CN101294698B - 发光二极管照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光二极管照明装置。所述发光二极管照明装置包含一管体、一腔体、一多孔毛细导流层、至少一散热片以及一二极管发光组件。所述管体具有一第一开口。所述腔体具有一第二开口以及一平直端。所述第二开口与所述第一开口连接。所述多孔毛细导流层形成于所述管体以及所述腔体的内部。所述管体与所述腔体形成一密封空间。所述密封空间容纳一工作流体。所述腔体的一截面积大于所述管体的一截面积。所述至少一散热片设置在所述管体的一周围。所述二极管发光组件设置在所述平直端的上部。

Description

发光二极管照明装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管照明装置，特别涉及一种具有不同截面积的热导管的发光二极管照明装置。

背景技术

随着半导体发光组件发展，发光二极管已成为一种新兴的照明光源，其具有省电、耐震、反应快、适合大批量生产等许多优点。因此，目前以发光二极管作为光源的照明产品，已渐成趋势。作为照明光源需能提供足够的亮度。这也意味着，不是使用大量的较低功率的发光二极管，就是使用少量的高功率发光二极管来作为照明光源。使用大量的较低功率发光二极管虽可减轻单位发光二极管所需的散热效率以降低对散热装置的要求，但却增加总体积。因此，此种配置并不适用于照明。

此外，使用高功率发光二极管必须配合高散热效率的散热装置。然而在现有技术中，所述散热装置通常只能承载极少数的高功率发光二极管组件，还不足以提供足够的亮度，尤其是道路照明。因此，在现有技术中大多将数个独立的高功率发光二极管及其配置的高散热效率的散热装置，组合在一起，以提供足够的亮度。但是此种结构仍具有不小的体积，也限制了其可能的用途。

另外，以一金属板提供足够面积以承载数个发光二极管组件，并在所述金属板间穿插一或多个热导管(heat pipe)以间接传导所述发光二极管组件在运作中所产生的热量。然而，所述金属板的导热效率必然不及于所述热导管，所述金属板将成为整个散热模式的瓶颈。因此，此种结构仍不能满足因高亮度需求而产生高散热的需求，例如道路照明。

此外，若使用一散热板(vapor chamber)来取代所述金属板，则所述均热板所传导的热量仍须以其它方式排出。可以利用其它热导管接触所述散热板而排出，也可以是直接使用设置在所述散热板上的散热风扇来散热。前者，因为接触部分为散热瓶颈，所以散热效率仍然有限。后者，整个装置体积庞大且结构变化较小，例如所述散热风扇需直接设置在所述散热板上以有效散热。此外，后者还需额外的能量以驱动所述散热风扇，并且所述散热风扇也不适合暴露在外界以获得更佳的散热效率。

因此，如何能提供一种具有直接且迅速散热模式的发光二极管照明装置，以解决上述问题，成为研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明目的是提供一种具有不同截面积的热导管的发光二极管照明装置，所述热导管具有一平直端，其上可承载具有较大发热面积的二极管发光组件或多个二极管发光组件，从而可提供直接且迅速的散热模式。

为达到上述目的，本发明提供的发光二极管照明装置包含一管体、一腔体、一多孔毛细导流层、至少一散热片以及一二极管发光组件。所述管体具有一第一开口。所述腔体具有一第二开口以及一平直端，所述第二开口与所述第一开口连接。所述多孔毛细导流层形成于所述管体以及所述腔体的内部。所述管体与所述腔体形成一密封空间。所述密封空间容纳一工作流体。所述腔体内的一截面积大于所述管体内的一截面积。所述至少一散热片设置在所述管体的一周围。所述二极管发光组件设置在所述平直端上。其中，所述腔体的所述截面积是指所述平直端处的截面积。

在一较佳实施例中，所述管体与所述腔体为一体成型。在另一具体实施例中，所述腔体包含一凹槽以及一上盖，所述上盖与所述凹槽衔接并具有所述第二开口。其中所述腔体可通过一粉末冶金工艺、一冲压工艺、一射出成型工艺、一铸造工艺或一机械加工工艺所制成。

