TW201005215A - Light emitting diode lamp - Google Patents

Description

201005215 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 種發光二極題 本發明是關於一種燈源，特別是關於一 燈源(LED lamp)。 【先前技術】 從湯瑪斯.愛迪生提出.白熾燈泡至今， 一 力進行照明，並且迄今已發展與使用了更亮、

财用的照，件，瑩光燈即為其中之―。較之白^更 螢光燈擁有較高效率與較低工作溫度之優勢。然丘 有毒的汞增高了螢光燈的處理成本，而存二^使用 的潛在危險。 縣4氣泄渴 …在過去㈣恃巾，-種更加節能環保的_技術變 仔尤為突出’即發光二極體（LED)。發光二極體主要勺 括半導體材質的晶片’晶片具有藉由接觸p型半導體層5 N型半導體層形成的p_N接面。施加電壓驅動電荷載體^ 型半導體層中的電子與Ρ型半導體層中的電洞）進入ρ_Ν 接面，並當電子與電洞相遇時，下降至較低能階同時以光 子的形式釋放能量。發光二極體較之白熾燈更有效率，而 且由於疋固怨元件，發光二極體難以被外部衝擊損壞。此 外，發光二極體亦較小型化、具有較長壽命且由於不使用 采而更環保。 隨著近年來半導體技術的高速發展，發光二極體的功 率亦有戲劇性地增加。然而，功率越高，發光二極體產生 的熱量越多。發光二極體性能極大程度上取決於運行環境 3 201005215

J.—H 的外界溫度。在高外界溫度下驅動發光二極體可能導致發 光二極體過熱，最終導致低效率，甚至器件故障。因此， 足夠的散熱器件是維持高效率與長壽命之要點。 圖1繪示一種習知的發光二極體燈源。參考圖1所示， 發光二極體燈源100包括線路基板105、多個發光二極體 110以及基座107。發光二極體Π0設置於線路基板 上·，而線路基板105設置於基座107上。發光二極體11〇 產生之熱量傳導至基座107，基座107具有多個散熱縛片 106，以向環境散熱。 【發明内容】

