CN102683567A - 具有金属反射面与散热块的发光二极体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有金属反射面与散热块的发光二极体结构，包含发光二极体金属支架、发光晶片及碗杯结构。发光二极体金属支架包含平台部及散热部。平台部具有一台面及位于该台面相对两侧的第一侧边及第二侧边，分别延伸形成第一反射翼及第二反射翼。散热部是自平台部背向台面延伸形成，与第一反射翼及第二反射翼的底面形成落差。发光晶片设置于金属支架的台面上。碗杯结构自外侧包覆发光二极体金属支架以遮蔽第一反射翼及第二反射翼的底面，并露出散热部的散热面。碗杯结构的杯壁内表面具有复数反射结构，帮助增加出光效率。
Description
技术领域
本发明是关于一种发光二极体及其金属支架；具体而言，本发明是关于一种具有散热效果及高出光率的发光二极体及其金属支架。
背景技术
发光二极体具有低功耗及使用寿命长等特性，被广泛应用在建筑景观装饰、室内照明、商业空间、大众运输、汽车、电脑、手机等领域。一般而言，以目前主流的5630封装体看来(即支架尺寸为长5.6mm宽3.0mm)，其虽然具有散热设计，但随着客户需求提升，其发光效率与散热设计已明显不足。发光二极体封装制程的主要课题有出光率及散热两部分。
如图1所示，已知的发光二极体主要包括碗杯30、树脂封装体50及发光二极体晶片70。其中碗杯30配置有电极10，该发光二极体晶片70与碗杯30的电极10形成电性连接。此种发光二极体因为其树脂封装体50与外部介质折射率的差异，造成光线在发光二极体的树脂封装体50中产生全反射。经过多次反射后，能量被碗杯30大幅吸收，造成整体出光效率不佳。若加设如聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide，PPA)等高分子材料在碗杯30内面作为反射体，则容易发生黑化问题而造成光衰减。
在其他已知做法中，在电极上使用金属反射体则须在反射体底部增加一绝缘结构与电极隔离，造成制造上困难较为复杂。另外，封装制程中无散热设计的发光二极体将导致不当的散热，使得发光二极体的光强度与使用寿命衰减。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种发光二极体及其金属支架，通过厚部突出于碗杯结构的表面，形成散热部，可迅速散热并保持较低的接面温度。
本发明的另一目的在提供一种发光二极体及其金属支架，设置有复数反射结构。
在金属支架的反射面或杯壁的内表面上，使光线能快速避开全反射，以解决传统发光二极体的光线在封装体中，因全反射而造成的出光效率不佳等问题。
发光二极体金属支架包含平台部及散热部；平台部具有一台面及位于该台面相对两侧的第一侧边及第二侧边。散热部自平台部背向台面延伸形成，并具有曝露的散热面。自第一侧边及第二侧边朝向离开台面的方向分别延伸形成第一反射翼及第二反射翼。其中第一反射翼及第二反射翼分别具有一反射面并与台面所在平面夹有一预设角度，且该散热面突出于第一反射翼及第二反射翼，与反射面相背的底面形成落差。
发光二极体包含发光二极体金属支架、发光晶片及碗杯结构；发光晶片设置于金属支架的台面上。碗杯结构自外侧包覆发光二极体金属支架以遮蔽第一反射翼及第二反射翼的底面，并露出散热部的散热面；其中碗杯结构具有一杯壁，该杯壁具有内表面与第一反射翼及第二反射翼的反射面连接。
附图说明
图1为传统发光二极体与封装体剖面图；
图2为本发明发光二极体金属支架与封装体剖面图；
图3A至图3C为发光二极体金属支架凹槽形成示意图；
图4为发光二极体金属与电极座上视图；
图5为发光二极体金属与电极座底部视图；
图6A为具有反射结构的发光二极体实施例剖面图；
图6B为具有反射结构的发光二极体实施例上视图；
图7为具有反射结构的发光二极体另一实施例剖面图；
图8A及图8B为反射结构的不同实施例上视图。主要元件符号说明
100发光二极体金属支架 406底面
