CN105444036B - 一种led光源发光散热结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED光源发光散热结构及其发光散热方法,该LED光源为LED双面发光芯片,若干该LED双面发光芯片设置在透明散热板上,该透明散热板包括透明散热基板以及散热导电薄膜层,其中,该散热导电薄膜层附着在该透明散热基板的外表面上,该散热导电薄膜层包括满附部分以及窗口部分,该满附部分以及该窗口部分间隔设置,该LED双面发光芯片水平设置在该窗口部分位置处,此刻,该LED双面发光芯片外侧面所产生的光线直接发射到外部环境中,而该LED双面发光芯片内侧面所产生的光线通过该窗口部分并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光散热结构及其发光散热方法,特别是指一种针对LED光源的发光散热结构及其发光散热方法。
背景技术
众所周知,为了有效运转,传统的LED光源需要有效的散热装置来散热,PCT国际申请号为PCT/CN2011/000756中公开了一种LED光源及其制造方法的技术,其记载了一种LED元件,其能通过两侧面发光,从而避免热量聚集在结传统LED光源的结合面和基片上,其LED元件与两荧光元件以三明治的方式直接连接,从而形成一个或多个通道口以藉此达到通过该通道口导引LED元件的热传递。
其结构主要包括一个或多个LED光源组,其中每所述LED光源组包括:至少一LED元件,其中所述LED元件具有一第一发光面和在反面的一第二发光面,其中所述LED元件适于在每所述第一发光面和所述第二发光面通过电致发光提供大于180°角度的照明;两荧光元件,所述两荧光元件分别位于所述LED元件的所述第一发光面和所述第二发光面上部以保持所述LED元件就位,从而使所述LED产生的照明分别从所述发光面出发经过所述两荧光元件;和一电子元件,所述电子元件与所述LED元件藕接以将所述LED元件电连接于一电源。
所述LED元件被所述两荧光元件以三明治方式夹在中间从而保持所述LED元件就位,以使所述第一发光面和所述第二发光面直接压向所述荧光元件上以得到支撑并导引热传递离开所述LED元件,并且所述LED元件被保持在所述荧光元件之间空隙的一LED容纳腔内。
上述的技术应用到具体产品上其产品具有体积小发光效果好,能够利用一个LED光源同时向各个方向同时发光,但是在具体实施的时候,由于其只是通过第一发光面和第二发光面对LED元件进行散热,其思路虽然较好,但是在具体实施的时候存在散热效果不理想,热量散发较慢而引发LED元件过热的情况,更严重的情况下会烧毁整个LED光源,而此是为传统技术的主要缺点。
发明内容
本发明提供一种LED光源发光散热结构及其发光散热方法,其结构散热效果好,发光性能优异,并且能够大幅度降低光源工作温度,而此为本发明的主要目的。
本发明所采取的技术方案是:一种LED光源发光散热结构,该LED光源为LED双面发光芯片,若干该LED双面发光芯片设置在透明散热板上,该透明散热板包括透明散热基板以及散热导电薄膜层,其中,该散热导电薄膜层附着在该透明散热基板的外表面上,该透明散热基板由透光散热材料制成,该散热导电薄膜层由导热散热导电材料制成,该散热导电薄膜层包括满附部分以及窗口部分,该满附部分以及该窗口部分间隔设置,该LED双面发光芯片水平设置在该窗口部分位置处,此刻,该LED双面发光芯片外侧面所产生的光线直接发射到外部环境中,而该LED双面发光芯片内侧面所产生的光线通过该窗口部分并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。
该透明散热基板为玻璃,该散热导电薄膜层为镀银层,该散热导电薄膜层为镀银层的时候,镀银层在散热导电的同时也具备光反射的作用。
