TWI529341B - 照明總成及系統 - Google Patents

照明總成及系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI529341B
TWI529341B TW099112570A TW99112570A TWI529341B TW I529341 B TWI529341 B TW I529341B TW 099112570 A TW099112570 A TW 099112570A TW 99112570 A TW99112570 A TW 99112570A TW I529341 B TWI529341 B TW I529341B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cooling
light
cooling fins
fins
optical system
Prior art date
Application number
TW099112570A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201100713A (en
Inventor
Martin Kristoffersen
Michael Alan Meis
Rolf Werner Biernath
Kenneth Andrew Penner Meyer
Thomas Richard Johnstone Corrigan
Vadim Nikolayevich Savvateev
David George Freier
William Alden Tolbert
Raymond Patrick Johnston
Phillip Eric Tuma
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of TW201100713A publication Critical patent/TW201100713A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI529341B publication Critical patent/TWI529341B/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/03—Lighting devices intended for fixed installation of surface-mounted type
    • F21S8/033—Lighting devices intended for fixed installation of surface-mounted type the surface being a wall or like vertical structure, e.g. building facade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/71—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks using a combination of separate elements interconnected by heat-conducting means, e.g. with heat pipes or thermally conductive bars between separate heat-sink elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/51—Cooling arrangements using condensation or evaporation of a fluid, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/75—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with fins or blades having different shapes, thicknesses or spacing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/76—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section
    • F21V29/763—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section the planes containing the fins or blades having the direction of the light emitting axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/77—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical diverging planar fins or blades, e.g. with fan-like or star-like cross-section
    • F21V29/773—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical diverging planar fins or blades, e.g. with fan-like or star-like cross-section the planes containing the fins or blades having the direction of the light emitting axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)

Description

照明總成及系統
本發明大致上係關於一種照明或照亮總成。更特定言之，本發明係關於一種使用發光二極體(LED)的照明或照亮總成。
照亮總成被用於各種不同的應用中。傳統照亮總成使用諸如白熾燈或螢光燈的照明源。近來，已於照亮總成中使用其他類型的發光元件(且特定言之為發光二極體(LED))。LED具有小尺寸、長壽命及具能量效率的優點。LED之此等優點使其適用於許多不同的應用中。
對於許多照明應用，期望具有一或多個LED供應所需光通量及/或照度。一陣列中之LED通常係互相連接且藉由將該等LED安裝於一基板上而連接至其他電系統。可使用共同於電子產品製造之其他領域的技術而將LED裝填至一基板上，舉例而言，將組件定位於電路板跡線上，其後接著使用許多已知技術(包含手工焊接、波峰焊接、回流焊接及使用導電黏著劑附接)之一者而將該等組件接合至該基板。
除光之外，LED在操作期間亦產生熱。由一LED所產生之熱及光之總量通常係與電流成比例。因此，一LED產生的光越多，則該LED產生的熱越多。令人遺憾的是，隨著LED電流增加及溫度增加，產生與電流成比例之較少的光，引起LED效率及壽命減少。
圖1中示意性繪示減少一照明系統中之總熱的一先前技術嘗試。圖1之照明系統1包含貼附至一基板3的多個LED 2。多個實心鰭片4係垂直地附接至基板3。由各LED 2所產生之熱係擴散至基板3且進一步擴散至實心鰭片4中。實心鰭片4周圍之氣流引起實心鰭片4的對流冷卻。
圖2中示意性繪示減少一照明系統中之總熱的另一先前技術嘗試。除了將多個熱導管6嵌入基板3中或附接至該基板3使得該基板3有效變為一熱擴散器之外，圖2之照明系統5係與圖1之照明系統1相同。一熱導管係可在較熱界面與較冷界面之間以一極小溫差輸送大量熱的一熱傳遞裝置。熱導管採用蒸發冷卻以藉由一工作流體或冷卻劑之蒸發與冷凝而將熱能量從一點傳遞至另一點。
如圖2中所示之平坦型熱導管(或熱擴散器)6包含一氣密式密封的中空容器，該容器含有一工作流體(未繪示)及一封閉迴路毛細管再循環系統(未繪示)。在熱導管6之諸壁之內側，在較熱界面處，工作流體變成蒸氣，蒸氣自然地流動並且在較冷界面上冷凝。液體藉由毛細管作用而落回或被移動回到熱界面以再次蒸發且重複循環。對熱傳遞之速率的一實際限制係在冷端處將氣體冷凝成液體的速度。當熱導管之一端受熱時，該導管內該端處之工作流體蒸發且增大該熱導管腔內部的蒸氣壓力。由工作流體之蒸發而吸收的蒸發之潛熱使該導管之熱端的溫度降低。該導管之熱端之熱液態工作流體上之蒸氣壓力係高於該導管之較冷端之冷凝工作流體上的平衡蒸氣壓力，且此壓力差推進至冷 凝端的一快速質量傳遞，在該冷凝端處過剩蒸氣冷凝、釋放其潛熱且使該導管之冷端變熱。以此方式，在整個照明系統5中來自LED 2的熱被消散。
