CN102484195B - 发光器件以及使用该发光器件的光单元 - Google Patents

发光器件以及使用该发光器件的光单元 Download PDF

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Abstract

根据本发明的实施例的发光器件以及使用该发光器件的光单元,该发光器件包括:主体、安装于主体中的发光二极管、布置于主体中并与发光二极管电连接的多个引线框架、以及容纳在主体中的散热构件,其与发光二极管进行热连接并包括从主体的后表面暴露的多个散热鳍片。

Description

发光器件以及使用该发光器件的光单元

技术领域

[0001] 本发明涉及发光器件以及使用该发光器件的光单元。

背景技术

[0002] 发光二极管(LED)是将电流转换为光的半导体发光器件。近年来,可通过采用荧光体材料或具有不同颜色的LED的组合使LED发出具有优良光效率的白光。

[0003] 而且,因为采用LED的发光器件的亮度增加,所以采用LED的发光器件可用作各种产品的光源,例如照明指示器、字符指示器、照明装置、以及图像指示器。

发明内容

[0004] 技术问题

[0005] 本发明提供一种能提高散热特性的发光器件以及使用该发光器件的光单元。

[0006] 技术方案

[0007] 发光器件包括:主体;散热构件,其包括设置在主体中的支撑部以及从支撑部至少延伸至主体的下表面的多个散热鳍片;第一和第二引线框架,其设置在主体中并与散热构件间隔开;以及发光二极管,其设置于散热构件的支撑部上、热连接到支撑部,并且电连接至第一和第二引线框架。

[0008] 有益效果

[0009] 根据本发明可获得能提高散热特性的发光器件以及使用该发光器件的光单元。

附图说明

[0010] 图1是示出根据本实施例的发光器件的平面图;

[0011] 图2是示出根据本实施例的发光器件的截面图;

[0012]图3是示出根据本实施例的发光器件的散热构件的透视图;

[0013] 图4是示出使用根据本实施例的发光器件的光单元的截面图;

[0014] 图5是示出使用根据另一实施例的发光器件的光单元的截面图;

[0015] 图6是示出根据本实施例的显示装置的透视图;

[0016] 图7是示出根据本实施例的显示装置的另一实例的示意图;以及

[0017] 图8是示出根据本实施例的照明设备的示意图。

具体实施方式

[0018] 以下参考附图,说明根据本实施例的具有改善的散热特性的发光器件以及使用该发光器件的光单元。

[0019] 可以理解的是,在实施例的说明中,当层(或膜)、区域、图案或结构被称为位于另一衬底、另一层(或膜)、另一区域、另一焊盘或另一图案“上”或“下”时,其可“直接”或“间接”位于另一衬底、层(或膜)、区域、焊盘或图案上,或也可以存在一个或多个中间层。参考附图说明层的位置。

[0020] 以下将参考附图说明实施例。出于方便或清楚起见,图中所示的各层的厚度和尺寸可被放大、省略或示意性示出。此外,元件的尺寸不必完全显示为实际尺寸。

[0021] 图1是示出根据本实施例的发光器件30的顶视图,且图2是沿图1的线A-A'截取的截面图。

[0022] 参考图1和2,发光器件30包括:主体10,其具有腔15,腔15中设置有发光二极管20 ;模制构件40,其覆盖形成于腔15中的发光二极管20 ;多个引线框架31和32,其设置在主体10中并电连接至发光二极管20 ;以及散热构件50,其设置于主体中并热连接至发光二极管20,且其具有多个散热鳍片以散热。

[0023] 其中设置有发光二极管20的腔15设置在主体10的上部处。主体10可包括各种材料,包括陶瓷、硅或树脂。主体10可通过注塑成型方法一体成型,或可具有多个层的堆叠结构。

[0024] 腔15可具有杯形或具有多边形、椭圆形或圆形的凹容器形。基于发光二极管20的光分布角度,腔15的外围表面可以是垂直侧表面或倾斜侧表面。根据另一实施例,如果主体10具有多层的堆叠结构,则腔15可通过构图工艺、冲孔工艺、切割工艺或蚀刻工艺形成。此外,如果主体10通过注塑成型方法形成,则腔15可通过具有主体10和腔15的金属框架形成。腔15的表面可涂布具有优良反射效果的材料。例如,腔15的表面可涂布有白色PSR(光阻焊)墨、银(Ag)或铝(A1)。由此可提升发光器件30的光发射。