因此’本發明是關於一種具有較佳散熱性能之發光二 極體燈源。 X 本發明提供一種發光二極體燈源，包括具有至少一開 孔之殼體、條狀光源、散熱器件以及遮罩。條狀光源設置 於殼體内部’並具有線路基板與多個設置於線路基板上的 發光二極體。散熱器件包括導熱管與散熱器，其中導熱管 連接線路基板，並經開孔延伸至殼體外部。散熱器設置於 導熱管暴露於殼體外。遮罩設置於殼體上且遮蔽散熱器件。 根據本發明之實施例，導熱管為金屬條。 根據本發明之實施例，導熱管為熱管。 根據本發明之實施例，導熱管為毛細熱管或帕金斯管。 根據本發明之實施例，散熱器包括多個散熱鰭片。 根據本發明之實施例，散熱鰭片設置於導熱管的兩端。 根據本發明之實施例，散熱鰭片包括多個長訂狀結構 201005215 ' -^j^uwtwi.doc/n 與/或多個棒狀結構。 根據本發明之實施例，散熱器的材質包括金屬。 根據本發明之實施例，每個散熱鰭片具有裝配孔，並 且散熱鰭片設置於導熱管上，同時導熱管插入裝配孔。 根據本發明之實施例，殼體具有多個開孔與多個側 壁，開孔設置於侧壁上。 根據本發明之實施例，殼體具有分別設置於二相對侧 壁上的二開孔，導熱管的二端分別經此二開孔延伸。 根據本發明之實施例，殼體具有設置於側壁之一者上 的一開孔’導熱管包括：二延伸部’延伸部分別延伸過設 置於側壁之一者上的開孔；以及ϋ形部，連接殼體内部之 二延伸部。 根據本發明之實施例，散熱鰭片設置於導熱管的兩端。 根據本發明之實施例’線路基板包括基板、電路圖案、 電極以及導線。發光二極體與電路圖案設置於基板上，電 極設置於電路圖案上，導線經由電極電性連接至電路圖案。 根據本發明之實施例，導熱管具有固定於開孔中的固 定件。 根據本發明之實施例’固定件具有固定於開孔上的第 一溝槽。 根據本發明之實施例’開孔具有第二溝槽以使固定件 固定入開孔内。 根據本發明之實施例’發光二極體燈源更包括基座， 基座設置於殼體與線路基板之間且支撐線路基板。 201005215 JUULWl.UUV/n 根據本發明之實施例，基座具有由線路基板覆蓋的開 溝，導熱管設置於開溝上。 根據本發明之實施例，線路基板更包括至少一第一螺 釘與至少一第一固定孔，基座更具有至少一第二螺釘、至 少一第一螺紋孔以及至少一第二固定孔，殼體更具有至少 一第二螺紋孔，並且第一螺釘透過第一螺紋孔與第一固定 孔將線路基板固定於基座上，同時第二螺釘透過第二螺紋 孔與第二固定孔將基座固定於殼體上。 根據本發明之實施例，發光二極體燈源更包括設置於 線路基板輿基座之間的金屬板。 、 承上所述，本發明中，遮罩遮蔽散熱器件並因此減少 諸如1%光與灰塵等外界干擾的影響。因而，發光二極體燈 源具有較佳的散熱能力以及出眾的性能。 【實施方式】 參閱下文將詳細地描述本發明的較佳實施例，其中的 實施例將緣示於附圖中。附圖與說明書中相同的參考標記 將用於標不相同或相似的元件。 圖2A為根據本發明第一實施例的發光二極體燈源的 3D視圖。參考圖2A，發光二極體燈源200包括具有至少 一開孔212之殼體210、條狀光源220、散熱器件230以及 遮罩240。條狀光源220設置於殼體210内部，並具有線 路基板222與多個設置於線路基板222上的發光二極體單 元224。散熱器件230包括導熱管232與散熱器234。導熱 管232接觸於線路基板222,並經開孔212延伸至殼體210 201005215 ' U V/W L YV j..vx〇c/n 的外部，並將條狀光源220產生的熱量傳導至散熱器234。 散熱器234設置於導熱管232暴露於殼體21〇外，並將自 條狀光源220的傳導熱量發散至周圍空氣中。遮罩24〇設 置於殼體210上，並遮蔽散熱器件23〇。 遮罩240遮蔽散熱器件230，使得散熱器件230不受 外界干擾。例如’遮罩240可以設查於散熱器件230之上， 進而作為阻擋陽光的遮陽罩，這避免了散熱器件23〇被加 熱’從而增進了散熱器件230的性能。而且，遮罩240亦 能減少散熱器230上所積聚的灰塵量，這增強了散熱器件 230與外界空氣之間的接觸，從而進一步提高散熱器件23〇 的性能。 此外’導熱管232的使用使得散熱器234的設置更加 靈活’因而可以降低發光二極體燈源200的厚度，擴展發 光二極體燈源2〇〇的使用範圍。 導熱管232能夠透過開孔212緊湊地裝配於殼體210 上’使得殼體210内部的條狀光源220能夠獲得更好的保 護’此亦阻止灰塵進入殼體21〇與積聚於發光二極體單元 224上’從而避免發光二極體單元224的亮度降低。 殼體210的設計可以依照使用情況變化。例如，殼體 210可以由透明材質製作，如透明壓克力、玻璃或透明樹 脂’這樣允許發光二極體單元224發射的光通過。從而設 計的發光二極體燈源200可以用作天花板照明器材。另 外’在未示的實施例中，殼體可以僅由一透明表面所組成， 並且其他部份的内部設置有反射材質且反射發光二極體單 201005215 JUULWL.UUWll 元發射的光。因而設計的發光二極體燈源可以作為低散度 照明器件，如閃光燈（flashlight)與聚光燈（spotlight)。 圖2B為沿圖2A中A-A線之剖面圖。參考圖2B，每 個發光二極體單元224包括透明樹脂224a、多個導線 224b、二極體電路圖案224c、發光二極體224d以及金屬 座224e。LED 224d設置於金屬座224e上。金屬座224e 可以由鋁製成，可以反射LED 224d發射的光，並增強發 光二極體單元224的亮度。 導線224b電性連接於LED 224d與二極體電路圖案 224c之間’其中二極體電路圖案224c可以由銅箔或鋁箔 製造。導線224b、二極體電路圖案224c以及LED 224d採 用透明樹脂224a密封以提供保護。此外，透明樹脂224a 内部可以具有螢光材質層（未圖示），其可以被LED 224d 發射的光所激發’並發出顏色與LED 224d的光不同的光。 