201251147 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光裝置，詳言之，係關於一種液冷 式發光裝置。 【先前技術】 隨著環保與節能之議題日漸受到重視，具有發光二極體 (LED)之發光裝置逐漸取代傳統之燈泡。然而，發光二極 體通常以複數顆排列在一起，因此如何有效地散熱則是一 大課題。 參考圖1，顯示習知發光裝置之剖視示意圖。該發光裝 置1包括一發光二極體（LED)元件10、一基板12、一容器16 及一冷卻水14。該基板12係為一封裝基板，且具有一第一 表面121、一第二表面122。該發光二極體元件10係位於該 基板12之第一表面121。該基板12之第二表面122係位於該 容器16上。該冷卻水14係在該容器16内流動，以帶走該發 光二極體元件10發光所產生之熱。 該習知發光裝置1之缺點如下。該發光二極體元件10之 熱係先通過該基板12及該容器16之側壁之後才會進入該冷 卻水14，而被該冷卻水14帶走。由於該基板12及該容器16 通常不是熱的良導體，因此，該發光二極體元件10之熱並 無法快速地傳導到該冷卻水14，導致該習知發光裝置1之 散熱效率並不高。換言之，習知技術的熱阻過大。在一實 際量測時，該發光二極體元件10之發光功率係為3 W，該 冷卻水14之溫度為35t，所量得之接面溫度為51.2。(：，熱 156097.doc -4- 201251147 阻為7.7°C /W。該接面溫度係指該發光二極體元件1〇與該 基板12接觸面（即該第一表面121)之溫度。 此外，另一種習知發光裝置係加裝一鋁散熱基板於該基 板12及該容器16之間，其所量得之接面溫度為52〇c，熱阻 為 8.rc /w。 【發明内容】 本發明提供一種液冷式發光裝置，其包括至少一發光二 極體（LED)元件、至少一第一基板及一冷卻液。該第一基 板具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞。該發光二 極體元件係位於該第一基板之該第一表面，該孔洞係開口 於該第一基板之該第二表面，且相對於該發光二極體元 件。該冷卻液係用以在該孔洞内流動，以帶走該發光二極 體7C件之熱。藉此’可有效地降低該發光二極體元件之溫 度。 【實施方式】 請參考圖2，顯示本發明液冷式發光裝置之一實施例之 剖視示意圖。該液冷式發光裝置2包括至少一發光二極體 (LED)元件20、至少一第一基板22及一冷卻液24。該發光 二極體（LED)元件20至少包括一晶粒（Die)(圖中未示）及一 鏡頭（Lens)(圖中未示）。該第一基板22具有一第一表面 221、一第二表面222及至少一孔洞223。該發光二極體元 件20係位於該第一基板22之該第一表面22ι。該孔洞223係 開口於該第一基板22之該第二表面222，且該孔洞223之位 置係相對於該發光二極體元件2〇。該冷卻液24係用以在該 I56097.doc 201251147 孔洞223内流動’以帶走該發光二極體元件2〇發光所產生 之熱。 在本實施例中’該第一基板22具有三個孔洞223 ;然 而，在其他實施例中，該第一基板22也可以僅具有一個孔 洞223。該等孔洞223更開口於該第一基板22之該第一表面 221。亦即，該等孔洞223係貫穿該第一基板22，使得該冷 卻液24經由該第一基板22之該第二表面222進入該等孔洞 223後，可以接觸該發光二極體元件2〇，以直接帶走該發 光二極體元件20之熱。 在本實施例中，該第一基板22係為一封裝基板，其材質 為樹脂。該冷卻液24係為水、曱醇、乙醇、氨、丙酮或其 任意組合。 較佳地，該液冷式發光裝置2更包括至少一容器26，用 以容納該冷卻液24 ^該容器26具有一開口261。該第一基 板22之該等孔洞223係連通該開口 261，使得該冷卻液24可 以經由該開口 261流進該等孔洞223。 在本實施例中，該發光二極體元件2〇之發光功率係為 3W，該冷卻液24係為水，且溫度為35〇c，所量得之接面 溫度為45°C，熱阻為4.7。(： /W。該接面溫度係指該發光二 極體元件20與該第一基板22接觸面（即該第一表面221)之溫 度。與習知技術相比，本發明可有效降低該發光二極體元 件20之溫度’並藉以提升散熱效率。 請參考圖3,顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例 之剖視示意圖。本實施例之液冷式發光裝置2a與圖2之液 156097.doc 201251147 冷式發光裝置2大致相同，其中相同之元件賦予相同之編 號。本實施例之該液冷式發光裝置2a與圖2之液冷式發光 裝置2之不同處在於，在本實施例中，該等孔洞223係為盲 孔。亦即，該等孔洞223不開口於該第一基板22之該第一 表面221。綜合所述，本發明之主要技術特徵即在於去除 該冷卻液24與該發光二極體元件2〇之間的熱阻，使得該冷 卻液24之冷卻效果可以最大化。 請參考圖4’顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例 之剖視示意圖。本實施例之液冷式發光裝置21>與圖2之液 冷式發光裝置2大致相同，其中相同之元件賦予相同之編 號。本實施例之該液冷式發光裝置2b與圖2之液冷式發光 裝置2之不同處在於，在本實施例中，該液冷式發光裝置 2b更包括一第一基板28。