之電感器及電容器係在該螺紋燈座中。適當之電源及驅動器係揭露於在此全部加入作為參考之在2012年5月2日申請且名稱為“用於可調光固態照明裝置之驅動電路 (Driver Circuits for Dimmable Solid State Lighting Apparatus)”之美國專利申請案第13/462,388號；在此全部加入作為參考之在2010年5月7日申請且名稱為“具有包括切換段之發光二極體串之AC驅動固態照明裝置(AC Driven Solid State Lighting Apparatus with LED String Including Switched Segments)”之美國專利申請案第12/775,842號；在此全部加入作為參考之2011年7月28日申請且名稱為“固態照明裝置及使用積體驅動電路之方法(Solid State Lighting Apparatus and Methods of Using Integrated Driver Circuitry)”之美國專利申請案第13/192,755號；在此全部加入作為參考之在2011年12月29日申請且名稱為“固態照明裝置及使用串聯段旁通電路之方法(Solid State Lighting Apparatus and Methods Using Parallel-Connected Segment Bypass Circuits)＂之美國專利申請案第13/339,974號；在此全部加入作為參考之在2011年9月16日申請且名稱為“固態照明裝置及使用能量儲存之方法(Solid State Lighting Apparatus and Methods Using Energy Storage)”之美國專利申請案第13/235,103號；在此全部加入作為參考之在2012年1月27日申請且名稱為“固態照明裝置及形成之方法(Solid State Lighting Apparatus and Methods of Forming)”之美國專利申請案第13/360,145號；在此全部加入作為參考之在2011年12月27日申請且名稱為“包括用以在低電力期間施加電力至一光源元件之一能量儲存模組的固態照明裝置及其操作方法(Solid State Lighting Apparatus Including an Energy Storage Module for Applying a Light Source Element During Low Power Intervals and Methods of Operating the Same)”之美國專利申請案第13/338,095號；在此全部加入作為參考之在2011年12月27日申請且名稱為“包括藉照明裝置偏壓狀態控制之電流轉換及使用一被動電氣組件之電流限制的固態照明裝置(Solid State Lighting Apparatus Including Current Diversion Controlled by Lighting Device Bias States and Current limiting Using a Passive Electrical Component)”之美國專利申請案第13/338,076號；及在此全部加入作為參考之在2012年2月27日申請且名稱為“固態照明裝置及使用能量儲存之方法(Solid State Lighting Apparatus and Methods Using Energy Storage)”之美國專利申請案第13/405,891號中。

該AC至DC轉換可藉一升壓布局提供以使損失減至最少且因此使轉換效率達到最大。該升壓電源係與高電壓發光二極體連接且以大於200V操作。可有使用不同驅動器組態，或一在較低電壓之升壓電源之其他實施例。

該發光二極體總成1130亦可藉該柄部1120實體地支持。在某些實施例中，一管1133延伸超出該中空柄部1120之末端。在一實施例中，該管1133及柄部1120係由玻璃形成且可形成為一單件式構件。在某些實施例中，沒有管1133。該管1133包含一通道1135，且該通道1135收納形成在一支持構件1143上之一柱或底座1137。支持構件1143更包含扣持特徵1139，例如藉該柱1137支持之多數徑向延 伸臂部1139。該等臂部1139可以一星形圖案由該柱1137延伸，其中設置，例如，大約六臂部。臂部1139之精確數目可取決於一特殊發光二極體總成所需之支持量。在一實施例中，該臂部1139及臂部1139可由模製塑膠形成為單件。該等臂部1139與該發光二極體總成1130接合以支持該發光二極體總成在柄部1120上。在一實施例中，該等臂部1139係插在形成在發光二極體總成1130上之翼片1141之間，因此限制該發光二極體總成移動。該等金屬線1150可被用來保持該發光二極體總成1130定位在該支持構件1143上且保持該支持構件1143在管1133中。在某些實施例中，該支持構件1143放置在該柄部1120或管1133上。該發光二極體總成1130亦可藉分開之支持金屬線1117支持，且該等支持金屬線1117係熔接在柄部1120中且與該發光二極體總成連接，如圖17所示。雖然顯示兩支持金屬線1117，但是亦可使用一更大數目之支持金屬線來為該發光二極體總成1130提供三維支持。此外，可組合地使用支持金屬線1117及支持構件1143。又，如果金屬線1150適當地支持該發光二極體總成1130，則可省略該支持構件1143及/或支持金屬線1117。

因為玻璃是熱絕緣的，故使用柄部1120來支持該發光二極體總成1130係與發光二極體燈具設計相違背。通常，在一燈具中之發光二極體被支持在一金屬支持構件上，且該金屬支持構件連接該等發光二極體與該燈座1102及/或一伴隨之散熱器使得由該等發光二極體產生之熱可 傳導遠離該等發光二極體且由該燈具透過該金屬支持構件、該燈座及/或該散熱器散逸。因為玻璃柄部1120不是導熱的，故它將無法有效率地導熱遠離該等發光二極體1127。因為熱管理對操作發光二極體是重要的，故該配置已不被視為適合一發光二極體燈具。

本發明之發明人已發現該居中發光二極體陣列1128及用於燈具1000之任一位在同一地點之電源及/或驅動器可藉氦氣、氫氣及/或另一熱材料適當地冷卻，該另一熱材料填充該可光學透射之殼罩1112且提供與該等發光二極體1127之熱耦合。該熱材料可包含例如氦與氧、氦與空氣、氦與氫、氦與氖或其他氣體組合之氣體的一組合。在一較佳實施例中，該等組合氣體之導熱率係至少大約60mW/m-K。該氦、氫或其他氣體可為負壓，例如，該氦或其他氣體之壓力可大於0.5大氣壓。該氦或其他氣體之壓力可大於1大氣壓。該氦或其他氣體之壓力可為大約2大氣壓、大約3大氣壓、或甚至更高之壓力。在某些實施例中，該氣體壓力可在由大約0.5至1大氣壓、大約0.5至2大氣壓、大約0.5至3大氣壓、大約0.5至10大氣壓之範圍內。因為該氣體適當地冷卻該等發光二極體，故該燈具1000可使用一習知氣體柄部1120來支持該發光二極體總成1130。

為促進該等發光二極體1127之冷卻，該等發光二極體可安裝在一導熱之副安裝件1129上，且該副安裝件1129改善且增加在收納在外殼1112中之熱氣體與該等發光二極體1127之間的熱傳送。該副安裝件1129可包含散熱器 結構1149，且該散熱器結構1149增加在該散熱器與在外殼1112中之熱氣體之接觸面積。

在某些實施例中，可設置一氣體移動裝置1116以使該熱氣體在該外殼1112內移動以便增加在發光二極體總成1130之該等發光二極體1127、發光二極體陣列1128、副安裝件1129及/或散熱器1149與收納在外殼1112中之該熱氣體之間的熱傳送。該氣體在該發光二極體總成1130上之移動使該氣體邊界層在該發光二極體總成之組件上移動。在某些實施例中，該氣體移動裝置1116包含一小風扇。該風扇可與該電源連接，且該電源提供該等發光二極體1127電力。測試已顯示藉在該外殼1112內移動熱氣體，在該外殼中之溫度可降低40℃(T形接面由~125℃降低至85℃)。降低該溫度提供熱管理之明顯增加。使用一氣體移動裝置1116亦容許該發光二極體總成1130之表面積減少，藉此減少該燈具之成本。雖然該氣體移動裝置1116可包含一電風扇，但是該氣體移動裝置1116可包含多種不同裝置及技術以移動在該外殼內之空氣，例如一轉動風扇、一壓電風扇、電暈或離子風產生器、synjet膜片泵等。

在圖10之實施例中，該發光二極體總成1130包含一副安裝件1129，且該1129係配置成使得該發光二極體陣列1128係設置在該發光二極體總成之中心且該散熱器結構1149延伸至該發光二極體陣列1128之兩側，且在該發光二極體陣列1128之上方及下方。在這配置中，該發光二極體總成係實質地設置在該外殼1112之中心且該發光二極體陣 列1128在該副安裝件上居中使得該等發光二極體1127係定位在該外殼1112之大約中心。在此使用之用語“該外殼之中心”表示當與該球形主體1114之大約最大直徑區域對齊時該等發光二極體在該外殼中之垂直位置。在此使用之用語“該外殼之中心”及“該外殼之光學中心”表示當與該球形主體1114之大約最大直徑區域對齊時該等發光二極體在該外殼中之垂直位置。在此使用之“垂直”表示沿該燈泡之縱軸，其中該縱軸由該燈座延伸至該燈泡之自由端。在一實施例中，該發光二極體陣列1128係配置在該可看見之灼熱燈絲設置在一標準白熾燈泡中之大約位置中。該等用語“該外殼之中心”及“該外殼之光學中心”不一定表示該外殼之中心且被用來強調該等發光二極體係沿該燈具之縱軸設置在靠近該外殼之一中心部份之該外殼之兩端之間的一位置。

圖48、49與50顯示使用一非對稱發光二極體總成1130之發光二極體燈具及發光二極體總成1130之另一實施例，其中該發光二極體陣列1128係設置在該發光二極體總成1130之一端且該散熱器結構1149係以相對該發光二極體陣列1128之位置非對稱之方式組配，例如，如多數翼片1141實質地延伸至該發光二極體陣列1128之一側。在所示實施例中，該發光二極體陣列1128係設置成朝向該發光二極體總成1130之頂部(至與燈座1102相反之側)且散熱器結構1149朝向該燈座。在某些實施例中，該散熱器結構1149可至少部份地環繞或包圍該柄部1120。在所示實施例中，該 散熱器結構1149環繞該柄部1120。該等發光二極體1127係定位成使得它們實質地設置在該外殼1112之中心且該散熱器結構1149偏離該外殼之一側。該配置之一優點是該外殼之尺寸可組配成縮短該外殼1112之總高度同時仍扣持該發光二極體總成1130且該等發光二極體1127設置在該外殼之大約中心。該配置之一第二優點係有關於該發光二極體總成1130之冷卻。發明人已發現當該散熱器結構1149設置成越靠近該外殼1112時，可越有效地冷卻發光二極體總成1130。應了解的是因為該外殼1112內之氣體作為在該發光二極體總成1130與該外殼1112之間的導熱通路，故該配置增加該發光二極體總成1130之冷卻。該外殼1112將熱散至大氣環境中。藉減少在該發光二極體總成1130之至少一部份或區域與該外殼1112之間之距離，例如，在該散熱器結構1149之至少一部份或區域與該外殼1112之間之距離，縮短在該發光二極體總成1130與該外殼之間的熱通路，因此產生該發光二極體總成1130之更有效冷卻。在某些實施例中，藉將該發光二極體總成定位在該柄部上，該發光二極體總成1130之直徑增加且至該外殼之距離減少，因此進一步改善熱管理。