在一较佳实施例中，所述多孔毛细导流层可由一铜金属粉末、一镍金属粉末、一银金属粉末或一表面镀有铜、镍或银的金属粉末烧结而成。

在另一较佳实施例中，所述多孔毛细导流层包含一金属颗粒层以及一金属网体，所述金属颗粒层烧结成形于所述管体的内壁以及所述腔体的内壁上，以及所述金属网体设置在所述金属颗粒层上。

在又一较佳实施例中，所述多孔毛细导流层包含一波状褶皱金属布以及一平金属网布层，所述波状褶皱金属布铺设在所述管体的内壁以及所述腔体的内壁上，以及所述平金属网布层设置在所述波状褶皱金属布上。

在再一较佳实施例中，所述多孔毛细导流层包含数个细小刻痕，成形于所述管体的内壁以及所述腔体的内壁上。

在另一较佳实施例中，所述多孔毛细导流层包含数个细小刻痕以及一金属烧结层，所述细小刻痕成形于所述腔体的内壁上，以及所述金属烧结层成形于所述管体的内壁上并且与所述细小刻痕相熔接。

本发明提供的发光二极管照明装置还包含一支撑体。所述支撑体包含一通孔，所述支撑体设置在所述平直端上，所述二极管发光组件设置在所述通孔内。所述支撑体具有固定所述二极管发光组件的功能。此外，所述二极管发光组件可包含一发光二极管或一激光二极管。所述二极管发光组件还可包含一红光二极管、一蓝光二极管、一绿光二极管或一白光二极管。并且，所述发光二极管照明装置还包含一控制电路组件，用以控制所述二极管发光组件发光。所述发光二极管照明装置还包含一光学组件，设置在所述二极管发光组件上，用以调整由所述二极管发光组件所发射出来的光束。此外，所述至少一散热片可为不规则形状或圆盘状。

另外，在一较佳实施例中，所述二极管发光组件包含一基材、至少一发光二极管晶粒以及一基材载台。所述至少一发光二极管晶粒设置在所述基材上。所述基材载台具有一凹陷。所述基材设置在所述凹陷内。其中所述至少一发光二极管晶粒通过一覆晶工艺，形成在所述基材上。所述基材以一硅材料或一金属材料制成。

在另一较佳实施例中，所述二极管发光组件包含数个基材、数个发光二极管晶粒以及一基材载台。所述数个发光二极管晶粒设置在所述数个基材上。所述基材载台具有数个凹陷。所述数个基材分别设置在所述数个凹陷内。

应注意，本发明提供的发光二极管照明装置的管体以及腔体的接连不以对称为限，非对称的连接更有助于适应不同的空间限制。

本发明的技术效果在于，所述发光二极管照明装置借助所述管体与所述腔体形成连接的密封空间，可提供直接且迅速的散热模式。并且所述发光二极管照明装置通过所述腔体的平直端以承载具有较大发热面积的二极管发光组件或多个二极管发光组件。也就是说，本发明提供的发光二极管照明装置以相对小的体积，提供高功率的照明。

附图说明

图1A是本发明一较佳实施例的发光二极管照明装置的剖面图；

图1B是所述发光二极管照明装置的上视图；

图2是所述发光二极管照明装置管体及腔体的另一种连接结构的示意图；

图3是数个玻璃透镜设置在所述发光二极管照明装置的二极管发光组件上的示意图；

图4是单一玻璃透镜设置在所述发光二极管照明装置的二极管发光组件上的示意图；

图5是所述发光二极管照明装置腔体的示意图；

图6是所述发光二极管照明装置多孔毛细导流层的结构示意图；

图7是所述发光二极管照明装置多孔毛细导流层的另一结构示意图；以及

图8是所述发光二极管照明装置多孔毛细导流层的又一结构示意图。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下面将结合附图对本发明的较佳实施例详细说明。