在正装该LED双面发光芯片的时候,在该透明散热基板的外表面上并且于该窗口部分中设置有若干条导热支撑线,该导热支撑线与该散热导电薄膜层的材料相同,每一条该导热支撑线的两端部都与该满附部分相连接,该导热支撑线架设在该LED双面发光芯片的底面上,该LED双面发光芯片工作所产生的热量通过该导热支撑线传导至该透明散热基板以及该散热导电薄膜层上,并同步进行散热,该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过若干条该导热支撑线之间的间隙并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。
在倒装该LED双面发光芯片的时候,该LED双面发光芯片的底面两侧的电极搭设电连接在该窗口部分两侧的该满附部分顶面上,该LED双面发光芯片工作所产生的热量直接传导至该透明散热基板上,并同步进行散热,该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过该窗口部分并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。
该透明散热板被架设在散热架上,通过该散热架进一步对该透明散热板进行导热散热以降低该LED双面发光芯片的工作温度。
该LED光源为一LED灯具的光源,该LED灯具包括灯座以及灯罩,其中,该灯罩连接在该灯座上,该透明散热板为环状,该散热架包括散热固定管以及散热插接管,其中,该散热固定管一端插设在该灯座中,该散热插接管插设在该散热固定管的另外一端,该透明散热板被夹设在该散热固定管与该散热插接管之间,通过该散热架对该透明散热板进一步散热。
该散热固定管一端设置有插口,该插口水平向四周延伸形成第一夹环,该散热插接管包括插管以及第二水平夹板,其中,该插管插设在该散热固定管的该插口中,该透明散热板被夹设在该第一夹环与该第二水平夹板之间,该LED双面发光芯片环设在该透明散热板四周。
该LED光源为一LED灯具的光源,该LED灯具包括灯座以及灯罩,其中,该灯罩连接在该灯座上,该透明散热板为板状,该散热架夹设在该透明散热板两侧,若干该散热架同时插设在该灯座上。
该LED光源为一LED灯具的光源,该LED灯具包括灯座以及灯罩,其中,该灯罩连接在该灯座上,该透明散热板为环状,该散热架连接在该灯座中,该LED双面发光芯片环设在该透明散热板四周,该LED双面发光芯片上包裹有硅胶层,在该灯罩中灌充有导热气体,通过该导热气体能够提升该LED双面发光芯片的散热效率。
该满附部分包括若干导电散热部分,若干该导电散热部分彼此独立设置,若干该导电散热部分同时附着在该透明散热基板的外表面上,该发光体设置在任意相邻的两个该导电散热部分之间,相邻的该发光体的电连接线分别与该导电散热部分电连接,从而使若干该发光体形成串联并连接关系。
该散热导电薄膜层还与外接散热部分相连接,通过该外接散热部分进一步辅助该散热导电薄膜层散热。
一种LED光源发光散热方法,将若干该LED双面发光芯片设置在透明散热板上,该透明散热板包括透明散热基板以及散热导电薄膜层,其中,该散热导电薄膜层附着在该透明散热基板的外表面上,该透明散热基板由透光散热材料制成,该散热导电薄膜层由导热散热导电材料制成,将该散热导电薄膜层区分为满附部分以及窗口部分,该满附部分以及该窗口部分间隔设置,将该LED双面发光芯片水平设置在该窗口部分位置处,此刻,该LED双面发光芯片外侧面所产生的光线直接发射到外部环境中,而该LED双面发光芯片内侧面所产生的光线通过该窗口部分并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。
本发明的有益效果为:本发明将若干该LED双面发光芯片设置在透明散热板上,该散热导电薄膜层包括满附部分以及窗口部分,该满附部分以及该窗口部分间隔设置。该LED双面发光芯片水平设置在该窗口部分位置处,此刻,该LED双面发光芯片外侧面所产生的光线直接发射到外部环境中,而该LED双面发光芯片内侧面所产生的光线通过该窗口部分并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。设置该窗口部分的目的也正是为了充分利用该LED双面发光芯片双面发光的特点,使光能尽少损失。另外,设置该散热导电薄膜层的目的主要是为了利用其材料特性最大可能的为该LED双面发光芯片进行散热,最大程度的降低其工作温度。