該發光二極體陣列1128係安裝在該發光二極體總成之一第一部份上且該散熱器結構1149形成該發光二極體總成之一第二部份，且該第二部份係與該發光二極體總成之第一部份熱耦合，且由該第一部份延伸。“熱耦合”表示成為一提供足夠散熱以實現可接受之發光二極體效能及 壽命之熱通路但不表示包含熱以一非常無效率之方式，例如通過一隔熱材料移動之任一通路。如在此所述，該第一部份及第二部份可由單一或多數層及/或材料之單一或多數組件形成。該第一部份之尺寸係作成可支持該發光二極體陣列同時該第二部份之尺寸係作成可由該等發光二極體散熱。該第二部份可明顯比該第一部份大以增加該散熱器部份之表面積以便更有效地將熱傳送至該氣體。該散熱器結構1149可包含多數翼片1141。因為該散熱器結構1149將熱由該發光二極體總成傳送至在該外殼1114中之氣體，故該散熱器結構被完全收納在該密封外殼中使得一來自該發光二極體總成1130之明顯熱通路通過該等翼片，該氣體及該外殼。因此，該散熱器結構1149不必透過例如一金屬連接之一熱耦合與該燈座1102直接連接。在某些實施例中，在該散熱器結構與該燈座之間的唯一金屬連接係通過該等導電金屬線1150，且該等金屬線1150形成至該發光二極體陣列之電氣通路之一部份，並且來自該發光二極體總成1130之第一熱通路係通過該等翼片，該氣體及該外殼。

該發光二極體總成1130可，例如被支持構件1143支持在該柄部1120上。在某些實施例中，該玻璃柄部及支持構件係隔熱體，或至少是不良熱導體，使得來自該發光二極體總成1130之熱通路係通過該氣體及外殼且一第二熱通路係通過金屬線1150。在圖48中，一支持構件1143與該發光二極體總成1130接合以對該發光二極體總成1130提供支持。該支持構件1143可由單一及/或多數層及/或材料之單 一或多數組件形成。在這實施例中，該支持構件1143係由一電氣絕緣材料構成且包含由一底座1137延伸之扣持特徵或臂部1139，例如，如在圖56a至56d所示。該底座1137可放置在該柄部1120上或該底座1137可組配成，例如以一凹孔1147收納一管1133。在某些實施例中，該底座1137及臂部1139可由模製塑膠形成為單件。該等臂部1139與該發光二極體總成1130接合以支持該發光二極體總成在柄部1120上。在一實施例中，該等臂部1139插入形成在發光二極體總成1130上之翼片1141之間使得該發光二極體總成被支持。該支持構件1143可包括亦可用以維持該支持構件1143相對該發光二極體總成1130之位置之多數通道、溝槽、孔及/或其他金屬線接合結構1145以收納金屬線1150。如前所述，該支持構件1143或發光二極體總成1130亦可被分開之支持金屬線支持。此外，如果金屬線1150適當地支持該發光二極體總成1130，則可省略該支持構件1143及/或支持金屬線1117。

依據實施例，不同種類之支持構件及多數支持構件1143可為該發光二極體總成提供支持。在某些實施例中，該支持構件係與柄部1120一體地構成或與發光二極體總成1130一體地構成。在其他實施例中，使用一分開之支持構件1143。在某些實施例中，支持表面1139接合該發光二極體總成1130，且一底座1137保持該支持構件1143相對該發光二極體總成1130之位置。在某些實施例中，該底座1137接合一管1133，且該管1133與該柄部1120結合成一 體。在某些實施例中，該底座1137只放置在該柄部1120上。在某些實施例中，該底座1137與該等支持表面1139形成一體。該等臂或支持件1139可透過在該支持構件1143中之溝槽、通道或孔與該發光二極體總成1130接合。該等支持表面1139在該等翼片1141之間接合該發光二極體總成1130。在其他實施例中，可為使用孔、溝槽、缺口、摩擦嵌合及其他接合結構接合該發光二極體總成之其他支持配置。圖56a至d顯示不同支持構件1143，其中類似符號表示類似特徵。請注意，在圖56a至d中，多數溝槽1146容許金屬線150進入該發光二極體總成1130內，被導入多數溝槽1146中，反折通過在該等支持件1139中之多數溝槽1146，用以在該發光二極體總成1130之一外表面上接合該等金屬線1150與發光二極體總成1130以達成電氣接觸。該等支持構件1143可包含一孔1147以接合該柄部1120，且例如，該管1133由該柄部1120延伸。例如，該支持構件1143可在該管1133上滑動通過該孔1147。依據該等實施例，可有不同支持構件1143。

在某些實施例中，因為熱主要是由該發光二極體總成1130透過該氣體與外殼，而不是透過一實體熱通路散至該燈座，故產生通過該散熱器結構、氣體及外殼而不是通過該等金屬線1150之一明顯較大熱通路。通過該等金屬線1150之熱傳送比通過散熱器結構、氣體及外殼之熱傳送少，且在某些實施例中明顯較少。因此，在某些實施例中，該發光二極體總成1130係配置在該外殼中使得該散熱器結 構延伸入該氣體之體積中。該散熱器結構之末端端接在該外殼中。該散熱器結構係被在該外殼中之氣體包圍或實質地包圍。換言之，該散熱器結構及發光二極體總成係設置在該氣體中使得該氣體實質包圍且接觸該散熱器結構及發光二極體陣列之外表面。應了解的是包圍或實質包圍該散熱器結構之氣體與主要熱通路依循實體連接之該散熱器結構延伸入及/或藉一實體熱耦合器直接連接該燈座或其他外部結構不同。該用語包圍或實質包圍該散熱器結構包括可包含多數層之散熱器結構，其中該氣體可接觸某些層或某些層之一部份但未接觸所有層。在某些實施例中，該散熱器結構之末端係說明為端接在該密封外殼內之氣體中而不是延伸至該燈座或至一金屬熱導體。在某些實施例中，該散熱器結構不是直接而是藉該等金屬線1150連接該燈座使得來自該等發光二極體之主要熱傳送通路係通過該氣體至該外殼。在某些實施例中，該散熱器結構與發光二極體總成係與該燈座實體地分開。

因為熱係藉該散熱器結構及該氣體傳導遠離該等發光二極體，故該熱傳送之有效性會受該散熱器結構之表面積及該散熱器結構與該外殼之靠近度影響。使該散熱器結構具有一適當表面積可增加由該發光二極體總成至該氣體之熱傳送。使該散熱器結構之至少一部份比較靠近該外殼可縮短至該外殼之該熱通路之長度，其中該熱散逸至大氣環境。

在一實施例中，在該散熱器結構1149與該外殼 1112之間之距離，在該散熱器結構與該外殼之間之最接近點，係小於大約8mm。在所示實施例中，這是藉配置該散熱器結構於該發光二極體陣列之一側使得該散熱器結構之遠端設置成與該外殼之窄頸部1115相鄰來達成，其中該窄頸部使該外殼之表面接近該散熱器結構。一燈具之一實施例之適當尺寸係顯示在圖48中，其中該等尺寸係以毫米(mm)為單位。請注意在圖48中之燈泡係比一A19燈泡(圖52)之ANSI標準稍長；但是，圖48所示之燈泡適合作為一A19燈泡之替代物。此外，該燈泡之尺寸可藉使用例如圖53至55所示之不同外殼來變化，其中該等尺寸係以毫米(mm)為單位。在某些實施例中，可使用具有一較寬頸部之一外殼，其中該發光二極體總成可作成較寬且該燈泡之總長度縮短成在該ANSI標準尺寸內。在其他實施例中，翼片或其他結構可形成且向該外殼延伸並且可延伸至該外殼之窄頸部以外之其他區域。在其他實施例中，在該散熱器結構1149與該外殼1112之間之距離，在該散熱器結構與該外殼之間之最接近點，係小於大約5mm，且在另一實施例中，該距離係在大約4mm與大約5mm之間，並且在某些實施例中，該距離小於4mm。在某些實施例中，該散熱器結構1149可接觸該外殼1112以使在該散熱器結構與該外殼之間的距離為零。此外，在其他實施例中，在散熱器結構1149與該外殼1112之間之距離，在該散熱器結構與該外殼之間之最接近點，係在大約3mm與大約8mm之間。此外，在其他實施例中，該散熱器結構可相對該發光二極體陣列向該外殼之頂 部偏離(遠離燈座1102)。