[0025] 第一和第二引线框架31和32的一端电连接至发光二极管20,且第一和第二引线框架31和32的另一端电连接至其上安装了发光器件30的基板(未示出),由此为发光二极管20供电。

[0026] 第一和第二引线框架31和32的内部暴露在腔15中,且第一和第二引线框架31和32的外部暴露在主体10外。第一和第二引线框架31和32的外部可延伸至主体10的下表面,但本实施例并不限于此。

[0027] 发光二极管20可包括发射红光、绿光或蓝光的红光、绿光和蓝光发光二极管中的至少一种,但本实施例并不限于此。此外,发光二极管20可包括发射紫外光(UV)波带范围内的光的UV 二极管。

[0028] 发光二极管20通过使用附着剂22而结合至散热构件50。附着剂22包括展现出优良导热率的导电焊料或焊膏。根据另一实施例,附着剂22可包括非导电树脂基附着剂。

[0029] 散热构件50可包括展现出优良导热率的金属基材料或树脂基材料,且可设置在主体10中。散热构件50与第一和第二引线框架31和32间隔开,并热连接至发光二极管20,从而散发从发光二极管20发出的热。

[0030] 腔15中的散热构件50的顶表面宽度可以等于第一和第二引线框架31和32的顶表面宽度。但是,基于散热效率的考虑,散热构件50的顶表面宽度可以大于第一和第二引线框架31和32的顶表面宽度。

[0031] 图3是示出发光器件30的散热构件50的透视图。

[0032] 参考图2和3,散热构件50包括支撑部52、连接部53以及散热鳍片54。连接部53可包括散热鳍片54。

[0033] 散热构件50的支撑部52设置在腔15的底表面上,以固定支撑发光二极管20。支撑部52的顶表面可被布置成至少与第一和第二引线框架31和32的顶表面成直线,或可相对于第一和第二引线框架31和32的顶表面具有台阶结构。

[0034] 在发光二极管20下,支撑部52的顶表面宽度D1至少大于发光二极管20的下表面宽度,且可通过腔15的底表面暴露。

[0035] 连接部53与支撑部52 —体成型,并从支撑部52向下延伸,且其宽度D2和D3大于支撑部52的顶表面宽度D1。连接部53在其下部设置有散热鳍片54。连接部53的宽度D2和D3可彼此相等或彼此不等。此外,连接部53的宽度D3可对应于主体10的宽度而增加。

[0036] 连接部53的一部分还从第一和第二引线框架31和32向下延伸,且可与第一和第二引线框架31和32间隔开。连接部53的宽度可至少大于腔15的底表面宽度。

[0037] 散热鳍片54从散热构件50的连接部53至少延伸至主体10的下表面。散热鳍片54可在散热构件50的下部沿发光二极管20的相反端延伸。散热鳍片54的下端还可至少从主体10的下表面突出。

[0038] 散热鳍片54可在第一和第二引线框架31和32的布置方向上彼此交替布置。最左和最右的散热鳍片54之间的间隔可至少大于支撑部52的宽度。

[0039] 各个散热鳍片54都可至少高于连接部53的厚度,但本实施例不限于此。

[0040] 散热鳍片54之间可具有规则或不规则间隔。根据另一实例,散热鳍片54可在其对应于发光二极管20的第一区域处具有宽间隔且在除了第一区域之外的其他区域处具有窄于第一区域处的间隔。

[0041] 形成在连接部53中的散热鳍片54被设置为用于增加散热的表面面积。散热鳍片54可具有各种形状,例如板形和圆柱形。连接部53可在主体10的容许接受范围内具有宽于支撑部52的面积,以便可提升散热效率。

[0042] 散热构件50的厚度至少大于腔15的底表面和主体10的下表面之间的厚度。

[0043] 模制构件40覆盖第一和第二引线框架31和32的部分以及发光二极管20。模制构件40形成在腔15中以模制设置在腔15中的部件。

[0044] 模制构件40可包括透射性树脂材料,例如硅或环氧树脂,且可包含至少一种荧光体材料,但本实施例不限于此。

[0045] 透镜可设置在模制构件40上,且可包括凹和凸透镜中的至少一个。

[0046] 如上所述,在根据本实施例的发光器件30中,具有散热鳍片54的连接部53形成在连接发光二极管20的散热构件50的后表面,以便发光器件30产生的热可被有效散发。

