專(zhuān)利名稱(chēng)：具有強(qiáng)化散熱的高功率發(fā)光二極管電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電燈，尤其涉及一種照明用途的高功率LED電燈。
背景技術(shù)：
LED因?yàn)閴勖L(zhǎng)、省電及無(wú)廢棄物造成環(huán)境污染等環(huán)保優(yōu)點(diǎn)，已 廣泛用于裝飾燈(例如水底燈)及指示燈(例如交通號(hào)志燈)，但由于單 位輸出功率產(chǎn)生的發(fā)光亮度不足、散熱效率不佳及照明角度不足等問(wèn) 題，使其不適于照明用途。隨著白光LED的改良，單位輸出功率產(chǎn)生 的發(fā)光亮度漸提升，解決了亮度不足的問(wèn)題，現(xiàn)在具有發(fā)光亮度超越 傳統(tǒng)白熾熱燈泡發(fā)光亮度(301m/W)的白光LED已商品化，要產(chǎn)生超越 曰光燈發(fā)光亮度(1001m/W)的商品化白光LED也指日可待，因此散熱效 率不佳及照明角度不足是目前LED用于照明的主要問(wèn)題。圖1是典型的低功率LED 100，包括環(huán)氧樹(shù)脂透光鏡片110覆蓋半 導(dǎo)體晶粒102，正極腳106與負(fù)極腳108經(jīng)金線(xiàn)104連接半導(dǎo)體晶粒102。 由于低功率LED IOO在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量少，經(jīng)正極腳106與負(fù)極腳 108將熱傳導(dǎo)至PCB(圖中未示出)上的銅箔達(dá)到的熱傳導(dǎo)擴(kuò)散已足夠 幫助LED IOO散熱，因此不需考慮散熱的問(wèn)題。低功率LED IOO主要用 于裝飾燈及指示燈，消耗功率小于0.3至0.4W。圖2是現(xiàn)有的低功率LED 電燈112，包括燈泡標(biāo)準(zhǔn)接頭120與外殼122接合，PCB 116在外殼122 中，數(shù)個(gè)低功率LED IOO固定在PCB 116上，灌膠層114填充在外殼122 中以保護(hù)PCB 116及低功率LED IOO的接腳，電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊118連 接在PCB 116與燈泡標(biāo)準(zhǔn)接頭120之間以驅(qū)動(dòng)低功率LED 100。每一低 功率LED IOO產(chǎn)生的熱經(jīng)PCB 116的銅箔傳導(dǎo)擴(kuò)散，不需額外的散熱 器。外殼122為金屬或塑料，當(dāng)外殼122為金屬時(shí)，大多因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度
需求，而非導(dǎo)熱或散熱需求。圖3是已知的高功率LED 124，正極腳138與負(fù)極腳140經(jīng)金線(xiàn)132 與133連接半導(dǎo)體晶粒130，借封裝樹(shù)脂128固定在散熱墊片136上，此 結(jié)構(gòu)容置于塑料外殼134中，光學(xué)鏡片126覆蓋在封裝樹(shù)脂128上與塑 料外殼134嵌合。高功率LED 124的消耗功率大于0.3W，由于在工作時(shí) 產(chǎn)生的熱量高，因此使用上需考慮散熱以避免過(guò)熱損壞。圖4是一種 幫助高功率LED 124散熱的結(jié)構(gòu)142，包括散熱墊片136與散熱鰭片146 貼合金屬心塑料電路板(MCPCB)144。高功率LED 124工作時(shí)產(chǎn)生的熱 經(jīng)散熱墊片136傳導(dǎo)至MCPCB 144，再傳導(dǎo)至散熱鰭片146，借空氣的 自然對(duì)流將熱散逸至空氣中。散熱墊片136具良導(dǎo)熱性，材料有金屬、 石墨、碳素纖維、陶瓷或復(fù)合材料。