圖3中示意性繪示減少一照明系統中之總熱之另一先前技術嘗試。圖3之照明系統7包含附接至基板3之下側的多個LED 2。兩個熱導管6係附接至基板3且向上彎曲。多個實心鰭片4係附接至各熱導管6。由LED 2產生之熱擴散至基板3，而後至熱導管6，且而後至依賴對流冷卻的鰭片4。
本申請案之發明者認識到若可維持一所期望之低LED溫度，則該LED可在較高亮度(增加之電流)下操作。一照明系統中之各LED之增加的亮度亦可有利於使用較少的LED，促成一較低成本的照明系統。因此，本申請案之發明者認識到維持一所期望之低LED溫度可產生更多LED光、節省電力且延長LED的壽命。
本申請案之發明者揭示具能量效率的照明及照亮總成。明確言之，在本申請案之(諸)照明系統及/或總成中，較之與既有設計，熱被更有效地自熱源消散，導致(例如)電效率、使用壽命、製造成本、重量及尺寸的改良。
本發明係關於使用LED來照亮的照亮或照明總成及系統。本申請案之該等照亮或照明系統包含具有受控光分佈的高亮度、高強度系統。本文所揭示之照亮總成及系統可用於一般照明目的，例如照亮一區域或產生適於注入許多 不同照明應用中的光輸出。該等總成係適於使用在(例如)一路燈、一背光(例如，包含陽光耦合背光)、一洗牆燈、一廣告牌燈、一停車坡道燈、一高棚燈、一停車場燈、一看板發光招牌(亦稱為一電子招牌)、靜態看板(例如，包含陽光耦合靜態看板)、照亮看板及其他照明應用中。
在一態樣中，本發明提供一種照明總成，其包括：發射光之一或多個發光二極體；導引由該等發光二極體所發射之光之一光學系統，該光學系統係定位為鄰近於發光二極體；及包含一二相冷卻系統之一冷卻鰭片，該冷卻鰭片係定位為鄰近於該等發光二極體使得該二相冷卻系統移除來自該等發光二極體的熱。
在另一態樣中，本發明提供一種包含多個照明總成的照明系統。
在另一態樣中，本發明提供一種路燈，其包括：發射光之多個發光二極體；導引由該等發光二極體所發射之光之一光學系統，該光學系統係定位為鄰近於該等發光二極體；及各包含一二相冷卻系統之多個冷卻鰭片，該多個冷卻鰭片係定位為鄰近於該等發光二極體使得該等冷卻鰭片內之該等二相冷卻系統移除來自該等發光二極體的熱。
在另一態樣中，本發明提供一種洗牆燈，其包括：發射光之一發光二極體；導引由該發光二極體所發射之光之一光學系統；及包含一對流冷卻表面之一二相冷卻系統，該二相冷卻系統係定位為鄰近於該發光二極體使得該二相冷卻系統將熱擴散遠離該發光二極體。
在另一態樣中，本發明提供一種照明系統，其包括：發射光之一發光二極體；導引由該發光二極體所發射之光之一光學系統；及包含一對流冷卻表面之一二相冷卻系統，且該二相冷卻系統係定位為鄰近於該發光二極體使得該二相冷卻系統將熱擴散遠離該發光二極體。
圖4A及圖4B係一種包含發射光14之一LED 12之照明總成10的橫截面示意圖。在圖4A及圖4B中LED 12係繪示成一例示性矩形配置，但是其他已知組態及形狀亦係已知的且可使用於本申請案之照明系統及總成中。為簡單起見，未繪示出該LED的電接觸件。
可使用任何適當材料或若干材料以形成LED 12，舉例而言，聚合物、有機半導體材料、無機半導體材料等等。如本文中所用，術語「LED」及「發光二極體」通常指具有用於對二極體提供電力之接觸區域的發光半導體元件。可由(例如)一或多種III族元素、一或多種V族元素(III-V半導體)、一或多種II族元素及一或多種VI族元素的組合形成不同形式之無機LED。可使用於一LED中之III-V LED材料之實例包含氮化物(諸如氮化鎵或氮化銦鎵)及磷化物(諸如磷化銦鎵)。亦可使用其他類型的III-V材料，同樣亦可使用來自週期表的其他族之無機材料。II-VI LED材料之實例包含在(例如)美國專利第7,402,831號(Miller等人)或美國專利申請公開案第US2006-0124918號(Miller等人)或第US2006-0124938號(Miller等人)中所列出的材料。
LED可處於封裝或非封裝形式，包含(例如)LED晶粒、表面安裝LED、晶片直接封裝LED及其他組態的LED。晶片直接封裝(COB)指直接安裝於一基板上的LED晶粒(即，未經封裝之LED)。術語「LED」亦包含用一磷光體封裝或與一磷光體相關聯的LED，其中磷光體將發射自LED之光轉換成一不同波長下的光。例如，可藉由打線接合、捲帶式自動接合(TAB)或覆晶接合而產生至LED之電連接。LED係示意性描繪於說明圖中，且該等LED可為(例如)未經封裝之LED晶粒或經封裝之LED。
LED可為頂部發射式，諸如(例如)美國專利第5,998,925號(Shimizu等人)中所描述的LED。或者LED可為側面發射式，諸如(例如)美國專利第6,974,229號(West等人)中所描述的LED。用於搭配本發明之照明總成及系統之例示性市售LED包含(例如)Lambertian LED(包含諸如Cree所售之XLamp LED)；Luxeon® LED，(諸如Philips Lumileds所售之LED)；及側面發射式LED或蝙蝠翼狀分佈LED(包含Philips Lumileds所售之LED)。
LED可經選擇以諸如在紅色、綠色、藍色、紫外線或紅外線光譜區內以任何所期望波長發射。在一LED陣列中，諸LED可各自在相同光譜區內發射或可在不同光譜區內發射。可使用不同LED以產生不同的顏色，其中發射自發光元件之光之顏色係可選擇的。不同LED之個別控制促成控制所發射之光之顏色的能力。另外，若需要白光，則可提供發射不同顏色光的若干LED，該等LED之組合效應將發 射由一觀看者感知為白色的光。產生白光之另一方法係使用發射一相對短波長下之光的一或多個LED，且使用一磷光體波長轉換器將所發射之光轉換為白光。可使白光往紅色偏移(通常稱為暖白光)或往藍色偏移(通常稱為冷白光)。
照明總成10可包含一個以上的LED 12。照明總成10亦可包含導引由發光二極體12發射之光14的一光學系統20及包含一二相冷卻系統的一冷卻鰭片30。光學系統20及冷卻鰭片30係定位為鄰近於LED 12且在LED 12之相對側上，使得該二相冷卻系統移除由LED 12產生的熱，且使得光學系統20導引由LED 12發射的光14。該至少一發光二極體12係附接至該光學系統20之一側表面。
如圖4A及圖4B中所示，光學系統20包含具有一反射內表面24的一楔22，該反射內表面24將由LED 12發射之光14導引成一所期望型樣。反射內表面24可為(例如)鏡面反射或漫反射的，或其等之某一組合。在一些實施例中，反射內表面24可包含一多層聚合物反射膜，諸如明尼蘇達(Minnesota)3M公司所售的VikuitiTM ESR膜。楔22之外表面26及/或內表面24可為任何形狀，包含(例如)平坦的、彎曲的或波紋狀的。楔22之側壁較佳係由剛性材料形成。在楔22中使用之例示性剛性材料可包含(例如)塑膠或可維持一所期望形狀的金屬，例如，諸如鋁或不銹鋼。用於製造楔22之材料可與用於製造鰭片30之材料相同或不同。如圖4A及圖4B中所示，楔22係平行於冷卻鰭片30，但是亦可 將楔20定位為垂直於冷卻鰭片30。楔20可為實心(例如，如美國專利公開案第US 2009-001608號(Destain等人)中所述)或中空的。一實心楔可具有一平坦或不平坦出射表面以達成一所期望光學效應。
光學系統20可額外地或替代性地包含控制或導引光分佈的任何元件，例如單獨地包含透鏡(包含例如用作透鏡的可模製、UV可固化之聚矽氧)、擴散器、偏光器、隔板、濾光器、光束分束器、亮度增強膜、反射器(例如，ESR)等等或包含其等之組合，以達成所期望之光學效應。舉例而言，在一例示性實施例中，光學系統包含為一市售LED之一部分的透鏡、一實心或中空楔，及至少一或多個反射器。
如圖4A及圖4B中所示，冷卻鰭片30包含一二相冷卻系統32，該二相冷卻系統32移除來自LED 12及/或由LED 12所產生的熱。該二相冷卻系統包含可沸騰以形成一氣體或蒸氣35的一液體33。二相冷卻指使用相態變化之潛熱作為一熱傳遞機制。二相冷卻可受重力驅動-亦即，一低密度氣體上升且一重冷凝物沿壁向下滴落。二相冷卻亦可藉由(例如)毛細管作用或泵驅動。一二相冷卻系統通常經由熱蒸氣而將熱直接傳輸至冷卻鰭片的內表面，在該冷卻鰭片的內表面處熱蒸氣冷凝-將其熱放出至冷卻鰭片之壁-且在重力的影響下向下流回至流體池。熱係作為蒸發之潛熱而傳遞，此意謂系統內之流體係從流體改變為蒸氣且再從蒸氣改變回流體而不斷地改變相態。液體係在熱端蒸發， 藉此吸收來自LED封裝的熱。在冷端，液體被冷凝，且將熱消散至一散熱器(通常為周圍空氣)。
