CN104048182A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光装置，包括支架、至少一散热装置以及至少一发光单元。支架具有至少一镂空结构。散热装置包括散热本体以及多个延伸部。散热本体设置于支架上。延伸部以放射状的方式自散热本体周围延伸出且显露于支架的镂空结构中。发光单元设置于散热本体的吸热端上。由于延伸部以放射状的方式自散热本体周围延伸出，因此散热装置周围的冷空气可以直接与散热本体接触以进行热交换，不会因为延伸部的设计而有所阻挡或阻碍。此外，由于延伸部显露于支架的镂空结构中，发光单元处的热空气可于镂空结构与延伸部间的间隙流动，进而形成自然的热对流，也就是热对流不会被支架遮挡而减弱。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光装置，特别是涉及一种具有高散热效率的发光装置。

背景技术

散热装置与电子产品的发展息息相关。由于电子产品在运作时，电路中的电流会因阻抗的影响而产生不必要的热能，如果这些热能不能有效地排除而累积在电子产品内部的电子组件上，电子组件便有可能因为不断升高的温度而导致损坏。因此，散热装置的优劣影响电子产品的运作甚巨。以发光二极管(light emitting diode,LED)为例，随着LED的发光亮度不断提高，其发光时所产生的热量也同步增多。此外，LED通常是以密集方式设置于照明装置中来提升照明亮度，因而更突显出LED的散热问题的重要性。因此，如何有效提升散热装置的散热效率，便成为一个重要的研究课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了弥补现有技术的不足，提供一种具有高散热效率的发光装置，以解决上述问题。

本发明的发光装置采用以下技术方案：

所述发光装置包括支架、至少一散热装置以及至少一发光单元。所述支架具有至少一镂空结构。所述散热装置包括散热本体以及多个延伸部。所述散热本体设置于所述支架上。所述多个延伸部以放射状的方式自所述散热本体周围延伸出且显露于所述支架的所述镂空结构中。所述发光单元设置于所述散热本体的吸热端上。

所述多个延伸部间存在多个间隙，所述散热本体与所述多个间隙于垂直所述发光单元的方向上不重叠。

至少部分所述多个间隙与所述镂空结构连通。

所述发光单元的面积小于或等于所述吸热端的面积。

多个第一结合部以放射状的方式形成于所述散热本体周围，每一个所述延伸部的一端分别具有第二结合部，所述第二结合部与所述第一结合部结合，使得所述多个延伸部以放射状的方式自所述散热本体周围延伸出。

所述散热本体与所述多个延伸部一体成型。

所述散热本体是热管或均温器。

所述散热本体与所述多个延伸部于平行所述发光单元的方向上具有水平表面积，所述散热本体与所述多个延伸部于垂直所述发光单元的方向上具有垂直表面积，所述水平表面积小于所述垂直表面积。

所述垂直表面积与所述水平表面积的比值大于或等于10。

所述支架还具有至少一通孔，所述散热本体的吸热端与所述通孔对应，且所述发光单元位于所述通孔中。

所述多个延伸部划分成至少二群组，每一个所述群组中的所述多个延伸部分别藉由连接部以放射状的方式连接在一起，所述连接部固定于所述散热本体周围，使得所述多个延伸部以放射状的方式自所述散热本体周围延伸出。

因此，根据上述技术方案，本发明的发光装置至少具有下列优点及有益效果：由于延伸部以放射状的方式自散热本体周围延伸出，因此散热装置周围的冷空气可以直接与散热本体接触以进行热交换，不会因为延伸部的设计而有所阻挡或阻碍。此外，由于延伸部显露于支架的镂空结构中，发光单元处的热空气可于镂空结构与延伸部间的间隙流动，进而形成自然的热对流，也就是热对流不会被支架遮挡而减弱。

