专利名称：发光二极管装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在热辐射效率方面得到改善的发光二极管(LED)装置，更具体地，涉及通过热传导辐射LED产生的热来提高热辐射效率的LED装置，以及提供纤薄的照明装置。
背景技术：
随着近来半导体技术的发展，高效发光二极管(LED)正变得更广泛地分布。LED应用于显示装置的背光单元或诸如白炽灯泡、荧光灯、街灯的其他各种领域。由于LED具有相对长的寿命并消耗相对低量的功率，所以可降低维护和维修成本。然而，由于LED易受热应力影响，所以需要热辐射部件诸如热沉(heat sink)。由于热辐射部件的存在，采用LED的LED装置会在设计上受到限制。因此，正在进行改善热辐射效率和美学外观二者的研究。
发明内容
本发明的一个方面提供一种发光二极管(LED)装置,其同时在热福射效率和美学外观上得到改进。根据本发明的一方面，提供一种发光二极管(LED)装置，该LED装置包括:发射光的至少一个LED单元；支承所述至少一个LED单元的支承单元；及热辐射单元，将所述至少一个LED单元产生的热通过热传导向所述支承单元传送并辐射。所述至少一个LED单元可包括基板，多个LED彼此分开地安装在所述基板上；且通过分别与所述基板和所述支承单元面接触而将热传导到所述支承单元，所述热辐射单元可辐射所述多个LED的热。所述热辐射单元可包括热辐射板，所述热辐射板与所述至少一个LED单元和所述支承单元面接触。所述至少一个LED单元可在数量上是多个，且所述热辐射单元可在数量上是多个从而——对应地接触多个LED单元。所述至少一个LED单元可在数量上是多个，且所述热辐射单元可在数量上为单个从而同时接触多个LED单元。所述至少一个LED单元可包括彼此分开地、以多行安装在基板上的多个LED，且所述多个LED以之字形方式安装在所述基板上，使得相邻行中的LED以交替图案设置。所述热辐射单元可包括设置在所述至少一个LED单元和所述支承单元之间的热辐射板，且所述热辐射板可包括对应于形成在所述支承单元处的引导突起提供的多个引导孔，从而引导所述热辐射板相对于所述支承单元的安装，其中所述多个引导孔的一部分从所述热辐射板的侧边缘向其中心以U形凹进。所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分可引导所述引导突起沿朝向所述热辐射板的表面的方向的插入。所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分可设置在所述热辐射板的一个边缘处。
所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分及其余的引导孔可分别设置在所述热辐射板的相对边缘。根据本发明的另一方面，提供一种LED装置，该LED装置包括:至少一个LED单元，其通过包括至少一个LED而发射光；支承所述至少一个LED单元的支承单元；及热辐射单元，设置在所述至少一个LED单元和所述支承单元之间并与二者接触，从而将所述至少一个LED单元产生的热向所述支承单元传送并福射。所述至少一个LED可在数量上是多个并安装在基板上，且所述热辐射单元可通过分别与所述基板和所述支承单元的面接触而向所述支承单元辐射所述至少一个LED单元的热。所述至少一个LED单元可在数量上是多个，且所述热辐射单元在数量上为单个从而同时接触所述多个LED单元。所述至少一个LED可以在数量是多个，并彼此分开地、以多行安装在基板上，且所述多个LED可以之字形方式布置使得相邻行中的LED以交替图案设置。所述热辐射单元可包括设置在所述至少一个LED单元和所述支承单元之间的热辐射板，且所述热辐射板可包括对应于形成在所述支承单元处的引导突起提供的多个引导孔，从而引导所述热辐射板相对于所述支承单元的安装，其中所述多个引导孔的一部分从所述热辐射板的侧边缘向其中心以U形凹进。所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分可引导所述引导突起沿朝向所述热辐射板的表面的方向的插入。
从下面结合附图对示范实施例的描述中，本发明的这些和/或其他方面、特征和优点将变得显然及更易于理解，附图中:图1是根据本发明实施例的发光二极管(LED)装置的透视图；图2是示出图1所示的LED单元和支承单元的分解透视图；图3A是示出图1所示的LED单元中的热分布的图；图3B是示出用于与图3A中示出的热分布比较的一般LED单元中的热分布的图；图4是示出图1所示的LED装置的剖视图；图5是示出根据本发明实施例的热辐射单元的温度与厚度之间的关系的曲线图；图6是曲线图，示出根据本发明实施例的、根据热辐射单元的厚度的LED装置的功耗与辐射温度之间的关系；图7是曲线图，示出根据本发明实施例的、根据LED装置的功耗的热辐射单元的厚度与辐射温度之间的关系；图8是曲线图，示出根据本发明实施例的、与多个LED之间的距离和热辐射单元的辐射温度有关的方程式的说明；图9是曲线图，示出与以均匀距离布置的多个LED的功耗的增加有关的方程式的说明 '及图10是剖视图，示出根据本发明另一实施例的LED装置的剖视图。