更明確言之，在圖4A及圖4B中所示之照明總成中，LED 12係與沸騰表面34熱接觸。當LED 12產生熱時，該熱擴散至沸騰表面34，該沸騰表面34將熱傳遞至液體33，引起液體33形成蒸氣35。而後藉由上升且填充液體33上方之空間的蒸氣35將熱向上輸送。最後蒸氣35在冷卻鰭片30之內表面38上冷凝，將其熱放出至壁36。而後藉由來自冷卻鰭片30之外表面40的對流及輻射熱傳遞而冷卻受熱壁36的外表面40。沸騰表面34係有效保持於液體33的沸騰溫度(作為冷卻鰭片30內之壓力的一函數)。該沸騰表面可包含熟悉此項技術者已知的多種有機及無機塗層或表面修飾的一或多者，以藉由輔助成核及提升沸騰熱傳遞係數而增強成核沸騰。
冷卻鰭片30內之液體33的總量係經選擇使得在任何時候都有一些液體33留在冷卻鰭片30之內。用於在照明總成中使用之例示性流體包含(例如)水、乙二醇、鹽水、乙醇、氯化液體、溴化液體、全氟碳化物、聚矽氧、烴烷、烯烴、芳香烴、氫氟烴、氫氟醚、氟基酮、氫氟烯烴及不易燃的離析HFE。使用水的一個優點在於其係相對便宜且可廣泛取得，但是水的一些缺點包含使用水可能需要鰭片之更昂貴的整體銅構造，且可使鰭片在凍結之後更容易破裂。具有足移揮發性以在二相應用中使用之大多數乙醇及碳氫化合物(例如，烷、烯、芳香族、酮、酯等等)亦係極 易燃的。許多氯化合物及溴化合物(例如，三氯乙烯)因其等之毒性而經高度調控，否則其等將破壞臭氧層(例如，CFC)。全氟碳化物及商業上重要的氫氟烴流體具有高的全球暖化潛勢。由於此等原因，氟基酮及氫氟醚係兩種例示性較佳工作流體。在照明總成中使用之例示性較佳流體具有在約-40℃與100℃之間的沸點。
二相冷卻之一些例示性優點包含：(1)歸因於蒸發及冷凝之潛熱而可消散較大的熱通量；(2)照明總成及/或系統重量及體積減小；(3)相較於替代方式，熱傳遞區域較小；(4)被動循環及當實施表面增強時有以沸騰表面與冷卻劑之間之最小溫差消散高熱通量的能力；及(5)具有使LED與對流壁表面間具有一最小溫差的能力。此外，本申請案係關於其中對流冷卻表面係與二相冷卻表面為相同表面的一照明系統或總成。
在至少一些實施例中，最小化LED 12與沸騰表面34之間之熱路徑係較佳的。冷卻鰭片30之尺寸係由消散LED 12產生之熱所需的區域而決定。冷卻鰭片30之側壁36較佳係足夠薄以最小化來自內冷凝表面38及外對流冷卻表面40的熱阻，且較佳足夠厚以耐受內外壓力差。冷卻鰭片30之側壁36可由符合此等需求的任何材料形成，諸如(例如)鋼、鋁、銅、塑膠或不銹鋼。一些較佳透明材料包含(例如)玻璃及塑膠。
如圖4A及圖4B中所示，冷卻鰭片30之沸騰表面34係平行於LED安裝表面，但是該LED安裝表面亦可為傾斜的。 冷卻鰭片30之側壁36可為堅固的或具可撓性的，使得冷卻鰭片30可具有一可變容積或一固定容積。此外，冷卻鰭片30之側壁36可為任何所期望之形狀，包含(例如)平坦的、圓筒形的或圓錐形的。使用一中空冷卻鰭片之一額外優點在於其係相對輕重量的且其有利於建立一相對輕重量的照明總成或照明系統。但是，在一替代實施例中，一或多個冷卻鰭片30可為實心的。在一些替代實施例中，一照明系統包含多個冷卻鰭片30，該等冷卻鰭片30之至少一者係中空的且該等冷卻鰭片30之至少一者係實心的。
圖4A及圖4B繪示直接附接至冷卻鰭片30的LED 12。亦可將LED 12附接至一基板，包含(例如)附接至光學系統20或冷卻鰭片30之一者或二者的一導熱基板。在此類型之照明總成的一例示性實施例中，基板具有鄰近冷卻鰭片30的一第一主表面及鄰近光學系統20的一第二主表面。可將LED 12直接附接至該基板的第一主表面或第二主表面。在另一替代實施例中，例如可化學蝕刻或雷射燒蝕基板(例如覆銅聚醯亞胺)使得該基板不增加熱阻。
本發明之照明總成包含一LED，該LED經設計以可使用若干適當技術，例如焊接、壓配合、沖孔、螺合等等而附接至一基板。一例示性基板係將熱傳導遠離LED的一導熱基板。在一些實施例中，該等基板可為導電的，藉此為LED提供一電路路徑(例如參看美國專利公開案第US 20070216274號(Schultz等人))。此外，在一些實施例中，照明總成包含一反射層，該反射層接近基板之一主表面以 反射LED所發射之光的至少一部分。此外，一些實施例包含具有一柱的一LED，該柱可提供至基板的一直接熱連接(例如參看美國專利第7,285,802號(Ouderkirk等人)及第7,296,916號(Ouderkirk等人))。在一例示性實施例中，此直接熱連接可容許由LED產生之熱之一部分被導引遠離LED且以大體上正交於該基板之一主表面的一方向而導引至該基板中，藉此減少所產生之熱橫向擴展遠離該LED的總量。
導熱基板可包含導熱的任何適當材料或若干材料，舉例而言，銅、鎳、金、鋁、錫、鉛、銀、銦、鎵、氧化鋅、氧化鈹、氧化鋁、藍寶石、金剛石、氮化鋁、碳化矽、地幔岩、石墨、鎂、鎢、鉬、矽、聚合黏結劑、無機黏結劑、玻璃黏結劑，裝載有可導電或不可導電之導熱粒子的聚合物，或其等之組合。在一些實施例中，可將基板附接至另一材料或若干材料，舉例而言，超音波或可焊接地附接至鋁、銅、塗覆金屬的陶瓷或聚合物或導熱之經填充的聚合物。基板可為任何適當的尺寸及形狀。在一些實施例中，基板可為導電的。此一導電基板可包含任何適當的導電材料或若干材料，舉例而言，銅、鎳、金、鋁、錫、鉛、銀、銦、鎵及其組合。基板可提供若干目的之組合，包含(例如)產生至LED 12的一電連接、提供遠離LED 12的一導熱路徑、提供遠離LED 12的橫向熱擴展及/或提供至其他系統的電連接。
圖5及圖6分別係一種包含多個個別照明總成10之照明系 統100的一側視圖及一透視圖。照明系統100中可包含任何適當數量的LED 12及/或照明總成10。如圖5及圖6中所示，照明系統100包含多個冷卻鰭片30，該等冷卻鰭片30之至少一些包含一二相冷卻系統32且該等冷卻鰭片30之各者係定位為鄰近於LED 12。圖5及圖6亦繪示一外殼110，該外殼110容置一照明總成10的至少一部分，諸如(例如)LED 12、光學系統20及/或冷卻鰭片30。
鄰近鰭片30間之距離係根據習知對流理論而選擇，以最大化照明總成與周圍環境之間的熱傳遞。該等鰭片較佳係分開一足夠距離以允許足夠的空氣流過該等鰭片且移除熱。舉例而言，在一例示性實施例中，間距係在約1mm與約100mm之間。在一例示性實施例中，間距係約25mm。此間距促進有效的對流冷卻，該對流冷卻受益於氣流從冷卻鰭片30之底部至其頂部的完全流通。冷卻鰭片30較佳具有提供足夠冷卻的一面積及有利於對流氣流的一鰭片間距。
照明系統100亦包含多個中空楔，該等中空楔之各者導引由LED 12所發射之光且該等中空楔之各者係定位為鄰近於LED 12。鄰近光學系統20間之距離係根據習知對流理論而選擇，以最大化及/或最佳化照明總成與周圍環境之間的熱傳遞。該等光學系統較佳係分開一足夠距離以允許足夠的空氣流過該等鰭片且移除熱。此間距促進有效的冷卻，該冷卻受益於氣流從光學系統20之底部至冷卻鰭片30之頂部的完全流通。光學系統20較佳具有提供足夠冷卻的 一形狀及尺寸及有利於對流氣流的鰭片間距。
可將LED定位於冷卻鰭片30之底部或鄰近於該冷卻鰭片30的底部。圖7A係繪示附接至冷卻鰭片30之底部之多個LED 12的一示意圖。圖7A中LED 12係筆直向下指向。圖7B係繪示附接至冷卻鰭片30之側面之多個LED 12的一示意圖。
LED 12亦可為傾斜以指向提供一所期望光學分佈的一方向(例如，LED可為例如以平行於冷卻鰭片30或垂直於冷卻鰭片30的一方向傾斜)。鄰近於LED 12之光學系統20可為(例如)平行於或垂直於冷卻鰭片30。圖7C係繪示例示性傾斜LED 12及以楔一之形式定位為平行於冷卻鰭片30之一光學系統的一示意圖。圖10係繪示多個傾斜LED 12及定位為垂直於冷卻鰭片30的作為光學系統20之一中空楔的一示意圖。使用圖10之垂直楔組態的優點包含：可藉由容許單純基於或在很大程度上基於對流冷卻而非受限於光學器件來選擇冷卻鰭片間隔而最小化照明系統的總尺寸。另外，圖10中所示之傾斜二極體組態具有製造優點，因為在一個別模組上之所有LED 12係傾斜於相同的方向。熟悉此項技術者將明白，LED傾斜角之其他組合、光學元件之選擇及光學元件之定向係包含於本發明中且可有利於達成一所期望的光分佈。