请参阅图1A及图1B，图1A是本发明一较佳实施例的发光二极管照明装置1的剖面图。图1B是所述发光二极管照明装置1的上视图。

根据所述较佳实施例，所述发光二极管照明装置1包含一管体11、一腔体12、一多孔毛细导流层13、数个散热片14以及数个二极管发光组件15。所述管体11具有一第一开口112。所述腔体12具有一第二开口122以及一平直端124，所述第二开口122与所述第一开口112衔接。所述多孔毛细导流层13形成于所述管体11以及所述腔体12内。所述管体11与所述腔体12形成一密封空间S。所述密封空间S容纳一工作流体(未在图中示出)。所述腔体12内的一截面积大于所述管体11内的一截面积。所述散热片14设置在所述管体11的一周围。所述二极管发光组件15设置在所述平直端124的上部。其中，所述腔体12的所述截面积是指所述平直端124处的截面积。另外，所述管体11不以圆形为限，所述腔体12也不以圆形或方形为限。并且，所述管体11与所述腔体12不以对称衔接为限。以非对方的连接更有助于适应不同的空间限制，如图2所示。

根据所述较佳实施例，所述二极管发光组件15包含数个基材152、数个发光二极管晶粒154以及一基材载台156。所述数个发光二极管晶粒154设置在所述数个基材152的上部。所述基材载台156具有数个凹陷1562。所述数个基材152分别地设置在所述数个凹陷1562内。其中所述发光二极管晶粒154通过一覆晶工艺，形成在所述基材152上。所述基材152以一硅材料或一金属材料制成。

所述发光二极管照明装置1还包含一支撑体16。所述支撑体16包含一通孔162。所述支撑体16设置在所述平直端124上，所述二极管发光组件15设置在所述通孔162的内部。所述支撑体16具有固定所述二极管发光组件15的功能。在实际应用中，一个基材载台可只承载一个基材，而在所述平直端上可设置数个基材载台。再以一支撑体固定所述基材载台，此时，所述支撑体对应地具有数个通孔，以容纳所述基材载台。

此外，根据所述较佳实施例，所述二极管发光组件15可包含一发光二极管或一激光二极管。所述二极管发光组件15可包含一红光二极管、一蓝光二极管、一绿光二极管或一白光二极管。并且，所述发光二极管照明装置1还包含一控制电路组件(图中未示出)，用以控制所述二极管发光组件15发光。通过控制不同颜色的二极管发光，所述控制电路组件可使所述发光二极管照明装置1发出各种颜色的混合光。

如图3所示，所述发光二极管照明装置1还可包含一光学组件17，设置在所述二极管发光组件15的上部，用以调整由所述二极管发光组件15所发射出来的光束。所述光学组件17可包含数个玻璃透镜，分别设置在所述二极管发光组件15的基材152上。所述光学组件17也可仅包含单一玻璃透镜，设置在所述数个基材载台上，以同时覆盖所有的发光二极管晶粒154，如图4所示。

另外，所述管体11与所述腔体12可一体成型。所述腔体12也可包含一凹槽126以及一上盖128，如图5所示。所述上盖128具有所述第二开口122。将所述上盖128与所述凹槽126衔接，以形成所述腔体12。其中所述腔体12的所述凹槽126以及所述上盖128可通过一粉末冶金工艺、一冲压工艺、一射出成型工艺、一铸造工艺或一机械加工工艺所制成。

根据所述较佳实施例，所述多孔毛细导流层13可由一铜金属粉末、一镍金属粉末、一银金属粉末或一表面镀有铜、镍或银的金属粉末烧结而成。

所述多孔毛细导流层13也可以是下述结构。其包含一金属颗粒层13a以及一金属网体13b。所述金属颗粒层13a烧结成形于所述管体11的内壁以及所述腔体12的内壁上。所述金属网体13b设置在所述金属颗粒层13a上，以形成所述多孔毛细导流层13，如图6所示。

所述多孔毛细导流层13又可以是下述结构。其包含一波状褶皱金属布13c以及一平金属网布层13d。所述波状褶皱金属布13c铺设于所述管体11的内壁以及所述腔体12的内壁上。所述平金属网布层13设置于所述波状褶皱金属布13c上，以形成所述多孔毛细导流层13，如图7所示。其中所述波状褶皱金属布13c的波状褶皱的形状可为三角形、长方形、梯形或波浪形。