具体实施例方式现在将详细参考本发明的示范实施例，其实例示于附图中，附图中相似的附图标记始终表示相似的元件。下面描述示范实施例以参照附图解释本发明。参照图1，根据本发明实施例的发光二极管(LED)装置I包括LED单元10、支承单元20及热辐射单元30。根据本实施例的LED装置I将作为照明装置如街灯进行说明。然而，本发明不限于该实施例。作为LED装置I的光源的LED单元10可包括如图2所示的至少一个LED12。LED单元10可包括LED部分11和盖部分14。LED部分11可包括至少一个LED12，以及用于安装所述至少一个LED12的基板13。所述至少一个LED12可包括普通的发光二极管。基板13可包括印刷有用于控制所述至少一个LED12的预定图案的印刷电路板。然而，所述至少一个LED12可以是各种发光器件中的任何一种，并不限于普通的发光二极管。此外，基板13可以是选自各种控制单元的任何一种，诸如引线框架，其电连接到所述至少一个LED12以控制光发射操作。所述至少一个LED12在数量上可以是多个。多个LED12可彼此分开地、以多行安装在基板13上。多个LED可以以之字形方式安装在基板13上，使得相邻行中的LED以交替图案设置。因此，从多个LED12产生的热可以如图3A所示地均匀分布而不是如图3B所不地集中在特定区域。尽管多个LED12被示为以之字形方式安装，但多个LED12可以以其中多个LED12分开从而不集中于个别区域的各种其他图案诸如放射状图案安装在基板13上，从而防止光发射期间产生的热的集中。如图2所示，盖部分14可包括对应于基板13的盖板15，以及设置在盖板15上以分别覆盖多个LED12并引导光路的多个透镜16。多个透镜16可由诸如硅酮的树脂制成，从而沿预定方向引导从多个LED12产生的光而不干扰光路。盖部分14可以覆盖基板13，其中密封件17插置在盖部分14和基板13之间，由此防止外来物质进入。密封部件17可由弹性材料例如橡胶制成，从而不仅具有密封功能而且具有抵抗外力的缓冲功能。在图1中，包括LED部分11和盖部分14的LED单元10有两个。然而，LED单元的数目不限于两个。根据环境和照明条件，可以提供单个LED单元10或三个以上LED单元10。如图1所示，支承单元20支承LED单元10。为此，支承单元20可包括支承板21以及固定支承板21的支承件22，其中支承板21支撑基板13的关于多个LED12的光发射方向的后侧。支承板21的一端可以插入并固定在支承件22中预定长度。尽管没有详细示出，但是支承件22可以例如在应用于街灯或桌面照明装置时延伸预定长度，并可沿发射光的方向支承LED单元10。热辐射单元30可如图1和图4所示地设置在LED单元10和支承单元20之间，并通过热传导向支承单元20辐射LED单元10的热。如图2所示，热辐射单元30可以以板形状提供以与基板13面接触。即，热辐射单元30可包括用于与基板13面接触的热辐射板。这里，以板形状提供的热辐射单元30可具有与基板13对应的形状和尺寸并且数量上可以是多个从而与多个基板13对应。
由于LED单元10的基板13在图2中示出为矩形板形状，所以热辐射单元30也将示出为矩形板形状。然而，当LED单元10为圆板形状时，热辐射单元30可相应地具有圆板形状。此外，尽管LED单元10的基板13是圆板形状，但热辐射单元30可以是多边形板形状以与基板13面接触。如图2所示，热辐射单元30可通过预定的紧固部件诸如螺钉S连接到LED单元10并固定到支承单元20的支承板21。为便于将热辐射单元30固定到支承板21，多个引导孔例如引导孔31和32可与形成在支承板21上的引导突起21a相应地、穿过热辐射单元30形成，如图1所示。引导孔31和32可分成第一引导孔31和第二引导孔32，第一引导孔31设置在热辐射单元30的一个侧边缘处并对应于引导突起21a的横截面而以圆形形状形成，第二引导孔32设置在热辐射单元30的与所述一个侧边缘相对的另一侧边缘处并与第一引导孔31分开设置。即，第一引导孔31和第二引导孔32可设置在热辐射单元30的相对边缘处。第二引导孔32可从热辐射单元30的侧边缘向其中心以U形凹进，从而引导引导突起21a朝向热福射单元30的表面的插入。如图5所示，热辐射单元30在具有6毫米(mm)或更大厚度时具有几乎恒定的辐射温度(°C)。特别地，参照图6,当热福射单元30具有4mm、6mm、8mm、IOmm和15mm的厚度时，LED装置I的关于18W、27W和36W功耗的辐射温度(°C )彼此类似。而且，参照图7，即便LED装置I的功耗(W)变化，辐射温度(0C )也几乎不随着热辐射单元30的厚度变化。参照图5至7的曲线图，热辐射单元30的辐射温度不与厚度成比例地无限增加。当热辐射单元30的厚度为约6_或更大时，由于热辐射仅依赖于传导而不是传导和辐射二者而发生，所以热辐射单元30的热辐射效率显著减小。因此，就材料成本、重量、热辐射效率及美学外观而言，热辐射单元30的约6_的厚度是优选的。此外，如图8所示，多个LED12之间的距离和热辐射单元30的辐射温度之间的关系可表达为方程y = -8.21x+68.96。如图9所示，以均匀距离布置的多个LED12的功耗的增加可表达为方程y = 9.46x+39.91。为确保热辐射效率，接触基板13的热辐射单元30的热辐射面积可以是基板13的整个表面积的至少两倍。下面，将参照图1至图4描述根据本发明实施例的LED装置I的热辐射操作。首先，当包括多个LED12的LED单元10如图1和图2所示地发射光时，热主要从如图3A所示的安装在基板13上的多个LED12产生。光发射操作产生的热可通过热辐射单元30辐射，该热辐射单元30表面接触地提供在支承单元的支承板21和基板13之间，如图4所示。即，热辐射单元30可通过与LED单元10的基板13的接触而接收热，并将热传导至支承板21。支承板21可将热辐射为辐射热。图10示出根据本发明另一实施例的LED装置100。图10是LED装置100的剖视图。参照图10，根据另一实施例的LED装置100可包括LED单元110、支承单元120及热辐射单元130。LED单元110可包括LED部分111和盖部分114，LED部分111包括LEDl 12和基板113，盖部分114包括盖板115和透镜116。
包括LED部分111和盖部分114的LED单元110以与图1至图2所示的LED装置I的LED单元10基本相同的方式构造。因此，为简洁起见，将省略关于LED单元110的详细描述。多个LED单元110可根据环境和照明条件提供。本实施例将描述为具有两个LED单元 110。如在前述实施例中那样，支承单元120适于支承LED单元110。尽管图10中仅示出支承板121,但是如在图1中所示的前述实施例中一样,支承单元120包括支承件(未示出)。由于支承单元120具有与前述实施例的支承单元20几乎相同的结构，所以为简洁起见，将省略详细描述。热辐射单元130在数量上为单个，并适于同时辐射多个LED单元110的热。为此，热辐射单元130可同时与多个LED单元110形成面接触，并将多个LED单元110的热传导到支承单元120的支承板121。根据热辐射单元130的变型，可提供用于覆盖设置在相邻LED单元110之间的图10中的非辐射区域A的专用盖，使得非辐射区域A不相对于多个LED单兀110的光发射方向而暴露于前。在如上构造的LED装置100中，多个LED单元110产生的热可通过与多个LED单元110面接触的单个热辐射单元130传导并辐射到支承单元120。在前述实施例中，支承板21和121采取平板的形式，热辐射单元30和130以突出方式安装到支承板21和121。然而,热辐射单元30和130可嵌入在支承板21和121中，使得热向热辐射单元30和130传导。因此，在根据本发明实施例的LED装置中，由于LED单元的热通过热传导辐射，所以可以在各种条件下确保预定程度的热辐射。因此，可以提高热辐射效率。此外，由于热辐射单元将LED单元的热辐射到支承LED单元的支承单元，所以诸如用于与空气形成接触的常规热沉的专用结构不是必需的。结果，LED装置可以纤薄化并得到美学改善。而且，当省略用于与空气接触的结构时，LED装置的设计可变得更加灵活。尽管已经示出和描述了本发明的一些示范实施例，但本发明不限于所描述的示范实施例。相反，本领域技术人员将理解，可以对这些示例实施例做出改变而不偏离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求及其等价物限定。本申请要求享有2012年I月4日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0001072号韩国专利申请的权益，其全部公开通过引用结合于此。
权利要求
1.一种发光二极管装置，包括: 发射光的至少一个发光二极管单元； 支承所述至少一个发光二极管单元的支承单元；及 热辐射单元，将从所述至少一个发光二极管单元产生的热通过热传导向所述支承单元传送并辐射。
2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中 所述至少一个发光二极管单元包括基板，多个发光二极管彼此分开地安装在所述基板上；且 所述热辐射单元面接触地提供在所述基板和所述支承单元之间，从而通过将所述热传导到所述支承单元而辐射所述多个发光二极管的所述热。
3.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述热辐射单元包括热辐射板，所述热辐射板与所述至少一个发光二极管单元和所述支承单元面接触。
4.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中 所述至少一个发光二极管单元在数量上是多个，且 所述热辐射单元在数量上是多个，从而一一对应地接触所述多个发光二极管单元。
5.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中 所述至少一个发 光二极管单元在数量上是多个，且 所述热辐射单元数量上为单个，从而同时接触所述多个发光二极管单元。
6.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中 所述至少一个发光二极管单元包括彼此分开地、以多行安装在基板上的多个发光二极管，且 所述多个发光二极管以之字形方式安装在所述基板上，使得相邻行中的发光二极管以交替图案设置。
7.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述热辐射单元包括设置在所述至少一个发光二极管单元和所述支承单元之间的热辐射板，且 所述热辐射板包括对应于形成在所述支承单元处的引导突起提供的多个引导孔，从而引导所述热辐射板相对于所述支承单元的安装，其中所述多个引导孔的一部分从所述热辐射板的侧边缘向其中心以U形凹进。
8.如权利要求7所述的发光二极管装置，其中所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分引导所述引导突起沿朝向所述热辐射板的表面的方向的插入。
9.如权利要求7所述的发光二极管装置，其中所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分设置在所述热辐射板的一个边缘处。
10.如权利要求7所述的发光二极管装置，其中所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分及其余的引导孔分别设置在所述热辐射板的相对边缘。
11.一种发光二极管装置，包括: 至少一个发光二极管单元，通过包括至少一个发光二极管而发射光； 支承所述至少一个发光二极管单元的支承单元；及 热辐射单元，设置在所述至少一个发光二极管单元和所述支承单元之间并与二者接触，从而将所述至少一个发光二极管单元产生的热向所述支承单元传送并辐射。
12.如权利要求11所述的发光二极管装置，其中 所述至少一个发光二极管在数量上是多个并安装在基板上，且所述热辐射单元通过分别与所述基板和所述支承单元面接触而向所述支承单元辐射所述至少一个发光二极管单元的热。
13.如权利要求11所述的发光二极管装置，其中 所述至少一个发光二极管单元在数量上是多个，且 所述热辐射单元在数量上为单个，从而同时接触所述多个发光二极管单元。
14.如权利要求11所述的发光二极管装置，其中 所述至少一个发光二极管提供为多个，并且彼此分开地、以多行安装在基板上，且 所述多个发光二极管以之字形方式布置，使得相邻行中的发光二极管以交替图案设置。
15.如权利要求11所述的发光二极管装置，其中所述热辐射单元包括设置在所述至少一个发光二极管单元和所述支承单元之间的热辐射板，且 所述热辐射板包括对应于形成在所述支承单元处的引导突起提供的多个引导孔，从而引导所述热辐射板相对于所述支承单元的安装，其中所述多个引导孔的一部分从所述热辐射板的侧边缘向其中心以U形凹进。
16.如权利要求15所述的发光二极管装置，其中所述多个引导孔的以U形凹进的所述部分引导所述引导 突起沿朝向所述热辐射板的表面的方向的插入。
全文摘要
本发明提供一种LED装置，包括至少一个LED单元，其包括至少一个LED以发射光；支承所述至少一个LED单元的支承单元；及热辐射单元，设置在所述至少一个LED单元和所述支承单元之间并与二者接触，从而将所述至少一个LED单元产生的热向所述支承单元传送并辐射。因此，不需要用于与空气形成接触的专用结构。因此，在确保光发射功能的同时，可以实现LED装置的灵活设计和美学外观。
文档编号F21S2/00GK103196046SQ201310001998
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者李起彦, 李昌燮, 尹相皓 申请人:三星Led株式会社