在另一組態中，如圖8中所示意性繪示，多個冷卻鰭片30可為向後傾斜使得由LED 12發射之光被向外導引或向上導引。冷卻鰭片30係大體上在一直立位置中，使得各冷卻 鰭片30內之二相冷卻液體覆蓋LED 12附接位置，且使得對流冷卻將熱帶走遠離冷卻鰭片30的冷凝表面。此外，可將多個冷卻鰭片30或照明總成10組合為一堆疊系統，該堆疊系統可維持功能而同時增加光輸出。
圖9係一種包含定位於鄰近冷卻鰭片30之間之一或多個輻射板202之照明系統200的一透視示意圖。輻射板202輔助維持或增加輻射冷卻。因為未將輻射板202附接至一LED 12，故其等係比冷卻鰭片30更冷。因此，輻射板202能夠從附近冷卻鰭片30處吸收比該等輻射板202所發射之熱輻射更多的熱輻射。冷卻鰭片30與輻射板202間之間距係單獨由與冷卻鰭片相同的對流冷卻計算指定。但是，因為輻射板202不具有安裝於其等處的LED或光學系統，該等輻射板202可比冷卻鰭片更薄且更便宜。藉由增加照明系統的總對流表面積及輻射表面積，該等輻射板202可移除來自LED的額外熱。
圖11至圖14係本文所述類型之一照明系統的多種例示性實施例。圖11說明一照明系統，其具有設置為一圓形連續形態配置之一冷卻鰭片。圖12、13及14說明具有照明系統，該等照明系統具有設置為一圍繞中心點之徑向形態配置之冷卻鰭片。圖13及14之照明系統具有複數個冷卻鰭片及附加冷卻鰭片，該等冷卻鰭片分別具有一鄰近該中心點之第一端及一相對於該中心點之第二端，該等附加冷卻鰭片被設置於鄰近該等冷卻鰭片之二個之第二端。
本文所述照明總成及/或照明系統係可在各種裝置中使 用，包含(例如)路燈、一背光(例如，包含一陽光耦合背光)、一洗牆燈、一廣告牌燈、一停車坡道燈、一高棚燈、一停車場燈、一看板發光招牌(亦稱為一電子招牌)、靜態看板(例如，包含陽光耦合靜態看板)、照亮看板及其他照明應用。為圖解說明之目的，圖15係包含圖11之照明系統的一路燈。
圖16至圖17係包含本文所述類型之一照明系統之一高功率洗牆燈具的示意圖。如圖16中所示，一例示性洗牆燈具500包含一LED 502、一光學系統及一二相冷卻系統。在圖16及圖17中所示之實施例中，二相冷卻系統係光學系統的一部分。明確言之，LED 502係定位為鄰近於各包含如上所述之一二相冷卻系統的兩個鰭片504。各鰭片包含一外表面506及一光學活性表面508。鰭片504之光學活性表面508充當光學系統的至少一部分(熟悉此項技術者將明白在LED上除了光學活性表面508之外，該光學系統亦可包含例如透鏡、擴散器或反射器)。例如，光學活性表面508係可用(例如)ESR覆蓋以形成將光分佈成一所期望之分佈的一光導空腔。
洗牆燈具之例示性應用包含(例如)向上照明大型架構表面(例如，建築物外部)或其他表面(例如，廣告牌)。
圖18係描繪可將光注入至一實心或中空光導以在一背光(例如，在一LCD TV、在一招牌中或在一顯示器中)中使用之一照明總成的一示意圖。
以下實例描述本發明所述之照明總成及系統之多種實施 例的一些例示性構造。以下實例亦報告該等照明總成及系統的一些效能結果。
實例1
形成概示於圖4A及圖4B中之類型的一照明總成。該照明總成中之冷卻鰭片係鋁(6061鋁)且具有一中空矩形腔室(外部尺寸為250mm×150mm×7mm且壁厚為1mm)。該冷卻鰭片之外部噴塗有高發射率的超無光黑色塗料(RUST-OLEUM)以增強輻射熱傳遞。
將六個LED(Cree XREWHT-L1-000-00D01)藉由焊接而串聯成一直線地附接至一撓性電路(具有銅跡線的0.001"厚聚醯亞胺膜)。該六個LED之各者係用導熱環氧樹脂(3MTM導熱環氧樹脂黏著劑TC-2810)而熱附接且機械附接至銅跡線墊，且使用焊料而將其等電連接至該銅跡線墊。繼而沿7mm×250mm邊緣而用相同導熱環氧樹脂將該撓性電路附接至該冷卻鰭片。一LED驅動器(LEDDYNAMICs,3021-D-E-1000)經由附接至該撓性電路兩端的電線而供應電力給該照明總成。
光學系統係由封圍該六個LED之兩個鋁片(49.5mm×250mm×2mm)形成的一中空光導。該等鋁片係用3M公司所售之雙面膠帶400高黏性膠帶#415(Double Coated Tape 400 High Tack #415)而附接至冷卻鰭片。該中空光導具有底寬7mm、頂寬14mm及高38mm的一梯形橫截面。用經結構化用於空氣釋出之壓敏黏著劑而將高反射膜(3M公司所售之增強型鏡面反射片ESR)塗覆至該等鋁片的內表面。此建 立導引由該六個LED所發射之光的一中空光導腔室。
將約15cc之流體(3M公司所售之具有1.5gm/cc之一流體密度的3MTM NovecTM Engineered Fluid HFE-7100)添加至靠近該冷卻鰭片之頂部的一小孔。此流體體積係經選擇以完全覆蓋鄰近該六個LED之冷卻鰭片的底部(沸騰表面)。流體之此總量包含約50%之過餘量以容許脫氣程序期間的損耗。藉由以1 A之電流操作該等LED而將流體加熱至沸點(61℃)而使該流體脫氣。藉由使LED運行而加熱系統亦迫使空氣抽空冷卻鰭片的中空腔室。該小孔係用3M公司所售之鋁箔膠帶#425密封。當被密封且冷卻時，經部分填充之腔室係處於真空下。所得6.6cc之流體體積係使用該冷卻鰭片中之流體重量及流體密度而計算。
在4.5W與14W之間之一熱負荷範圍上靠近頂部及底部量測冷卻鰭片的表面溫度，其中「熱負荷」係定義為所施加之總電功率與光學功率輸出之間的差。頂部與底部間之溫差係在0.8℃至1.7℃之間變動。模型化2mm厚之一經類似定尺寸之實心鋁板上的溫差以供對照之用。結果係繪示於下文提供的表I中。
表I表明，實例1之照明總成的冷卻鰭片從頂部至底部具有比對照實心板低得多的一溫度範圍。
接著，藉由量測總光輸出除以輸入電功率而計算實例1之照明總成的效率。該照明總成被放置在一1m直徑積分球內以量測總光輸出而同時監測輸入電功率及LED溫度。量測系統係由連接至Optronic實驗室所售的一OL-IS-3900 1米積分球的一OL-770多通道分光輻射計(Optronic實驗室)組成。用Optronic實驗室所售之模型OL 245-TSF,S/N L-909且可追溯至NIST的總光譜通量及總光通量之一標準來校準該系統。針對350mA、700mA、900mA及1 A的操作電流收集數據。表II繪示各指定電流的LED功率(瓦特)、所量測之光輸出(TLF)(流明)、LED溫度(℃)及效率(流明/瓦特)。
表II表明各指定電流的高效率(流明/瓦特)。
實例2
由實例1所述類型之十個照明總成產生一照明系統。為驗證該照明系統中之各個別照明總成之效能係大體上類似於實例I中所述之單個照明總成的效能，量測各個別照明 總成的光輸出以及在三個不同電流位準下在脫氣之後留在該照明總成內之流體之總量，如表III中所示。
表III表明各個別照明總成之效能的一致性。表III亦表明，當與實例I中所述之照明總成比較時，所有十個個別照明總成係如所期望般執行。該等結果亦表明，在所有三個指定之LED電流位準下，對於6.5cc至13.4cc之一流體體積範圍，各照明總成之效能大體上係類似的。
製造一正方形框架結構以如下般固持該十個照明總成。加工鋁管區段且將其等焊接在一起成一u形，沿該u形之諸側的內邊緣具有狹槽以固持該十個照明總成。該u形係焊接至一290mm×65mm×6.4mm板，建立一封閉的矩形結構。將一61mm OD鋁管之75mm區段焊接至該板以在組裝時安裝燈具。將一裝飾塑膠飾物添加至該燈具之諸側以保護且引導自該十個照明總成之各者至接近安裝管的一配線 盒之電線。該十個照明總成係以32mm之一節距(中心對中心)而安裝於該框架結構中。
量測經組裝之照明系統以量化該系統的效率。該經組裝之單元係放置於連接至一分光輻射計OL-770多通道分光輻射計(Optronic實驗室)的一2m積分球OL-IS-7600 2米積分球(Optronic實驗室)中，且根據製造商建議而量測總光輸出。所得數據係繪示於表IV中。
類似於表II，表IV表明各指定電流下照明系統的高效率。自該照明系統之輻射熱傳遞受10個照明總成之平行板組態限制。鄰近照明總成間之間距係大於供最佳自然對流之最小距離，因為光學器件係大於冷卻鰭片厚度。
實例3