線路基板222包括多個外部導線222a、多個電極 222b、基板電路圖案222c以及燈基板222d。發光二極體 單元224設置於燈基板222d上。基板電路圖案222c可以 由銅箔或鋁箔製作，並設置於燈基板222d的表面上。電極 222b可以由導電材質製作，並設置於基板電路圖案222c 的表面上。外部導線222a電性連接於二極體電路圖案224c 與電極222b之間。 口人們可以注意到發光二極體單元224與線路基板222 可以採用其他方式實施’如倒裝法（flip chip)封裝與多 UED封裝。 201005215 ..doc/n 圖2C為沿圖2A中B-B線之剖面圖。參考圖2c，本 發明中’散熱器234可以包括多個散熱鰭片234a，散熱鰭 片234a可以由金屬或其他導熱材質製作。每個散熱鰭片 234a可以具有襞配孔234b，散熱鰭片23乜設置於導熱管 232 土，並且導熱管232插入裝配孔234b。散熱鰭片234a 可以藉由壓緊法或焊接法裝配於導熱管M2上。 除以上揭露内容外’散熱器234可以依照不同情況以 =種方式實施。圖2D繪示了圖2A所示之散熱器的另一種 i 實施方式。參考圖2D ’散熱器件230中的散熱器234,可 以包括多個長釘狀結構234a，與多個棒狀結構234b，，其可 以呈輻射狀設置於導熱管232上。 圖2E繪不了圖2A所示之散熱器的另一種實施方式。 參考圖2E，散熱器234”更具有套管234c，套管234c上設 置有長釘狀結構234a’與棒狀結構234b，。套管234c可以 與長釘狀結構234a，與棒狀結構234b，一體形成，從而在裝 配散熱器234”與散熱管232時，藉由將套管234c穿過散 φ 熱管232就可以將長釘狀結構234a，與棒狀結構234b，固定 於導熱管232上，進而簡化了散熱器234”與導熱管232的 裝配製程。 導熱官232可以為金屬條或熱管。例如，導熱管232 可以為毛細熱管或帕金斯管（Perkins tube)。參考圖， 導熱管232包括導管232a、毛細結構232b以及冷卻劑（未 圖示）’其中冷卻劑設置於毛細結構232b内部，並且毛細 結構232b設置於導管232a内部。 9 201005215, XJJUULWi.UUWll 導管232a可以由導熱材質製成，如銀、銅或鋁。條狀 光源220產生的熱量加熱殼體210内部的導管232a，進而 使内部的冷卻劑蒸發。由於壓差的關係，蒸發的冷卻劑擴 散至導管232a位於殼體210外部，然後藉由散熱器324 將冷卻劑攜帶的熱量散失，並使冷卻劑冷凝。之後，冷凝 的冷卻劑藉由毛細結構232b移回導管232a位於殼體210 内部之部份，以再次蒸發並重複此循環。 導熱管能夠以其他的方式實施，帕金斯管即為其一。 圖3為依據本發明另一實施例的發光二極體燈源之剖面 圖。參考圖3，導熱管232’包括具有傾斜部232b，的導管 232a’以及設置於導管内部的冷卻劑232c。導熱管232,工 作方式類似於導熱管232,然冷凝於傾斜部232b，的冷卻劑 232c由於重力作用簡單地流回導管232a，位於殼體210内 部之部份。 圖4繪示了依據本發明另一實施例的發光二極體燈 源，且圖5為圖4中發光二極體燈源之仰視圖。可以注意 到本實施例類似於圖2a中所示的前述實施例，在此二實施 例中，相似的參考標記表示相似的元件。參考圖4與圖5， 殼體210’具有多個開孔212與多個側壁214,其中開孔212 分別設置於侧壁214的二相對侧壁上。導熱管232的二端 可以分別延伸過此二開孔212。由於導熱管232具有較大 的接觸區域，因此本實施例可以具有較佳的散熱性能。 圖6纟會示了依據本發明一實施例的殼體與導熱管之另 一實施方式。殼體210”具有設置於同一側壁214上的二開 201005215 *-· Joo/n 孔212,且導熱管232包括二延伸部232a與U形部232b。 U形部連接位於殼體内部的二延伸部，同時延伸部分別延 伸過開孔212。本實施例中，殼體210”可以包括蓋體216 與盒體218，其中蓋體216與盒體218裝配，並進而將導 熱管232固定於開孔212中。 圖7A繪示了圖6所示之導熱管與殼體之間的連接關 係。參考圖7A ’導熱管232”具有固定於開孔212中的固 定件232d。本實施例中’開孔212為矩形，且固定件232d ❿ 可以具有第一溝槽232e。開孔212的侧面配合到溝槽232e 内’並進而將固定件232d固定於開孔212上。 圖7B繪示了圖6所示之導熱管與殼體之間的連接關 係之另一種實施方式。參考圖7B，每個開孔212具有第二 溝槽212a’ ’其中固定件232d，可以配合到第二溝槽212a， 内，並進而將固定件232固定於開孔212中。 圖8繪示了依據本發明另一實施例的發光二極體燈源 之局部剖面圖，圖9繪示了圖8所示之分解發光二極體燈 源。參考圖8與圖9，發光二極體燈源200’更包括設置於 殼體210與線路基板222之間的基座240。基座240支撐 並固定線路基板222。基座240具有開溝242，導熱管232 設置於開溝242中。線路基板222可以覆蓋開溝242，以 便於將導熱管232固定於開溝242中。本實施例中，開溝 242可以容納多個導熱管232。然而，開溝242能夠設計為 其他形式，如僅容納一個導熱管232。 本實施例中，線路基板222可以更包括至少一第一螺 11 201005215 W YV X.ViWik-/ Π 釘222e與至少一第一固定孔222f，基座240可以更具有 至少一第二螺釘244、至少一第一螺紋孔246以及至少一 第二固定孔248，殼體210可以更具有至少一第二螺紋孔 210a，並且第一螺釘222e透過第一螺紋孔246與第一固定 孔222f將線路基板222固定於基座240上，而且同時第二 螺釘244透過第二螺紋孔210a與第二固定孔248將基座 240固定於殼體210上。

