TW201411039A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

一種照明器具，係於一燈體之封閉容置空間中設置具有一容槽的金屬散熱片，一發光裝置設置於該金屬散熱片之容槽中，且該發光裝置預先經過良好的防水處理，藉以與注入至該燈體之容置空間的冷卻液形成防水隔離，如此，該發光裝置產生的高溫，將被冷卻液帶離並均勻地分散於水中，藉此以達到快速散熱之目的。

Description

照明器具

本發明係與照明結構有關，更詳而言之是指一種具有良好散熱效果的照明器具。

按，發光二極體(LED)因具有體積小、低耗電、發光效率佳及使用壽命長等特性而廣為被使用。如圖1所示之LED燈泡1，即是在一燈座2頂面設置一鋁基板(Metal Core PCB，MCPCB)3，該鋁基板3上具有複數個LED 4，再以一燈罩5結合該燈座2並保護該些LED 4。誠然前述LED燈泡1已逐漸取代傳統燈泡，惟其結構仍有未臻完善之處，即：

1、受到燈罩5外徑的限制，使得鋁基板3面積不大，相對造成複數個LED 4過於集中設置，並因發熱形成熱源集中，遂有降低發光效率及減縮使用壽命之虞。尤其是在極明亮的環境下，因所使用的LED燈泡1流明數大，更容易使得LED 4發燙而加速危害使用壽命。

2、雖然燈座2為具有良好散熱效果的鋁壓鑄體，但其頂部僅以較少面積與鋁基板3接觸，且其散熱表面2a距離鋁基板3遠，綜合前述因素，使得熱傳導效能降低致散熱不佳；其次，鋁壓鑄體成本過高，無益於LED燈泡1的推廣。

3、受制於燈座2為鋁壓鑄體，使得LED 4產生的亮光僅 能從半圓形燈罩5射出，換言之，該LED燈泡1的照明角度難以產生廣角度照明效果。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種照明器具，係利用注入冷卻液而產生良好的散熱效果。

本發明之次要目的在於提供一種照明器具，係具有廣角度照明效果。

緣以達成上述目的，本發明所提供之照明器具包含有一燈體、一發光裝置、一防水膜與一冷卻液。其中，該燈體內部具有一封閉的容置空間，該燈體具有至少一金屬散熱片，該金屬散熱片具有至少一容槽；該發光裝置設置於該金屬散熱片之容槽中，且具有至少一基板與至少一發光二極體，該基板一面具有一導電線路，另一面接觸該容槽底面，該發光二極體設置於該基板上，並與該導電線路電性連接；該防水膜為不具有導電性的膠填入該容槽中，並覆蓋該基板之導電線路，且經固化而成者；該冷卻液注入於該燈體之容置空間中。

藉此，利用冷卻液的對流效果，以將發光二極體產生的熱能快速帶離，進一步地可延長照明器具的使用壽命。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳 細說明如后。

請參圖2所示，為本發明一較佳實施例之照明器具100，該照明器具100之組成包括有一燈體10、一發光裝置20、一防水膜30與一冷卻液40。其中：該燈體10包括有一燈罩12、一絕緣燈座14、一金屬散熱片16與一導電接頭18。其中，該燈罩12為塑膠材料(如壓克力)製成透明的半圓形殼體，且與該絕緣燈座14固接後，使得該燈體10內部形成一封閉的容置空間10a；該絕緣燈座14頂部固設該金屬散熱片16，請配合圖3所示，該金屬散熱片16具有一自表面凹陷形成的容槽16a；該導電接頭18接設於該絕緣燈座14底部，用以供電性連接至一電源(圖未示)。

該發光裝置20設置於該金屬散熱片16之容槽16a中，該發光裝置20包括有一基板22與複數個發光二極體(LED)24。其中：該基板22在本實施例中是以鋁基板(Metal Core PCB，MCPCB)為例，即其組成包括有一導電線路22a、一絕緣片22b與一導熱片22c。該導電線路22a設置於該絕緣片22b之一側表面，該導熱片22c結合於該絕緣片22b的另一側表面，且該導熱片22c透過焊錫或導熱膠的方式而固定於該金屬散熱片16的容槽16a底面，為獲得較佳的熱傳導效果，該導熱片22c係選擇以鋁板製成，但不以此為限，例如銅板亦可。

該些發光二極體24設置於該基板22上，且與該導電線路22a電性連接；該導電線路22a再透過具有防水外皮的導線26接到內部電源線路的輸出，電源線路的輸入再接到該導電接頭18，使得發光二極體24與導電接頭18之間互為電性導通。各發光二極體24具有一出光面24a。

該防水膜30是以不具有導電性的膠填入於該容槽16a中且經固化而成，該防水膜30完全覆蓋該導電線路22a，以及所有暴露於外而具有可導電的部分(例如導線26與導電線路22a的連接部位)。

該冷卻液40在本實施例中係以去離子水的純水為例而注入於該燈體10之封閉容置空間10a中。由於該發光裝置20之可導電部分已為該防水膜30所完全覆蓋，故不會與該冷卻液40接觸而損壞，即可確保各該發光二極體24順利地產生亮光。