將輻射板(噴塗有超無光黑色塗料(RUST-OLEUM)之237mm×170mm×3mm鋁)放置於實例2之照明系統的鄰近照明總成之間。該等輻射板係經定位以避免大幅減少各照明總成的對流熱傳遞。此等輻射板之目的係吸收來自該等照明總成的輻射熱且經由自然對流而將熱傳送至周圍。該等輻射板係比冷卻鰭片高約25.4mm，此理論上應增加該照明 系統的輻射熱傳遞。冷卻鰭片上之塗料在理論上應增加冷卻鰭片表面的發射率。
藉由對經組裝之照明系統進行熱實驗而量測該等輻射板之效應。該實驗係在I=0.5 A之一LED驅動電流下執行。一旦達到穩定的狀態溫度，則移除該等輻射板且監測該系統直至到達穩定狀態。使用熱電耦來監測照明總成1、3及9的溫度。該等熱電耦係附接至該等照明總成之各者上之一LED的基板。表V中繪示具有及不具有輻射板之三個照明總成之一穩定狀態下的溫度。
表V表明具有輻射板下觀察到較低操作溫度且證實使用輻射板的優點。
本申請案之照明系統及總成的優點包含(例如)低維修率、具能量效率、低壽命成本，超過競爭照明系統之高達20%的改良效率、產生相同亮度所需之LED減少至多50%、動態控制調光及改良的光顏色。
已討論本發明之說明性實施例且已在本發明之範圍內參考可行變動。對於熟悉此項技術者而言在不脫離本發明之範圍下本發明中之此等及其他變動及修改將變得顯而易見，且應瞭解本發明不受限於本文所提出的說明性實施 例。相應地，本發明係僅由下文所提供的申請專利範圍限制。
1‧‧‧照明系統
2‧‧‧發光二極體、LED
3‧‧‧基板
4‧‧‧實心鰭片
5‧‧‧照明系統
6‧‧‧熱導管
7‧‧‧照明系統
10‧‧‧照明總成
12‧‧‧發光二極體、LED
14‧‧‧(發光二極體)發射(之)光
20‧‧‧光學系統
22‧‧‧楔
24‧‧‧(楔之反射)內表面
26‧‧‧(楔之)外表面
30‧‧‧冷卻鰭片
32‧‧‧二相冷卻系統
33‧‧‧液體
34‧‧‧沸騰表面
35‧‧‧蒸氣
36‧‧‧(冷卻鰭片之側)壁
38‧‧‧冷卻鰭片之內表面、內冷凝表面
40‧‧‧冷卻鰭片之外表面、外對流冷卻表面
100‧‧‧照明系統
110‧‧‧外殼
200‧‧‧照明系統
202‧‧‧輻射板
500‧‧‧洗牆燈具
502‧‧‧發光二極體、LED
504‧‧‧鰭片
506‧‧‧(鰭片之)外表面
508‧‧‧(鰭片之)光學活性表面
圖1中示意性繪示減少一照明系統中之總熱的一先前技術嘗試；圖2中示意性繪示減少一照明系統中之總熱的另一先前技術嘗試；圖3中示意性繪示減少一照明系統中之總熱的另一先前技術嘗試；圖4A及圖4B係包含一發光LED之一照明總成的橫截面示意圖；圖5係包含多個個別照明總成之一照明系統的一側視圖；圖6係包含多個個別照明總成之一照明系統的一透視圖；圖7A係繪示附接至一冷卻鰭片之底部之多個LED的一示意圖；圖7B係繪示附接至一冷卻鰭片之側面之多個LED的一示意圖；圖7C係繪示多個傾斜LED及以一楔之形式定位為平行於一冷卻鰭片之一光學系統的一示意圖；圖8係經傾斜使得由LED發射之光被導引成一所期望型樣之多個冷卻鰭片30的一示意圖；圖9係包含定位於鄰近冷卻鰭片之間之一或多個輻射板之一照明系統的一透視示意圖；圖10係繪示多個傾斜LED 12及定位為垂直於冷卻鰭片30 的作為光學系統20之一中空楔的一示意圖；圖11至圖14係本文所述類型之一照明系統的多種實施例；圖15係包含圖11之照明系統的一路燈；圖16及圖17係包含本文所述類型之一照明系統之一洗牆燈具的示意圖；及圖18係描繪可將光注入至一實心或中空光導以在一背光中使用之一照明總成的一示意圖。
10‧‧‧照明總成
12‧‧‧發光二極體、LED
20‧‧‧光學系統
30‧‧‧冷卻鰭片
32‧‧‧二相冷卻系統
100‧‧‧照明系統
110‧‧‧外殼

Claims (22)

  1. 一種照明總成，其包括：發射光之至少一發光二極體；導引由該至少一發光二極體所發射之光之一光學系統，該光學系統係定位為鄰近於該至少一發光二極體；及包含一二相冷卻系統之一冷卻鰭片，該冷卻鰭片係定位為鄰近於該至少一發光二極體使得該二相冷卻系統移除來自該至少一發光二極體的熱，其中該冷卻鰭片係由一中空材料所構成，且該二相冷卻系統被包含於該冷卻鰭片之該中空材料之內。
  2. 如請求項1之照明總成，其中該總成係用作一路燈、一背光、一洗牆燈、一廣告牌燈、一停車坡道燈、一高棚燈、一停車場燈、一看板發光招牌、一電子招牌、靜態看板及照亮看板之至少一者。
  3. 如請求項1之照明總成，其中該光學系統包含一實心或中空楔。
  4. 如請求項3之照明總成，其中該楔為平行於該冷卻鰭片或垂直於該冷卻鰭片之一者。
  5. 如請求項3之照明總成，其中該楔包含為平坦、彎曲或波紋狀之至少一者的側表面。
  6. 如請求項1之照明總成，其中該光學系統包含一透鏡、一擴散器、一偏光器、一隔板、一濾光器、一光束分束器、一亮度增強膜或一反射器之至少一者。
  7. 如請求項1之照明總成，其中該至少一發光二極體係傾 斜的。
  8. 如請求項1之照明總成，其中該冷卻鰭片之一部分係傾斜的。
  9. 如請求項1之照明總成，其中該冷卻鰭片具有一可變容積或固定容積之一者。
  10. 如請求項1之照明總成，其中該冷卻鰭片係平坦、圓筒形或圓錐形之一者。
  11. 如請求項1之照明總成，其中該至少一發光二極體係附接至該光學系統之一側表面或該冷卻鰭片的一側表面之一者。
  12. 如請求項1之照明總成，其中該至少一發光二極體係附接至一基板，該基板具有鄰近於該冷卻鰭片的一第一主表面及鄰近該光學系統的一第二主表面。
  13. 如請求項1之照明總成，其中該二相冷卻系統及該光學系統係一單個裝置的一部分。
  14. 一種照明系統，其包括：如請求項1之多個照明總成。
  15. 一種照明總成，其包括：發射光的多個發光二極體；導引由該等發光二極體所發射之光之一光學系統，該光學系統係定位為鄰近於該等發光二極體；及各包含一二相冷卻系統之多個冷卻鰭片，該多個冷卻鰭片係定位為鄰近於該等發光二極體使得該等冷卻鰭片內之該等二相冷卻系統移除來自該等發光二極體的熱， 其中各該冷卻鰭片係由一中空材料所構成，且該二相冷卻系統被包含於各該冷卻鰭片之該中空材料之內。
  16. 如請求項15之照明總成，其中各冷卻鰭片係與一鄰近冷卻鰭片相隔約1mm與約100mm之間之間距。
  17. 如請求項16之照明總成，其進一步包含定位於鄰近冷卻鰭片之間的一輻射板。
  18. 如請求項17之照明總成，其中該輻射板係平行於該等冷卻鰭片。
  19. 一種照明系統，其包括：發射光的多個發光二極體；導引由該等發光二極體所發射之光之一光學系統，該光學系統係定位為鄰近於該等發光二極體；多個冷卻鰭片，其包含各別為實心之一第一組冷卻鰭片，且包含各別為中空之一第二組冷卻鰭片；一位於該第二組冷卻鰭片之至少一個之該中空材料之內之二相冷卻系統；及一包含多個冷卻鰭片之外殼，其中該外殼在該等冷卻鰭片之間，沿著各冷卻鰭片之至少一對流冷卻表面之一全長，提供間隔。
  20. 一種照明總成，其包括：至少一發射光的發光二極體；導引由該至少一發光二極體所發射之光之一光學系統，該光學系統係定位為鄰近於該至少一發光二極體；及包含一二相冷卻系統之一冷卻鰭片，該冷卻系統係定 位為鄰近於該至少一發光二極體使得該二相冷卻系統移除來自該至少一發光二極體的熱，其中該冷卻鰭片以一圓形連續形態配置，其中該冷卻鰭片係由一中空材料所構成，且該二相冷卻系統被包含於該冷卻鰭片之該中空材料之內。
  21. 一種照明總成，其包括：至少一發射光的發光二極體；導引由該至少一發光二極體所發射之光之一光學系統，該光學系統係定位為鄰近於該至少一發光二極體；及包含一二相冷卻系統之多個冷卻鰭片，該冷卻系統係定位為鄰近於該至少一發光二極體使得該二相冷卻系統移除來自該至少一發光二極體的熱，其中該等冷卻鰭片以一圍繞中心點之徑向形態配置，其中各該冷卻鰭片係由一中空材料所構成，且該二相冷卻系統被包含於各該冷卻鰭片之該中空材料之內。
  22. 如請求項21之照明總成，其中該多個冷卻鰭片之每一個具有一鄰近該中心點之第一端及一相對於該中心點之第二端，且該總成更包含至少一附加冷卻鰭片，該附加冷卻鰭片被配置於鄰近該多個冷卻鰭片之二個之該等第二端。
TW099112570A 2009-04-22 2010-04-21 照明總成及系統 TWI529341B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17165509P 2009-04-22 2009-04-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201100713A TW201100713A (en) 2011-01-01