200平台部 408跟部
201第一侧边 410凹槽
202第二侧边 412颈部结构
203第三侧边 414半开放式穿孔
204第四侧边 416颈部结构
206台面 418间隔
a离开台面的方向 500封装体
θ预设角度 502碗杯结构
300散热部 504杯壁内表面
302散热面 601第一电极座
304侧壁 602第二电极座
401第一反射翼 700发光晶片
402第二反射翼 800反射结构
404反射面
具体实施方式
本发明提供一种具有金属反射面与散热块的发光二极体。发光二极体结构主要包含发光二极体金属支架；金属材料可为铜、铜合金或在金属反射面上包含镀银的结构。在较佳的实施例中，此发光二极体可作为发光二极体照明、液晶电视或液晶面板的背光光源。
如图2所示的发光二极体金属支架100与碗杯结构502的剖面图，发光二极体金属支架100主要包含平台部200及散热部300；平台部200具有一台面206及位于该台面206相对第一侧边201及第二侧边202的第一反射翼401及第二反射翼402。第一反射翼401及第二反射翼402朝向离开台面206的方向a分别延伸形成。第一反射翼401及第二反射翼402分别具有一反射面404并与台面206所在平面夹有一预设角度θ。
散热部300自平台部200背向台面206向下延伸形成，并具有曝露的散热面302，通过厚部突出于碗杯结构502的表面，形成曝露的散热面302，可将发光晶片产生的热量迅速散出，以延长发光二极体的光强度与使用寿命。
散热面302突出于第一反射翼401及第二反射翼402，与金属反射翼的底面406形成落差。散热部300的侧壁304则形成于落差部分的四周，与第一反射翼401及第二反射翼402的交界处分别形成为侧壁304的跟部408。在发光二极体金属支架100的外部形成碗杯结构502，碗杯结构502是露出散热部300的散热面302并包覆自散热部300的侧壁304、第一反射翼401及第二反射翼402的底面406及向上延伸至封装体500顶部。所述的预设角度θ可包含0度至90度之间，以调整光线路径而达到较高的出光效率。
如图3A至3C所示的示意图中，发光二极体金属支架100的第一反射翼401及第二反射翼402可通过不同的凹槽410设置而加工形成。凹槽410是位于第一反射翼401及第二反射翼402与散热部侧壁304交界，沿着跟部408分别形成。在较佳的实施例中，如图3A所示，凹槽410施作可以压或切的方式，与第一反射翼401及第二反射翼402的反射面404同向，即位于反射翼与台面206的交界位置上。形成凹槽410可方便金属材料向上折，以形成第一反射翼401及第二反射翼402。在其他实施例中，凹槽410亦可形成于第一反射翼401及第二反射翼402与散热部侧壁304交界，即与第一反射翼401及第二反射翼402的底面406同向，或在发光二极体金属支架100上下两面皆形成。
图4为发光二极体金属支架上视图。如图4所示，第一反射翼401及第二反射翼402分别位于台面206的第一侧边201及相对第一侧边201的第二侧边202。第一反射翼401及第二反射翼402具有宽度W。第一反射翼401及第二反射翼402与台面206的交界位置形成颈部结构412，该颈部结构412的宽度小于第一反射翼401或第二反射翼402的宽度W。在颈部结构412的两侧分别具有缺口的圆形，形成半开放式穿孔414，该穿孔作为定位孔，供模具定位使用。另外，通过颈部结构412两侧的穿孔亦可方便第一反射翼401及第二反射翼402向上折。
如图4所示，发光二极体金属支架100包含有第一电极座601，自台面206的第三侧边203向外延伸形成，第一电极座601与台面206通过颈部结构416相连接。而第二电极座602设置与台面206的第四侧边204相对，且与第四侧边204间夹一间隔418；该间隔418作为绝缘之用，以区分电极的正负极性。其中第三侧边203及第四侧边204为台面206的相对二侧边，且分别位于第一侧边201及第二侧边202之间。在其他实施例中，亦可沿平行第三侧边203及该第四侧边204的方向分离台面206，使台面206的一部分与第一电极座601相接，而另一部分与第二电极座602相接，分离的台面206中间夹有一间隔418，作为绝缘之用。
