发光二极管装置、发光二极管散热系统及含其的照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发光二极管装置、发光二极管散热系统及含其的照明装置。该发光二极管装置具有一散热结构，包括导热柱、引热网、冷却液、散热本体及散热器。通过该导热柱，该发光二极管芯片所产生的热是在第一时间内被该引热网及冷却液吸收，再将热量传至该散热本体并通过该散热器直接散发至环境中。如此一来，可降低在保持该发光二极管的操作温度，使发光二极管以更高的电流来驱动，达到更高的功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种发光二极管装置，特别是关于一种具有散热结构的发光二极管装置。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)因其具有高亮度、体积小、重量轻、不易破损、低耗电量和寿命长等优点，所以被广泛地应用各式显示产品中，其发光原理如下施加一电压于二极管上，驱使二极管里的电子与电洞结合，并进一步产生光。一般商品化的发光二极管10，请参照图1，其具有一发光二极管芯片11置于一导线架14上，且该发光二极管芯片11是以导线12与该导线架14进行电性连结。此外该发光二极管10还包括一封装材料13包覆于该发光二极管芯片11及导线架14并露出接脚15，用以保护该发光二极管芯片11及导线12。发光二极管虽被称为冷光源，但由于其芯片在发光同时亦有部分能量转换成热，其中心发光层的温度可达到约高达四百度左右。然而，封装二极管所用的封装材料，通常为具有断热效果的树脂类化合物，其热导效果不佳，因此热度无法向上由环氧树脂传导致而散发至空气，只能由导线慢慢向下传导。当发光二极管10内的热量蓄积过高，易使包覆发光二极管10的封装材料13因受热不同而有不同的膨胀程度，导致导线架14与封装材料13间有间隙产生，易使空气或湿气的渗入而影响使用及缩短寿命，严重时更导致焊点或导线12脱落。另一方面，若二极管芯片所产生的热量没有散发出去而持蓄积累，过高的工作温度导致发光二极管p-n接面发光层的能隙(junction)崩溃，如此一来，单位电流所能使发光二极管产生的亮度将大幅下降，因此发光效率即因而降低甚至破坏。由于热量限制了发光二极管所能注入的更大电流，使得发光二极管无法达到真正设定规格的标准。请参照图2，是显示一发光二极管装置数组50，其为发光二极管的进一步应用。该发光二极管装置数组50包括数个发光二极管10以高密度数组型式黏着于一基材60，由于其热源更为集中，因此上述因热所造成的发光二极管晶粒劣化现象在发光二极管装置数组50中更为明显。为了解决上述问题，以获致更高亮度的发光二极管，许多改善的方法已纷纷被业界所提出。其中最成功的典型即为美国LumiLeds公司的Luxeon发光二极管100，请参照图3，其特点在于利用较大面积的金属底座110，并采用铝质基板130作为散热片，以将芯片120所产生的热传导至空气中，仅需18颗可相当于100颗传统发光二极管的亮度。然而，该发光二极管100在适当的工作温度下，其操作电流局限在20mA左右，且因生产成本过高而尚未被广泛采用。为符合目前市场上的需求，突破发光二极管操作电流的限制，以提高发光二极管装置的发光效率是势在必行的。因此，发展出具有更高散热效能的发光二极管装置，即成为发光二极管亟待解决的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目就在于提供一种具有散热结构的发光二极管装置，包括一导热体，该导热体是为一热散柱或热散座。其中，该导热体的一端是作为发光二极管晶粒的承载座，而该导热体的另一端则直接延伸至一散热本体，而该散热本体是一高效能致冷腔体内。由于晶粒与散热本体温差的关系，该发光二极管晶粒时所产生的热量可通过该导热体及该散热本体迅速传至该发光二极管晶粒外，如此一来，即使进一步提高发光二极管的操作电流以提高亮度，该二极管发光晶粒仍可推持在一合适的工作温度下，有效避免晶粒劣化的现象发生。本专利技术的另一目的为提供一种发光二极管散热系统，其结合一或数个发光二极管装置与一或数冷却液供给装置而形成一液冷式循环散热系统，可更有效的改善发光二极管散热的问题。本专利技术又一目的是提供一种高发光效率的照明装置，其中该照明装置是包括本专利技术所述的具有散热结构的发光二极管装置。为达上述目的，本专利技术所述的一种具有散热结构的发光二极管装置，包括一散热本体，该散热本体具有一开口端；一基板，设置于该散热本体上，具有一第一表面及一第二表面，其中该第二表面位于该第一表面的相反侧，且与该散热本体的开口端抵接，而该第二表面与该散热本体之间是构成一第一空腔；至少一导热体，以贯穿该基板的方式设置于该基板上，且该导热体具有一延伸部及一承载部，其中该延伸部位于该第一空腔中；以及至少一发光二极管晶粒，设置于该导热体的承载部上。上述专利技术中还包括一冷却液，填充于该空腔中。上述专利技术中导热体的延伸部至少一部份与该冷却液接触。上述专利技术中还包括一透镜形成于该第一表面上，其中该透镜是与该第一表面形成一第二空腔，且至少一发光二极管晶粒是设置于该第二空腔内的第一表面上。上述专利技术中还包括一电路图案，形成于该基板的第一表面上以与该发光二极管电性连结。上述专利技术中还包括一反射层设置于该导热体的承载部上。上述专利技术中该导热体是为一导热柱，材质是为银、铜、铝、陶瓷复合材料、金属氧化物或其组合。上述专利技术中该散热本体是为银、铜、铝、陶瓷复合材料、金属氧化物或其组合。上述专利技术中该散热本体是以冲压、压铸、粉末冶金、注射、车床加工或焊的方式所形成。为达本专利技术的另一目的，本专利技术是提供一发光二极管散热系统，该发光二极管散热系统包括一或数个冷却液供给装置；以及一至数个具有散热结构的发光二极管装置，该具有散热结构的发光二极管装置与该冷却液供给装置连通。