TWI529341B true TWI529341B (zh) 2016-04-11

Family

ID=42991960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099112570A TWI529341B (zh) 2009-04-22 2010-04-21 照明總成及系統

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8192048B2 (zh)
EP (1) EP2422131A4 (zh)
JP (2) JP2012524977A (zh)
KR (1) KR101709362B1 (zh)
CN (1) CN102449390A (zh)
BR (1) BRPI1007598A2 (zh)
TW (1) TWI529341B (zh)
WO (1) WO2010123688A2 (zh)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120075859A1 (en) * 2010-08-03 2012-03-29 AlterLume Thermally managed, high output light-emitting-diode assembly for illumination with ease of retrofitting
DE102011076425A1 (de) * 2011-05-25 2012-11-29 Osram Ag Halbleiter-Leuchtvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung
US8514569B2 (en) * 2011-05-30 2013-08-20 Litemax Electronics Inc. LED backlit sign
US8388196B2 (en) * 2011-06-15 2013-03-05 Chin-Wen Wang Heat dissipator and LED illuminator having heat dissipator
FR2980628B1 (fr) * 2011-09-22 2014-07-25 Schneider Electric Ind Sas Melange d'hydrofluoroolefine et de fluorocetone pour l'utilisation comme milieu d'isolation et/ou d'extinction d'arc et appareil electrique moyenne tension a isolation gazeuse le comprenant
US8896010B2 (en) 2012-01-24 2014-11-25 Cooledge Lighting Inc. Wafer-level flip chip device packages and related methods
WO2013112435A1 (en) 2012-01-24 2013-08-01 Cooledge Lighting Inc. Light - emitting devices having discrete phosphor chips and fabrication methods
US8907362B2 (en) 2012-01-24 2014-12-09 Cooledge Lighting Inc. Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
CN103458648A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 欧司朗股份有限公司 散热装置和包括该散热装置的电子装置和照明装置
CN103574384A (zh) * 2012-07-19 2014-02-12 苏州曼斯雷德光电有限公司 Led匝道灯
US8870410B2 (en) 2012-07-30 2014-10-28 Ultravision Holdings, Llc Optical panel for LED light source
US9062873B2 (en) 2012-07-30 2015-06-23 Ultravision Technologies, Llc Structure for protecting LED light source from moisture
US8974077B2 (en) 2012-07-30 2015-03-10 Ultravision Technologies, Llc Heat sink for LED light source
FR2998032B1 (fr) * 2012-11-09 2018-08-31 Novea Energies Lanterne
TWI469107B (zh) * 2012-12-11 2015-01-11 Sun Asia Entpr Co Ltd Hollow billboard structure
CN103196051B (zh) * 2013-03-15 2014-11-26 于德海 一种高效散热的led模组与led显示屏
US9897267B2 (en) * 2013-03-15 2018-02-20 Cree, Inc. Light emitter components, systems, and related methods
CN103471001A (zh) * 2013-08-19 2013-12-25 江苏西凯华程光电科技有限公司 一种广告灯箱用led灯条
US9343443B2 (en) 2014-02-05 2016-05-17 Cooledge Lighting, Inc. Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
GB2524093B (en) 2014-03-14 2016-11-16 Dyson Technology Ltd Light fixture
US9535470B2 (en) 2014-07-02 2017-01-03 Asia Vital Components Co., Ltd. Electronic substrate with heat dissipation structure
CN105526554A (zh) * 2016-01-06 2016-04-27 苏州立杰机电有限公司 Led装饰灯和照明方法
USD822890S1 (en) 2016-09-07 2018-07-10 Felxtronics Ap, Llc Lighting apparatus
US10775030B2 (en) 2017-05-05 2020-09-15 Flex Ltd. Light fixture device including rotatable light modules
USD832494S1 (en) 2017-08-09 2018-10-30 Flex Ltd. Lighting module heatsink
USD877964S1 (en) 2017-08-09 2020-03-10 Flex Ltd. Lighting module
USD833061S1 (en) 2017-08-09 2018-11-06 Flex Ltd. Lighting module locking endcap
USD872319S1 (en) 2017-08-09 2020-01-07 Flex Ltd. Lighting module LED light board
USD846793S1 (en) 2017-08-09 2019-04-23 Flex Ltd. Lighting module locking mechanism
USD862777S1 (en) 2017-08-09 2019-10-08 Flex Ltd. Lighting module wide distribution lens
USD832495S1 (en) 2017-08-18 2018-10-30 Flex Ltd. Lighting module locking mechanism