所述多孔毛细导流层13另可包含数个细小刻痕，成形于所述管体11的内壁以及所述腔体12的内壁上。其示意图请参考图1A。

所述多孔毛细导流层13还可以是下述结构。其包含数个细小刻痕13e以及一金属烧结层13f，所述细小刻痕13e成形于所述腔体12的内壁上，以及所述金属烧结层13f成形于所述管体11的内壁上并且与所述细小刻痕13e相熔接，如图8所示。

另外，根据所述较佳具体实施例，所述散热片14可以是不规则形状或圆盘状，也可以是两者的混合，以适应不同的空间限制。

因此，本发明提供的发光二极管照明装置借助所述管体与所述腔体形成连接的密封空间，可提供直接且迅速的散热模式。并且所述发光二极管照明装置通过所述腔体的平直端以承载具有较大发热面积的二极管发光组件或多个二极管发光组件。也就是说，本发明提供的发光二极管照明装置能以相对小的体积，提供高功率的照明。

以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (20)

1.一种发光二极管照明装置，其特征在于，其包含：

一管体，所述管体具有一第一开口；

一腔体，所述腔体具有一第二开口以及一平直端，所述第二开口与所述第一开口连接；

一多孔毛细导流层，所述多孔毛细导流层形成于所述管体以及所述腔体的内部，其中所述管体与所述腔体形成一密封空间，所述密封空间容纳一工作流体，以及所述腔体内的一截面积大于所述管体内的一截面积；

至少一散热片，所述至少一散热片设置在所述管体的一周围；以及

一二极管发光组件，所述二极管发光组件设置在所述平直端的上部。

2.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述管体与所述腔体可一体成型。

3.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述腔体包含一凹槽以及一上盖，所述上盖与所述凹槽衔接并具有所述第二开口。

4.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述腔体可通过一粉末冶金工艺、一冲压工艺、一射出成型工艺、一铸造工艺或一机械加工工艺所制成。

5.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述多孔毛细导流层可由一铜金属粉末、一镍金属粉末、一银金属粉末或一表面镀有铜、镍或银的金属粉末烧结而成。

6.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述多孔毛细导流层包含一金属颗粒层以及一金属网体，所述金属颗粒层烧结成形于所述管体的内壁以及所述腔体的内壁上，以及所述金属网体设置在所述金属颗粒层的上部。

7.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述多孔毛细导流层包含一波状褶皱金属布以及一平金属网布层，所述波状褶皱金属布铺设在所述管体的内壁以及所述腔体的内壁上，以及所述平金属网布层设置在所述波状褶皱金属布上。

8.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述多孔毛细导流层包含数个细小刻痕，成形于所述管体的内壁以及所述腔体的内壁上。

9.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述多孔毛细导流层包含数个细小刻痕以及一金属烧结层，所述细小刻痕成形于所述腔体的内壁上，以及所述金属烧结层成形于所述管体的内壁上并且与所述细小刻痕相熔接。

10.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述二极管发光组件包含：

一基材；

至少一发光二极管晶粒，设置在所述基材上；以及

一基材载台，所述基材载台具有一凹陷，其中所述基材设置在所述凹陷内。

11.如权利要求10所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述至少一发光二极管晶粒可通过一覆晶工艺，形成在所述基材的上部。

12.如权利要求10所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述基材可由一硅材料或一金属材料制成。

13.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述二极管发光组件包含：

数个基材；

数个发光二极管晶粒，设置在所述复数个基材上；以及

一基材载台，所述基材载台具有数个凹陷，其中所述数个基材分别地设置在所述数个凹陷内。

14.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，还包含一支撑体，所述支撑体包含一通孔，所述支撑体设置在所述平直端上，所述二极管发光组件设置在所述通孔内。

15.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述二极管发光组件包含一发光二极管或一激光二极管。

16.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述二极管发光组件包含一红光二极管、一蓝光二极管、一绿光二极管或一白光二极管。

17.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述至少一散热片为不规则形状。

18.如权利要求1所述之发光二极管照明装置，其特征在于，所述至少一散热片为圆盘状。

19.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，还包含一光学组件，设置在所述二极管发光组件上。

20.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，还包含一控制电路组件，用以控制所述二极管发光组件发光。

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