在一實施例中，該發光二極體總成之表面積係至少大約3,000平方mm。在某些實施例中，該散熱器結構之暴露表面積係至少4,000平方mm，至少5,000平方mm，且至少8,000平方mm。該暴露表面積可大約在2,000至10,000平方mm之間且在一實施例中該表面積可在大約4,000平方mm與5,000平方mm之間。在另一實施例中，該散熱器結構1149之一側之暴露表面積可大約在1500平方mm至4000平方mm之間。請參閱圖51，一適當基板之一實施例係顯示為具有一散熱器結構1149及一發光二極體陣列支持結構1128。該基板可包含一金屬核心板或其他導熱材料。一基板之一實施例之適當尺寸係顯示在圖51中，其中該等尺寸係以毫米(mm)為單位。在這實施例中，該基板之厚度可為大約1mm至2.0mm厚。例如，該厚度可為大約1.6mm或大約1mm。在其他實施例中，可使用一銅或以銅為主之引線框。該引線框可具有一大約0.25至1.0mm，例如，0.25mm或0.5mm之厚度。在其他實施例中，可有包括厚度之其他尺寸。如圖所示，該基板之整個區域是導熱的使得整個發光二極體總成將散熱至周圍氣體。在該實施例中，該第一部份係用以支持該發光二極體陣列及作為一散熱器而該第二部份形成一散熱器結構1149。圖51之基板可彎曲成圖50所示之發光二極體總成之構形。在該等實施例中，該等發光二極體可與該外殼分開一距離該外殼等於或小於25mm之距離。在某些實施例中，該等發光二極體可與該外殼分開 一等於或小於20mm之距離且在其他實施例中，該等發光二極體可與該外殼分開一等於或小於15mm之距離。在某些實施例中，在該發光二極體陣列上之相對發光二極體之間的距離可為在該等發光二極體之高度之該外殼之總寬度之大約1/3。該等發光二極體可與該外殼之上端分開大約25mm。在一實施例中，該外殼與燈座之尺寸係作成可為一ANSI標準A19燈泡之替代物使得該燈泡之尺寸落在一A19燈泡之ANSI標準內。如果該配置可如在此所述地透過該氣體及外殼有效地傳導熱遠離該等發光二極體，上述相對尺寸、距離、面積及/或其比例可依據該燈泡之尺寸及形狀改變。就A19替代燈泡以外之燈泡而言，上述相對尺寸、距離、面積及/或其比例可以是不同的且係藉該燈泡之物理特性及由該等發光二極體產生之熱決定並且可改變比例以在不同尺寸燈泡中產生作用。例如，圖52顯示一ANSI A19標準之ANSI標準封罩；但是，範圍及尺寸可依包括但不限於A21及A23標準之其他ANSI標準改變比例。在其他實施例中，該發光二極體燈泡可具有任何形狀，包括標準及非標準形狀。

在某些實施例中，該發光二極體燈具1000相當於一60瓦白熾燈泡。在一相當60瓦發光二極體燈泡之一實施例中，該發光二極體總成1130包含由Cree公司製造之20XLamp® XT-E高壓白發光二極體之發光二極體陣列1128，其中各XLamp® XT-E發光二極體具有一46V正向電壓且包括由Cree公司製造且串聯地組配之16DA發光二極 體晶片。就總共大於200伏特，例如大約230伏特，通過該發光二極體陣列1128而言，該等XLamp® XT-E發光二極體可組配成四並聯串且各串具有串聯配置之五發光二極體。在一相當60瓦發光二極體燈泡之另一實施例中，使用20XLamp® XT-E發光二極體，其中各XT-E具有一12V正向電壓且在這實施例中，就總共大約240伏特通過該發光二極體陣列1128而言，包括16DA發光二極體晶片，且該等16DA發光二極體晶片係配置成四並聯串之串聯配置之4DA晶片。在某些實施例中，該發光二極體燈具1000相當於一40瓦白熾燈泡。在該實施例中，該發光二極體總成1130可包含10XLamp® XT-E發光二極體，其中各XT-E包括串聯地組配之16DA發光二極體晶片。就總共大約230伏特通過該發光二極體陣列1128而言，該等10 46VXLamp® XT-E®發光二極體可組配成兩並聯串，其中各串具有串聯配置之五發光二極體。在其他實施例中，可為不同種類之發光二極體，例如X由Cree公司製造之Lamp® XB-D發光二極體等。可使用其他板載晶片發光二極體及發光二極體封裝體之配置以提供以大約相同或不同電壓通過該發光二極體陣列1128之相當於40、60及/或更大之其他瓦數白熾燈泡的以發光二極體為主之光。

在一實施例中，該發光二極體總成1130具有包括在製造程序中嵌入該外殼1112之開孔頸部中之發光二極體陣列1128之該第一部份之一最大外部尺寸，及至少與該柄部1120之寬度或直徑一樣寬之第二部份之一部份之一內部 尺寸。在一實施例中，該發光二極體總成之至少一上部具有一比該頸部之直徑之小之最大直徑且一下部具有一至少與該柄部之寬度或直徑一樣寬之內部尺寸。在一實施例中，該發光二極體陣列之尺寸係作成可插穿過該外殼之頸部且該發光二極體總成之至少另一部份具有一比該柄部大之直徑。在某些實施例中，該發光二極體總成、柄部及頸部具有一圓柱形狀使得該柄部、發光二極體總成及該頸部之相對尺寸可以直徑說明。在一實施例中，該發光二極體總成之直徑可為大約20mm。在其他實施例中，某些或全部這些組件之可具有圓柱形或圓形橫截面以外之橫截面。在該配置中，這些元件之主要尺寸可具有上述之尺寸關係。在某些實施例中，該發光二極體總成1130可具有不同形狀，例如具有或沒有彎曲表面之三角形、正方形及/或其他多邊形。

仍請參閱圖48與49，所示之一修改燈座1102包含一兩部份燈座，且該兩部份燈座具有一與外殼1112連接之上部份1102a及一與該上部份1102a接合之下部份1102b。一愛迪生螺紋1103形成在該下部份1102b上，用以與一螺紋燈座連接。該燈座1102可藉包括黏著劑、焊接、機械連接等任一適當機構與該外殼1112連接。該下部份1102b係藉包括黏著、焊接、機械連接等任一適當機構與該上部份1102a接合。該燈座1102可作成可反射以反射由該發光二極體燈具產生之光。該燈座1102具有一固定在該外殼1112上之比較窄近端1102d，其言該燈座之直徑由該近端逐漸擴大至一 在該近端與該愛迪生螺紋1103之間之點P。藉在其中間部份提供該燈座1102一較大直徑，該燈座之內體積擴大超過由一圓柱形燈座所提供之內體積。因此，提供一較大內空間1105，用以收納及扣持該電源1111及該驅動器1110在該燈座中。該燈座由點P向該愛迪生螺紋1103逐漸縮小使得該愛迪生螺紋之直徑可被收納在一標準螺紋燈座中。該燈座1102之外表面係藉一平滑彎曲表面形成使得該燈座均勻地向外反射光。提供一比較窄近端1102d防止該燈座1102阻擋光大致向下投射且該較窄凹部1107以一平順圖案向外反射該光。由該較窄凹部1107至該較寬凸部1109之平順轉移亦提供一沒有任何明顯陰影線之柔和反射。因為與一習知愛迪生螺紋比較，在圖48與49中之燈座1102比較長，故如以上對圖48所說明地向該燈座向下移動該發光二極體總成容許該燈泡之總尺寸仍保持在一A19燈泡之ANSI標準內。

圖57a顯示一發光二極體燈具1000之一實施例之分解圖之一部份，且顯示該等電氣金屬線1150如何與該螺紋燈座座1103之進一步細節。如圖所示，該等電氣金屬線1150延伸穿過如在此所述地已熔接在該頸部1115上之該柄部1120。該燈座上部份1102a包含多數金屬線扣持特徵1116。在這實施例中，該等金屬線扣持特徵是延伸通過該燈座上部份1102a之簡單構件1116。該等金屬線被該等金屬線扣持特徵包覆或至少被扣持。在某些實施例中，該等扣持構件1116可包括協助對齊及扣持該等金屬線1150之孔、溝槽或其他特徵。在這實施例中，該等扣持構件1116係與 一凹孔或孔1117形成一體，且該凹孔或孔1117協助對齊該上燈座1102a與管1126且因此該外殼1112。亦可為其他對齊、支持及/或扣持特徵。圖57c顯示具有一不同配置之對齊、扣持及/或支持特徵之另一實施例，例如扣持特徵1118以對齊該等金屬線1150、該上外殼1112、該上燈座1102a及/或該下燈座102b。

如圖57a所示，在某些實施例中，使用例如導電晶片之電氣耦合配置或連接器1119來電氣耦合該等電氣金屬線1150與一印刷電路板1107之接頭1119，且該印刷電路板1107包括該電源，包括大電容器及橫越該輸入AC線之EMI組件以及如在此所述之驅動電路。該印刷電路板1107包括一收納該管1126之缺口1108，以協助對齊該燈座下部份1102b與該燈座上部份1102a。依據該實施例，該等下與上部1102a與1102b可藉其他裝置扣合在一起或連接在一起。依據該實施例，該等上與下部1102a與1102b可整合成與該等電氣金屬線1150電氣耦合之單件。

圖58a顯示該燈座上部份1102a之另一實施例，其中一電氣耦合件1119與該上燈座102a形成一體。在這實施例中，該電氣耦合件或互連件1119包括一接合該等金屬線1150接合之第一接觸部份1119a，及一在該上燈座102a、該下燈座1102b及該外殼1112連接在一起時接合該下燈座1102b中之電路1110之接頭1106的第二接觸部份1119b。在這實施例中，該電氣耦合件1119包括一收納該管1126之孔1117以協助對齊及保持該金屬線1150及該電氣耦合件1119 以及該上燈座1102a與該外殼1112。該電氣互連件1119、該下燈座1102b及/或該上燈座1102a亦可為其他構形。依據實施例，在該等150與該燈座1102中之任一電路1110之間之電氣耦合及金屬線扣持特徵1116、1117或1118、該下燈座1102b及/或該上燈座1102a之任一者之對齊可整合成一單一組件及/或包含多數組件。例如，圖58b顯示一分開之互連件1119，且該互連件1119包含一第一接觸部份1119a及一接合該電路1110之接頭之第二接觸部份1119b。該互連件1119包含一收納該管1126之孔1117使得該互連件1119在該管1126上滑動且電氣耦合該等金屬線1150與該下燈座1102b中之電路1110之該等接頭1106。提供電氣連接、對齊保持及實體連接之其他特徵是可能的。在某些實施例中，該電路1110可在該外殼1112內，例如，安裝在該發光二極體總成1130上，因此該互連件1119可與在金屬線1150與該愛迪生螺紋1103之間的一接頭一樣簡單。在其他實施例中，該電路1110之一部份可在該燈座1102中且該電路1110之一部份可在該外殼1112內，例如包括橫越設置在該燈座102內之AC線之電路及定位在該發光二極體總成1130之內部內之驅動電路。