其中，该具有散热结构的发光二极管装置分别包括一散热本体，具有一开口端，并与该冷却液供给装置连通；一基板，设置于该散热本体上，具有一第一表面及一第二表面，其中该第二表面位于该第一表面的相反侧，且与该散热本体的开口端抵接，而该第二表面与该散热本体之间是构成一第一空腔，其中该冷却液供给装置是供给一冷却液至该第一空腔中；至少一导热体，以贯穿该基板的方式设置于该基板上，且该导热体具有一延伸部及一承载部，其中该延伸部位于该第一空腔中；以及至少一发光二极管晶粒，设置于该导热体的承载部上。根据本专利技术所述的具有散热结构的发光二极管装置，其中该数个具有散热结构的发光二极管装置是利用至少一循环管路与该冷却液供给装置(各种类形水箱、水桶、水槽，例汽、机车散热水箱)连通。此外，该冷却液供给装置是为含加压泵的冷却液槽或是注入式冷却液槽，亦可为密闭式仅藉冷却液所吸收的热能造成加压动能的无外来动力的自循环系统。本专利技术所述的该冷却液供给装置是利用一循环管路与数个散热本体连通。本专利技术所述的该导热体的延伸部至少一部份与该冷却液接触。本专利技术所述的该具有散热结构的发光二极管装置还包括一透镜形成于基板该第一表面上，而该透镜是与该第一表面形成一第二空腔，且至少一发光二极管晶粒是设置于该第二空腔内的第一表面上。本专利技术所述的还包括一电路图案，形成于该基板的第一表面上以与该发光二极管电性连结。本专利技术所述的该具有散热结构的发光二极管装置还包括一反射层设置于该导热体的承载部上。本专利技术所述的该导热体是为一导热柱，材质是为银、铜、铝、陶瓷复合材料、金属氧化物之一或其组合。本专利技术所述的该散热本体是为银、铜、铝、陶瓷复合材料、金属氧化物之一或其组合。本专利技术所述的该散热本体是以冲压、压铸、粉末冶金、注射、车床加工或焊的方式所形成。为达本专利技术的又一目的，本专利技术是提供一种照明装置，该照明装置包括一控制单元；以及至少一具有散热结构的发光二极管装置，与该控制单元电性连结。其中，该具有散热结构的发光二极管装置分别包括一散热本体，具有一开口端；一基板，设置于该散热本体上，具有一第一表面及一第二表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管装置，其特征在于包括：一散热本体，具有一开口端；一基板，设置于该散热本体上，具有第一表面及第二表面，其中该第二表面位于该第一表面的相反侧，且与该散热本体的开口端抵接，而该第二表面与该散热本体之间是构成第一空腔； 至少一导热体，以贯穿该基板的方式设置于该基板上，且该导热体具有一延伸部及一承载部，其中该延伸部位于该第一空腔中；以及至少一发光二极管晶粒，设置于该导热体的承载部上。

【技术特征摘要】
CN 2004-4-8 200410029972X1.一种发光二极管装置，其特征在于包括一散热本体，具有一开口端；一基板，设置于该散热本体上，具有第一表面及第二表面，其中该第二表面位于该第一表面的相反侧，且与该散热本体的开口端抵接，而该第二表面与该散热本体之间是构成第一空腔；至少一导热体，以贯穿该基板的方式设置于该基板上，且该导热体具有一延伸部及一承载部，其中该延伸部位于该第一空腔中；以及至少一发光二极管晶粒，设置于该导热体的承载部上。2.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于还包括一冷却液，填充于该空腔中。3.根据权利要求2所述的发光二极管装置，其特征在于该导热体的延伸部至少一部份与该冷却液接触。4.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于还包括一透镜形成于该第一表面上，其中该透镜是与该第一表面形成一第二空腔，且至少一发光二极管晶粒是设置于该第二空腔内的第一表面上。5.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于还包括一电路图案，形成于该基板的第一表面上以与该发光二极管电性连结。6.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于还包括一反射层设置于该导热体的承载部上。7.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于该导热体是为一导热柱，材质是为银、铜、铝、陶瓷复合材料、金属氧化物之一或其组合。8.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于该散热本体是为银、铜、铝、陶瓷复合材料、金属氧化物之一或其组合。9.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于该散热本体是以冲压、压铸、粉末冶金、注射、车床加工或焊的方式所形成。10.一发光二极管散热系统，其特征在于包括一冷却液供给装置；以及数个具有散热结构的发光二极管装置，与该冷却液供给装置连通；其中，该具有散热结构的发光二极管装置分别包括一散热本体，与该冷却液供给装置连通，其中该散热本体具有一开口端；一基板，设置于该散热本体上，具有第一表面及第二表面，其中该第二表面位于该第一表面的相反侧，且与该散热本体的开口端抵接，而该第二表面与该散热本体之间是构成第一空腔，且该冷却液供给装置是供给一冷却液至该第一空腔中；至少一导热体，以贯穿该基板的方式设置于该基板上，且该导热体具有一延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴裕朝，
申请(专利权)人：吴裕朝，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]