USD862778S1 (en) 2017-08-22 2019-10-08 Flex Ltd Lighting module lens
USD888323S1 (en) 2017-09-07 2020-06-23 Flex Ltd Lighting module wire guard
KR102601407B1 (ko) * 2023-07-21 2023-11-13 (주)삼백테크놀로지 상변화물질이 포함된 엘이디 조명모듈

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03211864A (ja) * 1990-01-17 1991-09-17 Fujitsu Ltd 電子機器の機能素子の放熱装置
TW383508B (en) 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
US6007225A (en) * 1997-10-16 1999-12-28 Advanced Optical Technologies, L.L.C. Directed lighting system utilizing a conical light deflector
US6490160B2 (en) * 1999-07-15 2002-12-03 Incep Technologies, Inc. Vapor chamber with integrated pin array
US6452217B1 (en) 2000-06-30 2002-09-17 General Electric Company High power LED lamp structure using phase change cooling enhancements for LED lighting products
US7027304B2 (en) * 2001-02-15 2006-04-11 Integral Technologies, Inc. Low cost thermal management device or heat sink manufactured from conductive loaded resin-based materials
US20020118511A1 (en) * 2001-02-28 2002-08-29 Dujari Prateek J. Heat dissipation device
US6578986B2 (en) * 2001-06-29 2003-06-17 Permlight Products, Inc. Modular mounting arrangement and method for light emitting diodes
US7048412B2 (en) * 2002-06-10 2006-05-23 Lumileds Lighting U.S., Llc Axial LED source
US6974229B2 (en) 2003-05-21 2005-12-13 Lumileds Lighting U.S., Llc Devices for creating brightness profiles
JP2005005483A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Citizen Electronics Co Ltd 高輝度発光素子
USD564691S1 (en) 2003-10-20 2008-03-18 Lightcom Energy Technologies Outdoor luminaire
CN100356555C (zh) * 2004-03-29 2007-12-19 台达电子工业股份有限公司 散热器
US7095110B2 (en) * 2004-05-21 2006-08-22 Gelcore, Llc Light emitting diode apparatuses with heat pipes for thermal management
CN100594327C (zh) * 2004-06-15 2010-03-17 汉高公司 大功率led电-光学器件组件
US7878232B2 (en) * 2004-07-09 2011-02-01 GE Lighting Solutions, LLC Light emitting chip apparatuses with a thermally superconducting heat transfer medium for thermal management
US7719015B2 (en) 2004-12-09 2010-05-18 3M Innovative Properties Company Type II broadband or polychromatic LED's
US7745814B2 (en) 2004-12-09 2010-06-29 3M Innovative Properties Company Polychromatic LED's and related semiconductor devices
US7402831B2 (en) 2004-12-09 2008-07-22 3M Innovative Properties Company Adapting short-wavelength LED's for polychromatic, broadband, or “white” emission
US7296916B2 (en) 2004-12-21 2007-11-20 3M Innovative Properties Company Illumination assembly and method of making same
US7285802B2 (en) 2004-12-21 2007-10-23 3M Innovative Properties Company Illumination assembly and method of making same
US7806577B2 (en) 2005-09-28 2010-10-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. High brightness light emitting diode device
US7300187B2 (en) 2005-10-24 2007-11-27 L&C Lighting Technology Corp. LED device with an active heat-dissipation device
EP1946030A1 (en) 2005-11-09 2008-07-23 TIR Technology LP Passive thermal management system
KR101303370B1 (ko) * 2005-12-14 2013-09-03 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 조명 장치 및 그 제조 방법
JP2007198714A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Furukawa Electric Co Ltd:The ヒートパイプの製造方法、前記製造方法により製造されたヒートパイプ、前記ヒートパイプが用いられた放熱器
US7710045B2 (en) 2006-03-17 2010-05-04 3M Innovative Properties Company Illumination assembly with enhanced thermal conductivity
US7369410B2 (en) * 2006-05-03 2008-05-06 International Business Machines Corporation Apparatuses for dissipating heat from semiconductor devices
KR100818745B1 (ko) * 2006-08-21 2008-04-02 주식회사 도시환경이엔지 냉각장치를 가진 발광다이오드 모듈