圖59至60e顯示可作為一白熾燈泡之替代物。這實施例利用已使用在圖中所示之符號說明之類似組件或特徵。在這實施例中，該支持構件1143類似於參照圖56c與56c所述之支持構件。一互連件或電氣耦合件1119係顯示為一分開之構件，且該分開之構件具有分別接觸該等1150及在 安裝1110之一印刷電路板1107上之接頭1106之一第一接觸部份1119a及一第二接觸部份1119b。該互連件1119之電氣接頭係在例如一塑膠支持構件之一支持構件1119c上。該互連件1119包括一用以接合用於對齊及支持之管1126之孔1117。該管1126亦接合在該印刷電路板1107中之一缺口1108以便已如上所述地提供對齊與支持。在這實施例中，橫越該AC線之EMI電路及如上所述地包含一升壓轉換器或升壓布局之驅動電路/電源。在該等圖59至60e中，所示之外殼1112是透明的。應了解的是該外殼1112可以是霧化的。亦可為其他實施例。

在此所述之任一實施例之任一特性或特徵可與在此所述之任一其他實施例之任一特性或特徵一起使用或在單一或多數組件中整合在一起或分別地實施。

為進一步說明該燈具1000一實施例之結構及操作，以下將說明製造一燈具之一方法。請參閱圖11，可產生具有一主體1114及一比較窄頸部1115之一外殼1112。在一實施例中，該外殼1112係由玻璃構成且可如此所述地藉二氧化矽1113或其他塗層塗布。該外殼外殼1112可具有一白熾燈泡、PAR燈具、或其他現有形狀因子之形狀。

請參閱圖12，提供一玻璃柄件1131，且該柄件1131在燈具1000中形成玻璃柄部1120、管1126及管1133。柄件1131包含具有一展開第一部份1131a，且該第一部份1131a延伸入該外殼1112且如參照圖10所述地在該最終燈具中形成柄部1120。該柄件1131包含一第二部份1131b，且 該第二部份1131b係一管，並且該管是位在柄部1120內側之管1126之一延伸部。第二部份1131b在製造該燈具時延伸至該至該外殼1112外側且由該最終燈具實質地移除。位在該第一部份1131a與該第二部份1131b之間的是一由該圓頂1121徑向突出之玻璃凸緣或圓盤1132。該凸緣1132之尺寸係作成使得它填塞該頸部1115之開孔區域。一第三部份1131c由該第一部份1131a延伸且在燈具1000中界定管1133及內孔1135。為製造該柄件1131，熔化在該第一部份1131a與該第三部份1131c之間的區域使得該通道1126在該第一部份1131a與該第三部份1131c之間被堵塞。一對孔1142形成在熔化部份之區域1131d中且連通管1126與該柄件1131之內部使得當該柄件1131固定在該外殼1112上時該外殼之內部係透過該管1126及孔1142與該外殼之外部連通。該等孔1142可藉在該柄部中產生薄部份且藉加壓導入氣體至管1126中吹出該等薄化部份。用以對該等發光二極體供電之金屬線1150可延伸穿過且熔入區域1131d使得該等金屬線由該柄件1131外側延伸通過環狀凹孔1125並且離開與凸緣1132相鄰之柄件1131。如果使用的話，則該等支持金屬線1117可被埋在該熔化區域1131d中。

請參閱圖13，藉支持金屬線1121、金屬線1150及/或支持構件1143安裝一發光二極體總成1130在該柄件1131上。該發光二極體總成1130可如前所述地包含發光二極體陣列1128，該副安裝件1129，該散熱器結構1149，該驅動器及/或電源，及/或該金屬線扣持特徵1116。該等金屬 線1150係與該發光二極體總成1130連接，用以傳送電流至該發光二極體1127。該等金屬線1150由該發光二極體總成1130延伸穿過該柄件1131以與在該燈座1102中之電子裝置連接。該等發光二極體1127係定位在該發光二極體總成1130中且該發光二極體總成1130定位在該外殼1112中使得一所欲光圖案藉該等發光二極體及燈具1000產生。就一替代白熾燈泡而言，該等發光二極體1127可居中地設置在該外殼1112中使得該光實質均勻地由該外殼射出且環繞該外殼之表面。該燈具亦可包含一方向燈具，例如BR式燈具或一PAR式燈具，其中該等發光二極體可以配置成提供方向光。

請參閱圖14，將具有該發光二極體總成1130之柄件1131插入該外殼1112中使得該凸緣1132設置在該燈具頸部1115中且該發光二極體總成1130定位在該主體1114中。該第二部份1131b及該等金屬線1150由該外殼1112延伸。加熱該頸部1115及凸緣1132。該玻璃熔化且該凸緣1132熔接在該頸部1115上使得一氣密密封產生以隔離該外殼1112之內部與該外殼之外部，如圖15所示。該加熱程序可在一氣體加壓心軸中進行使得該頸部及凸緣形成一所欲形狀。在該外殼1112熔接在該柄件1131上後，在該外殼1112之內部與該外殼之外部之間的連通可只透過該管1126與該等孔1142達成。

因為該等發光二極體1127及發光二極體總成1130是熱敏感的，故加熱以熔接該柄件1131至該外殼1112 上會對發光二極體總成1130產生一過熱情況。就至少兩原因而言，過熱令人擔心。首先，過熱會例如，因實質縮短發光二極體壽命而在使用時降低該等發光二極體之效能。過熱亦會影響在該等發光二極體1127與該印刷電路板、燈座或其他副安裝件之間之焊接，其中該等發光二極體會鬆弛或會由該發光二極體總成1130分離。過熱會由尖峰溫度及該發光二極體總成1130暴露於熱之時間長度之一組合造成。在此使用過熱表示加熱該發光二極體總成1130或發光二極體1127使得該等發光二極體之效能降低或該焊接劣化或兩者。當附接該柄件1131至該外殼1112上時，需要使在該熔化程序時傳送至該等發光二極體1127之熱減至最少。該熔化操作發生在大約800度C且該發光二極體陣列及發光二極體之溫度通常必須維持在325度C以下。依據發光二極體之種類及其構造，在某些實施例中，該發光二極體陣列及發光二極體之溫度通常必須維持在300度C、275度C、250度C、235度C及215度C以下。該熱之暴露時間亦必須依據該焊料之迴焊特性及該發光二極體總成規格來控制。該熔化操作之整個循環時間是大約15秒至45秒之時間，且該玻璃在熔融階段中5至15秒。在該熔融階段之前，預熱欲熔化之玻璃使得殘餘應力不會加入該總成中。該電氣通路之熱阻係選擇成不會在該加熱程序期間產生過熱，因此該等發光二極體及/或該等接合之長期操作不會劣化。在該等發光二極體之溫度應維持在少低於該發光二極體維持在與該副安裝件接合及/或不會分離或劣化之溫度及時間以下。依據 特定發光二極體及接合材料，該溫度會變化。此外，這些溫度會依據暴露於該高溫之時間改變。

本發明之發明人已確認在該熔化操作時，熱傳送至該等發光二極體主要來自透過該等金屬線1150之熱傳導而不是透過大氣環境之熱對流。發明人已斷定藉增加通過該等金屬線1150之熱阻及/或增加由該等金屬線1150之連接點至該發光二極體總成1130及該等發光二極體1127之電氣通路之熱阻，在該熔化操作時傳送至該等發光二極體之熱可維持在過熱值以下。增加該等金屬線1150之熱阻可使用各種技術來達成。在一實施例中，該等金屬線之熱阻係藉增加該等金屬線之長度來增加。該等金屬線長度可只藉使該等金屬線1150如圖17所示地變長而增加，使得在該等金屬線1150與該等發光二極體1127之連接點A與該柄件1131上之加熱點之間的距離大到足以使過熱不會發生。該金屬線長度亦可藉在不增加在這些點之間之距離之情形下增加該等金屬線之長度來增加。例如，如圖18所示，該等金屬線1150可形成有一鋸齒圖案。類似地，該等金屬線1150可形成為一螺旋線或線圈，如圖19所示。該等金屬線1150可形成有一盤旋、曲折或任意之圖案，如圖20所示。該等金屬線1150可形成有該等形狀之一組合。在這些實施例中，可在不增加在加熱之點及在該等金屬線1150與該發光二極體總成1130之間之連接點之間的總距離之情形下，增加該等金屬線之通路，且因此增加該熱阻。

該等金屬線之熱阻亦藉使該等金屬線之橫截面 積薄到足以使該熱不會造成一過熱來增加。該等金屬線之熱阻亦可藉使該等金屬線之橫截面積更薄及增加該金屬線通路之長度之一組合來增加。

