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TWM452305U - 發光裝置 - Google Patents

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TWM452305U
TWM452305U TW101224088U TW101224088U TWM452305U TW M452305 U TWM452305 U TW M452305U TW 101224088 U TW101224088 U TW 101224088U TW 101224088 U TW101224088 U TW 101224088U TW M452305 U TWM452305 U TW M452305U
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TW
Taiwan
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light source
light
emitting diode
fluorescent conversion
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TW101224088U
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English (en)
Inventor
Yun-Li Li
Yi-Fan Li
sheng-yuan Sun
Original Assignee
Genesis Photonics Inc
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Publication date
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    • 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
    • F21V29/83—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks the elements having apertures, ducts or channels, e.g. heat radiation holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • 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
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/506—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of globes, bowls or cover glasses

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

發光裝置
本創作是有關於一種發光裝置，且特別是有關於一種以發光二極體作為光源之發光裝置。
隨著光電技術的演進，發光元件的發光機制也從熱致發光(thermoluminescence)演進為電致發光(electroluminescence,EL)。採用電致發光機制的發光元件為了達到不同的發光顏色，採用螢光粉體來轉換發光元件所發出的光的波長為其中一種常用的方法。
以發光二極體燈具而言，為了達到不同發光顏色，通常會將螢光轉換罩配置於發光二極體光源模組的上方。當發光二極體光源模組所發出的光照射至螢光轉換罩時，則開始進行白光轉換。然而，發光二極體光源模組所產生的熱能以及白光轉換過程中所產生的熱能皆會累積於螢光轉換罩上，進而造成螢光轉換罩的溫度上升。由於螢光轉換罩是由螢光粉體與高分子材料或玻璃所組成，而螢光粉體遇高溫會產生熱消光現象(Thermal Quenching Of Luminescence)，因此將造成螢光轉換罩的螢光轉換效能降低，進而產生色偏現象。
本創作提供一種發光裝置，具有較佳的散熱特性且可 減少色偏現象的產生。
本創作提出一種發光裝置，其包括一發光二極體光源模組、一散熱單元以及一螢光轉換罩。散熱單元配置於發光二極體光源模組的下方。螢光轉換罩遮蓋發光二極體光源模組。螢光轉換罩具有一容納空間、至少一氣流道及一第一氣流孔。發光二極體光源模組位於容納空間中，而第一氣流孔位於發光二極體光源模組的上方且與氣流道相通。第一氣流孔的孔徑介於0.01公釐至1公釐之間。
在本創作之一實施例中，上述之螢光轉換罩固設於散熱單元上，且螢光轉換罩與散熱單元之間定義出氣流道。
在本創作之一實施例中，上述之螢光轉換罩固設於發光二極體光源模組上，且螢光轉換罩與發光二極體光源模組之間定義出氣流道。
在本創作之一實施例中，上述之至少一氣流道為多個氣流道，螢光轉換罩具有多個彼此相通的第二氣流孔，而第二氣流孔位於螢光轉換罩的一底部邊緣且與發光二極體光源模組定義出氣流道，且底部邊緣直接接觸發光二極體光源模組。
在本創作之一實施例中，上述之第二氣流孔的個數至少為兩個。
在本創作之一實施例中，上述之第二氣流孔呈等間距間隔排列。
在本創作之一實施例中，上述之每一第二氣流孔的孔徑介於0.01公釐至1公釐之間。
在本創作之一實施例中，上述之散熱單元具有一上表面，且發光二極體光源模組配置於上表面上。螢光轉換罩之底部邊緣所圍出的面積為散熱單元之上表面的表面積的0.5倍至0.9倍。
在本創作之一實施例中，上述之螢光轉換罩的形狀為半球狀。
在本創作之一實施例中，上述之發光二極體光源模組包括一基板以及至少一個發光二極體晶片。發光二極體晶片配置於基板上，並與基板電性連接。
在本創作之一實施例中，上述之基板包括一鋁基板、一銅基板、一陶瓷基板、一玻纖基板或一印刷電路板。
在本創作之一實施例中，上述之散熱單元包括一散熱塊、一散熱鰭片、一散熱板體或一熱管。
基於上述，由於本創作之螢光轉換罩具有彼此相通的氣流道與氣流孔，因此發光二極體光源模組產生的熱除了可透過散熱單元傳導至外界之外，亦可透過外界流體經由氣流道流入容納空間中，藉由對流作用來降低容納空間中的溫度，並將發光二極體光源模組產生的熱經由氣流孔排出至外界。如此一來，本創作之發光裝置可具有較佳的散熱效率，可提升螢光轉換罩的螢光轉換效率，進而降低色偏現象的產生。
