CN105449090A - 具散热基材的发光二极管装置及照明灯具 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管装置，包含一散热基材、至少一个供电基板及至少一个发光二极管晶粒。供电基板设置于散热基材，并包括一透光板及一导电线路。导电线路设置于透光板，且与散热基材分别位于透光板的两相反侧。发光二极管晶粒设置于供电基板，并与导电线路形成电性连接。本发明还包括具有前述发光二极管装置的照明灯具。本发明透过散热基材的设置，增进发光二极管装置的散热效果，而提升发光二极管装置的亮度及使用寿命。

Description

具散热基材的发光二极管装置及照明灯具
技术领域
本发明涉及一种发光二极管装置，特别是涉及一种设有散热基材的发光二极管装置。
背景技术
发光二极管是目前最重要的半导体照明组件，其具有发光效率佳、使用寿明长、反应速度快等优点。然而，在高功率、高亮度的应用中，发光二极管会产生热积聚的问题，而影响发光效率及使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能解决上述发光效率及使用寿命问题的发光二极管装置。
本发明发光二极管装置，包含一散热基材、至少一个供电基板及至少一个发光二极管晶粒。供电基板设置于该散热基材，并包括一透光板及一导电线路。导电线路设置于该透光板，且与该散热基材分别位于该透光板的两相反侧。发光二极管晶粒设置于该供电基板，并与该导电线路形成电性连接。
较佳地，该供电基板还包括一反光层，该反光层设置于该透光板，且位于该透光板与该散热基材之间。
较佳地，该发光二极管晶粒是以覆晶方式与该导电线路形成电性连接。
较佳地，该发光二极管装置还包含一荧光结构，该荧光结构设置于该供电基板，并将该发光二极管晶粒包覆于内。
较佳地，该荧光结构包括一第一荧光体及一第二荧光体，该第一荧光体设置于该供电基板与该发光二极管晶粒之间，该第二荧光体覆盖该发光二极管晶粒。
较佳地，发光二极管装置还包含一透镜结构，该透镜结构设置于该供电基板，并将该发光二极管晶粒覆盖于内。
较佳地，该供电基板的数量为多个，并分别设置于该散热基材的两相反侧；该发光二极管晶粒的数量为多个，且分别设置于该供电基板。
较佳地，该透光板的材质选自硼玻璃、石英玻璃、蓝宝石玻璃、碳化硅及其组成的群组。
较佳地，该透光板具有挠曲性。
较佳地，该散热基材的主要材质为金属。
本发明的另一目的，在提出一种使用上述发光二极管装置的照明灯具。
本发明照明灯具，包含一外壳结构，以及至少一个如前述的发光二极管装置。
较佳地，该外壳结构为能汇聚光线的灯杯或灯泡的灯壳。
本发明的有益的效果在于：透过散热基材的设置，能增进发光二极管装置的散热效果，而提升发光二极管装置的亮度及使用寿命。此外，通过不同的供电基板、发光二极管晶粒的配置方式，能调控发光二极管装置的光学特性，而运用于不同应用方式。
附图说明
图1是一侧视示意图，说明本发明发光二极管装置的第一实施例；
图2是一侧视示意图，说明本发明发光二极管装置的第二实施例；
图3是一侧视示意图，说明本发明发光二极管装置的第三实施例；
图4是一侧视示意图，说明本发明发光二极管装置的第四实施例；
图5是一侧视示意图，说明第四实施例的变化实施态样；
图6与图7各为侧视示意图，说明本发明发光二极管装置应用为照明灯具的实施态样。
具体实施方式
在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
第一实施例：
参阅图1，为本发明发光二极管装置100的第一实施例。此处，发光二极管装置100包含一散热基材1、一供电基板2及一发光二极管晶粒3。
散热基材1以具有高热传导系数的材质制作，能将发光二极管晶粒3产生的热传导于外，以避免热积聚的问题。本实施例中，散热基材1是采用金属等材质制作，但其具体的材质选用不以金属为限。
供电基板2设置于散热基材1，并包括一透光板21、一导电线路22及反光层23。
透光板21以透明、绝缘的材质制作，供发光二极管晶粒3设置其上。本实施例中，透光板21的材质选自硼玻璃、石英玻璃、蓝宝石玻璃、碳化硅及其组成的群组，此等材质具有透光特性，且热膨胀系数与发光二极管晶粒3相近，能避免结构应力的问题，而有利于发光二极管晶粒3的设置。然而，在不同的实施态样中，透光板21的材质选用能视需要而调整，不以此处公开的内容为限。