另一用以增加在該熔化操作時之熱源與該等發光二極體1127之間之電氣通路之熱阻的技術係連接該等金屬線與一遠離該等發光二極體1127之導電元件，如圖21及38至40。在這些實施例中，該等金屬線1150之長度可比較短但是與該等發光二極體1127之電氣連接係作成通過該發光二極體總成1130之一導電部份。在該實施例中，在該等發光二極體與該熱源之間之熱通路之長度增加以藉此在不增加該等金屬線1150之長度之情形下增加其熱阻。這技術可與使該等金屬線之橫截面積更薄及/或增加該等金屬線1150之長度組合使用。圖21顯示一散熱器結構包含多數延伸翼片之實施例，其中在該等金屬線1150與該等發光二極體1127之間之電氣連接係作成通過該等翼片1161中之某些翼片。在圖38之實施例中，該散熱器結構1160具有一鋸齒或螺旋形狀，其中在金屬線1150與該等發光二極體1127之間之電氣連接係作成通過這些組件之長度。在圖39之實施例中，除了一鋸齒或螺旋形狀連接器1161以外，亦設置一包含翼片1411之散熱器結構，其中在圖金屬線1150與該等發光二極體1127之間之電氣連接係作成通過連接器1161之長度。連接器1161亦可作為一散熱器。在圖40之實施例中，該副安裝件1129具有一螺旋或盤旋通路，其中該等發光二極體1127係沿該副安裝件之長度安裝。該等金屬線1150係 在遠離該等發光二極體1127之位置與該副安裝件1129連接使得在加熱點與該發光二極體之間之通路之熱阻上升到可接受之極限。在所有這些實施例中，該等金屬線1150可具有更大之長度以進一步增加該電氣連接之熱阻。

請參閱圖15，在柄件1131之凸緣1132熔接在該外殼1112上後，例如氦、氫或一氦與氫之非爆炸混合物之氣體，或其他熱氣體可透過該通道1126及孔1142導入該外殼。通常，該外殼1112係在導入熱氣體之前使用氮排空。該氣體可在如前述之壓力下導入。在以該熱氣體填充該外殼後，熔化該柄件部份1131b以封閉該通道1126且密封該氣體在該外殼1112中，如圖16所示。熔化該柄部移除該柄件1131之(部份1131b)之多餘長度使得該頸部1115可固定在燈座1102上。接著將該密封之外殼1112附接在該燈座1102上且該等金屬線1150係與該電氣通路連接。

在此所述之步驟可在一自動總成線中實施，且該自動總成線具有用以在總成站之間移動之旋轉檯或其他輸送裝置。

雖然已特別參照具有一螺紋燈座1102之一A系列燈具，該結構及組裝方法可使用在如一PAR式燈具上，例如一PAR-38白熾燈泡或一BR式燈具。此外，雖然已發現在該外殼中使用一導熱氣體可適當地管理熱，但是如果需要亦可設置另外之散熱器。例如，導熱元件可形成在或鄰近該氣體柄部1120以由該等發光二極體1127傳導熱至該燈座1102，其中該熱可藉該燈座或一相關散熱器散逸。

該發光二極體總成1130之一實施例將參照圖22至30說明。在某些實施例中，該發光二極體總成1130之副安裝件1129包含一引線框1200，該引線框1200係由一導電材料構成，例如銅、銅合金、鋁、鋼、金、銀、該等金屬之合金、導熱塑膠等。在一實施例中，引線框1200之暴露表面可以銀或其他反射材料塗布以便在操作該燈具時反射外殼1112內之光。該引線框1200包含一連串成對配置用以與該等發光二極體1127連接之陽極1201及陰極1202。在所示實施例中，具有五發光二極體1127之一發光二極體總成顯示五對陽極與陰極；但是，可使用更多或更少數目之陽極/陰極對及發光二極體。此外，可使用一以上之引線框以構成一單一發光二極體總成1130。例如，可使用所示引線框中之兩引線框以構成具有十發光二極體之一發光二極體總成1130。

連接器1203連接來自一對之陽極1201與相鄰對之陰極1202以便在操作該發光二極體總成1130時在該等對之間提供電氣通路。通常，繫桿1205亦設置在該引線框1200中以固持該引線框之第一部份在該引線框之第二部份上且在製造該發光二極體總成時維持該引線框之結構完整性。該等繫桿1205係由該最終發光二極體總成切斷且在操作該發光二極體總成1130時沒有作用。該引線框1200亦包含例如翼片1141之一散熱器結構1149，且該等翼片1141與該等陽極1201及陰極1202連接以傳導熱遠離該等發光二極體且傳送熱至外殼1112中之熱氣體，且該熱可在該外殼1112由 該燈具散逸。雖然顯示的是一特定實施例之翼片1141，但是該散熱器結構1149可具有各種形狀、尺寸、及構形。該引線框1200可形成在一單一條或片中或該等引線框可獨立地形成。在一方法中，該引線框1200係形成為一平坦構件且彎曲成一適當三維形狀，例如圓柱體、球體、多面體等以形成發光二極體總成1130。因為該引線框1200係由薄可彎曲材料製成，且該等陽極1201及陰極1202可在各種位置定位在該引線框1200上，且發光二極體之數目可改變，故該引線框1200可組配成使得它彎曲成各種形狀及構造。

請參閱圖23，包含至少一發光二極體1127之一發光二極體封裝體1210係固定在各陽極及陰極對上，其中該發光二極體封裝體1210跨接該陽極1201及陰極1202。該等發光二極體封裝體1210可藉焊接而附接在該引線框1200上。因為該等發光二極體封裝體1210固持該引線框之第一部份在該引線框之第二部份上，故一旦附接該等發光二極體封裝體1210，便可移除該等繫桿1205。

在某些實施例中，該等發光二極體封裝體1210可不以足夠結構完整性將該引線框1200固持在一起。在某些實施例中，可設置分開之支持構件1211以將該引線框1200固持在一起，如圖24所示。該等支持構件1211可包含附接在該等陽極及陰極對之間之非導電材料以將該引線框固定在一起。該等支持構件1211可包含將該等陽極1201及陰極1202結合在一起之嵌入模製或射出成型構件。該引線框1200可具有收納該等支持構件1211之區域1212以提供可 與該等支持構件接合之固持件。例如，該等區域1212可包含在一模製操作時收納該塑膠流之缺口或貫穿孔。該等支持構件1211亦可與該引線框1200分離地模製或形成且以另一組裝操作，例如藉使用一扣合連接、黏著劑、固結件、一摩擦嵌合、一機械連接等附接在該引線框上。

該等發光二極體封裝體1210可在附接該等支持構件1211之前或之後固定在該引線框1200上。雖然在所示實施例中該等支持構件1211係連接在該等陽極1201與陰極1202之間，但是該等支持構件1211可連接在例如該散熱器結構1149之多數部份之其他組件之間。該等支持構件1211可由例如半Solvay Plastics製造之AMODEL®之聚鄰苯二甲酸醯胺白色反射塑膠構成。該等支持構件1211之材料最好可具有與發光二極體封裝體1210之發光二極體基板相同之熱膨脹係數，使得該等發光二極體封裝體與支持構件1211以相同速度膨脹與收縮以防止在該等組件之間產生應力。這可使用一液晶聚合物以製造具有所欲工程參數之支持構件1211來達成。

該引線框1200可彎曲或折疊使得該等發光二極體1127提供在燈具1000中之所欲光圖案。在一實施例中，該引線框1200係彎曲成一圓柱形，例如，如圖25所示。該等發光二極體1127係設置成環繞該圓柱體之軸使得光向外投射。圖24之引線框可在連接器1203處彎曲以形成圖25中所示之三維發光二極體總成。該等發光二極體1127係配置成環繞該圓柱體之周邊以徑向地投射光。

因為該引線框1200是可撓曲的且可改變在該引線框上之該發光二極體位置，故該引線框可形成且彎曲成各種構形。圖26顯示例如用以使圖25之發光二極體總成彎曲之引線框1200，使得其中一發光二極體(未圖示)向該發光二極體總成之底部傾斜且另一發光二極體1127'向該發光二極體總成1130之頂部傾斜並且剩餘發光二極體由該圓柱形發光二極體總成徑向地投射光。發光二極體通常投射小於180度之光使得傾斜該等發光二極體之選擇發光二極體確使該光之一部份向該燈具之底與頂部投射。某些發光二極體透過120度投射光。藉相對該發光二極體總成1130之軸傾斜該等發光二極體之選擇發光二極體大約30度，由該圓柱形陣列投射之光將以360度投射光。該等發光二極體之角度及該等發光二極體之數目可以改變以產生一所欲圖案。例如，圖27顯示一三層發光二極體總成，其中各層1230、1231與1232包含一連串多數配置成環繞該圓柱體之周邊之發光二極體1127。圖28顯示一三層發光二極體總成之一實施例，其中各層1230、1231與1232包含一連串多數配置成環繞該圓柱體之周邊之發光二極體1127。該等發光二極體1127a、1127b之選擇發光二極體係相對該發光二極體陣列傾斜以沿該圓柱形發光二極體總成之軸向該發光二極體總成之頂與底部投射該光之一部份。圖29顯示一成形為一多面體之發光二極體總成之一實施例，且該散熱器結構已移除以便清楚顯示。圖30顯示配置成具有兩串發光二極體封裝體之一雙螺旋之發光二極體陣列之一實施例，且各串發 光二極體封裝體串聯地配置以形成一螺旋狀。在圖25至28之實施例中，該引線框係形成為具有一大致圓柱形；但是，該引線框可彎曲成各種形狀。圖41顯示彎曲成具有類似圖25之發光二極體總成之一大致圓柱形之一發光二極體總成1130之端視圖。圖42顯示彎曲成具有一大致三角形之一發光二極體總成1130之端視圖且圖43顯示彎曲成具有一大致六邊形之一發光二極體總成1130之端視圖。該發光二極體總成1130可具有任何適當形狀且該引線框1300可彎曲成任何適當形狀，包括任一多邊形狀或甚至如圖29所示之更複雜形狀。

一引線框之另一實施例係顯示在圖61至64中。該引線框1500，該引線框1500係由一導電材料構成，例如銅、銅合金、鋁、鋼、金、銀、該等金屬之合金、導熱塑膠等。在一實施例中，引線框1500之暴露表面可以銀或其他反射材料塗布以便在操作該燈具時反射外殼1112內之光。該引線框1500包含一連串成對配置用以與該等發光二極體1127連接之陽極1501及陰極1502。該等發光二極體之安裝區域係以方塊1503表示。該等發光二極體未顯示在圖61至64中以更清楚地顯示該引線框之構形。在所示實施例中，顯示十對陽極與陰極，且各對陽極與陰極係配置成與兩發光二極體連接使得所示引線框係用於具有20發光二極體1127之一發光二極體總成；但是，可使用更多或更少數目之陽極/陰極對及發光二極體。此外，可使用一以上之引線框以構成一單一發光二極體總成1130。例如，可使用所示引線框 中之兩引線框以構成具有四十發光二極體之一發光二極體總成1130。