在上述實施例中，導熱管直接接觸線路基板，然而， 導熱管能夠透過其他方式接觸線路基板。圖1〇繪示了依據 本發明另一實施例的發光二極體燈源。參考圖1〇，發光二 極體燈源更包括設置於線路基板222與基座24〇之間的金 屬板2S0。金屬板250有助於將來自導熱管2幻的熱量傳 V至基座240 ’從而提咼了散熱性能。 總之，所述之實施例具有遮罩，遮罩遮蔽散熱器件， 使得散熱H件鮮林受外界干擾，勤直接暴露 ==:，因此增進了散熱器件的效率與發光二極體

此外’導熱管的使用使得散熱器的設 而可以降低了發光二極體燈源的厚 =活: 燈源的使用範圍~ 八饮I知光一極體

niliiiP 12 201005215 z^Duuiwi.doc/n 【圖式簡單說明】 附圖提供對本發明之更進一步的理解，並且其亦為本 說明書之組成部份。附圖繪示了本發明之實施例，其與具 體實施例一併用以解釋奔本發明之原理。 圖1繪示了一種習知的發光二極體燈源。 圖2A為依據本發明第一實施例的發光二極體燈源的 3D視圖。 圖2B為沿圖2A中A-A線之剖面圖。 圖2C為沿圖2A中B-B線之剖面圖。 圖2D繪示了圖2A所示之散熱器的另一種實施方式。 圖2E繪示了圖2A所示之散熱器的又一種實施方式。 圖3為依據本發明另一實施例的發光二極體燈源之剖 面圖。 圖4繪示了依據本發明另一實施例的發光二極體燈 源。 圖5為圖4之發光二極體燈源的仰視圖。 圖6繪示了依據本發明一實施例的殼體與導熱管之另 一種實施方式。 圖7A繪示了圖6所示之導熱管與殼體之間的連接關 係。 圖7B繪示了圖6所示之導熱管與殼體之間的連接關 係之另一種實施方式。 圖8繪示了依據本發明另一實施例的發光二極體燈源 之局部剖面圖。 13 201005215 WLWi.VXUWll 圖9繪示了圖8所示之分解發光二極體燈源。 圖10繪示了依據本發明另一實施例的發光二極體燈 源。 【主要元件符號說明】 100 :發光二極體燈源 105 :線路基板 106 :散熱鰭片

107 :基座 110 ： LED 200 :發光二極體燈源 200’ ：發光二極體燈源 200” ：發光二極體燈源 210 :殼體 210’ ：殼體 210” ：殼體 210a:第二螺紋孔

212 :開孔 212a :第二溝槽 214 :側壁 216 :蓋體 218 :盒體 220 :條狀光源 222 :線路基板 222a :外部導線 14 201005215 25500twt.doc/n 222b :電極 222c :基板電路圖案 222d :燈基板 222e :第一螺釘 222f:第一固定孔 224 :發光二極體單元 224a :透明樹脂 224b :導線

