發光器件以及使用該發光器件的光單元的製作方法
2023-05-24 21:47:26
專利名稱：發光器件以及使用該發光器件的光單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光器件以及使用該發光器件的光單元。
背景技術：
發光二極體(LED)是將電流轉換為光的半導體發光器件。近年來，可通過採用螢光體材料或具有不同顏色的LED的組合使LED發出具有優良光效率的白光。而且，因為採用LED的發光器件的亮度增加，所以採用LED的發光器件可用作各種產品的光源，例如照明指示器、字符指示器、照明裝置、以及圖像指示器。
發明內容
技術問題本發明提供一種能提高散熱特性的發光器件以及使用該發光器件的光單元。技術方案發光器件包括主體；散熱構件，其包括設置在主體中的支撐部以及從支撐部至少延伸至主體的下表面的多個散熱鰭片；第一和第二引線框架，其設置在主體中並與散熱構件間隔開；以及發光二極體，其設置於散熱構件的支撐部上、熱連接到支撐部，並且電連接至第一和第二引線框架。有益效果根據本發明可獲得能提高散熱特性的發光器件以及使用該發光器件的光單元。
圖1是示出根據本實施例的發光器件的平面圖；圖2是示出根據本實施例的發光器件的截面圖；圖3是示出根據本實施例的發光器件的散熱構件的透視圖；圖4是示出使用根據本實施例的發光器件的光單元的截面圖；圖5是示出使用根據另一實施例的發光器件的光單元的截面圖；圖6是示出根據本實施例的顯示裝置的透視圖；圖7是示出根據本實施例的顯示裝置的另一實例的示意圖；以及圖8是示出根據本實施例的照明設備的示意圖。
具體實施例方式以下參考附圖，說明根據本實施例的具有改善的散熱特性的發光器件以及使用該發光器件的光單元。可以理解的是，在實施例的說明中，當層(或膜)、區域、圖案或結構被稱為位於另一襯底、另一層(或膜)、另一區域、另一焊盤或另一圖案「上」或「下」時，其可「直接」或「間接」位於另一襯底、層(或膜)、區域、焊盤或圖案上，或也可以存在一個或多個中間層。參考
層的位置。以下將參考
實施例。出於方便或清楚起見，圖中所示的各層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顯示為實際尺寸。圖1是示出根據本實施例的發光器件30的頂視圖，且圖2是沿圖1的線A-A'截取的截面圖。參考圖1和2，發光器件30包括主體10，其具有腔15，腔15中設置有發光二極體20 ；模製構件40，其覆蓋形成於腔15中的發光二極體20 ；多個引線框架31和32，其設置在主體10中並電連接至發光二極體20;以及散熱構件50，其設置於主體中並熱連接至發光二極體20，且其具有多個散熱鰭片以散熱。其中設置有發光二極體20的腔15設置在主體10的上部處。主體10可包括各種材料，包括陶瓷、矽或樹脂。主體10可通過注塑成型方法一體成型，或可具有多個層的堆疊結構。腔15可具有杯形或具有多邊形、橢圓形或圓形的凹容器形。基於發光二極體20 的光分布角度，腔15的外圍表面可以是垂直側表面或傾斜側表面。根據另一實施例，如果主體10具有多層的堆疊結構，則腔15可通過構圖工藝、衝孔工藝、切割工藝或蝕刻工藝形成。此外，如果主體10通過注塑成型方法形成，則腔15可通過具有主體10和腔15的金屬框架形成。腔15的表面可塗布具有優良反射效果的材料。例如，腔15的表面可塗布有白色PSR(光阻焊)墨、銀(Ag)或鋁(Al)。由此可提升發光器件30的光發射。第一和第二引線框架31和32的一端電連接至發光二極體20，且第一和第二引線框架31和32的另一端電連接至其上安裝了發光器件30的基板(未示出)，由此為發光二極體20供電。第一和第二引線框架31和32的內部暴露在腔15中，且第一和第二引線框架31 和32的外部暴露在主體10外。第一和第二引線框架31和32的外部可延伸至主體10的下表面，但本實施例並不限於此。發光二極體20可包括發射紅光、綠光或藍光的紅光、綠光和藍光發光二極體中的至少一種，但本實施例並不限於此。