附图说明

图1是本发明一实施例的发光装置的立体图。

图2是图1中的发光装置的爆炸图。

图3是图1中的发光装置的仰视图。

图4是图1中的散热装置的仰视图。

图5是图4中的散热装置沿A-A线的剖面图。

图6是散热本体的多种不同形状的示意图。

图7是本发明另一实施例的散热装置的剖面图。

图8是本发明另一实施例的散热装置的剖面图。

图9是本发明另一实施例的散热装置的立体图。

图10是图9中的散热装置的爆炸图。

图11是本发明另一实施例的散热装置的立体图。

图12是本发明另一实施例的散热装置的俯视图。

图13是本发明另一实施例的发光装置的爆炸图。

其中，附图标记说明如下：

1、1'          发光装置           10           支架

12、32、32'、  散热装置           14           发光单元

42、42'、52

100            通孔               102          镂空结构

120、320、     散热本体           122          延伸部

320'、420

124            连接部             1200         吸热端

1202           中空腔室           1204         蒸发部

1206           冷凝部             1208         工作流体

1220           间隙               1222         第二结合部

4200           第一结合部         X、Y         方向

A-A            剖面线

具体实施方式

请参考图1至图5，图1是本发明一实施例的发光装置1的立体图，图2是图1中的发光装置1的爆炸图，图3是图1中的发光装置1的仰视图，图4是图1中的散热装置12的仰视图，图5是图4中的散热装置12沿A-A线的剖面图。如图1至图3所示，发光装置1包括支架10、至少一散热装置12以及至少一发光单元14。散热装置12用以对发光单元14进行散热。发光单元14可以是发光二极管或其它发光装置。

支架10具有至少一通孔100以及至少一镂空结构102。于此实施例中，散热装置12、发光单元14以及通孔100的数量相同。如图1至图5所示，散热装置12包括散热本体120以及多个延伸部122。散热本体120设置于支架10上，且散热本体120的吸热端1200与支架10的通孔100对应。于实际应用中，可透过焊接、熔接、胶和、黏着、紧配、螺丝锁固、卡合等加工方式将散热本体120设置于支架10上。延伸部122以放射状的方式自散热本体120周围延伸出且显露于支架10的镂空结构102中。发光单元14设置于散热本体120的吸热端1200上且位于支架10的通孔100中，因此发光单元14发出的光线可自通孔100投射出。

散热本体120与延伸部122可由金属（例如，铝、铜等）、陶瓷、石墨、钻石、或其它高导热率材料的组合（例如，共烧金属、共烧陶瓷、复合材料等）或其它高导热率材料制成。优选地，散热本体120与延伸部122的热传导系数可大于40W/mK。于此实施例中，散热本体120与延伸部122是一体成型，但不以此为限。于实际应用中，可藉由铝挤制程将散热本体120与延伸部122一体成型。此外，延伸部122间存在多个间隙1220，且散热本体120与所有间隙1220于垂直发光单元14的方向上不重叠，如图2与图4所示的Y方向。此外，如图3所示，至少部分间隙1220与支架10的镂空结构102连通。

当发光单元14产生热量时，热量会由发光单元14处经由散热本体120快速地沿Y方向向上传导，并且透过延伸部122同时向外（X方向）传导。由于散热本体120与延伸部122间的间隙1220于垂直发光单元14的方向（Y方向）上不重叠，且延伸部122显露于支架10的镂空结构102中，发光单元14处的热空气可经由镂空结构102朝延伸部122间的间隙1220沿Y方向向上流动，从而形成自然的热对流，也就是热对流不会被支架10遮挡而减弱。由于在热对流路径上没有任何阻碍，热空气沿Y方向流至散热本体120上端后，冷空气就会接着由发光单元14处流入，从而形成持续的自然对流。由于延伸部122以放射状的方式自散热本体120周围延伸出，因此散热装置12周围的冷空气可以直接与散热本体120接触以进行热交换，不会因为延伸部122的设计而有所阻挡或阻碍。此外，由于延伸部122显露于支架10的镂空结构102中，使得至少部份间隙1220与支架10的镂空结构102连通，发光单元14处的热空气可经由镂空结构102朝延伸部122间的间隙1220向上流动，从而形成自然的热对流，也就是热对流不会被支架10遮挡而减弱。

于此实施例中，发光单元14的面积小于散热本体120的吸热端1200的面积，使得冷空气不仅可由散热本体120的周围流入延伸部122间的间隙1220，还可以直接由发光单元14的下方往上方流入延伸部122间的间隙1220，从而快速地带走热量。