為讓本創作之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A繪示為本創作之一實施例之一種發光裝置的剖面示意圖。圖1B繪示為圖1A之發光裝置之螢光轉換罩的俯視圖。請同時參考圖1A、圖1B，發光裝置100a包括一發光二極體光源模組110、一散熱單元120以及一螢光轉換罩130a。散熱單元120配置於發光二極體光源模組110的下方。螢光轉換罩130a遮蓋發光二極體光源模組110。螢光轉換罩130a具有一容納空間132、至少一氣流道134a及一第一氣流孔136。發光二極體光源模組110位於容納空間132中，而第一氣流孔136位於發光二極體光源模組110的上方且與氣流道134a相通。一外界流體F適於經由氣流道134a流入容納空間132中，將發光二極體光源模組110產生的熱經由第一氣流孔136排出至外界。較佳地，第一氣流孔136的孔徑D例如是介於0.01公釐至1公釐之間。
更具體來說，本實施例之發光二極體光源模組110包括一基板112以及至少一個發光二極體晶片114，其中發光二極體晶片114配置於基板112上並與基板112電性連接。此處，基板112例如是一鋁基板、一銅基板、一陶瓷基板、一玻纖基板或一印刷電路板。散熱單元120配置於發光二極體光源模組110的下方，其中發光二極體晶片114所發出的熱可透過傳導的方式經由散熱單元120傳遞至外界。此處，散熱單元120例如是一散熱塊、一散熱鰭片、一散熱板體或一熱管。特別是，在本實施例中，螢光轉換 罩130a固設於散熱單元120上，且螢光轉換罩130a與散熱單元120之間定義出氣流道134a。此處，螢光轉換罩130a的形狀例如是為半球狀，且螢光轉換罩130a可透過例如是卡扣、鎖固或黏合的方式固定於散熱單元上，於此並不加以限制。
由於實施例之螢光轉換罩130a具有彼此相通的氣流道134a與第一氣流孔136，因此發光二極體光源模組110產生的熱除了可透過散熱單元120傳導至外界之外，亦可透過外界流體F經由氣流道134a流入容納空間132中，藉由煙囪效應以增加對流來降低容納空間132中的溫度，並將發光二極體光源模組110產生的熱經由第一氣流孔136排出至外界。如此一來，本實施例之發光裝置100a可具有較佳的散熱效率，可提升螢光轉換罩130a的螢光轉換效率，進而降低色偏現象的產生。此外，由於第一氣流孔136的孔徑D介於0.01公釐至1公釐之間，且如圖1A所示，氣流道134a的位置實質上低於發光二極體光源模組110的位置，因此氣流道134a與第一氣流孔136的設計並不會使發光裝置100a產生漏光的現象。
值得一提的是，本實施例並不限定螢光轉換罩130a的結構形態與配置位置，雖然此處所提及之螢光轉換罩130a的氣流道134a是由螢光轉換罩130a與散熱單元120之間的間隙來定義，且螢光轉換罩130a固設於散熱單元120上。然而，在其他未繪示的實施例中，螢光轉換罩也可以固設在發光二極體光源模組上，且螢光轉換罩的氣流 道可由螢光轉換罩與發光二極體光源模組之間的間隙來定義。上述實施例仍屬於本創作可採用的技術方案，不脫離本創作所欲保護的範圍。
此外，需說明的是，如圖1B所示，本實施例之第一氣流孔136的俯視輪廓為圓形，故第一氣流孔136的孔徑D實質上為第一氣流孔136的直徑。然而，於其他實施例中，第一氣流孔136的俯視輪廓亦可為其他形狀，此時，第一氣流孔136的孔徑D實質上為第一氣流孔136的最大長度。另外，於其他應用中，本實施例之發光裝置100a亦可懸掛至天花板或牆壁上來作為燈飾，此時外界流體F適於經由第一氣流孔136流入容納空間132中，將發光二極體光源模組110產生的熱經由氣流道134a排出至外界。上述實施例仍屬於本創作可採用的技術方案，不脫離本創作所欲保護的範圍。
請同時參考圖2A與圖2B，為本創作的另一實施例，發光裝置100b的螢光轉換罩130b固設於發光二極體光源模組110上，且螢光轉換罩130b具有多個彼此相通的第二氣流孔135，而這些第二氣流孔135與發光二極體光源模組110定義出多個氣流道134b。更具體來說，第二氣流孔135位於螢光轉換罩130b的一底部邊緣131，且底部邊緣131直接接觸發光二極體光源模組110。此處，第二氣流孔135的個數至少為兩個，舉例來說，例如是四個，且第二氣流孔135呈等間距間隔排列，如此可以讓氣流均勻分散，增加散熱效率。此處，每一第二氣流孔135的孔徑d 介於0.01公釐至1公釐之間。
值得一提的是，本實施例並不限定螢光轉換罩130b之底部邊緣131所圍出的面積與散熱單元120所接觸之表面的表面積的關係。雖然，此處所提及之螢光轉換罩130b之底部邊緣131所圍出的面積與散熱單元120所接觸之表面的表面積實質上相等或略小於。但於其他實施例中，請參考圖3，發光裝置100c的發光二極體光源模組110配置於散熱單元120c的上表面122上，且螢光轉換罩130b之底部邊緣131所圍出的面積為散熱單元120c之上表面122的表面積的0.5倍至0.9倍。也就是說，散熱單元120c之上表面122的表面積實質上大於螢光轉換罩130b之底部邊緣131所圍出的面積。上述實施例仍屬於本創作可採用的技術方案，不脫離本創作所欲保護的範圍。
綜上所述，由於本創作之螢光轉換罩具有彼此相通的氣流道與氣流孔，因此發光二極體光源模組產生的熱除了可透過散熱單元傳導至外界之外，亦可透過外界流體經由氣流道流入容納空間中，藉由對流作用來降低容納空間中的溫度，並將發光二極體光源模組產生的熱經由氣流孔排出至外界；或者是，透過外界流體經由氣流孔流入容納空間中，並將發光二極體光源模組產生的熱經由氣流道排出至外界。如此一來，本創作之發光裝置可具有較佳的散熱效率，可提升螢光轉換罩的螢光轉換效率，進而降低色偏現象的產生。
雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100a、100b、100c‧‧‧發光裝置
110‧‧‧發光二極體光源模組
112‧‧‧基板
114‧‧‧發光二極體晶片
120、120c‧‧‧散熱單元
122‧‧‧上表面
130a、130b‧‧‧螢光轉換罩
131‧‧‧底部邊緣
132‧‧‧容納空間
134a、134b‧‧‧氣流道
135‧‧‧第二氣流孔
136‧‧‧第一氣流孔
D、d‧‧‧孔徑
F‧‧‧外界流體
圖1A繪示為本創作之一實施例之一種發光裝置的剖面示意圖。
圖1B繪示為圖1A之發光裝置之螢光轉換罩的俯視圖。
圖2A繪示為本創作之一實施例之一種發光裝置的剖面示意圖。
圖2B繪示為圖2A之發光裝置的側視圖。
圖3繪示為本創作之另一實施例之一種發光裝置的剖面示意圖。
100a‧‧‧發光裝置
110‧‧‧發光二極體光源模組
112‧‧‧基板
114‧‧‧發光二極體晶片
120‧‧‧散熱單元
130a‧‧‧螢光轉換罩
132‧‧‧容納空間
134a‧‧‧氣流道
136‧‧‧第一氣流孔
F‧‧‧外界流體