此外，發光二極體20可包括發射紫外光(UV)波帶範圍內的光的UV 二極體。發光二極體20通過使用附著劑22而結合至散熱構件50。附著劑22包括展現出優良導熱率的導電焊料或焊膏。根據另一實施例，附著劑22可包括非導電樹脂基附著劑。散熱構件50可包括展現出優良導熱率的金屬基材料或樹脂基材料，且可設置在主體10中。散熱構件50與第一和第二引線框架31和32間隔開，並熱連接至發光二極體 20，從而散發從發光二極體20發出的熱。腔15中的散熱構件50的頂表面寬度可以等於第一和第二引線框架31和32的頂表面寬度。但是，基於散熱效率的考慮，散熱構件50的頂表面寬度可以大於第一和第二引線框架31和32的頂表面寬度。圖3是示出發光器件30的散熱構件50的透視圖。參考圖2和3，散熱構件50包括支撐部52、連接部53以及散熱鰭片M。連接部 53可包括散熱鰭片M。散熱構件50的支撐部52設置在腔15的底表面上，以固定支撐發光二極體20。支撐部52的頂表面可被布置成至少與第一和第二引線框架31和32的頂表面成直線，或可相對於第一和第二引線框架31和32的頂表面具有臺階結構。在發光二極體20下，支撐部52的頂表面寬度Dl至少大於發光二極體20的下表面寬度，且可通過腔15的底表面暴露。連接部53與支撐部52 —體成型，並從支撐部52向下延伸，且其寬度D2和D3大於支撐部52的頂表面寬度Dl。連接部53在其下部設置有散熱鰭片M。連接部53的寬度 D2和D3可彼此相等或彼此不等。此外，連接部53的寬度D3可對應於主體10的寬度而增加。連接部53的一部分還從第一和第二引線框架31和32向下延伸，且可與第一和第二引線框架31和32間隔開。連接部53的寬度可至少大於腔15的底表面寬度。散熱鰭片M從散熱構件50的連接部53至少延伸至主體10的下表面。散熱鰭片 54可在散熱構件50的下部沿發光二極體20的相反端延伸。散熱鰭片M的下端還可至少從主體10的下表面突出。散熱鰭片M可在第一和第二引線框架31和32的布置方向上彼此交替布置。最左和最右的散熱鰭片M之間的間隔可至少大於支撐部52的寬度。各個散熱鰭片M都可至少高於連接部53的厚度，但本實施例不限於此。散熱鰭片M之間可具有規則或不規則間隔。根據另一實例，散熱鰭片M可在其對應於發光二極體20的第一區域處具有寬間隔且在除了第一區域之外的其他區域處具有窄於第一區域處的間隔。形成在連接部53中的散熱鰭片M被設置為用於增加散熱的表面面積。散熱鰭片 54可具有各種形狀，例如板形和圓柱形。連接部53可在主體10的容許接受範圍內具有寬於支撐部52的面積，以便可提升散熱效率。散熱構件50的厚度至少大於腔15的底表面和主體10的下表面之間的厚度。模製構件40覆蓋第一和第二引線框架31和32的部分以及發光二極體20。模製構件40形成在腔15中以模製設置在腔15中的部件。模製構件40可包括透射性樹脂材料，例如矽或環氧樹脂，且可包含至少一種螢光體材料，但本實施例不限於此。透鏡可設置在模製構件40上，且可包括凹和凸透鏡中的至少一個。如上所述，在根據本實施例的發光器件30中，具有散熱鰭片M的連接部53形成在連接發光二極體20的散熱構件50的後表面，以便發光器件30產生的熱可被有效散發。圖4是示出根據本實施例的光單元的截面圖，並特別示出發光器件30安裝在印刷電路板(例如，金屬芯PCB) 100上的情況。在以下關於圖4的說明中，將不再贅述發光器件 30的結構。PCB 100可包括作為基底的金屬層(槽部)110，形成在金屬層110上的絕緣層120 以及形成在絕緣層120上的電路圖案130。在這種情況下，金屬層110可包括諸如鋁(Al) 的金屬，且電路圖案130可至少包括銅(Cu)。發光器件30安裝在PCB 100的電路圖案130上。發光器件30的第一和第二引線框架31和32結合到電路圖案130，以便第一和第二引線框架31和32電連接至電路圖案130。通過發光器件30的後表面暴露的散熱構件50結合到電路圖案130。電路圖案130包括以預定間隔彼此分開的多個焊盤，且該多個焊盤可連接至第一引線框架31、第二引線框架32、以及散熱構件50。