附图说明
图1为本发明正装芯片的结构示意图。
图2为本发明倒装芯片的结构示意图。
图3为本发明应用到灯具中的结构示意图。
图4为图3灯具LED光源发光散热结构的主视图。
图5、7、8、9、10为本发明应用到灯具中的结构示意图。
图6为图5灯具LED光源发光散热结构的俯视图。
图11为图10灯具LED双面发光芯片设置在透明散热板上的结构示意图。
图12为本发明散热导电薄膜层外接散热部分相连接的结构示意图。
具体实施方式
如图1至9所示,一种LED光源发光散热结构,该LED光源为LED双面发光芯片,本发明的申请人在PCT国际申请号为PCT/CN2011/000756中公开了一种LED光源及其制造方法的技术,其记载了一种LED元件,其能通过两侧面发光,从而避免热量聚集在结传统LED光源的结合面和基片上,其LED元件与两荧光元件以三明治的方式直接连接,从而形成一个或多个通道口以藉此达到通过该通道口导引LED元件的热传递。其结构主要包括一个或多个LED光源组,其中每所述LED光源组包括:至少一LED元件,其中所述LED元件具有一第一发光面和在反面的一第二发光面,其中所述LED元件适于在每所述第一发光面和所述第二发光面通过电致发光提供大于180°角度的照明;两荧光元件,所述两荧光元件分别位于所述LED元件的所述第一发光面和所述第二发光面上部以保持所述LED元件就位,从而使所述LED产生的照明分别从所述发光面出发经过所述两荧光元件;和一电子元件,所述电子元件与所述LED元件藕接以将所述LED元件电连接于一电源。所述LED元件被所述两荧光元件以三明治方式夹在中间从而保持所述LED元件就位,以使所述第一发光面和所述第二发光面直接压向所述荧光元件上以得到支撑并导引热传递离开所述LED元件,并且所述LED元件被保持在所述荧光元件之间空隙的一LED容纳腔内。
PCT/CN2011/000756的技术应用到本发明的产品上具有体积小发光效果好,能够利用一个LED光源同时向各个方向同时发光,但是在具体实施的时候,由于其只是通过第一发光面和第二发光面对LED元件进行散热,其思路虽然较好,但是在具体实施的时候存在散热效果不理想,热量散发较慢而引发LED元件过热的情况。
本发明的发明人结合PCT/CN2011/000756的技术特点同时对其散热方式进行改进,并应用到本发明的背光源产品中,从而使本发明的背光源产品无论在发光效果还是在工作温度方面都达到了理想的状态,具体描述如下。
该LED双面发光芯片具有上发光面以及下发光面。该LED双面发光芯片具有六个发光面,并且包括复数层有序地重叠和排列,该LED双面发光芯片依次序地重叠和排列一刚性并且透明的基底层,一发光层和一电流分散层,该LED双面发光芯片的倒装结构,其结构简单,并能够定义出该上发光面以及该下发光面,该LED双面发光芯片的具体结构在前案PCT/CN2011/000756中已经公开这里不再累述。
若干该LED双面发光芯片A设置在透明散热板100上,该透明散热板100包括透明散热基板110以及散热导电薄膜层120,其中,该散热导电薄膜层120附着在该透明散热基板110的外表面上。
该透明散热基板110由透光散热材料制成,比如,玻璃、蓝宝石等。
该散热导电薄膜层120由导热散热导电材料制成,比如,银浆。
在具体将该散热导电薄膜层120附着在该透明散热基板110的外表面上的时候,需要首先对该透明散热基板110的外表面进行腐蚀粗糙,而后将该散热导电薄膜层120附着上,这种方式附着力强,产品质量佳。
该散热导电薄膜层120包括满附部分121以及窗口部分122,该满附部分121以及该窗口部分122间隔设置。
该LED双面发光芯片水平设置在该窗口部分122位置处,此刻,该LED双面发光芯片外侧面所产生的光线直接发射到外部环境中,而该LED双面发光芯片内侧面所产生的光线通过该窗口部分122并透过该透明散热基板110后透射到外部环境中。