陽極1501係藉該等發光二極體與該等陰極1502連接以便在操作該發光二極體總成1130時在該等對之間提供電氣通路。通常，繫桿1505亦設置在該引線框1500中以固持該引線框之多數部份固持在一起且在製造該發光二極體總成時維持該引線框之結構完整性。該等繫桿1505係由該最終發光二極體總成切斷且在操作該發光二極體總成1130時沒有作用。該等繫桿可位在其他位置且可使用較多或較少數目之繫桿。

該引線框1500亦包含例如翼片1541之一散熱器結構1549，且該等翼片1541與該等陽極1501及陰極1502連接以傳導熱遠離該等發光二極體且傳送熱至外殼1112中之熱氣體，其中該熱可由該燈具散逸。雖然顯示的是一特定實施例之翼片1541，但是該散熱器結構1549可具有各種形狀、尺寸及構形。該引線框1500可藉一衝壓程序形成且多數引線框可形成在一單一條或片中或該等引線框可獨立地形成。在一方法中，該引線框1500係形成為一平坦構件且彎曲成一適當三維形狀，例如圓柱體、球體、多面體等以形成發光二極體總成1130。因為該引線框1500係由薄可彎曲材料製成，且該等陽極1501及陰極1502可在各種位置定位在該引線框1500上，且發光二極體之數目可改變，故該引線框1500可組配成使得它彎曲成各種形狀及構造。在一實施例中，該引線框具有大約10000至12000分之一英吋之 厚度。

包含至少一發光二極體1127之一發光二極體封裝體係固定在各陽極及陰極對上，其中該發光二極體封裝體跨接該陽極1201及陰極1202。該等發光二極體封裝體係設置在該等方塊1503中。該等發光二極體封裝體可藉焊接而附接在該引線框1500上。因為該等發光二極體封裝體1510將該引線框固持在一起，故一旦附接該等發光二極體封裝體1510，便可移除該等繫桿1505。

請參閱圖62與63，在某些實施例中，可設置分開之加強件或支持構件1511以將該引線框1500固持在一起。該等支持構件1511可包含附接在該等陽極及陰極對之間之非導電材料以將該引線框固定在一起。該等支持構件1511可包含將該等陽極1501及陰極1502結合在一起之嵌入模製或射出成型構件。該引線框1500可具有收納該等支持構件1511之穿刺區域1512以提供可與該等支持構件接合之固持件，如圖61所示。例如，該等區域1512可包含在一模製操作時收納該塑膠流之貫穿孔。該等支持構件1211亦可與該引線框1200分離地模製或形成且以另一組裝操作，例如藉使用一扣合連接、黏著劑、固結件、一摩擦嵌合、一機械連接等附接在該引線框上。

該塑膠材料延伸穿過該刺穿區域1212至該引線框1200之兩側使得該塑膠材料橋接該引線框之組件以便在切斷該等繫桿1205後將該引線框之組件固持在一起。在該引線框1200之外側上之支持構件1211(在此使用之用語“外” 是該引線框附接該等發光二極體之側)包含一最少量之塑膠材料使得該引線框之外表面大部份未被該塑膠材料阻擋(圖62)。該塑膠材料應避開該等發光二極體之安裝區域1503使得該等發光二極體具有該等發光二極體可附接在該引線框上之一無阻擋區域。在該引線框之內側(在此使用之用語“內”是該引線框之與附接該等發光二極體之側相反之側)，施加該塑膠材料可反映在該外側上之支持構件之尺寸及形狀；但是，該內側上之支持構件不需要受到如此之限制使得該等支持構件1211可包含較大塑膠區域且可覆蓋該引線框之一更大區域(圖63)。

此外，請參閱圖62，可在該引線框之一第一側緣1514上設置一第一塑膠懸伸物1513且在該引線框之一第二側緣1516上設置一第二塑膠懸伸物1515。因為，在一實施例中，該平坦引線框1500係彎曲成形成一三維發光二極體總成，故會必須在該組裝後之發光二極體總成中互相電氣絕緣該引線框1500之兩端，其中該等兩端具有不同電位。在所示實施例中，該引線框1500係彎曲成一圓柱形發光二極體總成，其中該引線框之側緣1514與1516係互相緊臨。該等塑膠懸伸物1513與1515係配置成使得該引線框之兩邊緣係藉該等懸伸物互相實體地分開且電氣絕緣。在所示實施例中，該等塑膠懸伸物1513與1515係沿該引線框之兩邊緣1514與1516之一部份設置；但是，該等塑膠絕緣懸伸物可延伸在該引線框之整個側緣上且該等懸伸物之長度及厚度取決於特定應用所需之絕緣量。

除了電氣絕緣該引線框之邊緣以外，該等塑膠懸伸物1513與1515可用以在該三維發光二極體總成中將該引線框1500之邊緣1514與1516接合在一起。其中一懸伸物可具有一或多數第一連接器1517，且該第一連接器1517與一或多數設置在第二懸伸物上之第二連接器1519對接。該等第一連接器可包含公或母構件且該等第二連接器可包含對接之母或公構件。因為該等懸伸物係由塑膠構成，故該等連接器可包含產生一扣合連接之多數可變形構件。形成在該第一塑膠懸伸物1513及第二塑膠懸伸物1515上之該等對接連接器可互相接合以將該引線框保持於最終構形。

該等發光二極體封裝體1210可在附接該等支持構件1511之前或之後固定在該引線框1500上。雖然在所示實施例中該等支持構件1511係連接在該等陽極1501與陰極1502之間，但是該等支持構件1511可連接在例如該散熱器結構1149之多數部份之其他組件之間。該等支持構件1511可由例如半Solvay Plastics製造之AMODEL®之聚鄰苯二甲酸醯胺白色反射塑膠構成。該等支持構件1511之材料最好可具有與發光二極體封裝體1210之發光二極體基板相同之熱膨脹係數，使得該等發光二極體封裝體與支持構件1511以相同速度膨脹與收縮以防止在該等組件之間產生應力。這可使用一液晶聚合物以製造具有所欲工程參數之支持構件1511來達成。

該引線框1500可彎曲或折疊使得該等發光二極體1127提供在燈具1000中之所欲光圖案。在一實施例中， 該引線框1500係彎曲成一圓柱形，如圖64所示。該等發光二極體1127係設置成環繞該圓柱體之軸使得光向外投射。

發光二極體總成1130之另一實施例係顯示在圖31至36中。在這實施例中且在圖50與51之實施例中，該副安裝件包含一金屬核心板1300，例如一金屬核心印刷電路板(MCPCB)。該金屬核心板包含一由鋁或其他類似可撓曲金屬材料構成之導熱及導電核心1301。該導熱及導電核心1301係藉一例如聚醯亞胺之介電材料1302覆蓋。金屬核心板容許線路形成在其中。在一方法中，該核心板1300係形成為一平坦構件且彎曲成一適當形狀，例如圓柱體、球體、多面體等。因為該核心板1300係由薄可彎曲材料構成且該等陽極及陰極可定位在多數位置，且發光二極體封裝體之數目可改變，故該引線框可組配成使得它可彎曲成多種不同形狀及構形。

在一實施例中，該核心板1300係形成為具有一中央帶1304之一平坦構件，且包含發光二極體1127之發光二極體封裝體1310係安裝在該中央帶1304上，如圖31所示。例如多數翼片1341或其他散熱器元件之一散熱器結構1349由該中央帶延伸。中央帶1304係藉薄化區域或線溝1351分成多數區段。該等發光二極體封裝體1310係設置在該等區段上使得該核心板1300可沿該等線溝1351彎曲以將該平面核心板形成多種不同三維形狀，其中該形狀係選擇成由該燈具1000投射一所欲光圖案。在所示實施例中，一翼片由該等區段之各側延伸使得該等區段可沿該等線溝1351互相 彎曲以產生一圓柱形發光二極體總成，如圖32所示。此外，該等發光二極體或該等發光二極體1127'、1127"之選擇發光二極體可設置在該金屬核心板1300之部份1315上，且該等部份1315彎曲使得該光更軸向地投射，如圖33所示。該等發光二極體1127可放在該核心板1300上以形成一螺旋或其他圖案，如圖34所示。圖35顯示一三層發光二極體總成之一實施例，其中各層1330、1331與1332包含一連串發光二極體1127。圖36顯示該等發光二極體1127'、1127"之選擇發光二極體係相對該發光二極體陣列傾斜以沿該圓柱形發光二極體總成之軸投射該光之一部份。在圖32至36之實施例中，該核心板1300係形成為具有一大致圓柱形；但是，該核心板可彎曲成各種形狀。圖41顯示彎曲成具有類似圖32之發光二極體總成之一大致圓柱形之一發光二極體總成1130之端視圖。圖42顯示彎曲成具有一大致三角形之一發光二極體總成1130之端視圖且圖43顯示彎曲成具有一大致六邊形之一發光二極體總成1130之端視圖。該發光二極體總成1130可具有任何適當形狀且該核心板1300可彎曲成任何適當形狀，包括任一多邊形狀或甚至更複雜形狀。