此外，散热本体120与延伸部122于平行发光单元14的方向（X方向）上具有水平表面积，且散热本体120与延伸部122于垂直发光单元14的方向（Y方向）上具有垂直表面积。于此实施例中，水平表面积小于垂直表面积。因此，当本发明的发光装置1设置于户外时，可大幅降低灰尘粒子或是鸟粪等有机物残留于散热本体120与延伸部122于X方向的表面上，以确保散热装置12的散热效果不会因长时间的使用而变差。优选地，垂直表面积与水平表面积的比值可大于或等于10。举例而言，水平表面积可以是20.1cm2，且垂直表面积可以是1814.4cm2，使得垂直表面积与水平表面积的比值约是90.2；水平表面积可以是9.32cm2，且垂直表面积可以是1310.4cm2，使得垂直表面积与水平表面积的比值约是140.6。经实验证明，在一般自然对流的情形下，垂直表面积与水平表面积的比值愈大，散热效果愈好。

于此实施例中，散热本体120可以是热管或均温器。因此，如图5所示，散热本体120中形成有中空腔室1202，其包括相连通的蒸发部1204以及冷凝部1206，其中当散热本体120设置于上述的支架10上时，支架10与散热本体120的蒸发部1204结合。此外，工作流体1208（例如，水）填充于蒸发部1204中。当吸热端1200吸收发光单元14所产生的热量时，蒸发部1204中的工作流体1208就会因温度升高而逐渐蒸发。接着，蒸气由蒸发部1204朝冷凝部1206流动，再经由散热装置12周围的冷空气冷却后凝结成液体，

从而完成散热循环。因此，可进一步增进散热装置12整体的散热效果。需说明的是，也可于中空腔室1202的侧壁形成毛细结构（未显示），以增进工作流体1208的散热循环。于实际应用中，毛细结构可以是沟槽式毛细结构、多孔性毛细结构、网状毛细结构、粉末烧结毛细结构或复合式毛细结构，视实际应用而定。上述的复合式毛细结构可由沟槽式毛细结构、多孔性毛细结构、网状毛细结构与粉末烧结毛细结构中的至少两种毛细结构组成。

请参考图6，图6是散热本体120的多种不同形状的示意图。如图6所示，散热本体120可以是各式各样的锥状或柱状，视实际应用而定。此外，延伸部122的粗系、大小与形状可根据实际应用而设计，并不以图1至图4中所绘示的实施例为限。

请参考图7，图7是本发明另一实施例的散热装置32的剖面图。散热装置32与上述的散热装置12的主要不同之处在于，散热装置32的散热本体320是实心结构，也就是散热本体320是实心柱体，如图7所示。需说明的是，图7中与第1至5图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图8，图8是本发明另一实施例的散热装置32'的剖面图。散热装置32'与上述的散热装置32的主要不同之处在于，散热装置32'的散热本体320'包括部分实心结构与部分空心结构，如图8所示。散热本体320'的空心结构可作为均温室（vapor chamber），以增进散热效果，或可容纳其它零组件以扩充更多其它的用途。需说明的是，图8中与图7中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图9以及图10，图9是本发明另一实施例的散热装置42的立体图，图10是图9中的散热装置42的爆炸图。散热装置42与上述的散热装置12的主要不同之处在于，多个第一结合部4200以放射状的方式形成于散热装置42的散热本体420周围，且每一个延伸部122的一端分别具有第二结合部1222，如图9与图10所示。第二结合部1222可与第一结合部4200结合，使得延伸部122以放射状的方式自散热本体420周围延伸出。因此，可使用不同长度和面积的延伸部122来增大散热面积，从而获得良好的散热效果。于此实施例中，第一结合部4200是凹槽。于此实施例中，散热本体420可以是热管、均温器或实心柱体，视实际应用而定。此外，散热本体420的形状也可以是如图6所示的锥状或柱状。于实际应用中，可透过焊接、熔接、胶和、黏着、紧配等加工方式将延伸部122的第二结合部1222固定于沟槽4200中，以使第二结合部1222与第一结合部4200结合。需说明的是，第9至10图中与第1至5图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图11，图11是本发明另一实施例的散热装置42'的立体图。散热装置42'与上述的散热装置42的主要不同之处在于，第一结合部4200是自散热本体420周围突出的突出部，且第二结合部1222是形成于延伸部122的一端的凹槽。于实际应用中，可透过焊接、熔接、胶和、黏着、紧配等加工方式将散热本体420的第一结合部4200固定于延伸部122的第二结合部1222中，以使第二结合部1222与第一结合部4200结合。需说明的是，图11中与第9至10图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图12，图12是本发明另一实施例的散热装置52的俯视图。散热装置52与上述的散热装置12的主要不同之处在于，散热装置52的延伸部122划分成至少二群组，且每一个群组中的延伸部122分别藉由一连接部124以放射状的方式连接在一起。于此实施例中，散热装置52的延伸部122划分成二群组，如图12所示。然而，于另一实施例中，散热装置52的延伸部122也可划分成三个以上的群组，视实际应用而定。连接部124可透过焊接、熔接、胶和、黏着、紧配、螺丝锁固等加工方式固定于散热本体120周围，使得延伸部122以放射状的方式自散热本体120周围延伸出。需说明的是，图12中与第1至5图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图13，图13是本发明另一实施例的发光装置1'的爆炸图。发光装置1'与上述的发光装置1的主要不同之处在于，当发光装置1'的散热装置12的散热本体120设置于支架10上时，支架10与图5所示的散热本体120的冷凝部1206结合。换句话说，发光装置1'的散热装置12与发光装置1的散热装置12设置于支架10的不同侧。需说明的是，图13中与第1至5图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