设置该窗口部分122的目的也正是为了充分利用该LED双面发光芯片双面发光的特点,使光能尽少损失。
另外,设置该散热导电薄膜层120的目的主要是为了利用其材料特性最大可能的为该LED双面发光芯片进行散热,最大程度的降低其工作温度。
当该透明散热基板110为玻璃,该散热导电薄膜层120为银浆的时候优选厚度为,玻璃层零点六毫米厚,银浆层十微米厚。
另外,该散热导电薄膜层120为银浆的时候,银浆层在散热导电的同时也具备光反射的作用,从而尽最大可能将光线反射到该扩散板10方向。
该LED双面发光芯片能够以正装以及倒装两种方式水平设置在该窗口部分122位置处。
如图1所示,在正装该LED双面发光芯片的时候,在该透明散热基板110的外表面上并且于该窗口部分122中设置有若干条导热支撑线123,该导热支撑线123与该散热导电薄膜层120的材料相同。
每一条该导热支撑线123的两端部都与该满附部分121相连接。
该导热支撑线123架设在该LED双面发光芯片的底面上,该LED双面发光芯片工作所产生的热量通过该导热支撑线123传导至该透明散热基板110以及该散热导电薄膜层120上,并同步进行散热。
该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过若干条该导热支撑线123之间的间隙并透过该透明散热基板110后透射到外部环境中。
该导热支撑线123的宽度优选五微米。
如图2所示,在倒装该LED双面发光芯片的时候,该LED双面发光芯片的底面两侧的电极搭设电连接在该窗口部分122两侧的该满附部分121顶面上。
该LED双面发光芯片工作所产生的热量直接传导至该透明散热基板110上,并同步进行散热。
该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过该窗口部分122并透过该透明散热基板110后透射到外部环境中。
最后需要强调的是,本发明的技术可以应用在相当广泛的领域,利用本发明的技术生产的LED光源体可以替换所有LED灯具的光源,同时具有发光效果好、体积小、工作温度低的特点,
在具体实施的时候,该透明散热板100整体可以设计成圆形、条形或者其他形状,在具体实施的时候,该透明散热板100被架设在散热架200上,通过该散热架200进一步对该透明散热板100进行导热散热以降低该LED双面发光芯片的工作温度,该散热架200可以由金属铜或者其他散热金属制成。
该LED光源为一LED灯具的光源,该LED灯具包括灯座以及灯罩,其中,该灯罩连接在该灯座上,该透明散热板100为环状,该散热架200包括散热固定管210以及散热插接管220,其中,该散热固定管210一端插设在该灯座中,该散热插接管220插设在该散热固定管210的另外一端,该透明散热板100被夹设在该散热固定管210与该散热插接管220之间,通过该散热架200对该透明散热板100进一步散热。
在具体实施的时候,该散热固定管210一端设置有插口,该插口水平向四周延伸形成第一夹环211,该散热插接管220包括插管221以及第二水平夹板222,其中,该插管221插设在该散热固定管210的该插口中,该透明散热板100被夹设在该第一夹环211与该第二水平夹板222之间,该LED双面发光芯片环设在该透明散热板100四周。
该LED光源为一LED灯具的光源,该LED灯具包括灯座以及灯罩,其中,该灯罩连接在该灯座上,该透明散热板100为板状,该散热架200夹设在该透明散热板100两侧,若干该散热架200同时插设在该灯座上。
如图10所示,该LED光源为一LED灯具的光源,该LED灯具包括灯座以及灯罩,其中,该灯罩连接在该灯座上,该透明散热板100为环状,该散热架200连接在该灯座中,该LED双面发光芯片环设在该透明散热板100四周。
该LED双面发光芯片上包裹有硅胶层,在该灯罩中灌充有导热气体,通过该导热气体能够提升该LED双面发光芯片的散热效率。
传统的这种LED灯具虽然接近白烛灯但是由于芯片被硅胶包裹着所以热量不能既即时散发,原本芯片背面可以出光初始光效能达到180lm以上的由于工作温度高只能达到120lm左右。