請參閱圖44至47，顯示發光二極體總成之其他實施例。在某些實施例中，該發光二極體總成1130包含安裝包括發光二極體1127之發光二極體封裝體1310之一金屬核心板1300之一混合體，其中該金屬核心板1300可與一引線框結構1200熱與電耦合。該引線框1200形成該散熱器結構或散熱裝置1149，且該散熱器結構或散熱裝置1149係附接 在該金屬核心印刷電路板1300之背側上。該引線框1200及該金屬核心板1300可彎曲成在此說明之各種構形。該金屬核心板1300可具有如先前參照圖31說明之線溝或減少厚度區域1351以便彎曲該核心板。在一實施例中，圖44顯示該發光二極體總成彎曲成一大致圓柱形。在另一實施例中，圖45顯示該發光二極體總成彎曲成一大致圓柱形，其中至少某些發光二極體1127'係安裝成沿該圓柱體之軸投射光。在另一實施例中，圖46顯示該發光二極體總成彎曲成一大致圓柱形，其中使用核心板1300之三層層1230、1231、1232及發光二極體1127。在另一實施例中，圖47顯示該發光二極體總成彎曲成一大致圓柱形，其中使用核心板1300之三層層1230、1231、1232及發光二極體1127且該等發光二極體1127a與1127b之至少某些發光二極體係安裝成沿該圓柱體之軸投射光。除了這混合體型態以外，該發光二極體總成亦可包含一作成具有FR4及熱通孔之印刷電路板而不是該金屬核心板，其中該等熱通孔接著與以引線框為主之散熱器連接。在該實施例配置中，可形成如圖44至47所示之發光二極體總。

發光二極體總成1130之另一實施例係顯示在圖37中。發光二極體總成1130包含一可由鋁或其他類似可撓曲金屬材料構成之擠製副安裝件1400。一撓性電路或板1401係安裝在該擠製副安裝件上且支持多數發光二極體1127。例如翼片1441之多數散熱器係與該副安裝件1400一起擠製而成且可位在該副安裝件內側。該擠製副安裝件可 包含例如在圖41至43圖所示之各種形狀且例如翼片1441之散熱器可具有任何適當形狀並且可設置在該副安裝件之外側表面上。一氣體移動裝置1116可設置在該副安裝件1400之內部以便移動該氣體通過該等翼片1300。

該發光二極體總成，不論是由一引線框副安裝件、金屬核心板副安裝件、或金屬核心板/引線框或一作成具有FR4/引線框之一混合體組合之印刷電路板構成均可形成為具有在此所述之任一構形或其他適當三維幾何形狀。該發光二極體總成可有利地彎曲成任何適當三維形狀。在此使用及在圖中所示之一“三維”發光二極體總成表示，就在不同平面中之不同發光二極體之基板而言，該基板包含多數安裝表面使得安裝在該等安裝表面上之發光二極體亦定向於不同平面之一發光二極體總成。在某些實施例中，該等平面係配置成使得該等發光二極體係設置在一360度範圍內。該基板可由所有發光二極體均安裝在一單一平面內且在一大致平坦構件上之一平坦構形彎曲成該等發光二極體及發光二極體安裝表面中之不同者係在不同平面中之一三維形狀。

如前所述，本發明之至少某些實施例利用安裝發光二極體裝置之一副安裝件。在某些實施例中，在該副安裝件上亦可安裝電源或其他發光二極體驅動組件。在實施例中之副安裝件是一實心結構，且可是透明的、部份透明的、擴散地透明的或半透明的。一具有該等光學性質之任一光學性質或任一類似光學性質之副安裝件可呈一槳葉形 態，具有用以安裝發光二極體之兩側。如果該副安裝件是可光學透射的，則因為來自各發光二極體之光可通過該副安裝件，故它可向所有方向照射。一供與本發明之實施例使用之副安裝件可具有藉使用多數槳葉或其他形狀之部份一起產生之多數安裝表面。雖然有多數發光二極體之部份或安裝表面，但是用以安裝該等發光二極體之整個總成可被稱為一副安裝件。一可光學透射之副安裝件可由一例如氧化鋁之陶瓷材料構成，或可由如藍寶石之某些其他可光學透射材料構成。可使用許多其他材料。

如在此所述之一發光二極體陣列及副安裝件可在利用除了一氣體以外之熱組分之固態燈具中使用。一熱組分是用以冷卻在一固態燈具中之一發光二極體、一發光二極體陣列、一電源或該等之任一組合的任一物質、材料或其組合。例如，如在此所述之具有發光二極體之一可光學透射基板可藉一由各種不同材料構成之習知散熱器冷卻，或該配置可以是液體冷卻的。舉例而言，一在本發明之某些實施例中之液體可以是油。該油可以是例如礦物油之以石油為主之油，或可以是例如蔬菜油之本質上是有機的油。該液體亦可是一全氟化聚醚(PFPE)液體，或其他全氟化或氫化液體。亦可使用具有至少某些上述性質之一適當聚丙烯碳酸酯液體。適當之以全氟化聚醚為主之液體可由，例如，義大利之Solvay Solexis S.p.A購得。由在美國明尼蘇達州St.Paul市之3M公司製造之Flourinert^TM可作為冷卻劑使用。

如前所述，在依據本發明之實施例之一燈具中之副安裝件可選擇地包括該電源或驅動器或用於該發光二極體陣列之電源或驅動器之某些組件。在某些實施例中，該等發光二極體可事實上藉AC供電。可使用各種方法及技術增加容量及減少一電源之大小以便容許用於一發光二極體燈具之電源可更符合經濟效益地製造，及/或佔據較小空間以便可建構在一副安裝件上。例如，一起使用之多數發光二極體晶片可組配成以一比較高電壓供電。此外，在該驅動器設計中可使用能量儲存方法。例如，來自一電流源之電流可與該等發光二極體、一電流控制電路及一電容器串聯地耦合以提供能量儲存。亦可使用一電壓控制電路。一電流源電路可與一電流限制電路一起使用，且該電流限制電路係組配成限制一通過該等發光二極體之電流成比由該電流源電路所產生之電流小。在後者之情形中，該電源亦可包括一整流電路，且該整流電路具有與該電流源電路之一輸入耦合之輸入。

本發明之某些實施例可包括多數串聯地耦合之發光二極體組。在該實施例中之電源可包括多數分流電路，且各分流電路與該等發光二極體組之各個節點耦合且組配成可位據各個發光二極體組之偏壓狀態轉換來操作。在某些實施例中，該等分流電路之一第一分流電路係組配成可透過該等發光二極體組之一第一發光二極體組傳導電流且係組配成可依據通過該等發光二極體組之一第二發光二極體組之電流斷路。該等分流電路之第一分流電路可組 配成依據該等發光二極體組之第一發光二極體組之一順向偏壓傳導電流且該等分流電路之第二分流電路可組配成依據該等發光二極體組之第二發光二極體組之一順向偏壓傳導電流。

在以上所述之某些實施例中，該等分流電路之第一分流電路係組配成依據在一節點之一電壓斷路。例如，一電阻可與該等組串聯地耦合且該等分流電路之第一分流電路可組配成依據在該電阻之一端子之一電壓斷路。在某些實施例中，例如，該等分流電路之第一分流電路可包括一雙極電晶體，且該雙極電晶體在一節點與一電源之一端子之間提供一可控制電流通路，並且通過該電阻之電流可改變該雙極電晶體之一射極偏壓。在某些該等實施例中，各分流電路可包括一電晶體及一斷路電路，且該電晶體在該等組之一節點與一電源之一端子之間提供一可控制電流通路，並且該斷路電路與一節點及該電晶體之一控制端子耦合且組配成可依據一控制輸入控制該電流通路。通過該等發光二極體組中之一發光二極體組的一電流可提供該控制輸入。該電晶體可包括一雙極電晶體且該斷路電路可組配成可依據該控制輸入改變該雙極電晶體之一基極電流。

不能過分強調的是就以上以一燈具之各種實施例說明之特徵而言，該等特徵可以各種方式組合。例如，可組合在該燈具中包括磷光體之各種方法且這些方法中之任一方法可與使用例如裸晶對包封或封裝發光二極體裝置之各種發光二極體配置組合。在此所示之該等實施例只是 顯示及說明以闡述具有一發光二極體陣列之一燈具之各種設計選項的例子。

發光二極體及發光二極體封裝體與本發明之一實施例一起使用且可包括發射多種色光之發光二極體晶片，且該等色光在混合時一起被看見為白光。磷光體可如上所述地使用以藉波長轉換增加其他色光。例如，可在該燈具之發光二極體總成中使用藍或紫發光二極體且可以上述方式之任一種方式使用適當磷光體。發光二極體裝置可以和與該等發光二極體局部地封裝之磷光化塗層或和如前所述地塗布該發光二極體晶粒之一磷光體一起使用。例如，通常包括一局部磷光體之藍位移黃(BSY)發光二極體裝置可與一在該可光學透射之殼罩或內封罩上或中之一紅磷光體一起使用以產生實質白光，或與在該陣列中之發紅光之發光二極體裝置組合以產生實質白光。該等實施例可產生具有一至少70、至少80、至少90或至少95之CRI之光。藉使用該用語“實質白光”，可參照包括多數點之黑體軌跡之一色度圖，其中該源極之點落在該等黑體軌跡點中任一點之四、六或十麥克亞當橢圓內。

一使用上述藍位移黃及紅發光二極體裝置以產生實質白光之照明系統可被稱為藍位移黃加紅“BSY+R＂系統。在該系統中，所使用之該等發光二極體裝置包括可操作以發射兩不同顏色之光之發光二極體。在一實施例中，該等發光二極體裝置包括一組發光二極體，其中各發光二極體，如果且當發光時，發射具有一由440至480nm之主波 長的光。該等發光二極體裝置包括另一組發光二極體，其中各發光二極體，如果且當發光時，發射具有一由605至630nm之主波長的光。可使用一磷光體，當該磷光體被激發時，發射具有一由560至580nm之主波長的光，以利用來自前者發光二極體裝置之光形成一藍位移黃光。在另一實施例中，一組發光二極體發射具有一由435至490nm之主波長的光且另一組發光二極體發射具有一由600至640nm之主波長的光。當該磷光體被激發時，發射具有一由540至585nm之主波長的光。可在領證之美國專利7,213,940號中找到使用多組發射不同波長之光以產生實質白光之另一詳細例，且該美國專利在此加入作為參考。