因此，根据上述技术方案，本发明的发光装置至少具有下列优点及有益效果：由于延伸部以放射状的方式自散热本体周围延伸出，因此散热装置周围的冷空气可以直接与散热本体接触以进行热交换，不会因为延伸部的设计而有所阻挡或阻碍。此外，由于散热本体与延伸部间的间隙于垂直热源的方向上不重叠，且延伸部显露于支架的镂空结构中，发光单元处的热空气可于镂空结构与延伸部间的间隙流动，从而形成自然的热对流，也就是热对流不会被支架遮挡而减弱。再者，由于散热本体与延伸部的水平表面积小于垂直表面积，当本发明的散热装置设置于户外时，可大幅降低灰尘粒子或是鸟粪等有机物残留于延伸部的表面上，以确保散热装置的散热效果不会因长时间的使用而变差。本发明可根据实际的制程需求，使延伸部与散热本体一体成型，透过结合部使延伸部与散热本体个别结合，或以连接部将多个延伸部连接在一起，再将连接部固定于散热本体。此外，本发明可根据实际的制程需求，使支架与散热本体的蒸发部或冷凝部结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括：

支架，具有至少一镂空结构；

至少一散热装置，包括：

散热本体，设置于所述支架上；以及

多个延伸部，以放射状的方式自所述散热本体周围延伸出且显露于所述镂空结构中；以及

至少一发光单元，设置于所述散热本体的吸热端上。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述多个延伸部间存在多个间隙，所述散热本体与所述多个间隙于垂直所述发光单元的方向上不重叠。

3.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，至少部分所述多个间隙与所述镂空结构连通。

4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光单元的面积小于或等于所述吸热端的面积。

5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，多个第一结合部以放射状的方式形成于所述散热本体周围，每一个所述延伸部的一端分别具有第二结合部，所述第二结合部与所述第一结合部结合，使得所述多个延伸部以放射状的方式自所述散热本体周围延伸出。

6.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述散热本体与所述多个延伸部一体成型。

7.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述散热本体是热管或均温器。

8.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述散热本体与所述多个延伸部于平行所述发光单元的方向上具有水平表面积，所述散热本体与所述多个延伸部于垂直所述发光单元的方向上具有垂直表面积，所述水平表面积小于所述垂直表面积。

9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，所述垂直表面积与所述水平表面积的比值大于或等于10。

10.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述支架还具有至少一通孔，所述散热本体的吸热端与所述通孔对应，且所述发光单元位于所述通孔中。

11.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述多个延伸部划分成至少二群组，每一个所述群组中的所述多个延伸部分别藉由连接部以放射状的方式连接在一起，所述连接部固定于所述散热本体周围，使得所述多个延伸部以放射状的方式自所述散热本体周围延伸出。