上述照明器具100係在該發光裝置20經過良好防水處理的基礎下，再於該燈體10內部容裝有冷卻液40，而於該些發光二極體24同時發光發熱時，熱能快速傳導至大面積的金屬散熱片16，再透過冷卻液40作為熱傳導媒介而將熱能帶離，且因冷卻液40具有對流效果，可促使被帶離的熱能均勻地分散於水中，加上該燈罩12是以塑膠材料製成，因塑膠對於熱的輻射傳導速度優於金屬，故更可快速地將分散於水中的熱能散布至外界空氣中，以達到快速散熱之目的。前述結構尤其適用於高功率照明器具之散熱使用，例如圖2所示之依瓦特數需 求而將複數個發光二極體24串並聯而成的高功率照明器具100即是。

上述金屬散熱片16設置容槽16a的目的，具有方便填入該不具有導電性的膠，以防範逸出，並確保膠能確實覆蓋所有暴露於外而具有可導電的部分(包括導電線路22a)。另外，上述燈罩12雖以塑膠材料製成為例，但視需求可選擇以塑膠混合金屬粒的複合材料來製作。又，由於該照明器具100的散熱主要為該金屬散熱片16配合冷卻液40及塑膠燈罩12所達成，因此其絕緣燈座14選擇以塑膠材料製成即可，無需使用成本高的鋁壓鑄體，而可收降低成本支出之效。

上述實施例中的照明器具100之防水膜30並未覆蓋各發光二極體24的出光面24a。然而，在不影響發光效率的前提下，該防水膜30亦可如圖4所示之適當地覆蓋過各發光二極體24的出光面24a，亦即以薄膜方式覆蓋各出光面24a，如此可降低各發光二極體24受濕氣的影響。

以下請再參圖5所示之本發明另一較佳實施例之照明器具200，其具有相同上述實施例之照明器具100的多數組件，惟不同的是，本實施例照明器具200的容槽並非自金屬散熱片表面凹陷形成，反是於金屬散熱片50的表面具有一突起的圍牆52，利用該圍牆52內壁與所圈繞金屬散熱片50的表面共同定義出該照明器具200的容槽54。同樣地，照明器具200的基板56與複數個發光二極體58一同位於該容槽54中。本 實施例照明器具200的容槽54作用與上述實施例照明器具100的容槽16a作用相同，皆是為了方便塗佈不具有導電性的膠，並待固化形成防水膜60以完全覆蓋暴露於外之可導電結構。當然，該防水膜60亦可如圖4所示之覆蓋過各發光二極體58的出光面58a。

在上述中，該照明器具200的圍牆52是以與該金屬散熱片50一體成型的方式製得。必要時，圍牆52亦可選擇製作程序較簡易的塑膠材料固定於該金屬散熱片50表面而形成。

請再參圖6及圖7所示之本發明又一較佳實施例的照明器具300，該照明器具300同樣是以冷卻液40作為熱傳導媒介，並以防水膜30作為冷卻液40與發光裝置之可導電結構的隔離。而不同於上述各實施例的是：

該照明器具300之燈體70不僅包括有一燈罩72與一絕緣燈座74，其中該燈罩72更是由一球形本體72a與一延伸管72b所構成，且該燈罩72於延伸管72b的內壁具有一螺紋段72c。該絕緣燈座74具有一安裝面74a與一螺紋接頭74b，該螺紋接頭74b與該螺紋段72c結合，使得該燈體70內部形成封閉的容置空間70a，該冷卻液40即是注入於該容置空間70a中。又，該燈體70的金屬散熱片76數量為複數個，該些金屬散熱片76呈直立且並鄰地固接於該絕緣燈座74的安裝面74a上，各金屬散熱片76緣接近該球形本體72a內緣，且每一金屬散熱片76各具有一狹長形的容槽76a。

該照明器具300之發光裝置80包括有數片基板82與複數個發光二極體84。其中，各該基板82亦採用鋁基板(MCPCB)，且各別地固設於一對應金屬散熱片76的容槽76a中。該些發光二極體84以數個一組的方式布設於每一基板82上。由於基板82與發光二極體84之結構與功能相同上述實施例，於此容不贅述。由於該些金屬散熱片76呈環狀設計，且該些發光二極體84係自上而下布設，配合著該燈罩72的球形本體72a，使得該些發光二極體84產生的亮光可較不受阻礙地從該球形本體72a射出。換言之，該照明器具300不僅具備良好的散熱效果，更具有廣角度照明效果。

在上述各照明器具之實施例中，其發光裝置的基板是以鋁基板(MCPCB)為例，然須說明的是，發光裝置的基板亦可選擇同樣具有良好絕緣效果及良好導熱係數的陶瓷厚膜基板(thick film ceramic substrate)，其中又以DBC(Direct Bonded Copper)複合基板為佳。前述陶瓷厚膜基板之表面同樣具備導電線路供發光二極體電性連接。