該第二基板28之材質係為鋁、銅 或陶瓷，該第二基板28係散熱基板或電路板，且其位於該 第一基板22之該第二表面222與該容器26之間。該第二基 板28具有至少一貫穿孔281。在本實施例中，該第二基板 28具有三個貫穿孔281。該等貫穿孔281係連通該第一基板 22之該等孔洞223 ’使得該冷卻液24可以經由該等貫穿孔 281流進該等孔洞223。 在本實施例中，該發光二極體元件2〇之發光功率係為 3W，該冷卻液24係為水，且溫度為35t，所量得之接面 溫度為50°C，熱阻為7.rC/W。因此，與習知技術相比， 本發明可有效降低該發光二極體元件20之溫度，並藉以提 升散熱效率。 156097.doc 201251147 凊參考圖5,顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例 之剖視不意圖。本實施例之液冷式發光裝置2c與圖4之液 冷式發光裝置2b大致相同，其中相同之元件賦予相同之編 號。本實施例之該液冷式發光裝置2c與圖4之液冷式發光 裝置2b之不同處在於，在本實施例中，該等孔洞Μ]係為 盲孔。亦即，該等孔洞223不開口於該第一基板22之該第 一表面22 1。 請參考圖6,顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例 之示意圖。本實施例之液冷式發光裝置5與圖2之液冷式發 光裝置2大致相同，其中相同之元件賦予相同之編號。本 實施例之該液冷式發光裝置5與圖2之液冷式發光裝置2之 不同處在於，在本實施例中，該容器26係為一水冷頭，且 該液冷式發光裝置5更包括一循環管路51、一泵浦52及複 數個散熱鰭片5 3。 該循環管路51連接該容器26之二端，用以供該冷卻液24 於其所形成之封閉迴路内流動。該泵浦52位於該循環管路 51上’用以提供該冷卻液24流動所需之動能。該等散熱鰭 片53位於該循環管路51上’用以將該冷卻液24之熱發散出 去’以得到較佳的散熱效果◎較佳地，該液冷式發光裝置 5更包括一容置槽54’位於該循環管路51上，用以儲存該 冷卻液24。 請參考圖7，顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例 之示意圖。本實施例之液冷式發光裝置6與圖6之液冷式發 光裝置5大致相同’其中相同之元件賦予相同之編號。本 I56097.doc 201251147 實施例之該液冷式發光裝置6與圖6之液冷式發光裝置5之 不同處在於，在本實施例中，該發光二極體元件20之數目 係為複數個，該第··基板22之數目係為複數個，該容㈣ 之數目係為複數個。每一發光二極體元件2〇係位於每一第 一基板22上，每一第一基板22係位於每一容器％上。 液冷式發光裝置6更包括一連接管路61及一泵浦62。該 連接管路61係連接該等容器26，該泵浦62係位於該連接管 路61上，用以提供該冷卻液24流動所需之動能◊較佳地， 該液冷式發光裝置6更包括一容置槽63,位於該連接管路 61上，用以儲存該冷卻液24。同樣的，圖6與圖7所附加的 技術特徵可應用在圖2的液冷式發光裝置2上，當然該些附 加技術特徵也可應用在圖3、圖4及圖5的液冷式發光裝置 2a，2b，2c上，於此不在贅述。 請參考圖8及9，顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施 例之分解及組合示意圖。本實施例之液冷式發光裝置7與 圖2之液冷式發光裝置2大致相同，其中相同之元件賦予相 同之編號。本實施例之該液冷式發光裝置7與圖2之液冷式 發光裝置2之不同處在於，在本實施例中，該容器包括一 底板72及一中介板71 ^亦即，該容器係為一雙層結構。該 底板72具有一中間凹槽721、一入口槽722及一出口槽 723，該入口槽722及該出口槽723係連通該中間凹槽721。 該中介板71夾設於該第一基板22及該底板72之間，該中介 板71具有一開口 711、一入口 712及一出口713。該開口 711、該入口 712及該出口 713係貫穿該中介板71，該入口 156097.doc 201251147 712及該出口 713係連通該開σ7η，且該開口 7ιι、該入口 712及該出口 713係分別對應該中間凹槽721、該入口槽722 及該出口槽723。該第-基板22之孔洞（圖中未示）係連通或 對應該開口 711。 該液冷式發光裝置7更包括一連接管路73、一泵浦科及 一容置槽75。該連接管路73係連接該入口 712及該出口 713，用以供該冷卻液24於其所形成之封閉迴路内流動。 該泵浦74係位於該連接管路73上，用以提供該冷卻液以流 動所需之動能。該容置槽75位於該連接管路73上，用以儲 存該冷卻液24。 請參考圖10,顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例 之示意圖。本實施例之液冷式發光裝置8與圖8之液冷式發 光裝置7大致相同，其中相同之元件賦予相同之編號。本 實施例之該液冷式發光裝置8與圖8之液冷式發光裝置7之 不同處在於，在本實施例中，該容器係為一底板81，其具 有開口 811，且該開口 811係為一彎曲之長溝槽，而在該 底板81之邊緣形成一入口 812及一出口 813。 該發光二極體元件20之數目係為複數個，且係以陣列方 式排列於該第一基板22上。該第一基板22之孔洞（圖中未 示）係連通或對應該開口 811。 