Claims (12)

  1. 一種發光裝置，包括：一發光二極體光源模組；一散熱單元，配置於該發光二極體光源模組的下方；以及一螢光轉換罩，遮蓋該發光二極體光源模組，該螢光轉換罩具有一容納空間、至少一氣流道及一第一氣流孔，該發光二極體光源模組位於該容納空間中，而該第一氣流孔位於該發光二極體光源模組的上方且與該氣流道相通，其中該第一氣流孔的孔徑介於0.01公釐至1公釐之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該螢光轉換罩固設於該散熱單元上，且該螢光轉換罩與該散熱單元之間定義出該氣流道。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該螢光轉換罩固設於該發光二極體光源模組上，且該螢光轉換罩與該發光二極體光源模組之間定義出該氣流道。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中至少一該氣流道為多個該氣流道，該螢光轉換罩具有多個彼此相通的第二氣流孔，而該些第二氣流孔位於該螢光轉換罩的一底部邊緣且與該發光二極體光源模組定義出該些氣流道，且該底部邊緣直接接觸該發光二極體光源模組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中該些第二氣流孔的個數至少為兩個。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中該些 第二氣流孔呈等間距間隔排列。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中各該第二氣流孔的孔徑介於0.01公釐至1公釐之間。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中該散熱單元具有一上表面，且該發光二極體光源模組配置於該上表面上，該螢光轉換罩之該底部邊緣所圍出的面積為該散熱單元之該上表面的表面積的0.5倍至0.9倍。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該螢光轉換罩的形狀為半球狀。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該發光二極體光源模組包括：一基板；以及至少一發光二極體晶片，配置於該基板上，並與該基板電性連接。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該基板包括一鋁基板、一銅基板、一陶瓷基板、一玻纖基板或一印刷電路板。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該散熱單元包括一散熱塊、一散熱鰭片、一散熱板體或一熱管。
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