224c :二極體電路圖案

224d ： LED 224e :金屬座 230 :散熱器件 230’ ：散熱器件 230” ：散熱器件 232 :導熱管 232’ ：導熱管 232” ：導熱管 232a :導管 232a’ ：導管 232b :毛細結構 232b’ ：傾斜部 232c :冷卻劑 232d :固定件 232d’ ：固定件 201005215 L W l.UAJ u/n 232e :第一溝槽 234 :散熱器 234’ ：散熱器 234” ：散熱器 234a :散熱鰭片 234a’ ：長釘狀結構 234b :裝配孔 234b’ ··棒狀結構 234c :套管 240 :遮罩 240’ ：遮罩 242 :開溝 244 :第二螺釘 246 :第一螺紋孔 248 :第二固定孔 250 :金屬板

Claims (1)

1. 201005215 z, j j υν/t w JL,d〇c/n 七、申請專利範圍： 1 · 一種發光二極體燈源，包括： 殼體，具有至少一開孔； 條狀光源，設置於所述殼體内部，包栝： 線路基板； 多個發光二極體單元，設置於所述線路基板上； 散熱器件，包括：

   導熱管，連接至所述線路基板，旅經所述開孔延 伸至所述殼體之外部； 散熱器，設置於所述導熱管暴露於所述殼體的外 部的部份上；以及 遮罩’設置於所述殼體上，並遮蔽所述散熱器件。 2·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈源，其 中所述導熱管為金屬條。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈源，其 中所述導熱管為熱管。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之發光二極體燈源，其 中所述導熱管為毛細熱管或帕金斯管。 5·如申請專利範圍第丨項所述之發光二極體燈源，其 中所述散熱器包括多個散熱鰭片。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之發光二極體燈源，其 中所述散熱鰭片設置於所述散熱管的端部。 ” 7 ·如申請專利範㈣5項所述之發光二極 中所述散熱則包括多個長域結構與/❹轉狀=構。 17 201005215 8 ·如申請專利範圍第5項所述之發光二極體燈源，其 中所述散熱器的材質包括金屬。 9 .如申請專利範圍第8項所述之發光二極體燈源，其 中各所述散熱鰭片具有裝配孔’所述散熱鰭片設置於所述 導熱管上’並且所述導熱管插入所述裂配孔。 10 .如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈源， 其中所述殼體具有多個侧壁與多個開孔，所述開孔設置於 所述側壁上。 11.如申請專利範圍第10項所述之發光二極體燈源， I 其中所述殼體具有分別設置於所述側壁中之二相對側壁上 的二開孔，所述導熱管的兩端分別延伸過所述二開孔。 12·如申請專利範圍第1〇項所述之發光二極體燈源’ 其中所述殼體具有設置於所述側壁中之一者上的二開孔’ 所述導熱管包括： 二延伸部，分別延伸過設置於所述侧壁中之一者上的 所述二開孔；以及 U形部，連接所述殼體内部的所述二延伸部。 參 13·如申請專利範圍第10項所述之發光二極體燈源’ 其中所述散熱鰭片設置於所述導熱管的兩端。 14 ·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈源’ 其中所述線路基板包括： 基板，所述發光二極體設置於所述基板上； 電路圖案，設置於所述基板上； 電極，設置於所述電路圖案上；以及 18 201005215 / iuc/n 導線，經由所述電極電性連接至所述電路圖案。 15如申印專利範圍第1項所述之發光二極體燈源， 其中所述導熱管具有固定於所述開孔中的固定件。 16 ·如申請專利範圍第15項所述之發光二極體燈源， 其中所述固定件具有固定於所述開孔上的第一溝槽。 17如申清專利範圍第15項所述之發光二極體燈源， 其中所述開孔具有第二溝槽，以使所述固定件固^：入所述 開孔。 18 .如申請專利範圍第i項所述之發光二極體燈源， 更包括基座’設置於所述殼體與所述線路基板之間，並支 撐所述線路基板。 19.如申請專利範圍第18項所述之發光二極體燈源， 其中所述基座具有被所述線路基板覆蓋的開溝，所述導熱 管設置於所述開溝内。 … 2〇·如申請專利範圍第18項所述之發光二極體燈源， 其中所述線路基板更包括至少一第一螺釘與至少一第一固 定孔，所述基座更具有至少一第二螺釘、至少一第一螺紋 孔以及至少一第二固定孔，所述殼體更具有至少一第二螺 紋孔’並且所述第一螺釘透過所述第一螺紋孔與所述第一 固定孔將所述線路基板固定於所述基座上，同時所述第二 螺釘透過所述第二螺紋孔與所述第二固定孔將所述基座固 定於所述殼體上。 21.如申請專利範圍第18項所述之發光二極體燈源， 更包括金屬板’設置於所述線路基板與所述基座之間。 19