專利名稱：具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及l(fā)ed燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具，尤其一種透過一第一膠體設(shè)在一基板的凹槽與復(fù)數(shù)LED芯片間，及一第二膠體設(shè)在該基板對(duì)接的一透鏡與第一膠體之間的結(jié)合設(shè)計(jì)，使得有效增加整體出光效率及散熱效率的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具。
背景技術(shù)：
近年來，隨著發(fā)光二極管(Light-emittingdiode，以下簡稱LED)新興照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，使LED在亮度、功率、壽命、耗電量、反應(yīng)速率等方面已經(jīng)超過或接近傳統(tǒng)燈泡的節(jié)能光源，以使LED目前已漸漸開始取代傳統(tǒng)燈泡，其中以大功率LED在路燈、景觀、洗墻、室內(nèi)照明等領(lǐng)域早已經(jīng)大量廣泛應(yīng)用。而目前已在市面上推出單顆大功率LED芯片的最大功率為5瓦(W)，而在路燈等大功率應(yīng)用領(lǐng)域，通常是上百個(gè)大功率LED或者上千個(gè)0. 1瓦(W)左右低功率封裝的LED組合在一起形成一 LED模組，來達(dá)到所需的光通量及照度，但相對(duì)的LED模組的尺寸需較大， 且其所需的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，進(jìn)而直接限制了它的應(yīng)用范圍。另外，由于單顆LED封裝熱阻可以做到小于每瓦攝氏12度，但是因復(fù)數(shù)顆LED集成后的前述LED模組的熱阻卻很難控制，使得LED模組內(nèi)各LED芯片在長時(shí)間的工作下，因前述熱阻無法穩(wěn)定的控制，以導(dǎo)致LED芯片的結(jié)溫超過允許范圍而損害LED芯片的性能及縮短壽命，如LED芯片的發(fā)光效率降低、發(fā)光波長變短等。此外，由于分散的點(diǎn)光源，給具體應(yīng)用時(shí)的外部光學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)帶來很大難度，所以使得很難得到一個(gè)理想的光束分布。并且，由于LED燈具中是利用多顆LED芯片集成所述LED模組作為光源得到了廣泛的關(guān)注及應(yīng)用，且其雖具有結(jié)構(gòu)簡潔、導(dǎo)熱介面少、發(fā)光面小且集中及易于配光設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)；但由于LED模組的熱功率密度大，容易有聚熱的效應(yīng)難以解決，因此LED燈具需考慮 LED模組的散熱管理，且LED模組在各種不同的應(yīng)用場合需要不同的配光，如一般常用的 LED燈具上加裝二次配光透鏡，以讓整個(gè)LED燈具所發(fā)出的光能滿足設(shè)計(jì)需求，可是卻延伸另一問題，即光在LED模組外部介面及配光透鏡內(nèi)部介面上反射或散射會(huì)影響LED燈具的出光效率。以上所述，習(xí)知技術(shù)中具有下列的缺點(diǎn)1.散熱不佳；2.出光效率不佳；3.散熱面積有限。因此，有鑒于上述習(xí)用品所衍生的各項(xiàng)缺點(diǎn)，本案的發(fā)明人遂竭其心智，以從事該行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，潛心研究加以創(chuàng)新改良，終于成功研發(fā)完成本件“具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具”案，實(shí)為一具功效增進(jìn)的創(chuàng)作。

發(fā)明內(nèi)容
故，為有效解決上述的問題，本發(fā)明的主要目的，是提供一種通過一第一膠體設(shè)在一基板的凹槽與復(fù)數(shù)LED芯片間，及一第二膠體設(shè)在該基板對(duì)接的一透鏡與第一膠體之間的結(jié)合設(shè)計(jì)，得有效增進(jìn)整體出光(或發(fā)光)效率及散熱效率的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的次要目的，是提供一種具有增進(jìn)出光效率及提升散熱效果的LED燈具。本發(fā)明的次要目的，是提供一種具有增加散熱面積的LED燈具。為達(dá)上述目的，本發(fā)明是提出一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)， 其包括復(fù)數(shù)LED芯片；一基板具有一凹槽，該凹槽容設(shè)有該LED (Light-emitting diode) 芯片，并該基板對(duì)接一透鏡；一第一膠體是設(shè)在該凹槽與前述LED芯片間；及一第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體間，并所述第一膠體與第二膠體及該LED芯片是包覆在該凹槽內(nèi)， 且與該基板及透鏡結(jié)合一體，亦此通過本發(fā)明的基板、透鏡、LED芯片及第一、二膠體的結(jié)合一體設(shè)計(jì)，使得不但有效增加散熱效率，更進(jìn)而有效增加(或提升)出光效率。