圖5是現(xiàn)有的前散熱式高功率LED 電燈148，包括高導(dǎo)熱金屬制的反射杯150，外部具環(huán)狀的散熱鰭片 158，玻璃或塑料制的光學(xué)鏡片152固定在反射杯150的杯口，高功率 LED 124在反射杯150底部，電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊154連接在高功率LED 124與燈泡標(biāo)準(zhǔn)接頭156之間。高功率LED 124產(chǎn)生的光被反射杯150 反射穿過(guò)光學(xué)鏡片152，其產(chǎn)生的熱經(jīng)反射杯150傳導(dǎo)至散熱鰭片158 借空氣的自然對(duì)流散逸。雖然散熱鰭片158增加對(duì)流散熱的面積，但 是熱傳導(dǎo)路徑長(zhǎng)，高功率LED 124產(chǎn)生的熱無(wú)法迅速傳導(dǎo)至散熱鰭片 158，易導(dǎo)致高功率LED 124過(guò)熱。為解決過(guò)熱問(wèn)題，發(fā)展出背散熱式 燈體結(jié)構(gòu)如圖6所示，背散熱式高功率LED電燈160包括光學(xué)鏡片162 覆蓋在高功率LED 124上，熱導(dǎo)管164連接在高功率LED 124與電源轉(zhuǎn) 換驅(qū)動(dòng)模塊168之間，熱導(dǎo)管164有許多散熱鰭片166，電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng) 模塊168有一對(duì)電源輸入端170。高功率LED 124工作時(shí)產(chǎn)生的熱直接 進(jìn)入熱導(dǎo)管164，再由散熱鰭片166借空氣的自然對(duì)流散熱。由于熱傳 導(dǎo)路徑短，熱導(dǎo)管164能迅速將高功率LED 124產(chǎn)生的熱經(jīng)散熱鰭片 166發(fā)散出去，不過(guò)此背散熱式電燈160須在良好空氣流通的環(huán)境才能 使散熱鰭片166達(dá)到較佳的自然對(duì)流散熱效果。當(dāng)背散熱式高功率 LED電燈160用于照明時(shí)，例如嵌入式或是頂式燈具，裝設(shè)的環(huán)境不 具有良好空氣流通，因而導(dǎo)致散熱效果大幅下降。圖7是背散熱式高 功率LED電燈160用于嵌入式燈具的示意圖，高功率LED電燈160位于 燈罩172中，燈罩172介于樓板174與天花板176之間。由于高功率LED 電燈160包覆在燈罩172中，因此空氣對(duì)流受限于燈罩172，散熱效果 有限。圖8是背散熱式高功率LED電燈160用于是頂式燈具的示意圖， 高功率LED電燈160固定在樓板174與天花板176之間，因此自然對(duì)流 的散熱效果受限于樓板174與天花板176之間的狹小空間。當(dāng)頂式燈具 的燈盞數(shù)增加，累積的溫升造成散熱效果下降。此外，在熱帶或亞熱 帶地區(qū)，天花板176與樓板174之間的空氣溫度常超過(guò)4(TC，亦限制高 功率LED電燈160的散熱效果。
熱傳遞可以借助傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射等方式進(jìn)行，但前述的高功率 LED電燈148及160僅利用高導(dǎo)熱材料傳導(dǎo)熱量，及增加發(fā)熱體與空氣 接觸的面積提高室溫下的自然對(duì)流散熱。以相同的散熱面積而言，自 然對(duì)流的散熱量是強(qiáng)制對(duì)流(例如風(fēng)扇)的1/4至1/10，且為達(dá)到理想的 散熱效能，自然對(duì)流的散熱鰭片間隔通常較大，造成自然對(duì)流散熱器 的體積相對(duì)于強(qiáng)制對(duì)流散熱器龐大許多。考慮風(fēng)扇的壽命及可靠度， 強(qiáng)制對(duì)流散熱相對(duì)于高功率LED的長(zhǎng)效可靠度而言也不可行，因此隨 著LED功率提高以應(yīng)對(duì)照明需求，散熱問(wèn)題變得更加棘手難解。由于高功率LED的接面工作溫度需低于120"C ，以避免高功率LED 過(guò)熱損壞，且高功率LED的發(fā)光亮度(流明值)及使用壽命皆與接面工 作溫度成反比，因此提升高功率LED的散熱效率以降低接面工作溫度 成為高功率LED用于照明的基礎(chǔ)。