最後說明的是，本發明照明器具的技術特徵除了應用於上述燈泡結構之外，亦可應用於包括但不限於路燈、崁燈、投射燈、車燈及手電筒等照明器具。

以上所述僅為本發明數個較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

100‧‧‧照明器具

10‧‧‧燈體

10a‧‧‧容置空間

12‧‧‧燈罩

14‧‧‧絕緣燈座

16‧‧‧金屬散熱片

16a‧‧‧容槽

18‧‧‧導電接頭

20‧‧‧發光裝置

22‧‧‧基板

22a‧‧‧導電線路

22b‧‧‧絕緣片

22c‧‧‧導熱片

24‧‧‧發光二極體

24a‧‧‧出光面

26‧‧‧導線

30‧‧‧防水膜

40‧‧‧冷卻液

200‧‧‧照明器具

50‧‧‧金屬散熱片

52‧‧‧圍牆

54‧‧‧容槽

56‧‧‧基板

58‧‧‧發光二極體

58a‧‧‧出光面

60‧‧‧防水膜

300‧‧‧照明器具

70‧‧‧燈體

70a‧‧‧容置空間

72‧‧‧燈罩

72a‧‧‧球形本體

72b‧‧‧延伸管

72c‧‧‧螺紋段

74‧‧‧絕緣燈座

74a‧‧‧安裝面

74b‧‧‧螺紋接頭

76‧‧‧金屬散熱片

76a‧‧‧容槽

80‧‧‧發光裝置

82‧‧‧基板

84‧‧‧發光二極體

圖1為已知LED燈泡的立體圖；圖2為本發明一較佳實施例之照明器具的立體圖；圖3為一剖視圖，說明圖2之照明器具的發光裝置構造；圖4類同圖3，說明防水膜覆蓋發光裝置之發光二極體的出光面；圖5類同圖3，說明照明器具的容槽係由突起的圍牆與導熱片表面構成；圖6為本發明又一較佳實施例之照明器具的立體圖；以及圖7為圖6之照明器具的燈體結構。

100‧‧‧照明器具

10‧‧‧燈體

10a‧‧‧容置空間

12‧‧‧燈罩

14‧‧‧絕緣燈座

16‧‧‧金屬散熱片

16a‧‧‧容槽

18‧‧‧導電接頭

20‧‧‧發光裝置

24‧‧‧發光二極體

26‧‧‧導線

40‧‧‧冷卻液

Claims (14)

1. 一種照明器具，包含有：一燈體，內部具有一封閉的容置空間，該燈體具有至少一金屬散熱片，該金屬散熱片具有至少一容槽；一發光裝置，係設置於該金屬散熱片之容槽中，該發光裝置具有至少一基板與至少一發光二極體，該基板一面具有一導電線路，另一面接觸該容槽底面，該發光二極體設置於該基板上，並與該導電線路電性連接；一防水膜，為不具有導電性的膠填入該容槽中，並覆蓋該導電線路，且經固化而成者；以及一冷卻液，注入於該燈體之容置空間中。
2. 如請求項1所述之照明器具，其中該燈體包括有一燈罩與一絕緣燈座，該燈罩與該絕緣燈座結合，使得該燈體內部形成該容置空間，該金屬散熱片設置於該絕緣燈座上。
3. 如請求項2所述之照明器具，其中該容槽係自金屬散熱片之表面凹陷形成。
4. 如請求項2所述之照明器具，包括有一圍牆，該圍牆係自該金屬散熱片之表面突起形成，且該圍牆內壁與所圈繞金屬散熱片之表面共同定義出該容槽。
5. 如請求項4所述之照明器具，其中該圍牆與該金屬散熱片係一體成型者。
6. 如請求項4所述之照明器具，其中該圍牆為塑膠材料固定 於該金屬散熱片表面而形成者。
7. 如請求項2所述之照明器具，其中該燈罩具有一球形本體與一延伸管，該延伸管內壁設有一螺紋段；該絕緣燈座具有一螺紋接頭與該延伸管之螺紋段結合。
8. 如請求項7所述之照明器具，其中該金屬散熱片、該基板與該發光二極體各為複數個，各金屬散熱片依發光角度的需求固接於該絕緣燈座上，且金屬散熱片頂緣接近該球形本體內緣，每一金屬散熱片之容槽中設置一該基板，每一基板之表面設置有數個發光二極體。
9. 如請求項2所述之照明器具，其中該燈罩為塑膠材料製成。
10. 如請求項2所述之照明器具，其中該燈罩為塑膠混合金屬粒之複合材料製成。
11. 如請求項2所述之照明器具，其中該絕緣燈座為塑膠材料製成。
12. 如請求項1所述之照明器具，其中該發光裝置之基板包括有一絕緣片與一導熱片，該絕緣片之一表面設有該導電線路，另一表面與該導熱片結合，該導熱片之另一面接觸該容槽底面。
13. 如請求項1所述之照明器具，其中該發光裝置之基板為陶瓷厚膜基板。
14. 如請求項1所述之照明器具，其中該發光二極體具有一出光面，該防水膜覆蓋過該發光二極體之出光面。