本發(fā)明另提出一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)LED芯片、一基板、一第一膠體及一第二膠體，其中該基板端面設(shè)有至少一框架，該框架彼此間界定一凹槽，該凹槽是容設(shè)有前述LED芯片，并且該基板對(duì)接一透鏡，而該第一膠體是設(shè)在該凹槽內(nèi)并包覆該LED芯片，該第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體之間，且其位在該框架與第一膠體之上方處，并所述透鏡罩蓋該框架，以與該基板結(jié)合一體， 所以通過前述第一、二膠體有效增進(jìn)整體出光效率及散熱效率。本發(fā)明另提出一種LED燈具，是包括一 LED模組、一基座及一散熱模組，該LED模組包含復(fù)數(shù)LED芯片、一基板、一第一膠體及一第二膠體，其中該基板具有一凹槽容設(shè)復(fù)數(shù) LED芯片，并該基板對(duì)接一透鏡，該第一膠體是設(shè)在前述凹槽與LED芯片間，該第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體間，而前述基座具有一容置槽，該容置槽容設(shè)有LED模組，前述散熱模組具有復(fù)數(shù)導(dǎo)熱管穿接該基座，所以通過該第一、二膠體不僅能夠增加整體出光及散熱效率外，又可透過該等導(dǎo)熱管增加整體散熱面積及散熱效果。


圖1是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的剖面示意圖；圖2是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的基座立體示意圖；圖3是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的實(shí)施態(tài)樣示意圖；圖4是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的剖面示意圖；圖5是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的另一剖面示意圖；圖6是本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例的基座俯視圖；圖7是本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例的剖面示意圖。附圖標(biāo)記說明I-LED模組；10-LED芯片；11_基板；111-凹槽；112-第一容置部；113-第二容置部；115-框架；13-透鏡；131-第一隆起部；132-第二隆起部；133-凹處；14-蓋板；141-抵壓件；142-穿孔；2-LED燈具；3-固定件；41-第一膠體；42-第二膠體；5-基座；51-細(xì)孔； 52-容置槽；53-散熱鰭片；55-對(duì)流孔；56-線路；6-散熱模組；61-導(dǎo)熱管；8-燈具殼體；9-螺紋部。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明之上述目的及其結(jié)構(gòu)與功能上的特性，將依據(jù)所附圖式的較佳實(shí)施例予以說明。請(qǐng)一并參閱圖1、2、3所示，其分別顯示了本發(fā)明的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具，在本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例中，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù) LED (Light-emitting diode，發(fā)光二極管，簡稱LED)芯片10、一基板11、一第一膠體41及一第二膠體42，前述基板11是以純銅材質(zhì)所制成，且其具有一凹槽111，該凹槽111容設(shè)有前述LED芯片10，一透鏡13對(duì)接該基板11并罩蓋在該基板11的凹槽111上方處，與該基板11緊密貼觸一起，該透鏡13的材質(zhì)是選擇為硅膠、硅樹脂、光學(xué)PC、玻璃及亞克力其中任一；另者，前述透鏡13的折射率小于該第一、二膠體41、42的折射率。前述第一膠體41是為硅膠，且其是設(shè)在該凹槽111與該LED芯片10間，以利用硅膠其自身特性能有效保留原有對(duì)可見光譜的高透光率與透明性，及減少了光路中的折射率變化，進(jìn)而有助于提升LED燈具2整體出光效率，如可提高LED燈具2效率10% 20%。前述第二膠體42是選擇為透明硅膠及散熱液其中任一，若該第二膠體42為散熱液時(shí)是用以增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)整體的散熱效果，以有效降低LED芯片10的溫度；若該第二膠體42為透明硅膠時(shí)則用以改善LED芯片10發(fā)出的白光的色溫(color temperature) 在不同出光角度上的分布均勻性，且所述透明硅膠的折射率小于1. 43。此外，于本較佳實(shí)施例，該第二膠體42是以透明硅膠做說明，但并不局限于此，特此說明。前述第二膠體42設(shè)在該透鏡13與第一膠體41之間，并與該第一膠體41及該LED 芯片10包覆在該凹槽111內(nèi)，進(jìn)而與該基板11及透鏡13結(jié)合一體構(gòu)成一 LED模組1 (即所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu))。前述凹槽111更具有一第一容置部112及一第二容置部113，該第一容置部112是容置有前述LED芯片10與該第一膠體41，該第二容置部113則容置有前述第二膠體42，并相對(duì)該第一容置部112 ；而前述透鏡13與基板11間是設(shè)有一蓋板14，該蓋板14的一側(cè)凸伸設(shè)有一抵壓件141抵壓固定在該透鏡13上，前述抵壓件141是從相對(duì)該透鏡13方向延伸構(gòu)成；前述蓋板14具有至少一穿孔142供一固定件3 (如螺絲)貫穿，并通過該固定件3 與基板11鎖固一起。