[0047] 图4是示出根据本实施例的光单元的截面图,并特别示出发光器件30安装在印刷电路板(例如,金属芯PCB) 100上的情况。在以下关于图4的说明中,将不再赘述发光器件30的结构。

[0048] PCB 100可包括作为基底的金属层(槽部)110,形成在金属层110上的绝缘层120以及形成在绝缘层120上的电路图案130。在这种情况下,金属层110可包括诸如铝(A1)的金属,且电路图案130可至少包括铜(Cu)。

[0049] 发光器件30安装在PCB 100的电路图案130上。

[0050] 发光器件30的第一和第二引线框架31和32结合到电路图案130,以便第一和第二引线框架31和32电连接至电路图案130。通过发光器件30的后表面暴露的散热构件50结合到电路图案130。

[0051] 电路图案130包括以预定间隔彼此分开的多个焊盘,且该多个焊盘可连接至第一引线框架31、第二引线框架32、以及散热构件50。

[0052] 发光器件30可利用焊料140安装在电路图案130上。当发光器件30利用焊料140安装时,焊料设置在连接部53的散热鳍片54之间。因此可扩大焊料140和散热构件50之间的接触面积,以便提高散热效率。

[0053] 图5是示出根据另一实施例的光单元的截面图,且特别示出发光器件30安装在PCB(例如,金属芯PCB)100上的情况。在关于图5的下述说明中,将不再赘述发光器件30的结构。

[0054] PCB 100可包括作为基底的金属层110,形成在金属层110上的绝缘层120、以及形成在绝缘层120上的电路图案130。在这种情况下,金属层110可包括诸如A1的金属,且电路图案130可至少包括Cu。

[0055] 当根据本实施例的发光器件30安装在PCB100上时,发光器件30的连接部53可固定在MCPCB 100的金属层110上。

[0056] PCB 100包括槽部122,从而通过选择性地去除绝缘层120而暴露金属层110。

[0057] 突出通过发光器件30的下表面的连接部53可通过槽部122而固定在金属层110上。暴露于发光器件30的两侧的第一和第二引线框架31和32可电连接至PCB 100的电路图案130。在这种情况下,发光器件30的连接部53和散热鳍片54可在主体10的容许范围内从主体10的下表面突出。

[0058] 连接部53包括可扩展接触面积的散热鳍片54,以便将热有效传递至金属层110。发光器件30产生的热通过连接部53传递至金属层110,以便有效提升发光器件30的散热效率。

[0059] 根据本实施例的发光器件可应用于光单元。光单元具有成阵列的多个发光器件的结构。光单元可包括如图6和7所示的显示装置以及如图8所示的照明设备。此外,光单元可包括照明灯、信号灯、车辆头灯以及电子标识牌。

[0060] 图6是示出根据本实施例的显示装置1000的分解透视图。

[0061] 参考图6,根据本实施例的显示装置1000包括:导光板1041、用于将光提供至导光板1041的发光模块1031、设置于导光板1041下的反射构件1022、设置于导光板1041上的光学片1051、设置于光学片1051上的显不面板1061、以及用于容纳导光板1041、发光模块1031以及反射构件1022的底盖1011。但是,本实施例不限于上述结构。

[0062] 底盖1011、反射片1022、导光板1041以及光学片1051可构成光单元1050。

[0063] 导光板1041扩散光以提供表面光。导光板1041可包括透明材料。例如,导光板1041可包括诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸基树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、C0C(环烯烃共聚物)以及PEN(聚萘二甲酸乙二酯)树脂中的一种。

[0064] 发光模块1031设置在导光板1041 —侧,以将光提供至导光板1041的至少一侧。发光模块1031用作显示装置的光源。

[0065] 设置至少一个发光模块1031,以直接或间接从导光板1041 —侧提供光。发光模块1031可包括板1033以及根据本实施例的发光器件30。发光器件30布置在板1033上,同时以预定间隔彼此间隔开。

[0066] 板1033可包括印刷电路板(PCB,未示出),但本实施例不限于此。此外,板1033还可以包括金属芯PCB (MCPCB)或柔性PCB (FPCB)以及PCB,但本实施例不限于此。如果发光器件30安装在底盖1011的一侧上或安装在散热构件上,则可省略电路板1033。散热构件部分接触底盖1011的顶表面。

[0067] 此外,布置发光器件30,以致发光器件30的光出射表面以预定距离与导光板1041间隔开,但本实施例不限于此。发光器件30可直接或间接将光提供给光入射表面,该光入射表面是导光板1041的一侧,但本实施例不限于此。