图5为发光二极体金属支架底部视图。如图5所示，金属材料具有不同的厚度，可以使发光二极体金属支架100底部在封装后露出散热面302。散热部300背向平台部200形成，其延伸至第一电极座601的底部。此外，第二电极座602的底部亦具有散热部300。在其他实施例中，散热部300可由平台部200的底部延伸至第一电极座601底部的一部分，第二电极座602的底部亦可部分设置散热部300。
图6A及图6B为发光二极体的一实施例。如图6A所示，发光二极体包含发光二极体金属支架100、发光晶片700及碗杯结构502；发光晶片700设置在发光二极体金属支架100的台面206上。碗杯结构502自外侧包覆发光二极体金属支架100，遮蔽第一反射翼401及第二反射翼402的底面406，及露出散热部300的散热面302碗杯结构502具有一杯壁，杯壁内表面504与第一反射翼401及第二反射翼402的反射面404连接，自第一反射翼401及第二反射翼402离开台面206的方向延伸形成。此外，在第一反射翼401及第二反射翼402的反射面404上具有复数反射结构800，该复数反射结构800规则分布在反射面404上，围绕台面206分布，如图6B的上视图所示。在此实施例中，反射结构800为三角形剖面的棱柱。通过反射结构800的设置，可改变反射光线的路径，帮助发光晶片700射出的光线快速逃脱全反射的路径，以增加发光二极体的出光效率，避免光线在封装体500中因多次反射而减低出光效率。在其他实施例中，反射结构800可为复数个塔体、半球体与其他结构。
图7为发光二极体的另一实施例。如图7所示，发光二极体的杯壁内表面504上形成有复数反射结构800，该复数反射结构800围绕台面206分布。在此实施例中，反射结构800为三角形剖面的棱柱。与图6A的设计相同的是，通过此反射结构800的设置，可改变反射光线的路径，帮助发光晶片700射出的光线快速逃脱全反射的路径，以增加发光二极体的出光效率，避免光线在封装体500中因多次反射而减低出光效率。在其他实施例中，设置在杯壁内表面504上的反射结构800可为复数个四面体、半球体与其他结构。
图8A所示为反射结构800的另一实施例。在此实施例中，反射结构800形成为一剖面为梯形的塔体，分布于反射面404上。在其他实施例中，反射结构800可为复数个梯形剖面的棱柱且规则分布于杯壁内表面504上，围绕台面206设置。如图8B所示，反射结构800形成为一剖面为半圆形的半球体。在其他实施例中，反射结构800亦可为复数个半圆形剖面的半圆柱且规则分布于杯壁内表面504上，围绕台面206设置。此外，反射结构800亦可为不规则的分布方式设置在反射面404或杯壁内表面504其中之一上，围绕台面206设置。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于申请专利范围的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。
Claims (20)
1.一种发光二极体金属支架，包含：
一平台部，具有一台面及位于该台面相对两侧的一第一侧边及一第二侧边；
一散热部，自该平台部背向该台面延伸形成，并具有曝露的一散热面；以及
一第一反射翼及一第二反射翼，分别自该第一侧边及该第二侧边朝向离开该台面的方向延伸形成；其中该第一反射翼及该第二反射翼分别具有一反射面与该台面所在平面夹有一预设角度，且该散热面突出于该第一反射翼及该第二反射翼的与该反射面相背的一底面以形成一落差。
2.如权利要求1所述的发光二极体金属支架，其中散热部包含有一侧壁设置于该散热面侧边并连接该平台部，该第一反射翼连接该侧壁靠近该平台部的一跟部。