請(qǐng)復(fù)參閱圖1、2、3所示，前述LED燈具2包括所述LED模組1、一基座5及一散熱模組6，該基座5是以純銅材料所制成，其材料為純度大于99. 9%的銅，并在銅表面鍍銀，并該基座5具有一容置槽52用以容設(shè)該LED模組1，并以表面貼裝(或粘著)技術(shù)(Surface Mounting Technolegy,簡稱SMT)，令該LED模組1與該基座5結(jié)合成一體。而前述散熱模組6具有復(fù)數(shù)導(dǎo)熱管61，該等導(dǎo)熱管61穿接該基座5，以使LED模組1產(chǎn)生的熱量經(jīng)由該基座5傳導(dǎo)至該等導(dǎo)熱管61，再通過該等導(dǎo)熱管61引導(dǎo)至外界熱交換，以有效達(dá)到絕佳的散熱效果。前述基座5更具有呈蜂窩狀的復(fù)數(shù)細(xì)孔51，該等細(xì)孔51是形成在該容置槽52的任一側(cè)或多個(gè)側(cè)面，并連通該容置槽52，于本較佳實(shí)施例，該等細(xì)孔51設(shè)在所述容置槽52 內(nèi)的周側(cè)及底側(cè)上做說明，但并不局限于此，于本發(fā)明實(shí)際實(shí)施時(shí)，亦可依使用需求及LED
6燈具2空間的設(shè)計(jì)選擇設(shè)在該容置槽52內(nèi)的周側(cè)或底側(cè)上，或是設(shè)在該容置槽52內(nèi)的周側(cè)及底側(cè)上。該等每一導(dǎo)熱管61分別對(duì)接該等每一細(xì)孔51，且連通各該細(xì)孔51與容置槽52 ； 前述容置槽52內(nèi)設(shè)有一第三膠體(圖中未示)，該第三膠體是為硅膠，其浸入至該等細(xì)孔 51及前述導(dǎo)熱管61之間，以使該第三膠體從該容置槽52內(nèi)的各該細(xì)孔51浸潤至各該導(dǎo)熱管61內(nèi)，以增加該第三膠體與該基座5的接觸面積，以有效降低LED模組1在正面的散熱路徑中的有效熱阻，進(jìn)而擴(kuò)大傳熱面積。請(qǐng)一并參閱圖1、3所示，前述導(dǎo)熱管61更連接一燈具殼體8，進(jìn)而與前述基座5結(jié)合成一體，當(dāng)前述LED模組1發(fā)出可見光時(shí)，伴隨LED芯片10的光源產(chǎn)生熱量，其中前述光源依序通過該第一膠體41、第二膠體42，并通過前述第一、二膠體41、42自身的特性，來增加發(fā)光效率，并在前述光源通過該第二膠體42后，經(jīng)由該透鏡13將光源投射出去外界；該等LED芯片10所產(chǎn)生的熱量，透過該容置槽52內(nèi)的第三膠體將前述熱量分別引導(dǎo)至所述導(dǎo)熱管61及基座5上，使得部分熱量傳導(dǎo)到該基座5上散熱，但絕大部分的熱量則通過該等導(dǎo)熱管61傳導(dǎo)到該燈具殼體8上，以透過較大的散熱面積來散熱，有效增進(jìn) LED燈具2整體的出光效率，進(jìn)而達(dá)到絕佳的散熱效果。請(qǐng)參閱圖4、5所示，是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù) LED (Light-emitting diode，簡稱 LED)芯片 10、一基板 11、一第一膠體 41 及一第二膠體 42，前述基板11端面設(shè)有至少一框架115(優(yōu)選地，設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的框架11 由環(huán)氧樹脂制成，該框架115彼此間界定一凹槽111，該凹槽111容設(shè)有前述LED芯片10，并該基板11對(duì)接一呈波浪狀的透鏡13，該透鏡13罩蓋并包覆該基板11的框架115，并與該基板11緊密貼觸一起；其中該透鏡13的材質(zhì)是選擇為硅膠、硅樹脂、光學(xué)PC、玻璃及亞克力其中任一。前述第一膠體41是為硅膠，其折射率介于1. 43至1. 58之間，通過硅膠的特性，除了保留原有對(duì)可見光譜的高透光率與透明性，并減少了光路中的折射率變化；該第一膠體 41是采用模鑄法(Molding)的方式形成在該凹槽111內(nèi)包覆該LED芯片10。該第二膠體42是為透明硅膠，用以改善LED芯片10發(fā)出的白光的色溫(color
temperature)在不同出光角度上的分布均勻性，且所述透明硅膠的折射率小于1.43，如應(yīng)
用菲涅爾公式計(jì)算，在正入射時(shí)，根據(jù)前述菲涅爾公式，自然光的反射比由
權(quán)利要求
1.一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括復(fù)數(shù)LED芯片；一基板，其具有一凹槽以容設(shè)所述LED芯片，且該基板對(duì)接一透鏡；一第一膠體，設(shè)在該凹槽與該LED芯片間；及一第二膠體，設(shè)在該透鏡與該第一膠體之間，且該第一膠體與第二膠體及該LED芯片包覆在該凹槽內(nèi)，并與該基板及該透鏡結(jié)合一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該凹槽具有一第一容置部和一第二容置部容，所述第一容置部容置有前述LED芯片與該第一膠體， 所述第二容置部容置有該第二膠體，并相對(duì)該第一容置部設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該透鏡與該基板間設(shè)有一蓋板，該蓋板一側(cè)凸伸設(shè)有一抵壓件抵壓固定在該透鏡上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該蓋板上形成有至少一穿孔供一固定件穿入，該固定件貫穿該蓋板與該基板鎖固一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第一膠體為硅膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第二膠體為透明硅膠及散熱液其中任一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該透鏡的材質(zhì)是為硅膠、硅樹脂、光學(xué)PC、玻璃及亞克力其中任一。