同樣地，該液冷式發光裝置8也可以包括一連接管路（圖 中未示）、一泵浦（圖中未示）及一容置槽（圖中未示）。該連 接管路係連接該入口 812及該出口 813，用以供該冷卻液24 於其所形成之封閉迴路内流動。該泵浦係位於該連接管路 156097.doc •10- 201251147 上’用以提供該冷卻液24流動所需之動能。該容置槽位於 該連接管路上，用以儲存該冷卻液。同樣的，圖8、圖9及 圖10所附加的技術特徵可應用在圖2的液冷式發光裝置2 上，當然該些附加技術特徵也可應用在圖3、圖4及圖5的 液冷式發光裝置2a，2b，2c上，於此不在贅述。 請參考圖11，顯示發光二極體元件在不同接面溫度下其 所發出之光之波長及強度關係圖，其中標號3丨代表50.4。^ 之曲線，標號32代表51.9。(：之曲線，標號33代表63 7<>(：之 曲線，標號34代表72.(TC之曲線，標號35代表82 8t之曲 線，標號36代表87.It之曲線。在本發明中，該接面溫度 係指該發光二極體元件與該基板接觸面之溫度。以圖1為 例’該接面溫度係指該發光二極體元件丨〇與該基板丨2接觸 面（即該第一表面121)之溫度；以圖2至圖5為例，該接面溫 度係指該發光二極體元件20與該第一基板22接觸面（即該 第一表面221)之溫度。由圖11可知，如果該發光二極體元 件之溫度從87.1°C降到50.4°C，特定波長（550nm(奈米））之 發光強度可以提高約30%。換言之，發光二極體元件之接 面溫度越高代表散熱效果不彰，其發光強度自然無法維持 而呈現慢慢衰減的狀態。附帶一提，圖丨丨的縱軸單位為任 意單位（Any Unit) ’意即圖11僅表示不同溫度下對應波長 的相對強度。 請參考圖12，顯示發光二極體元件藍光及黃光之強度與 接面溫度之關係圖’其中□代表藍光，△代表黃光。由圖可 看出，接面溫度越高’藍光強度沒有太大變化，但是黃光 156097.doc 201251147 強度越低。請繼續參考圖13，顯示發光二極體元件之藍光/ 黃光強度比例與接面溫度之關係圖。由圖可看出，接面溫 度越高’藍光比例越高，因此發光二極體元件在高溫時所 發出之光線偏藍’這並非藍光強度增加，而是黃光強度衰 減所致》 惟上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非用 以限制本發明。因此，習於此技術之人士對上述實施例進 行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應 如後述之申請專利範圍所列。 【圖式簡單說明】 圖1顯示習知發光裝置之剖視示意圖； 圖2顯示本發明液冷式發光裝置之一實施例之剖視示意 園， 圖3顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之剖視示 意圖； 圖4顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之剖視示 意圖； 圖5顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之剖視示 意圖； 圖6顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之示意 fSI · 圖， 圖7顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之示意 ren · 圃， 圖8顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之分解示 156097.doc -12· 201251147 意圖； 圖9顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之級合示 意圖； 圖10顯示本發明液冷式發光裝置之另一實施例之示音 園， 圖11顯示發光一極體元件在不同接面溫度下其所發出之 光之波長及強度關係圖； 圖12顯示發光二極體元件藍光及黃光之強度與接面溫度 之關係圖；及 圖13顯示發光二極體元件之藍光/黃光強度比例與接面 溫度之關係圖。 【主要元件符號說明】 1 習知發光裝置 2 本發明液冷式發光裝置之一實施例 2a 本發明液冷式發光裝置之一實施例 2b 本發明液冷式發光裝置之一實施例 2c 本發明液冷式發光裝置之一實施例 5 本發明液冷式發光裝置之一實施例 6 本發明液冷式發光裝置之一實施例 7 本發明液冷式發光裝置之一實施例 8 本發明液冷式發光裝置之一實施例 10 發光二極體（LED)元件 12 基板 14 冷卻水 156097.doc -13- 201251147 16 容器 20 發光二極體（LED)元件 22 第一基板 24 冷卻液 26 容器 28 第二基板 51 循環管路 52 泵浦 53 散熱鰭片 54 容置槽 61 連接管路 62 泵浦 63 容置槽 71 中介板 72 底板 73 連接管路 74 泵浦 75 容置槽 81 底板 121 第一表面 122 第二表面 221 第一表面 222 第二表面 223 孔洞 156097.doc -14- 201251147 261 開口 281 貫穿子L 711 開口 712 入口 713 出口 721 中間凹槽 722 入口槽 723 出口槽 811 開口 812 入口 813 出口 -15 156097.doc