發光器件30可利用焊料140安裝在電路圖案130上。當發光器件30利用焊料140 安裝時，焊料設置在連接部53的散熱鰭片M之間。因此可擴大焊料140和散熱構件50之間的接觸面積，以便提高散熱效率。圖5是示出根據另一實施例的光單元的截面圖，且特別示出發光器件30安裝在 PCB(例如，金屬芯PCB) 100上的情況。在關於圖5的下述說明中，將不再贅述發光器件30 的結構。PCB 100可包括作為基底的金屬層110，形成在金屬層110上的絕緣層120、以及形成在絕緣層120上的電路圖案130。在這種情況下，金屬層110可包括諸如Al的金屬，且電路圖案130可至少包括Cu。當根據本實施例的發光器件30安裝在PCB100上時，發光器件30的連接部53可固定在MCPCB 100的金屬層110上。PCB 100包括槽部122，從而通過選擇性地去除絕緣層120而暴露金屬層110。突出通過發光器件30的下表面的連接部53可通過槽部122而固定在金屬層110 上。暴露於發光器件30的兩側的第一和第二引線框架31和32可電連接至PCB 100的電路圖案130。在這種情況下，發光器件30的連接部53和散熱鰭片M可在主體10的容許範圍內從主體10的下表面突出。連接部53包括可擴展接觸面積的散熱鰭片54，以便將熱有效傳遞至金屬層110。 發光器件30產生的熱通過連接部53傳遞至金屬層110，以便有效提升發光器件30的散熱效率。根據本實施例的發光器件可應用於光單元。光單元具有成陣列的多個發光器件的結構。光單元可包括如圖6和7所示的顯示裝置以及如圖8所示的照明設備。此外，光單元可包括照明燈、信號燈、車輛頭燈以及電子標識牌。圖6是示出根據本實施例的顯示裝置1000的分解透視圖。參考圖6，根據本實施例的顯示裝置1000包括導光板1041、用於將光提供至導光板1041的發光模塊1031、設置於導光板1041下的反射構件1022、設置於導光板1041上的光學片1051、設置於光學片1051上的顯示面板1061、以及用於容納導光板1041、發光模塊 1031以及反射構件1022的底蓋1011。但是，本實施例不限於上述結構。底蓋1011、反射片1022、導光板1041以及光學片1051可構成光單元1050。導光板1041擴散光以提供表面光。導光板1041可包括透明材料。例如，導光板 1041可包括諸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸基樹脂、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、C0C(環烯烴共聚物)以及PEN(聚萘二甲酸乙二酯)樹脂中的一種。發光模塊1031設置在導光板1041 —側，以將光提供至導光板1041的至少一側。 發光模塊1031用作顯示裝置的光源。設置至少一個發光模塊1031，以直接或間接從導光板1041 —側提供光。發光模塊 1031可包括板1033以及根據本實施例的發光器件30。發光器件30布置在板1033上，同時以預定間隔彼此間隔開。
板1033可包括印刷電路板(PCB，未示出)，但本實施例不限於此。此外，板1033 還可以包括金屬芯PCB (MCPCB)或柔性PCB (FPCB)以及PCB，但本實施例不限於此。如果發光器件30安裝在底蓋1011的一側上或安裝在散熱構件上，則可省略電路板1033。散熱構件部分接觸底蓋1011的頂表面。此外，布置發光器件30，以致發光器件30的光出射表面以預定距離與導光板1041 間隔開，但本實施例不限於此。發光器件30可直接或間接將光提供給光入射表面，該光入射表面是導光板1041的一側，但本實施例不限於此。反射構件1022設置在導光板1041下。反射構件1022將通過導光板1041的下表面向下行進的光朝向顯示面板1061反射，由此提高顯示面板1061的亮度。例如，反射構件 1022可包括PET，PC、或PVC樹脂，但本實施例不限於此。