圖9是高功率LED的發(fā)光亮度比率與 接面工作溫度的關(guān)是圖，顯示在理想狀態(tài)下，高功率LED的接面工作 溫度須低于95i:，以保持發(fā)光亮度比率至少80%。圖10是高功率LED 的使用壽命與接面工作溫度的關(guān)是圖，顯示在理想狀態(tài)下，高功率 LED的接面工作溫度須低于95'C，以保持使用壽命至少50 khr。高功率LED電燈148的另一缺點(diǎn)是光損失高，這是因?yàn)楦吖β蔐ED 124發(fā)出的光在反射杯150內(nèi)多次反射后有一部份無(wú)法成為投射光，光 穿透鏡片152時(shí)又有一部份反射回到反射杯150，因而造成有效光利用 率降低。
美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)第20040004435提出一種LED封裝包括蓋子覆蓋 凹槽，凹槽填滿(mǎn)冷卻液體包裹LED芯片，冷卻液體直接接觸LED芯片 提供散熱，理論上這似乎可提高散熱效率；然而，此結(jié)構(gòu)中冷卻液體 僅當(dāng)作熱的傳導(dǎo)體，因此實(shí)際上無(wú)法有效提高散熱效率，因?yàn)榕c固體 相比，液體的熱傳導(dǎo)較差，故冷卻液體取代傳統(tǒng)樹(shù)脂直接接觸LED芯 片會(huì)降低散熱效率。進(jìn)一步言，在高功率應(yīng)用中，LED芯片的主動(dòng)接 面約工作在11(TC ，將主動(dòng)接面周?chē)睦鋮s液體加熱至非常高的溫度， 因而在冷卻液體至蓋子之間產(chǎn)生溫度梯度，又該冷卻液體非熱良導(dǎo) 體，因此無(wú)法快速將熱從LED芯片傳送到周遭的空氣中，故在主動(dòng)接 面附近的冷卻液體將變得非常熱，而且熱會(huì)維持在主動(dòng)接面附近的冷 卻液體中。另一缺點(diǎn)為封裝太小僅容納很少的冷卻液體，不能進(jìn)行液 體對(duì)流散熱，因此在散熱方面幾乎沒(méi)有多大幫助，再者，由于LED芯 片主動(dòng)接面的工作溫度約為11(TC ，故在主動(dòng)接面周?chē)睦鋮s液體可 能變?yōu)闅馀莓a(chǎn)生進(jìn)而降低散熱效率。既然熱無(wú)法有效從冷卻液體這路 徑離開(kāi)，因此LED芯片產(chǎn)生的熱大部分仍是跟傳統(tǒng)LED—樣由電極及 金屬線(xiàn)傳送至接腳。此外，該封裝也可能成為另一缺點(diǎn)，因?yàn)槔鋮s液 體接觸裸晶可能侵蝕LED芯片導(dǎo)致?lián)p毀。圖ll是傳統(tǒng)白熾熱燈泡的配光曲線(xiàn)圖，顯示發(fā)光亮度比率在60% 以上的照明角度為280。，圖12是典型的高功率LED的配光曲線(xiàn)圖，顯 示發(fā)光亮度比率在60%以上的照明角度為IIO。，因此高功率LED用于 照明的另一問(wèn)題為照明角度不足，無(wú)法達(dá)到環(huán)境照明要求光線(xiàn)廣泛而 均勻的條件，需在光學(xué)設(shè)計(jì)上解決照明角度不足的問(wèn)題才能開(kāi)創(chuàng)高功 率LED用于照明的新契機(jī)。因此， 一種改善散熱、增加照明角度及提高照明亮度的高功率 LED電燈，乃為所冀。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一，在于提出一種用于照明的高功率LED電燈。 本發(fā)明的目的之一，在于提出一種低成本的高功率LED電燈。
本發(fā)明的目的之一，在于提出一種改善散熱的高功率LED電燈。 本發(fā)明的目的之一，在于提出一種增加照明角度的高功率LED電燈。
本發(fā)明的目的之一，在于提出一種提高照明亮度的高功率LED電燈。
根據(jù)本發(fā)明， 一種高功率LED電燈包括具有裝填液體的腔室的容 器，提供高功率LED源光穿透該液體的光源模塊，軸向?qū)崞骶哂械?一部份鄰近該光源模塊與第二部份在該液體中沿著該腔室的軸向延 伸至遠(yuǎn)離該光源模塊。在該光源模塊的溫度升高時(shí)，該軸向?qū)崞鲗?熱從該光源模塊透過(guò)該液體傳遞到該容器，因此該光源模塊獲得快速 且良好的液體對(duì)流散熱。該液體有助于熱發(fā)散、擴(kuò)展照明角度且提高亮度，較佳者，在該 液體中安排加速熱對(duì)流裝置以進(jìn)一步提高散熱，其成本僅己知金屬散 熱鰭片的1/5至1/10;光線(xiàn)進(jìn)入該液體后的光擴(kuò)散可擴(kuò)增照明角度，光 線(xiàn)在該液體與容器之間的全反射可達(dá)到良好的聚光效果及增加照明 亮度。