8.一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括復(fù)數(shù)LED芯片；一基板，其端面設(shè)有至少一框架，各框架彼此間界定一凹槽以容設(shè)所述LED芯片，且該基板對(duì)接一透鏡；一第一膠體，設(shè)在該凹槽內(nèi)包覆該LED芯片；及一第二膠體，設(shè)在該透鏡與該第一膠體之間，且位于該框架與第一膠體之上方處，且前述透鏡罩蓋該框架，以與該基板結(jié)合一體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該透鏡具有一第一隆起部及一第二隆起部，該第一隆起部與第二隆起部彼此間形成一凹處，相對(duì)該凹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中，還包括一基座，該基板是固設(shè)在該基座上，該基座內(nèi)埋設(shè)有至少一線路，每一線路的一端分別電性連接該基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該基座相反該基板的端面設(shè)有一螺紋部，該螺紋部的一端固接該基座，其自由端用以與LED燈具相鎖合，并各個(gè)所述線路的另一端分別與所述螺紋部一端及其另一端電性連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該基座還具有復(fù)數(shù)散熱鰭片從該基座的周側(cè)向外延伸形成，且各個(gè)散熱鰭片之間界定有對(duì)流孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該透鏡的形狀是呈波浪狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該基板與基座之間是采用表面貼裝技術(shù)的固定方式。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第一膠體是為硅膠。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該硅膠的折射率介于1. 43至1. 58之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第二膠體為透明硅膠。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該透鏡的材質(zhì)是硅膠、硅樹脂、光學(xué)PC、玻璃及亞克力其中任一。
19.一種LED燈具，其特征在于，包括一 LED模組，所述LED模組包含復(fù)數(shù)LED芯片，及一基板具有一凹槽容設(shè)有該等LED芯片，并對(duì)接一透鏡，及一第一膠體與一第二膠體，該第一膠體是設(shè)在該凹槽與LED芯片間， 該第二膠體則設(shè)在該透鏡與該第一膠體間；一基座，具有一容置槽以容設(shè)該LED模組；及一散熱模組，具有復(fù)數(shù)導(dǎo)熱管穿接該基座。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的LED燈具，其中該基座還具有呈蜂窩狀的復(fù)數(shù)細(xì)孔，其貫通形成在該容置槽的任意一側(cè)或多個(gè)側(cè)面上，并該導(dǎo)熱管對(duì)接該細(xì)孔，且連通該細(xì)孔與該容置槽。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的LED燈具，其中該容置槽內(nèi)設(shè)有一第三膠體浸入至該等細(xì)孔及前述導(dǎo)熱管之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LED燈具，其中該第三膠體是為硅膠。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的LED燈具，其中該導(dǎo)熱管與基座間設(shè)有一燈具殼體，該等導(dǎo)熱管貫穿該基座及燈具殼體結(jié)合一體。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)LED芯片、一基板、一第一膠體及一第二膠體，該基板具有一凹槽容設(shè)有前述LED芯片，并該基板對(duì)接一透鏡，該第一膠體是設(shè)在凹槽與LED芯片間，該第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體之間，并前述第一、二膠體及LED芯片是包覆在該凹槽內(nèi)，且與該基板及透鏡結(jié)合一體，所以透過該第一、二膠體，不僅有效增進(jìn)整體發(fā)光(或出光)效率，進(jìn)而又有效提升散熱效率。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102157503SQ20101011453
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者李上賓 申請(qǐng)人:美昌(全球)股份有限公司