圖4與5係顯示、比較及對比可與本發明之實施例一起使用之兩副安裝件例之俯視圖。圖4是圖1之發光二極體燈具100之俯視圖。在這圖中可看到與一磷光體一起封裝之晶粒以提供局部波長轉換的發光二極體104，而其他發光二極體則看不到。亦可看到該等透光副安裝件部份106與108。電源或其他驅動器組件110係示意地顯示在該副安裝件之底部上。如前所述，在某些實施例中，外殼112係形狀類似於在家用白熾燈泡中使用之外殼之一玻璃外殼。該玻璃外殼係在內側以二氧化矽113塗布以便為該燈具提供光圖案之擴散、均一性，及一更傳統之外觀。該外殼係以橫截面顯示使得該副安裝件可看見，且該燈具之燈座102亦可在這俯視圖中看到。

圖5是可在依據本發明之實施例之一燈具中使用 之另一副安裝件及發光二極體陣列之俯視圖。副安裝件500具有等距地分開且以一中心點對稱之三相同部份504。各部份具有兩發光二極體裝置，且可看見其中一發光二極體裝置。發光二極體裝置520係獨立地封裝，各與其本身之透鏡封裝在一封裝體中。在某些實施例中，藉以一磷光體塗布該發光二極體封裝體之透鏡，以一磷光體封裝這些裝置中之至少一裝置。就如所示之封裝發光二極體而言，光不是正常地由該封裝體之底部發射。因此如果使用封裝發光二極體，由可光學透射之材料製造該副安裝件的好處比較少。但是，如果該燈具或設備之內側包括反射元件，仍需要使用可光學透射副安裝件以容許反射光通過該等副安裝件以便產生一所欲光圖案。

圖6A與6B分別是顯示可與本發明之實施例一起使用之一副安裝件例。發光二極體604係多數晶粒，且該等晶粒可以可包括一磷光體(未圖示)之一聚矽氧或類似封裝物(未圖示)覆蓋。在這情形下，該副安裝件是具有多數“指”部620之一金屬線框結構610，且該等“指”部620在該副安裝件與在一燈具之光學外殼或封罩內之氣體之間提供另外之耦合。在使用耦合機構之這例子及其他例子中，該氣體與該耦合機構可一起被視為該燈具之熱組分。

圖7A與7B分別是顯示可與本發明之實施例一起使用之另一副安裝件例。發光二極體704係多數晶粒，且該等晶粒可以可包括一磷光體(未圖示)之一聚矽氧或類似封裝物(未圖示)覆蓋。在這情形下，該副安裝件是具有多數 “指”部720之一印刷電路板結構710，且該等“指”部720在該副安裝件與在一燈具之光學外殼或封罩內之氣體之間提供另外之耦合。

圖8是顯示可與本發明之實施例一起使用之另一副安裝件例之側視圖。在這情形下，該等發光二極體係配置成兩排，這兩排可選擇地提供不同種類之發射器之組合。例如，發光二極體804可以可包括一磷光體(未圖示)之一聚矽氧或類似封裝物(未圖示)覆蓋以提供局部波長轉換且發光二極體805可沒有該磷光體。在這情形下，該副安裝件是具有多數附接之金屬指820之一印刷電路板結構810以在該副安裝件與在一燈具之光學外殼或封罩內之氣體之間提供另外之耦合。

圖9是顯示可與本發明之實施例一起使用之另一副安裝件例之側視圖。該等發光二極體亦配置成兩排，這兩排可選擇地提供不同種類之發射器之組合。例如，發光二極體904可以可包括一磷光體(未圖示)之一聚矽氧或類似封裝物(未圖示)覆蓋以提供局部波長轉換且發光二極體905可沒有該磷光體。在這情形下，該副安裝件是具有多數金屬指920之一金屬線框結構910以在該副安裝件與在一燈具之光學外殼或封罩內之氣體之間提供另外之耦合。

依據本發明之實施例之一發光二極體燈具之各種部件可由多種不同材料之任一種材料構成。依據本發明之實施例之一燈具可使用用以互連該等不同部件之各種固結方法及機構組裝。例如，在某些實施例中，可使用鎖合 凸耳及孔。在某些實施例中，可使用例如凸耳、閂鎖或其他適當固結配置之固結件之組合或固結件之組合，如此將不需要黏著劑或螺絲。在其他實施例中，可使用黏著劑、焊接、硬焊、螺絲、螺栓、或其他固結件以將各種組件固結在一起。

雖然已在此顯示及說明特定實施例，但是所屬技術領域中具有通常知識者了解適合達成相同目的之任一配置可取代所示之特定實施例且本發明在其他環境中具有其他應用。這應用係欲包含本發明之任何修改例及變化例。以下申請專利範圍決不是要將本發明之範疇限制於在此所述之特定實施例。

1000‧‧‧燈具

1102‧‧‧燈座

1102a‧‧‧上部份

1102b‧‧‧下部份

1103‧‧‧愛迪生螺紋

1105‧‧‧較大內空間

1110‧‧‧驅動器

1111‧‧‧電源

1112‧‧‧外殼

1114‧‧‧主體

1115‧‧‧頸部

1120‧‧‧柄部

1121‧‧‧圓頂

1125‧‧‧環狀凹孔

1126‧‧‧管；通道

1127‧‧‧發光二極體

1128‧‧‧發光二極體陣列

1130‧‧‧發光二極體總成

1141‧‧‧翼片

1143‧‧‧支持構件

1149‧‧‧散熱器結構；散熱器

1150‧‧‧金屬線

P‧‧‧點

Claims (30)

1. 一種燈具，包含：一可光學透射之外殼；一發光二極體陣列，係設置在該可光學透射之外殼中且當透過一電氣連接通電時可操作而發光；一氣體，係收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合；及一散熱器結構，係與該發光二極體陣列熱耦合以將熱由該發光二極體陣列傳送至該氣體。
2. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該發光二極體陣列係設置在一發光二極體總成之一端且該散熱器結構至少實質地延伸至該發光二極體陣列之一側。
3. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該散熱器結構包含多數翼片。
4. 如申請專利範圍第2項之燈具，其中該發光二極體陣列係設置成朝向該發光二極體總成之一頂部且該散熱器結構向該發光二極體總成之一底部延伸。
5. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該發光二極體陣列係設置在一發光二極體總成上且該發光二極體總成被支持在一玻璃柄部上，其中該散熱器結構至少部份地包圍該玻璃柄部。
6. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該發光二極體陣列係定位成使得它實質地設置在該外殼之中心且該散熱 器結構偏離該外殼之一側。
7. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該散熱器結構接觸該外殼。
8. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該氣體包含氦。
9. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該氣體包含氫。
10. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該氣體包含氧。
11. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該散熱器結構係在一距離該外殼小於8mm處。
12. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該氣體係在一大於0.5大氣壓之壓力。
13. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該氣體係在一大約0.5至10大氣壓之範圍內之壓力。
14. 一種燈具，包含：一可光學透射之外殼；一發光二極體陣列，係設置在該可光學透射之外殼中以便當透過一電氣連接通電時可操作而發光，該發光二極體陣列係與該外殼熱耦合；及一燈座，係形成與該發光二極體總成之該電氣連接之一部份且包含一與該外殼連接之上部及一與該上部接合之下部。
15. 如申請專利範圍第14項之燈具，包含一形成在該下部上之愛迪生螺紋(Edison screw)。
16. 如申請專利範圍第14項之燈具，其中該燈座具有一固定在該外殼上之相當窄的近端，其中該燈座之直徑由該近 端沿該燈座逐漸增加至一點。
17. 如申請專利範圍第16項之燈具，其中該燈座具有較大直徑之一部份界定用以收納一電源之一內部空間。
18. 如申請專利範圍第15項之燈具，其中該燈座具有一固定在該外殼上之相當窄的近端，其中該燈座之直徑由該近端沿該燈座逐漸增加至一點且該燈座之直徑由該點逐漸縮小至該愛迪生螺紋。
19. 如申請專利範圍第14項之燈具，其中該燈座之一外表面係由一平滑彎曲形狀形成。
20. 如申請專利範圍第19項之燈具，其中該燈座之該外表面由該近端至該愛迪生螺紋係由一相當小的凹部轉變至一相當大的凸部。
21. 一種燈具，包含：一可光學透射之外殼；一發光二極體陣列，係設置在該可光學透射之外殼中以便當透過一電氣連接通電時可操作而發光，其中該電氣連接包含一防止該發光二極體陣列之過熱之熱阻電氣通路，該發光二極體陣列係安裝在一發光二極體總成上，且該發光二極體總成包含一散熱器結構，其中該發光二極體陣列係實質定位在該外殼之中心；及一氣體，係收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合。
22. 如申請專利範圍第21項之燈具，其中該氣體包含氦。
23. 如申請專利範圍第21項之燈具，其中該氣體包含氫。
24. 如申請專利範圍第21項之燈具，其中該發光二極體陣列係設置成朝向該發光二極體總成之一側且該散熱器結構向該發光二極體總成之相對側延伸。
25. 如申請專利範圍第21項之燈具，其中該熱阻電氣通路包括一金屬線，該金屬線具有一尺寸使得該尺寸防止該發光二極體陣列之過熱。
26. 一種燈具，包含：一可光學透射之密封外殼；一發光二極體，係設置在該可光學透射之外殼中且當透過一電氣連接通電時可操作而發光；一氣體，係收納在該外殼中以提供與該發光二極體陣列之熱耦合，其中該氣體包含氧。
27. 如申請專利範圍第26項之燈具，其中該氧係以一足以防止該發光二極體之劣化之量設置在外殼中。
28. 如申請專利範圍第27項之燈具，其中該氣體包含第二導熱氣體。
29. 如申請專利範圍第28項之燈具，其中該第二導熱氣體具有一比氧高之導熱率。
30. 如申請專利範圍第28項之燈具，其中該第二導熱氣體包含氦與氫中之至少一者。