3.如权利要求2所述的发光二极体金属支架，其中该第一反射翼及该侧壁的交界位置沿该跟部形成一凹槽。
4.如权利要求1所述的发光二极体金属支架，其中该第一反射翼及该台面的交界位置形成一颈部结构，该颈部结构的宽度小于该第一反射翼的宽度。
5.如权利要求4所述的发光二极体金属支架，其中该颈部结构的两侧分别形成一半开放式穿孔。
6.如权利要求1所述的发光二极体金属支架，其中该第一反射翼及该台面的交界位置沿该第一侧边形成一凹槽。
7.如权利要求1所述的发光二极体金属支架，进一步包含：
一第一电极座，自该平台部的一第三侧边向外延伸形成；以及
一第二电极座，设置与该平台部的一第四侧边相对，且与该第四侧边间夹一间隔；
其中该第三侧边及该第四侧边为该平台部的相对二侧边，且分别位于该第一侧边及该第二侧边之间。
8.如权利要求7所述的发光二极体金属支架，其中该散热部的至少部分由该第一电极座背向该台面延伸形成。
9.如权利要求1所述的发光二极体金属支架，其中该反射面上形成有复数反射结构，该复数反射结构围绕该台面分布。
10.一种发光二极体，包含：
一如权利要求1至9其中之一所述的发光二极体金属支架；
一发光晶片，设置于该台面上；
一碗杯结构，自外侧包覆该发光二极体金属支架以遮蔽该第一反射翼及该第二反射翼的该底面，并露出该散热部的该散热面；其中该碗杯结构具有一杯壁，该杯壁具有一内表面连接于该第一反射翼及该第二反射翼的该反射面。
11.如权利要求10所述的发光二极体，其中该杯壁的该内表面上形成有复数反射结构，该复数反射结构围绕该台面分布。
12.一种发光二极体金属支架，包含：
一平台部，具有一台面、一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边及一第四侧边；其中该第一侧边及该第二侧边位于该台面的相对两侧，而该第三侧边及该第四侧边位于该台面的相对两侧，并分别位于该第一侧边及该第二侧边之间；
一散热部，自该平台部背向该台面延伸形成，并具有曝露的一散热面；
一第一反射翼及一第二反射翼，分别自该第一侧边及该第二侧边朝向离开该台面的方向延伸形成；其中该第一反射翼及该第二反射翼分别具有一反射面与该台面所在平面夹有一预设角度，且该散热面是突出于该第一反射翼及该第二反射翼的与该反射面相背的一底面以形成一落差；
一第一电极座，自该平台部的一第三侧边向外延伸形成；以及
一第二电极座，设置与该平台部的一第四侧边相对，且与该第四侧边间夹一间隔。
13.如权利要求12所述的发光二极体金属支架，其中散热部包含有一侧壁设置于该散热面侧边并连接该平台部，该第一反射翼连接该侧壁靠近该平台部的一跟部。
14.如权利要求13所述的发光二极体金属支架，其中该第一反射翼及该侧壁的交界位置沿该跟部形成一凹槽。
15.如权利要求12所述的发光二极体金属支架，其中该第一反射翼及该台面的交界位置形成一颈部结构，该颈部结构的宽度小于该第一反射翼的宽度。
16.如权利要求15所述的发光二极体金属支架，其中该颈部结构的两侧分别形成一半开放式穿孔。
17.如权利要求12所述的发光二极体金属支架，其中该第一反射翼及该台面的交界位置沿该第一侧边形成一凹槽。
18.如权利要求12所述的发光二极体金属支架，其中该反射面上形成有复数反射结构，该复数反射结构围绕该台面分布。
19.一种发光二极体，包含：
一如权利要求12至18其中之一所述的发光二极体金属支架；
一发光晶片，设置于该台面上，并分别与该第一电极座及该第二电极座电连接；
一碗杯结构，自外侧包覆该发光二极体金属支架以遮蔽该第一反射翼及该第二反射翼的该底面，并露出该散热部的该散热面；其中该碗杯结构具有一杯壁，该杯壁具有一内表面连接于该第一反射翼及该第二反射翼的该反射面。
20.如权利要求19所述的发光二极体，其中该杯壁的该内表面上形成有复数反射结构，该复数反射结构围绕该台面分布。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20120919 |