[0068] 反射构件1022设置在导光板1041下。反射构件1022将通过导光板1041的下表面向下行进的光朝向显示面板1061反射,由此提高显示面板1061的亮度。例如,反射构件1022可包括PET,PC、或PVC树脂,但本实施例不限于此。反射构件1022可作为底盖1011的顶表面,但本实施例不限于此。

[0069] 底盖1011可将导光板1041、发光模块1031、以及反射构件1022容纳于其中。为此,底盖1011具有容纳部分1012,其具有盒形以及开口的顶表面,但本实施例不限于此。底盖1011可与顶盖(未示出)耦接,但本实施例不限于此。

[0070] 底盖1011可以通过利用金属材料或树脂材料,通过冲压工艺或挤压工艺来制造。此外,底盖1011可包括具有优良导热率的金属或非金属材料,但本实施例不限于此。

[0071] 例如,显示面板1061是IXD面板,其包括彼此相对的第一和第二透明基板,以及插入第一和第二基板之间的液晶层。偏振板可附接至显示面板1061的至少一个表面,但本实施例不限于此。显示面板1061通过阻挡从发光模块1031产生的光或允许光从其间穿过来显示信息。显示装置1000可应用于各种便携终端、膝上型计算机的监视器、监视器或膝上型计算机、以及电视机。

[0072] 光学片1051设置在显示面板1061和导光板1041之间,且包括至少一个透射片。例如,光学片1051包括扩散片、水平和垂直棱镜片、以及亮度增强片中的至少一种。扩散片使入射光扩散,水平和垂直棱镜片将入射光聚集到显示面板1061上,且亮度增强片通过重新使用损失光而提高亮度。此外,保护片可设置在显示面板1061上,但本实施例不限于此。

[0073] 导光板1041和光学片1051可设置在发光模块1031的光路中,从而作为光学构件,但本实施例不限于此。

[0074] 图7是示出根据本实施例的显示装置的截面图。

[0075] 参考图7,显示装置1100包括底盖1152、其上布置发光器件30的板1020、光学构件1154、以及显示面板1155。

[0076] 电路板1020和发光器件30可以构成发光模块1060。此外,底盖1152、至少一个发光模块1060、以及光学构件1154构成光单元1150。

[0077] 底盖1151可设置有容纳部分1153,但本实施例不限于此。

[0078] 光学构件1154可包括透镜、导光板、扩散片、水平和垂直棱镜片、以及亮度增强片中的至少一种。导光板可包括PC或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。可省略导光板。扩散片使入射光扩散,水平和垂直棱镜片将入射光聚集在显示面板1155上,且亮度增强片通过重新使用损失光而提尚壳度。

[0079] 光学构件1154设置在发光模块1060上,以便将从发光模块1060发射的光转换成表面光。此外,光学构件1154可扩散或收集光。

[0080] 图8是示出根据本实施例的照明装置的透视图。

[0081] 参考图8,照明装置1500包括:外壳1510、安装在外壳1510中的发光模块1530、以及安装在外壳1510中以接收来自外部电源的电力的连接端子1520。

[0082] 外壳1510优选包括具有优良散热性质的材料。例如,外壳1510包括金属材料或树脂材料。

[0083] 发光模块1530可包括板1532和安装在板1532上的发光器件30。发光器件30彼此间隔开或以矩阵形式布置。

[0084] 板1532包括印刷有电路图案的绝缘构件。例如,电路板1532包括PCB、MCPCB、FPCB、陶瓷PCB以及FR-4基板。

[0085] 此外,电路板1532可包括能有效反射光的材料。涂布层可形成在板1532的表面上。此时,涂布层具有白色或银色,从而有效反射光。

[0086] 在电路板1532上安装至少一个发光器件30。各个发光器件30都包括至少一个LED (发光二极管)芯片。LED芯片可包括发射具有红色、绿色、蓝色或白色的可见光波带的光的LED,以及发射UV (紫外)光的UV LED ο

[0087] 发光模块1530可任意组合以提供各种颜色和亮度。例如,可组合白光LED、红光LED以及绿光LED,以实现高显色指数(CRI)。

[0088] 连接端子1520电连接至发光模块1530,从而将电力提供给发光模块1530。连接端子1520具有与外部电源进行螺纹耦接的插座形状,但本实施例不限于此。例如,连接端子1520可被制备为插入外部电源的鳍形,或通过布线连接至外部电源。

[0089] 根据本实施例,发光器件30已被封装并安装在基板上,从而形成发光模块。发光器件30以LED芯片的形式安装并被封装,由此形成发光模块。

[0090] 本说明书中提及的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等都表示结合该实施例说明的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明中各处出现的这种短语不必都指相同的实施例。而且,当特定特征、结构或特性结合任何实施例进行说明时,认为本领域技术人员能将这些特征、结构或特性与实施例的其他特征、结构或特性全士么云口口 ο

[0091] 虽然已经参考本发明的多个说明性实施例说明了上述实施例,但应当理解,在本发明原理的精神和范围内,本领域技术人员可设计出多种其他的变型和实施例。更具体来说,可在本说明书、附图和随附权利要求的范围内设计出部件部分和/或主题组合布置的多种布置的各种变型和改型。除了部件部分和/或布置的变型和改型之外,替代应用对于本领域技术人员来说也是显而易见的。

[0092] 工业实用性

[0093] 本实施例提供具有发光芯片的发光器件封装。

[0094] 本实施例适用于照明灯、室内灯、户外灯、指示器、以及具有发光器件封装的车辆头灯。

Claims (14)

1.一种发光器件,包括: 散热构件,所述散热构件包括支撑物、连接部以及多个鳍片,所述连接部设置在所述支撑物和所述多个鳍片之间,所述多个鳍片在第一方向上从所述连接部延伸; 主体,所述主体设置在所述散热构件的周围,所述鳍片的第一部分设置在所述主体中,并且所述鳍片的第二部分在所述第一方向上延伸在所述主体的外部; 第一和第二引线框架,所述第一和第二引线框架设置在所述主体中,并与所述散热构件间隔开;以及 发光二极管,所述发光二极管设置在所述散热构件的支撑物上,热连接至支撑部,以及电连接至所述第一和第二引线框架, 其中所述主体包括:具有开口的上部的腔,并且所述第一和第二引线框架以及散热构件被设置成与所述腔的底表面在一平面上, 其中所述连接部具有不同于所述支撑物的尺寸,所述尺寸在不同于所述第一方向的第二方向上, 其中在设置在所述主体中的所述第一和第二引线框架的端部之间的在所述第二方向上的间距小于所述连接部的尺寸, 其中所述第一和第二引线框架的至少一部分设置在所述连接部之上, 其中所述第一部分在所述第一方向上的尺寸大于所述第二部分在所述第一方向上的尺寸, 其中设置在腔的底表面上的支撑部的顶表面被布置成至少与第一和第二引线框架的顶表面成直线。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其中,在发光二极管下,支撑部具有的顶表面宽度至少大于发光二极管的下表面宽度。
3.根据权利要求2所述的发光器件,其中,各个散热鳍片具有的高度至少高于连接部的厚度。
4.根据权利要求2所述的发光器件,其中,发光二极管通过使用附着剂而结合至散热构件。
5.根据权利要求1所述的发光器件,其中,腔中的散热构件的顶表面宽度等于第一和第二引线框架的顶表面宽度。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的发光器件,其中,所述散热构件包括金属材料或树脂材料中的至少一种。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的发光器件,其中,所述鳍片具有板形或圆柱形中的至少一种。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的发光器件,进一步包括模制构件,所述模制构件覆盖所述发光器件、所述第一和第二引线框架、以及所述散热构件。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的发光器件,其中,所述发光二极管通过布线连接至设置在所述腔中的第一和第二引线框架,且设置模制构件以填充所述腔。
10.根据权利要求9所述的发光器件,其中,所述散热构件在所述第一方向上的尺寸至少大于所述腔的底表面与所述主体的下表面之间的在所述第一方向上的尺寸。
11.根据权利要求9所述的发光器件,其中,所述第一和第二引线框架从所述腔的底表面延伸的一部分是在所述主体的外部。
12.根据权利要求9所述的发光器件,进一步包括在所述主体之下的印刷板。
13.根据权利要求9所述的发光器件,进一步包括设置在所述散热构件的鳍片之间的焊料。
14.根据权利要求12所述的发光器件,进一步包括电路图案,所述电路图案具有在所述印刷板上彼此间隔开的多个焊盘,其中所述焊盘连接至所述第一引线框架、所述第二引线框架、以及散热构件。
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