US7686469B2 (en) * 2006-09-30 2010-03-30 Ruud Lighting, Inc. LED lighting fixture
US7784972B2 (en) 2006-12-22 2010-08-31 Nuventix, Inc. Thermal management system for LED array
CN200994225Y (zh) 2006-12-29 2007-12-19 帛汉股份有限公司 电路基板结构
CN101232794B (zh) * 2007-01-24 2011-11-30 富准精密工业(深圳)有限公司 均热板及散热装置
JP2008267754A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Showa Denko Kk ヒートパイプ式放熱装置
JP2009010064A (ja) 2007-06-27 2009-01-15 Shinkawa Ltd 半導体装置及びワイヤボンディング方法
JP4862795B2 (ja) * 2007-09-27 2012-01-25 豊田合成株式会社 光源装置
US7654686B2 (en) * 2007-11-15 2010-02-02 Osram Sylvania Inc. Luminaire having an aperature light path
USD595645S1 (en) 2008-01-25 2009-07-07 Beghelli, S.p.A. Photovoltaic panel
US7637637B2 (en) 2008-04-16 2009-12-29 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Outdoor LED lamp assembly
USD609837S1 (en) 2008-04-21 2010-02-09 Foxconn Technology Co., Ltd. LED lamp
USD584223S1 (en) 2008-05-01 2009-01-06 Charles William Cooper Mobile solar array
CN201221751Y (zh) 2008-06-24 2009-04-15 杨洪武 被动散热器及路灯散热装置
US8188595B2 (en) 2008-08-13 2012-05-29 Progressive Cooling Solutions, Inc. Two-phase cooling for light-emitting devices
USD631004S1 (en) 2008-09-04 2011-01-18 Skyline Solar, Inc. Dual trough concentrating solar photovoltaic module
US8827498B2 (en) * 2008-09-30 2014-09-09 Osram Sylvania Inc. LED light source having glass heat pipe with fiberglass wick
USD622432S1 (en) 2009-08-18 2010-08-24 Foxsemicon Integrated Technology, Inc. Street lamp
USD621986S1 (en) 2009-08-18 2010-08-17 Foxsemicon Integrated Technology, Inc. Street lamp
USD621987S1 (en) 2009-10-26 2010-08-17 Foxsemicon Integrated Technology, Inc. Illuminating apparatus
USD622886S1 (en) 2009-12-31 2010-08-31 Foxconn Technology Co., Ltd. LED lamp

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012524977A (ja) 2012-10-18
CN102449390A (zh) 2012-05-09
KR101709362B1 (ko) 2017-02-22
EP2422131A2 (en) 2012-02-29
BRPI1007598A2 (pt) 2020-08-18
EP2422131A4 (en) 2016-09-07
WO2010123688A3 (en) 2011-01-13
JP2015133323A (ja) 2015-07-23
WO2010123688A2 (en) 2010-10-28
JP6001705B2 (ja) 2016-10-05
KR20120006548A (ko) 2012-01-18
TW201100713A (en) 2011-01-01
US20100271819A1 (en) 2010-10-28
US8192048B2 (en) 2012-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI529341B (zh) 照明總成及系統
RU2468289C2 (ru) Осветительный модуль со сходными направлениями распространения тепла и света
US20090040760A1 (en) Illumination device having unidirectional heat-dissipating route
US8506135B1 (en) LED light engine apparatus for luminaire retrofit
US9459000B2 (en) Thermal conductivity and phase transition heat transfer mechanism including optical element to be cooled by heat transfer of the mechanism
US7604380B2 (en) Apparatus for using heat pipes in controlling temperature of an LED light unit
US8047686B2 (en) Multiple light-emitting element heat pipe assembly
US10295167B2 (en) Cooling mechanism for LED light using 3-D phase change heat transfer
EP1647766B1 (en) Light emitting device package and back light unit for liquid crystal display using the same
US9068701B2 (en) Lamp structure with remote LED light source
RU2578198C2 (ru) Электрическая лампа, имеющая рефлектор для переноса тепла от источника света
CN102782404A (zh) 具有散热件的照明设备
US20140265810A1 (en) Solid-state light source using passive phase change cooling
TWI525288B (zh) Lighting device
EP3931487B1 (en) Led lighting device
KR20150111754A (ko) 발광다이오드 조명장치
JP2011086615A (ja) 照明装置
KR20160145338A (ko) Led tv 냉각장치
KR20150111753A (ko) 발광다이오드 조명장치
TW200946858A (en) Heat dissipation device having a heat-conductive spreader
KR20130005963A (ko) 조명 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees