TWI572069B - 發光裝置及散熱片 - Google Patents

Description

發光裝置及散熱片

本發明是有關於一種發光裝置，尤其是有關於一種具有散熱片的發光裝置。

目前照明設備以及各種電子產品大多使用發光二極體(light emitting diodes，LED)作為主要的發光源。發光二極體發光時，所耗的能量除了20%轉換為光能外，其餘的能量會轉換為熱能。另外，當發光二極體整體的溫度上升而過熱時，發光二極體的發光效率會受到影響，同時也會使發光二極體的使用壽命衰減以及發光時的色度偏移的問題。

然而，目前設置發光二極體的電路板具有空間限制，電路板上具有許多細小且緊密的銅線布局，更加使得發光二極體的散熱不易。由於電路板頂面上具有細小且緊密的銅線布局，所以一般的散熱片僅能設置在電路板的背面而無法直接將發光二極體發出的熱能導出。另外，即使將部分的散熱片設置於電路板頂面，也會產生影響發光裝置出光品質的問題。因此，在設置發光二極體的電路板具有許多的細小且緊密的銅線布局的情況下，如何有效的將發光二極體發光時產生的熱能散出，避免影響發光二極體的發光效率及出光品質，增加發光二極體的使用壽命以及降低色度偏移的問 題，實為一重要的課題。

台灣專利公告第I337240號揭露一種光源模組，包括電路板、多個發光元件及散熱元件。台灣專利公告第M426044號揭露一種背光模組，包括承載體、銅線路層、發光二極體元件、反射層、延伸導熱層、導光板與底反射片。台灣專利公告第M457392號揭露一種發光元件的封裝結構，發光二極體位於雙面電路板上，且雙面電路板連接導熱基板，發光二極體位於導熱基板的穿孔內。

本發明提供了一種發光裝置，以解決先前技術所具有的問題。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種發光裝置包含基板、發光單元以及散熱片。基板具有第一表面。發光單元設置於基板的第一表面，且發光單元具有至少二接腳。散熱片包含黏膠層、第一導熱層以及第一反射層。黏膠層黏貼於基板的第一表面。第一導熱層設置於黏膠層上且緊鄰於發光單元的二接腳的其中之一。第一反射層設置於第一導熱層上，其中第一導熱層位於第一反射層與黏膠層之間。

在本發明一實施例中，發光裝置還包含傳導部，傳導部連接發光單元的緊鄰於第一導熱層的接腳及散熱片的第一導熱層。

在本發明一實施例中，第一反射層黏合於第一導 熱層。

在本發明一實施例中，第一導熱層為金屬材質。

在本發明一實施例中，第一反射層的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)。

在本發明一實施例中，散熱片具有一開口，發光單元容置於開口內。

在本發明一實施例中，散熱片遠離發光單元的一端部具有延伸部，延伸部的底面與第一導熱層的底面形成夾角。

在本發明一實施例中，上述夾角大於90度。

在本發明一實施例中，延伸部具有第二導熱層與第二反射層，第二導熱層連接第一導熱層，第二反射層連接第一反射層，且第二反射層設置於第二導熱層上。

在本發明一實施例中，發光裝置還包含透鏡組合，設置於發光單元的出光面的上方。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的另一實施例提出一種散熱片適用於具有基板及發光單元的發光裝置，散熱片包含黏膠層、第一導熱層以及第一反射層。黏膠層用以黏貼於基板的第一表面。第一導熱層設置於黏膠層上用以緊鄰於發光單元的至少一接腳。第一反射層設置於第一導熱層上，其中第一導熱層位於第一反射層與黏膠層之間。

在本發明另一實施例中，第一反射層黏合於第一導熱層。

在本發明另一實施例中，第一導熱層為金屬材質。

在本發明另一實施例中，第一反射層的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)。

在本發明另一實施例中，散熱片具有開口，用以容置發光單元。

在本發明另一實施例中，散熱片的至少一端部具有延伸部，延伸部的底面與第一導熱層的底面共同地形成夾角。

在本發明另一實施例中，上述夾角大於90度。

在本發明另一實施例中，延伸部具有第二導熱層與第二反射層，第二導熱層連接第一導熱層，第二反射層連接第一反射層，且第二反射層設置於第二導熱層上。

綜上所述，本發明實施例的發光裝置的散熱片與發光單元設置於基板的同一表面，散熱片直接地設置於發光單元的一側邊，且散熱片的第一導熱層緊鄰發光單元而可直接地將發光單元發出的熱能有效的傳遞出，或經由基板散逸至外界環境。因此，本發明實施例之發光裝置能有效地散逸發光單元發光時所產生的熱能，進而避免發光單元因溫度過高而導致發光效率降低以及發光波長偏移的現象。另外，散熱片的黏膠層可直接地黏貼於基板的表面，使得散熱片可簡易地設置於基板上。進一步地，散熱片的第一反射層可將部分的發光單元發出的光束有效地反射至發光裝置預定出光的出光面，以保持發光裝置整體的出光品質，並可避免色偏問題。此外，散熱片還可以進一步設置延伸部，以增加發光裝置整體的熱對流空間以提昇散熱片的散熱效率。

100、300、500、600、700、900、1000‧‧‧發光裝置

110‧‧‧基板

112‧‧‧第一表面

120‧‧‧發光單元

122‧‧‧接腳

124‧‧‧發光晶片

130‧‧‧散熱片

130a‧‧‧開口

132‧‧‧黏膠層

134‧‧‧第一導熱層

134a‧‧‧底面

136‧‧‧第一反射層

138‧‧‧延伸部

138a‧‧‧底面

139a‧‧‧第二導熱層

139b‧‧‧第二反射層

140‧‧‧傳導部

150‧‧‧透鏡組合

θ‧‧‧夾角

為讓本發明之敘述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：圖1係繪示依照本發明一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。

圖2係繪示圖1的發光裝置的側視示意圖。

圖3係繪示依照本發明另一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。

圖4係繪示圖3的發光裝置的側視示意圖。

圖5係繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的側視示意圖。

圖6係繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。

圖7係繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。

圖8係繪示圖7的發光裝置的側視示意圖。

圖9係繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。

圖10係繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此， 使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參照圖1及圖2，圖1係繪示依照本發明一實施例的一種發光裝置的立體示意圖，圖2係繪示圖1的發光裝置的側視示意圖。如圖1及圖2所示，發光裝置100包含基板110、發光單元120以及散熱片130。基板110具有第一表面112，且發光單元120設置於基板110的第一表面112上，其中發光單元120具有至少二接腳122及發光晶片124，發光晶片124可藉由接腳122傳導而接收電能以發光。在本實施例中，基板110可為軟性電路板(flexible printed circuit board，FPCB)或印刷電路板(printed circuit board，PCB)，但不以此為限。另外，在本實施例中，發光單元120可為發光二極體，但不以此為限。

進一步，散熱片130可設置於基板110的第一表面112，也就是說，散熱片130與發光單元120共同地設置於基板110上的同一側，其中散熱片130包含黏膠層132、第一導熱層134以及第一反射層136。散熱片130的黏膠層132黏貼於基板110的第一表面112。第一導熱層134設置於黏膠層132上且緊鄰於發光單元120的二接腳122的其中之一，使得發光單元120發光時發出的熱能可自接腳122傳遞至基板110而散逸至外界環境，且熱能還可自接腳122傳遞至第一導熱層134而散逸至外界環境，透過發光單元120發光時發出的熱能可同時經由第一導熱層134、基板110散逸至外界環境，可具有較高的散熱效率。另外，第一反射層136設置於第一導熱層134上，也就是說，第一導熱層134位於第一反射層136與黏膠層132之間。由於第一反射層136設置於第一導熱層134上，所以第一反射層136可將部分發光單元 120發出的光束反射而共同地朝向發光裝置100預定出光的方向出光，以保持發光裝置100整體的發光效率。在本實施例中，第一反射層136可經由黏膠而黏合於第一導熱層134，但不以此為限。在其他實施例中，第一反射層136與第一導熱層134也可經由其他方式彼此連接固定，例如是熱壓、壓印、塗佈。

另外，本實施例的第一導熱層134可為金屬材質。進一步的說，第一導熱層134的材質可選用具高導熱係數的材質，例如金、銀、銅、鐵、鋁等，以提高熱能傳遞至外界環境的效率，但皆不以此為限。另一方面，本實施例的第一反射層136選用可反射光束的高反射率的材質，例如可為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)，但不以此為限。進一步而言，當第一導熱層134採用偏黃色之金屬材質(例如金、銅)時，發光單元120發出的光束若直接經第一導熱層134反射，會產生偏黃的光束，造成發光裝置100會有局部偏黃光束，導致出光不均勻。因此，將第一反射層136設置於第一導熱層134上，發光單元120發出的光束經第一反射層136反射會維持原有的色彩，可解決出光不均勻的色偏問題。此外，黏膠層132可選用無導熱性的黏膠材質，例如有機黏膠或無機黏膠。

請參照圖3及圖4，圖3係繪示依照本發明另一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。圖4係繪示圖3的發光裝置的側視示意圖。如圖3及圖4所示，本實施例的發光裝置300還包含傳導部140，傳導部140連接發光單元120的緊鄰於第一導熱層134的接腳122及散熱片130的第一導熱層134。換言之，散熱片130的第一導熱層134藉由傳導 部140而連接發光單元120的接腳122，使得發光單元120發光時產生的熱能可透過接腳122直接地傳導至傳導部140而散逸至外界環境，或是熱能透過接腳122傳導至傳導部140再傳導至散熱片130的第一導熱層134而散逸至外界環境，且熱能還可自接腳122傳遞至基板110而散逸至外界環境，透過發光單元120發光時發出的熱能可同時經由傳導部140、第一導熱層134以及基板110散逸至外界環境，可進一步提高散熱效率。在本實施例中，傳導部140例如可為銲錫、散熱矽膠片或散熱膠，但不以此為限。

請參照圖5，其繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的側視示意圖。如圖5所示，在本實施例中，發光裝置500的散熱片130的至少一端部可具有延伸部138，延伸部138的底面138a與第一導熱層134的底面134a可共同地形成夾角θ，其中夾角θ可大於90度，但不以此為限。由於延伸部138的底面138a與第一導熱層134的底面134a共同地形成夾角θ，也就是說，延伸部138懸空於基板110的第一表面112之上，使得延伸部138的底部增加了熱對流的空間，而可增加散熱片130整體的散熱效率。在本實施例中，延伸部138設置於散熱片130的遠離發光單元120的端部，但不以此為限。

進一步的說，延伸部138還可具有第二導熱層139a與第二反射層139b，其中第二導熱層139a連接第一導熱層134，第二反射層139b連接第一反射層136，且第二反射層139b設置於第二導熱層139a上。舉例來說，第二反射層139b可透過黏膠而黏合於第二導熱層139a上，但不以此為限。在本實施例中，第一導熱層134可與第二導熱層139a一體成形，第一反射層136可與第二反射層139b一體成形，但不以此為 限。因此，當散熱片130具有延伸部138時，由於延伸部138的第二導熱層139a的底部懸空於基板110的第一表面112上，使得第二導熱層139a的下方的散熱空間增加，而可增進散熱片130整體的散熱效率。另一方面，第二反射層139b也可與第一反射層136共同地將部分發光單元120發出的光束反射而共同地朝向發光裝置500預定出光的方向出光，而可保持發光裝置500整體的發光效率。

請參照圖6，其繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。如圖6所示，在本實施例的發光裝置600的散熱片130具有開口130a，發光單元120容置於開口130a內。也就是說，發光單元120可大致地與散熱片130的開口130a套合，使得發光單元120的每一側邊皆緊鄰於散熱片130，而可將發光單元120發光時所產生的熱能傳導至散熱片130上。在本實施例中，散熱片130的構形為圓形，但不以此為限。另外，散熱片130的開口130a的構形係對應於發光單元120的構形，但不以此為限。

請參照圖7及圖8，圖7係繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖，圖8係繪示圖7的發光裝置的側視示意圖。如圖7及圖8所示，在本實施例的發光裝置700的散熱片130具有一開口130a而可容置發光單元120，同時地，散熱片130還具有兩延伸部138，延伸部138的底面138a與第一導熱層134的底面134a可共同地形成夾角θ，其中夾角θ可大於90度，但不以此為限。由於延伸部138的底面138a與第一導熱層134的底面134a共同地形成夾角θ，也就是說，延伸部138懸空於基板110之第一表面112上，使得延伸部138的底部增加了熱對流的空間，而可增 加散熱片130整體的散熱效率。在本實施例中，兩延伸部138彼此相對且自散熱片130遠離發光單元120的端部延伸而出，但在其他實施例中，延伸部138所設置的位置，不以此為限。因此，請參照圖9，其繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。如圖9所示，本實施例的發光裝置900的散熱片130的延伸部138還可露出於基板110外，但不以此為限。

請參照圖10，其繪示依照本發明再一實施例的一種發光裝置的立體示意圖。如圖10所示，在本實施例中，發光裝置1000還包含透鏡組合150，透鏡組合150設置於發光單元120的出光面的上方，以增加發光單元120的出光效果，同時，散熱片130可設置於基板110的第一表面112上設置透鏡組合150後所剩餘的空間上。其中，散熱片130設置於基板110的第一表面112與透鏡組合150之間。也就是說，本實施例的散熱片130可在基板110的第一表面112上的有限空間內做出高效率的散熱效果。此外，散熱片130的兩延伸部138延伸出透鏡組合150所在位置之外，且懸空於基板110之第一表面112上，可增加散熱片130整體的散熱效率，詳細說明如先前圖5、圖7、圖8、圖9的實施例所述，於此不再贅述。

由上述本發明實施例可知，應用本發明具有至少以下其中一個優點。由於本發明實施例的發光裝置的散熱片與發光單元設置於基板的同一表面，散熱片直接地設置於發光單元的一側邊，且散熱片的第一導熱層緊鄰發光單元而可直接地將發光單元發出的熱能有效的傳遞出，或經由基板散逸至外界環境。因此，本發明實施例之發光裝置能有效地 散逸發光單元發光時所產生的熱能，進而避免發光單元因溫度過高而導致發光效率降低以及發光波長偏移的現象。另外，散熱片的黏膠層可直接地黏貼於基板的表面，使得散熱片可簡易地設置於基板上。進一步地，散熱片的第一反射層可將部分的發光單元發出的光束有效地反射至發光裝置預定出光的出光面，以保持發光裝置整體的出光品質，並可避免色偏問題。此外，散熱片還可以進一步設置延伸部，以增加發光裝置整體的熱對流空間以提昇散熱片的散熱效率。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

100‧‧‧發光裝置

110‧‧‧基板

112‧‧‧第一表面

120‧‧‧發光單元

130‧‧‧散熱片

Claims (18)

1. 一種發光裝置，包含：一基板，具有一第一表面，該基板為電路板；一發光單元，設置於該基板的該第一表面，且該發光單元具有至少二接腳，該發光單元為發光二極體；以及一散熱片，包含：一黏膠層，黏貼於該基板的該第一表面；一第一導熱層，設置於該黏膠層上且緊鄰於該發光單元的該二接腳的其中之一；以及一第一反射層，設置於該第一導熱層上，其中該第一導熱層位於該第一反射層與該黏膠層之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，還包含一傳導部，連接該發光單元的緊鄰於該第一導熱層的該接腳及該散熱片的該第一導熱層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一反射層黏合於該第一導熱層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一導熱層為金屬材質。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一反射層的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該散熱片具有一開口，該發光單元容置於該開口內。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該散熱片遠離該發光單元的一端部具有一延伸部，該延伸部的一底面與該第一導熱層的一底面形成一夾角。
8. 如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中該夾角大於90度。
9. 如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中該延伸部具有一第二導熱層與一第二反射層，該第二導熱層連接該第一導熱層，該第二反射層連接該第一反射層，且該第二反射層設置於該第二導熱層上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，還包含一透鏡組合，設置於該發光單元的出光面的上方。
11. 一種散熱片，適用於具有一基板及一發光單元的一發光裝置，該基板為電路板，該發光單元為發光二極體，該散熱片包含：一黏膠層，用以黏貼於該基板的第一表面；一第一導熱層，設置於該黏膠層上，用以緊鄰於該發光單元的至少一接腳；以及一第一反射層，設置於該第一導熱層上，其中該第一導 熱層位於該第一反射層與該黏膠層之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述之散熱片，其中該第一反射層黏合於該第一導熱層。
13. 如申請專利範圍第11項所述之散熱片，其中該第一導熱層為金屬材質。
14. 如申請專利範圍第11項所述之散熱片，其中該第一反射層的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)。
15. 如申請專利範圍第11項所述之散熱片，其中該散熱片具有一開口，用以容置該發光單元。
16. 如申請專利範圍第11項所述之散熱片，其中該散熱片的至少一端部具有一延伸部，該延伸部的一底面與該第一導熱層的一底面共同地形成一夾角。
17. 如申請專利範圍第16項所述之散熱片，其中該夾角大於90度。
18. 如申請專利範圍第16項所述之散熱片，其中該延伸部具有一第二導熱層與一第二反射層，該第二導熱層連接該第一導熱層，該第二反射層連接該第一反射層，且該第二反射層設置於該第二導熱層上。