圖1是現(xiàn)有的低功率LED;
圖2是現(xiàn)有的低功率LED電燈；
圖3是現(xiàn)有的高功率LED;
圖4是現(xiàn)有的高功率LED的輔助散熱結(jié)構(gòu)；
圖5是現(xiàn)有的前散熱式高功率LED電燈；
圖6是現(xiàn)有的背散熱式高功率LED電燈；
圖7是現(xiàn)有的背散熱式高功率L E D電燈用于嵌入式燈具的示意圖8是現(xiàn)有的背散熱式高功率LED電燈用于是頂式燈具的示意圖9是高功率LED發(fā)光亮度比率與接面工作溫度的關(guān)是圖10是高功率LED使用壽命與接面工作溫度的關(guān)是圖；圖ll是傳統(tǒng)白熾熱電燈的配光曲線(xiàn)圖；圖12是典型高功率LED的配光曲線(xiàn)圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的高功率LED電燈；圖14是圖13之高功率LED電燈的分解圖；圖15是密封蓋的剖面圖；圖16是圖13的高功率LED電燈懸浮染料微粒輔助側(cè)向照明的示 意圖；圖17是用于環(huán)境照明的實(shí)施例；圖18是用于環(huán)境照明的另一實(shí)施例；圖19是用于超高功率環(huán)境照明的實(shí)施例；圖20a、圖20b是用于超高功率環(huán)境照明的另一實(shí)施例；圖21是進(jìn)一步提高散熱的構(gòu)造；以及圖22a、圖22b是用于超高功率環(huán)境照明的又一實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
圖13是根據(jù)本發(fā)明的高功率LED電燈200，圖14是分解圖。在高 功率LED電燈200中，容器202的腔室203內(nèi)注滿(mǎn)透明或半透明液體 204;光源模塊包括例如消耗功率大于0.3W的高功率LED封裝體206在 內(nèi)部具有電源線(xiàn)222的MCPCB 210上，封裝樹(shù)脂208將高功率LED封裝 體206及MCPCB 210固定在載具212上且產(chǎn)生水密作用；軸向鰭片配件 211在高功率LED封裝體206的前方且熱連接載具212，軸向?qū)峁?13 一端插入定位環(huán)圈214及密封蓋216中，另一端熱連接載具212;密封 材料218在密封蓋216上密封容器202管口 ；電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊220在光 源模塊與燈泡標(biāo)準(zhǔn)基座224之間，從電源線(xiàn)226引入的電源轉(zhuǎn)換成固定 的直流電流，經(jīng)電源線(xiàn)222驅(qū)動(dòng)高功率LED封裝體206。密封蓋216的 剖面如圖15所示，有楔形邊緣232及溝槽234讓密封材料218達(dá)到較佳 密封效果?；氐綀D13，載具212、軸向?qū)峁?13及軸向鰭片配件211 均是熱良導(dǎo)體制成，軸向?qū)峁?13及軸向鰭片配件211沿著腔室203
的軸向延伸，較佳地，軸長(zhǎng)介于腔室203的軸長(zhǎng)的四分之一與一倍之 間。軸向?qū)峁?13在載具212背面的液體中延伸至遠(yuǎn)離高功率LED封 裝體206，軸向鰭片配件211在載具212前面的液體中延伸至遠(yuǎn)離高功 率LED封裝體206，熱經(jīng)軸向?qū)峁?13及軸向鰭片配件211傳導(dǎo)至液 體204中較冷的部份，高功率LED封裝體206產(chǎn)生的熱經(jīng)MCPCB 210和 載具212傳導(dǎo)至軸向?qū)峁?13及軸向鰭片配件211，再傳遞至液體204 中，如圖13中的箭號(hào)所示，液體204經(jīng)熱傳導(dǎo)及熱對(duì)流將熱消散至容 器202進(jìn)一步將熱消散至環(huán)境空氣中，由于容器202與環(huán)境空氣之間的 接觸面積大，自然空氣對(duì)流可幫助散熱，因此降低高功率LED封裝體 206的接面工作溫度。即使液體204的熱傳導(dǎo)低于金屬或其它固體材 料，但軸向?qū)峁?13及軸向鰭片配件211有足夠高的熱傳導(dǎo)性將熱迅 速?gòu)妮d具212傳導(dǎo)至液體204中，因而強(qiáng)化熱移轉(zhuǎn)至液體204。軸向?qū)?熱管213及軸向鰭片配件211將熱迅速傳導(dǎo)至液體204中較冷的部份， 可提高液體204中的對(duì)流。當(dāng)高功率LED封裝體206點(diǎn)亮?xí)r，在液體204 中之高功率LED封裝體206如同熱源，容器202類(lèi)似鍋爐，在此情況下， 高功率LED封裝體206加熱鄰近液體，較熱的液體向上流動(dòng)，因而在 液體204中產(chǎn)生自然對(duì)流。容器202可根據(jù)高功率LED封裝體206的消耗功率選擇較小或較 大尺寸，容器202的平滑外表面有利于空氣流動(dòng)，達(dá)到快速散熱的效 果。容器202有反射性側(cè)壁228及透明或半透明前壁203，反射性側(cè)壁 228可借鍍上金屬或光學(xué)膜產(chǎn)生，容器202由玻璃、塑料、硅橡膠或其 它透明或半透明材料制成，載具212、軸向?qū)峁?13及軸向鰭片配件 211由金屬、石墨、碳纖維、陶瓷或復(fù)合材料或其它高導(dǎo)熱材料制成， 液體204最好選用無(wú)色、無(wú)毒、低黏度的透明或半透明物，例如水、 橄欖油、石蠟油及低黏度潤(rùn)滑油。在環(huán)境溫度-3(TC至35'C的寒帶地 區(qū)，液體204以水為基礎(chǔ)，其中添加甲醇、乙醇、乙二醇或其它防凍 劑。在環(huán)境溫度35'C至6(TC的熱帶地區(qū)，液體204以油為基礎(chǔ)。在某些實(shí)施例中，液體204中添加微量染料如圖16所示，當(dāng)光236 穿過(guò)液體204時(shí)，液體中的懸浮染料微粒238產(chǎn)生光236的反射與折射，
提高側(cè)向照明、擴(kuò)大照明角度及柔化入射至人眼的光。液體204中的 添加染料可依不同的光顏色選用不同顏色，例如在白光及多彩光的應(yīng) 用，選用白色染料，在紅、藍(lán)、綠、橙、黃等其它光顏色的應(yīng)用，選 用與高功率LED封裝體206產(chǎn)生的光顏色相同的染料，以增艷豐富色 光的顯示。若高功率LED封裝體206產(chǎn)生的光為紫外光，可在液體204 中添加熒光粉或熒光液，利用熒光物吸收紫外光后釋放可見(jiàn)光的特 性，在液體204中添加不同的熒光粉或熒光液使電燈200成為多彩的熒 光燈?？梢佬枨笤谝后w204中添加界面活性劑使染料或熒光粉均勻分 布在液體204中。圖13所示的電燈200可作為聚光燈(投射燈)或環(huán)境照明。若電燈 200為聚光燈，則液體204為透明且不添加染料，容器202有反射性側(cè) 壁228，可在高功率LED封裝體206的前方設(shè)光學(xué)鏡片以引導(dǎo)光投射。 若電燈200作為環(huán)境照明，則透明前壁230的投射角度最好大于110。， 容器202有透明側(cè)壁228和透明前壁230，在液體204中添加微量染料。圖17是環(huán)境照明的實(shí)施例，可用于取代傳統(tǒng)燈泡。電燈240包括 容器202，其腔室203注滿(mǎn)透明液體204;光源模塊包含數(shù)個(gè)高功率LED 封裝體206固定在高導(dǎo)熱載具244的圓錐形表面上，經(jīng)定位環(huán)圈214固 定的軸向?qū)峁?42機(jī)械連接載具244;密封蓋216密封容器202管口 ； 電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊220連接在高功率LED封裝體206與燈泡標(biāo)準(zhǔn)基座 224之間，產(chǎn)生直流電流經(jīng)軸向?qū)峁?42中的電源線(xiàn)驅(qū)動(dòng)高功率LED 封裝體206。