反射構件1022可作為底蓋1011 的頂表面，但本實施例不限於此。底蓋1011可將導光板1041、發光模塊1031、以及反射構件1022容納於其中。為此，底蓋1011具有容納部分1012，其具有盒形以及開口的頂表面，但本實施例不限於此。底蓋1011可與頂蓋(未示出)耦接，但本實施例不限於此。底蓋1011可以通過利用金屬材料或樹脂材料，通過衝壓工藝或擠壓工藝來製造。 此外，底蓋1011可包括具有優良導熱率的金屬或非金屬材料，但本實施例不限於此。例如，顯示面板1061是IXD面板，其包括彼此相對的第一和第二透明基板，以及插入第一和第二基板之間的液晶層。偏振板可附接至顯示面板1061的至少一個表面，但本實施例不限於此。顯示面板1061通過阻擋從發光模塊1031產生的光或允許光從其間穿過來顯示信息。顯示裝置1000可應用於各種便攜終端、膝上型計算機的監視器、監視器或膝上型計算機、以及電視機。光學片1051設置在顯示面板1061和導光板1041之間，且包括至少一個透射片。 例如，光學片1051包括擴散片、水平和垂直稜鏡片、以及亮度增強片中的至少一種。擴散片使入射光擴散，水平和垂直稜鏡片將入射光聚集到顯示面板1061上，且亮度增強片通過重新使用損失光而提高亮度。此外，保護片可設置在顯示面板1061上，但本實施例不限於此。導光板1041和光學片1051可設置在發光模塊1031的光路中，從而作為光學構件，但本實施例不限於此。圖7是示出根據本實施例的顯示裝置的截面圖。參考圖7，顯示裝置1100包括底蓋1152、其上布置發光器件30的板1020、光學構件1154、以及顯示面板1155。電路板1020和發光器件30可以構成發光模塊1060。此外，底蓋1152、至少一個發光模塊1060、以及光學構件IlM構成光單元1150。底蓋1151可設置有容納部分1153，但本實施例不限於此。光學構件IlM可包括透鏡、導光板、擴散片、水平和垂直稜鏡片、以及亮度增強片中的至少一種。導光板可包括PC或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。可省略導光板。擴散片使入射光擴散，水平和垂直稜鏡片將入射光聚集在顯示面板1155上，且亮度增強片通過重新使用損失光而提高亮度。光學構件IlM設置在發光模塊1060上，以便將從發光模塊1060發射的光轉換成表面光。此外，光學構件IIM可擴散或收集光。
圖8是示出根據本實施例的照明裝置的透視圖。參考圖8，照明裝置1500包括外殼1510、安裝在外殼1510中的發光模塊1530、 以及安裝在外殼1510中以接收來自外部電源的電力的連接端子1520。外殼1510優選包括具有優良散熱性質的材料。例如，外殼1510包括金屬材料或樹脂材料。發光模塊1530可包括板1532和安裝在板1532上的發光器件30。發光器件30彼此間隔開或以矩陣形式布置。板1532包括印刷有電路圖案的絕緣構件。例如，電路板1532包括PCB、MCPCB, FPCB、陶瓷PCB以及FR-4基板。此外，電路板1532可包括能有效反射光的材料。塗布層可形成在板1532的表面上。此時，塗布層具有白色或銀色，從而有效反射光。在電路板1532上安裝至少一個發光器件30。各個發光器件30都包括至少一個 LED(發光二極體)晶片。LED晶片可包括發射具有紅色、綠色、藍色或白色的可見光波帶的光的LED，以及發射UV (紫外)光的UV LED。發光模塊1530可任意組合以提供各種顏色和亮度。例如，可組合白光LED、紅光 LED以及綠光LED，以實現高顯色指數(CRI)。連接端子1520電連接至發光模塊1530，從而將電力提供給發光模塊1530。連接端子1520具有與外部電源進行螺紋耦接的插座形狀，但本實施例不限於此。例如，連接端子1520可被製備為插入外部電源的鰭形，或通過布線連接至外部電源。根據本實施例，發光器件30已被封裝並安裝在基板上，從而形成發光模塊。發光器件30以LED晶片的形式安裝並被封裝，由此形成發光模塊。本說明書中提及的「一個實施例」、「實施例」、「示例性實施例，，等都表示結合該實施例說明的特定特徵、結構或特性被包括在本發明的至少一個實施例中。在說明中各處出現的這種短語不必都指相同的實施例。而且，當特定特徵、結構或特性結合任何實施例進行說明時，認為本領域技術人員能將這些特徵、結構或特性與實施例的其他特徵、結構或特性