本发明克服传统技术的缺点利用上述的结构通过一个能够将热量导出硅胶包裹面直接和导热气体接触的方式进行散热,另外本发明的芯片是通过银层连接,芯片PN结产生的热量能够第一时间被银层导出来。
在具体实施的时,该散热导电薄膜层120上还涂覆有高热辐射材料以提升散热效果。
如图10、11所示,在具体实施的时候,该满附部分121包括若干导电散热部分124,若干该导电散热部分124彼此独立设置,若干该导电散热部分124同时附着在该透明散热基板110的外表面上。
该发光体31设置在任意相邻的两个该导电散热部分124之间,相邻的该发光体31的电连接线分别与该导电散热部分124电连接,从而使若干该发光体31形成串联连接关系。也就是说,通过若干该导电散热部分124在进行散热的时候,同时其到导电连接的作用,此种结构在不需另外加散热器的情况下,可以用于各种灯具的模组。
如图12所示,该散热导电薄膜层120还与外接散热部分125相连接,通过该外接散热部分125进一步辅助该散热导电薄膜层散热。
在将该散热导电薄膜层120与该外接散热部分125连接的时候可以采用高导热粘接或者焊接的方式,其中优选焊接方式。
另外,上述的该LED灯具还可以为如图5到图9的各种形式造型的灯具。
如图1至9所示,一种LED光源发光散热方法,将若干该LED双面发光芯片设置在透明散热板100上,该透明散热板100包括透明散热基板110以及散热导电薄膜层120,其中,该散热导电薄膜层120附着在该透明散热基板110的外表面上。该透明散热基板110由透光散热材料制成,比如,玻璃、蓝宝石等。该散热导电薄膜层120由导热散热导电材料制成,比如,银浆。
在具体将该散热导电薄膜层120附着在该透明散热基板110的外表面上的时候,需要首先对该透明散热基板110的外表面进行腐蚀粗糙,而后将该散热导电薄膜层120附着上,这种方式附着力强,产品质量佳。
将该散热导电薄膜层120区分为满附部分121以及窗口部分122,该满附部分121以及该窗口部分122间隔设置。
将该LED双面发光芯片水平设置在该窗口部分122位置处,此刻,该LED双面发光芯片外侧面所产生的光线直接发射到外部环境中,而该LED双面发光芯片内侧面所产生的光线通过该窗口部分122并透过该透明散热基板110后透射到外部环境中。
设置该窗口部分122的目的也正是为了充分利用该LED双面发光芯片双面发光的特点,使光能尽少损失。另外,设置该散热导电薄膜层120的目的主要是为了利用其材料特性最大可能的为该LED双面发光芯片进行散热,最大程度的降低其工作温度。
当该透明散热基板110为玻璃,该散热导电薄膜层120为银浆的时候优选厚度为,玻璃层零点六毫米厚,银浆层十微米厚。另外,该散热导电薄膜层120为银浆的时候,银浆层在散热导电的同时也具备光反射的作用,从而尽最大可能将光线反射到该扩散板10方向。
该LED双面发光芯片能够以正装以及倒装两种方式水平设置在该窗口部分122位置处。
在正装该LED双面发光芯片的时候,在该透明散热基板110的外表面上并且于该窗口部分122中设置有若干条导热支撑线123,该导热支撑线123与该散热导电薄膜层120的材料相同。每一条该导热支撑线123的两端部都与该满附部分121相连接。
该导热支撑线123架设在该LED双面发光芯片的底面上,该LED双面发光芯片工作所产生的热量通过该导热支撑线123传导至该透明散热基板110以及该散热导电薄膜层120上,并同步进行散热。
该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过若干条该导热支撑线123之间的间隙并透过该透明散热基板110后透射到外部环境中。
该导热支撑线123的宽度优选五微米。
在倒装该LED双面发光芯片的时候,该LED双面发光芯片的底面两侧的电极搭设电连接在该窗口部分122两侧的该满附部分121顶面上。该LED双面发光芯片工作所产生的热量直接传导至该透明散热基板110上,并同步进行散热。该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过该窗口部分122并透过该透明散热基板110后透射到外部环境中。