同軸導(dǎo)熱桿245熱連接載具244且沿著腔室203的軸向延伸 將熱從載具244消散至液體204中，較佳者，同軸導(dǎo)熱桿245的軸長(zhǎng)介 于腔室203軸長(zhǎng)的四分之一與一倍之間，因而在液體204中延伸至遠(yuǎn)離 高功率LED封裝體206，將熱迅速?gòu)妮d具244傳導(dǎo)至液體204中。較佳 者，軸向?qū)峁?42及軸向?qū)釛U245為金屬、石墨、碳纖維、陶瓷或 復(fù)合材料制的熱導(dǎo)管，軸向?qū)釛U245為柱狀或其它任何形狀。在本 實(shí)施例中，容器202為透明球狀物，液體204包含微量染料。在不同實(shí) 施例中，高功率LED封裝體206包括不同光顏色，每次可點(diǎn)亮全部或 一部份的高功率LED封裝體206。
圖18是環(huán)境照明的另一實(shí)施例，可取代傳統(tǒng)日光燈。在電燈246 中，容器包括管狀物250，光源模塊包括面對(duì)面的反射杯252及253覆 蓋管狀物250相對(duì)兩端，高功率LED封裝體206及207分別在反射杯252 及253中；容器的腔室203內(nèi)充滿(mǎn)具有微量染料的透明液體204;電源 供應(yīng)裝置248電連接高功率LED封裝體206及207。反射杯252及253具 有光聚焦效果，管狀物250透明讓高功率LED封裝體206及207的光穿 過(guò)。由于高功率LED封裝體206及207在管狀物250兩端， 一些光沿著 管狀物250產(chǎn)生全反射且借液體204中的懸浮染料微粒產(chǎn)生反射及折 射，因而產(chǎn)生均勻照明效果。在本實(shí)施例中，反射杯252及253由良導(dǎo) 熱體制成以增進(jìn)高功率LED封裝體206及207的散熱。然而，高功率LED 封裝體206及207產(chǎn)生的熱主要經(jīng)軸向?qū)釛U251傳遞至液體204中，在 液體204中的軸向?qū)釛U251的基座連接高功率LED封裝體206或207 的載具且延伸至遠(yuǎn)離高功率LED封裝體206及207使散熱效果更強(qiáng)。高 功率LED封裝體206及207可同時(shí)點(diǎn)亮或只點(diǎn)亮其中一個(gè)。圖19是超高功率環(huán)境照明的實(shí)施例，在電燈254中，光源模塊包 括數(shù)個(gè)高功率LED封裝體206固定在載具264上，散熱器256貼附載具 264且具有鰭片262，數(shù)個(gè)光學(xué)鏡片258分別在高功率LED封裝體206前 產(chǎn)生想要的照明角度；與散熱器256接壤的容器260具有腔室203，填 充透明液體204。特別地，數(shù)個(gè)軸向?qū)釛U266連接載具264或散熱器 256強(qiáng)化高功率LED封裝體206的散熱。在本實(shí)施例中，腔室203內(nèi)的 液體204不添加染料，使照明角度更廣。圖20a和圖20b是超高功率環(huán)境照明的另一實(shí)施例，在與燈泡兼容 的電燈268中，光源模塊包括具有環(huán)形表面的載具270固定數(shù)個(gè)高功率 LED封裝體206，容器274充滿(mǎn)液體276且與載具270接壤。除了在上述 實(shí)施例中所述，軸向?qū)釛U272的基座在載具270附近但不直接連接載 具270，尾部在液體276中延伸至遠(yuǎn)離高功率LED封裝體206。在高功 率LED封裝體206工作期間，高功率LED封裝體206及載具270附近的液 體276變熱，高溫液體276加熱軸向?qū)峁?72，因此軸向?qū)峁?72將 熱從光源模塊經(jīng)液體276傳導(dǎo)至容器274。 圖21是進(jìn)一步提高散熱的示意圖，增加套筒278在圖17的電燈240 的軸向?qū)釛U245上。如圖21中的箭號(hào)所示，軸向?qū)釛U245將熱從載 具244傳遞至周?chē)后w204，在套筒278中較熱的液體向上流動(dòng)，因而 在液體204中引起較強(qiáng)的熱對(duì)流提高散熱。