糹口口。雖然已經參考本發明的多個說明性實施例說明了上述實施例，但應當理解，在本發明原理的精神和範圍內，本領域技術人員可設計出多種其他的變型和實施例。更具體來說，可在本說明書、附圖和隨附權利要求的範圍內設計出部件部分和/或主題組合布置的多種布置的各種變型和改型。除了部件部分和/或布置的變型和改型之外，替代應用對於本領域技術人員來說也是顯而易見的。工業實用性本實施例提供具有發光晶片的發光器件封裝。本實施例適用於照明燈、室內燈、戶外燈、指示器、以及具有發光器件封裝的車輛頭燈。
權利要求
1.一種發光器件，包括主體；散熱構件，所述散熱構件包括設置在所述主體中的支撐部，以及從所述支撐部至少延伸至所述主體的下表面的多個散熱鰭片；第一和第二引線框架，所述第一和第二引線框架設置在所述主體中，並與所述散熱構件間隔開；以及發光二極體，所述發光二極體設置在所述散熱構件的所述支撐部上，熱連接至所述支撐部，以及電連接至所述第一和第二引線框架。
2.根據權利要求1所述的發光器件，其中，所述散熱構件進一步包括連接部，所述連接部設置在所述支撐部和所述散熱鰭片之間且具有的寬度不同於所述支撐部的寬度，並且其中，所述散熱鰭片從所述連接部至少延伸至所述主體的下表面。
3.根據權利要求2所述的發光器件，其中，所述連接部具有的寬度寬於所述第一和第二引線框架之間的間隔。
4.根據權利要求2所述的發光器件，其中，所述連接部的至少一部分設置在所述第一和第二引線框架之下。
5.根據權利要求1所述的發光器件，其中，所述散熱鰭片在所述發光二極體的相反的方向上突出超過所述主體的下表面。
6.根據權利要求1所述的發光器件，其中，所述散熱構件包括金屬材料和樹脂材料中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的發光器件，其中，所述散熱鰭片具有板形和圓柱形中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的發光器件，進一步包括模製構件，所述模製構件覆蓋所述發光器件、所述第一和第二引線框架、以及所述散熱構件。
9.根據權利要求1所述的發光器件，其中，所述主體包括具有開口的上部的腔，並且所述第一和第二引線框架以及所述散熱構件至少設置在所述腔的底表面上。
10.根據權利要求1所述的發光器件，其中，所述發光二極體通過布線連接至設置在所述腔中的第一和第二引線框架，並且所述腔中設置有模製構件。
11.根據權利要求9所述的發光器件，其中，所述散熱構件的厚度至少大於所述腔的底表面與所述主體的下表面之間的厚度。
12.根據權利要求9所述的發光器件，其中，所述第一和第二引線框架的一部分從所述腔的底表面延伸至所述主體的外部。
13.根據權利要求1所述的發光器件，進一步包括在所述主體之下的印刷板。
14.根據權利要求11所述的發光器件，進一步包括所述散熱鰭片之間的焊料。
15.根據權利要求13所述的發光器件，進一步包括電路圖案，所述電路圖案具有在所述印刷板上彼此間隔開的多個焊盤，其中所述焊盤連接至所述第一引線框架、所述第二引線框架、以及所述散熱構件。
全文摘要
根據本發明的實施例的發光器件以及使用該發光器件的光單元，該發光器件包括主體、安裝於主體中的發光二極體、布置於主體中並與發光二極體電連接的多個引線框架、以及容納在主體中的散熱構件，其與發光二極體進行熱連接並包括從主體的後表面暴露的多個散熱鰭片。
文檔編號H01L33/64GK102484195SQ201080039163
公開日2012年5月30日 申請日期2010年10月20日 優先權日2009年10月21日
發明者李建教 申請人:Lg伊諾特有限公司