在具体实施的时候,该透明散热板100整体可以设计成圆形、条形或者其他形状,在具体实施的时候,该透明散热板100被架设在散热架200上,通过该散热架200进一步对该透明散热板100进行导热散热以降低该LED双面发光芯片的工作温度,该散热架200可以由金属铜或者其他散热金属制成。
Claims (7)
1.一种LED光源发光散热结构,其特征在于:该LED光源为LED双面发光芯片,若干该LED双面发光芯片设置在透明散热板上,该透明散热板包括透明散热基板以及散热导电薄膜层,其中,该散热导电薄膜层附着在该透明散热基板的外表面上,该透明散热基板由透光散热材料制成,该散热导电薄膜层由导热散热导电材料制成,
该散热导电薄膜层包括满附部分以及窗口部分,该满附部分以及该窗口部分间隔设置,该LED双面发光芯片水平设置在该窗口部分位置处,此刻,该LED双面发光芯片外侧面所产生的光线直接发射到外部环境中,而该LED双面发光芯片内侧面所产生的光线通过该窗口部分并透过该透明散热基板后透射到外部环境中,
该透明散热板被架设在散热架上,
该LED光源为一LED灯具的光源,该LED灯具包括灯座以及灯罩,其中,该灯罩连接在该灯座上,该散热架包括散热固定管以及散热插接管,其中,该散热固定管一端插设在该灯座中,该散热插接管插设在该散热固定管的另外一端,该透明散热板被夹设在该散热固定管与该散热插接管之间,通过该散热架对该透明散热板进一步散热。
2.如权利要求1所述的一种LED光源发光散热结构,其特征在于: 该透明散热基板为玻璃,该散热导电薄膜层为镀银层,该散热导电薄膜层为镀银层的时候,镀银层在散热导电的同时也具备光反射的作用。
3.如权利要求1所述的一种LED光源发光散热结构,其特征在于: 在正装该LED双面发光芯片的时候,在该透明散热基板的外表面上并且于该窗口部分中设置有若干条导热支撑线,该导热支撑线与该散热导电薄膜层的材料相同,每一条该导热支撑线的两端部都与该满附部分相连接,该导热支撑线架设在该LED双面发光芯片的底面上,该LED双面发光芯片工作所产生的热量通过该导热支撑线传导至该透明散热基板以及该散热导电薄膜层上,并同步进行散热,该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过若干条该导热支撑线之间的间隙并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。
4.如权利要求1所述的一种LED光源发光散热结构,其特征在于: 在倒装该LED双面发光芯片的时候,该LED双面发光芯片的底面两侧的电极搭设电连接在该窗口部分两侧的该满附部分顶面上,该LED双面发光芯片工作所产生的热量直接传导至该透明散热基板上,并同步进行散热,该LED双面发光芯片的底面所发出的光线通过该窗口部分并透过该透明散热基板后透射到外部环境中。
5.如权利要求1所述的一种LED光源发光散热结构,其特征在于:该散热固定管一端设置有插口,该插口水平向四周延伸形成第一夹环,该散热插接管包括插管以及第二水平夹板,其中,该插管插设在该散热固定管的该插口中,该透明散热板被夹设在该第一夹环与该第二水平夹板之间,该LED双面发光芯片环设在该透明散热板四周。
6.如权利要求1所述的一种LED光源发光散热结构,其特征在于:该满附部分包括若干导电散热部分,若干该导电散热部分彼此独立设置,若干该导电散热部分同时附着在该透明散热基板的外表面上,该发光体设置在任意相邻的两个该导电散热部分之间,相邻的该发光体的电连接线分别与该导电散热部分电连接,从而使若干该发光体形成串联并连接关系。
7.如权利要求1所述的一种LED光源发光散热结构,其特征在于:该散热导电薄膜层还与外接散热部分相连接,通过该外接散热部分进一步辅助该散热导电薄膜层散热。
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