导电线路22设置于透光板21，且与散热基材1分别位于透光板21的两相反侧，其包括焊垫(pad)、延伸线路(图未示)等结构，供与发光二极管晶粒3及外部电路(未图标)形成电连接。
反光层23设置于透光板21，且位于透光板21与散热基材1之间，其能选用银、铝等具高反射率的材质制作，或是采用具高反射率的光子晶体、多层式反射膜，以提供反射光线、增进亮度的效果。
发光二极管晶粒3设置于供电基板2，并以覆晶(flip-chip)方式与导电线路22形成电性连接，其能视需要选用蓝光、红光、绿光、紫外光等各式发光二极管晶粒。
具体来说，本实施例的发光二极管晶粒3包括一磊晶基板31、一第一半导体层32、一第二半导体层33、一第一电极34、一第二电极35，磊晶基板31、第一半导体层32与第二半导体层33依序相互层叠，第一电极34、第二电极35则分别设置于第一半导体层32、第二半导体层33的表面，并通过焊锡24与导电线路22形成电连接。
根据上述内容，本实施例在发光二极管晶粒3未设置反射镜(mirror)的结构设计下，其发出的光线是朝四面八方照射，且往透光板21照射的光线经反光层23的反射后又会向反方向照射，所以能提升发光二极管装置100的整体亮度，并提供半周光(也就是散热基材1以上的空间)的光源特性。此外，通过散热基材1的设置，能增进发光二极管装置100在高功率使用状态下的散热效果，而提升其亮度表现及使用寿命。
然而，要说明的是，本实施例中供电基板2及发光二极管晶粒3的数量虽是以单一个为例进行说明，但在不同的实施态样中，供电基板2、发光二极管晶粒3的数量能配置为多个，而不以此处公开的内容为限。此外，根据不同形态的散热基材1的配置，发光二极管装置100能提供不同的应用方式。例如，当散热基材1的形状为长条状，且其上设置多个供电基板2与发光二极管晶粒3时，发光二极管装置100是以发光灯条的态样实施。当然，本实施例的发光二极管装置100的应用方式还能有不同的实施态样，不以此处的说明内容为限。
第二实施例：
参阅图2，为本发明发光二极管装置100的第二实施例。相较于第一实施例，本实施例的发光二极管装置100还包含一荧光结构4及一透镜结构5，且供电基板2未设置反光层。
荧光结构4能调整发光二极管装置100的出光颜色，其设置于供电基板2上，并包括一第一荧光体41及一第二荧光体42。第一荧光体41设置于供电基板2与发光二极管晶粒3之间，是在发光二极管晶粒3装设于供电基板2前，通过印刷、点胶等技术制作。第二荧光体42将发光二极管晶粒3包覆于内，其是在发光二极管晶粒3装设于供电基板2后制作。本实施例中，由于第一荧光体41与第二荧光体42共同配合，将发光二极管晶粒3完整地包覆于内，因此能确保发光二极管装置100具有均匀稳定的出光特性。然而，在不同的实施态样中，荧光结构4能以不同的方式实施，不限于此处公开的内容。
透镜结构5设置于供电基板2，并将发光二极管晶粒3覆盖于内，其结构形状会影响发光二极管装置100的可视角(viewangle)、出光效率等光学特性，属于一次光学透镜(first-orderopticallens)的结构设计。
根据上述荧光结构4、透镜结构5的实施方式，本实施例的发光二极管装置100呈现不同于第一实施例的光学特性，但同样能通过散热基材1增进散热效果，而增进亮度及使用寿命表现。此外，若将本实施例的散热基材1配置为多孔性的网状结构(未图标)，则发光二极管晶粒3发出的光线穿透透光板21后，还能进一步穿过散热基材1，而呈现出不同于第一实施例的全周光光学特性。
第三实施例：
参阅图3，为本发明发光二极管装置100的第三实施例。相较于第一实施例，本实施例的发光二极管装置100包含多个供电基板2及多个发光二极管晶粒3，且供电基板2分别装设于散热基材1的两相反侧，而发光二极管晶粒3则分别设置于供电基板2上。据此，在第一实施例中发光二极管装置100的半周光出光特性，在本实施例中转变为由位于散热基材1上、下两侧的发光二极管晶粒3所提供的全周光的出光特性。
第四实施例：