圖22a和圖22b是又一個(gè)與燈泡兼容的電燈280，光源模塊包括具 有盤(pán)狀表面的載具282固定數(shù)個(gè)高功率LED封裝體206，蓋子284覆蓋 在高功率LED封裝體206上，使高功率LED封裝體206及載具282不直接 接觸液體276，容器274與載具270接攘且具有充滿(mǎn)液體276的腔室，軸 向?qū)釛U286熱連接載具270將熱從載具270經(jīng)液體276傳導(dǎo)至容器 274，軸向?qū)釛U286在液體276中延伸至遠(yuǎn)離高功率LED封裝體206及 載具282。根據(jù)本發(fā)明，浸入液體中的軸向熱導(dǎo)體主要為將熱從工作中的 LED封裝體經(jīng)液體均勻地消散至容器，在電燈中的軸向熱導(dǎo)體可以包 括熱導(dǎo)管，形態(tài)可以為管狀、棒狀、柱狀或鰭狀，可以是柔軟或堅(jiān)固 的，軸向熱導(dǎo)體可直接連接載具或不連接載具。若高功率LED封裝體 及載具沒(méi)有直接接觸液體，則軸向熱導(dǎo)體最好熱連接載具俾良好接收 來(lái)自載具的熱；若高功率LED封裝體及/或載具直接接觸液體，則軸向 熱導(dǎo)體可僅有第一部份浸入鄰近載具的液體中，經(jīng)周?chē)臒嵋后w良好 接收來(lái)自載具及高功率LED封裝體的熱，第二部份在液體中延伸至遠(yuǎn) 離載具及高功率LED封裝體。根據(jù)本發(fā)明，為適應(yīng)高功率LED在不同照明用途的應(yīng)用或要求， 液體的材料能輕易地改變，且可改變?nèi)萜鞯膸缀谓Y(jié)構(gòu)，例如大小及形 狀，俾快速散熱及最佳化照明光學(xué)。
主要組件編號(hào)說(shuō)明100低功率LED102半導(dǎo)體晶粒104金線(xiàn)106正極腳108負(fù)極腳110環(huán)氧樹(shù)脂透光鏡片112低功率LED電燈114灌膠層116PCB118電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊120燈泡標(biāo)準(zhǔn)接頭122外殼124高功率LED126光學(xué)鏡片128封裝樹(shù)脂130半導(dǎo)體晶粒132金線(xiàn)133金線(xiàn)134塑料外殼136散熱墊片138正極腳140負(fù)極腳142散熱結(jié)構(gòu)144金屬心塑料電路板146散熱鰭片148前散熱式高功率LED電燈150反射杯152光學(xué)鏡片154電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊156燈泡標(biāo)準(zhǔn)接頭158散熱鰭片160背散熱式高功率LED電燈162光學(xué)鏡片164熱導(dǎo)管166散熱鰭片168電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊170電源輸入端172燈罩174樓板176天花板200高功率LED電燈202容器203腔室204液體206高功率LED封裝體207高功率LED封裝體208封裝樹(shù)脂210金屬心塑料電路板211軸向鰭片配件212載具213軸向?qū)峁?14定位環(huán)圈216密封蓋218密封材料220電源轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊222電源線(xiàn)224燈泡標(biāo)準(zhǔn)基座226電源線(xiàn)228透明側(cè)壁230透明前壁232斜面234凹槽236光線(xiàn)238染料微粒240高功率LED電燈242軸向?qū)峁?44載具245同軸導(dǎo)熱桿246高功率LED電燈248電源供應(yīng)裝置250管狀物251軸向?qū)釛U252反射杯253反射杯254高功率LED電燈256散熱器258光學(xué)鏡片260容器262鰭片264載具266軸向?qū)釛U268高功率LED電燈270載具272軸向?qū)釛U274容器276液體278 套筒280 高功率LED電燈282 載具284 蓋子286 軸向?qū)釛U
權(quán)利要求