参阅图4、图5，为本发明发光二极管装置100的第四实施例。相较于第三实施例，本实施例的散热基材1能进一步采用具有挠曲性的材质制作，或者将其制作为硬质的弯曲结构(如图4)、管状结构(如图5)，并将供电基板2连同发光二极管晶粒3装设其上，因而能提供不同的发光、照明应用方式。
参阅图6、图7，发光二极管装置100除了前述四种实施方式外，还能进一步以照明灯具101的方式实施。具体来说，该照明灯具101的主要结构包含一外壳结构6、一发光二极管装置100及一电路模组7。
在图6中，照明灯具101的外壳结构6为能汇聚光线的灯杯，且发光二极管装置100设置于外壳结构6的内反射面的焦点上，因此发光二极管装置100发出的光线能通过外壳结构6汇聚为平行光而照射于外，让照明灯具101适合应用于车灯、探照灯、手电筒等照明应用。
在图7中，照明灯具101应用于灯泡照明，其外壳结构6为灯泡的外壳，并以全周光类型的发光二极管装置100作为光源，而能提供照明效果。
综上所述，本发明发光二极管装置100通过散热基材1的设置，能有效增进发光二极管装置100的散热效果，而提升亮度及使用寿命。此外，通过不同形态的散热基材1的选用，以及相对应的供电基板2及发光二极管晶粒3的配置方式，能控制发光二极管装置100为半周光或全周光的光学特性，并具有不同的应用形态。因此，本发明发光二极管装置100确实能达成本发明的目的。
惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，大凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (12)

1.一种发光二极管装置，其特征在于，该发光二极管装置包含：
一散热基材；
至少一个供电基板，设置于该散热基材，并包括
一透光板，及
一导电线路，设置于该透光板，且与该散热基材分别位于该透光板的两相反侧；及
至少一个发光二极管晶粒，设置于该供电基板，并与该导电线路形成电性连接。
2.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该供电基板还包括一反光层，该反光层设置于该透光板，且位于该透光板与该散热基材之间。
3.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该发光二极管晶粒是以覆晶方式与该导电线路形成电性连接。
4.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该发光二极管装置还包含一荧光结构，该荧光结构设置于该供电基板，并将该发光二极管晶粒包覆于内。
5.根据权利要求4所述的发光二极管装置，其特征在于：该荧光结构包括一第一荧光体及一第二荧光体，该第一荧光体设置于该供电基板与该发光二极管晶粒之间，该第二荧光体覆盖该发光二极管晶粒。
6.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该发光二极管装置还包含一透镜结构，该透镜结构设置于该供电基板，并将该发光二极管晶粒覆盖于内。
7.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该供电基板的数量为多个，并分别设置于该散热基材的两相反侧；该发光二极管晶粒的数量为多个，且分别设置于该供电基板。
8.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该透光板的材质选自硼玻璃、石英玻璃、蓝宝石玻璃、碳化硅及其组成的群组。
9.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该透光板具有挠曲性。
10.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该散热基材的主要材质为金属。
11.一种照明灯具，其特征在于，该照明灯具包含：
一外壳结构；及
至少一个如权利要求1所述的发光二极管装置，设置于该外壳结构中。
12.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：该外壳结构为能汇聚光线的灯杯或灯泡的灯壳。
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