1.一種高功率發(fā)光二極管電燈，其特征在于，包括具有腔室的容器；液體充填于該腔室中；提供高功率發(fā)光二極管源光的光源模塊；及軸向?qū)崞?，具有第一部份鄰近該光源模塊與第二部份在該液體中沿著該腔室的軸向延伸至遠(yuǎn)離該光源模塊，將熱從該光源模塊透過(guò)該液體傳遞到該容器。
2. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該軸向?qū)崞魇情L(zhǎng)條狀。
3. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該軸向?qū)崞魇枪軤睢?br> 4. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該軸向?qū)崞魇侵鶢睢?br> 5. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該軸向?qū)崞靼ㄝS向 鰭狀配件。
6. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該軸向?qū)崞靼釋?dǎo)管。
7. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該光源模塊包括熱傳導(dǎo) 載具承載一或多個(gè)高功率發(fā)光二極管封裝體。
8. 如權(quán)利要求7所述的電燈，其特征在于，該載具連接該軸向?qū)?器的第一部份。
9. 如權(quán)利要求8所述的電燈，其特征在于，該載具及該軸向?qū)崞?的第一部份都直接接觸該液體。
10. 如權(quán)利要求8所述的電燈，其特征在于，還更包括蓋子將該載 具及該高功率發(fā)光二極管封裝體與該液體隔離。
11. 如權(quán)利要求7所述的電燈，其特征在于，該載具鄰近該軸向?qū)?熱器但不相連。
12. 如權(quán)利要求11所述的電燈，其特征在于，該載具及該軸向?qū)?器的第一部分都直接接觸該液體。
13. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，還包括套筒套在該軸 向?qū)崞鲙椭鸁釋?duì)流。
14. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該光源模塊包括多個(gè) 高功率發(fā)光二極管封裝體使該源光具有至少二顏色。
15. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該液體包括多個(gè)磷光 或熒光微粒。
16. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該液體包括防凍劑。
17. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，還包括光學(xué)鏡片在該 容器中以引導(dǎo)作為光源模塊的高功率發(fā)光二極管的照光角度。
18. 如權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，該光源模塊包括二個(gè) 面對(duì)面的反射杯，每一反射杯有一或多個(gè)高功率發(fā)光二極管封裝體， 該容器包括管狀物在該二反射杯之間且該液體充填在其中，該軸向?qū)?熱器的第一部份鄰近每一或任一反射杯，該軸向?qū)崞鞯牡诙糠菅?著該管狀物的軸向延伸。
全文摘要
一種高功率LED電燈，包括具有充填液體的腔室的容器，提供高功率LED源光穿透該液體的光源模塊，軸向?qū)崞鳎笳呔哂械谝徊糠萼徑摴庠茨K與第二部分在該液體中沿著該腔室的軸向延伸至遠(yuǎn)離該光源模塊，將熱從該光源模塊透過(guò)該液體傳遞到該容器。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101109502SQ20071013687
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者江昆淵 申請(qǐng)人:液光固態(tài)照明有限公司