(57)【要約】      （修正有）【課題】均一の放熱能力を有する薄型の発光ダイオード装置を提供する。【解決手段】発光ダイオード装置は、複合基板および当該複合基板に設けられる発光ダイオードを含む。複合基板は、炭素繊維の方向に急速に熱を伝導することが可能な第１の炭素繊維複合材層を含み、それにより発光ダイオード・モジュールから発生する熱は、急速に放熱されうる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の炭素繊維複合材層を含む複合基板と、
該複合基板に設けられるＬＥＤ素子と
を有するＬＥＤ装置。
【請求項２】
前記複合基板はさらに金属フレームを含み、前記第１の炭素繊維複合材層は当該金属フレームの少なくとも１部分を覆う
請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項３】
前記第１の炭素繊維複合材層は、水平面と並行した方向に配列された炭素繊維を有する
請求項２に記載のＬＥＤ装置。
【請求項４】
前記第１の炭素繊維複合材層は、複数の炭素繊維層から成り、当該炭素繊維層の少なくとも２つの、炭素繊維の配列された方向は互いに非平行である
請求項３に記載のＬＥＤ装置。
【請求項５】
前記金属フレームは、複合基板の表面から露出する凹所を有し、前記ＬＥＤ素子は、当該凹所に設けられる
請求項２に記載のＬＥＤ装置。
【請求項６】
前記金属フレームは、さらに前記凹所の少なくとも一つの表面に設けられる金属反射層を有する
請求項５に記載のＬＥＤ装置。
【請求項７】
さらに、前記複合基板と前記ＬＥＤ素子上に設けられる光学レンズを有する
請求項５に記載のＬＥＤ装置。
【請求項８】
さらに前記複合基板および前記ＬＥＤ素子の間に配置され、第２の炭素繊維複合材層から成る支持セットを有する
請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項９】
水平面と平行して配置された炭素繊維を有する前記第１の炭素繊維複合層と、縦の方向に配置される炭素繊維を有する前記第２の炭素繊維複合材層とを含む
請求項８に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１０】
さらに前記複合基板の表面に形成され、前記ＬＥＤ素子から放射された光を反射するのに適した金属反射層を有する
請求項９に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１１】
発光装置が設けられた第１の炭素繊維複合材層から成る複合基板と、
当該複合基板上の当該発光装置の周辺部に形成された金属反射層とを有する
発光装置に使用する放熱モジュール。
【請求項１２】
前記金属反射層は、薄い銀フィルム層である
請求項１１に記載の放熱モジュール。
【請求項１３】
前記複合基板は、さらに金属フレームと、当該金属フレームの少なくとも一部分を覆う第１の炭素繊維複合材層とを含む
請求項１１に記載の放熱モジュール。
【請求項１４】
前記第１の炭素繊維複合材層は水平面と平行して配列される炭素繊維を含む
請求項１３に記載の放熱モジュール。
【請求項１５】
前記第１の炭素繊維複合材層は、複数の炭素繊維層を含み、少なくとも２つの隣接する炭素繊維層の炭素繊維の配列方向は互いに非平行である
請求項１４に記載の放熱モジュール。
【請求項１６】
前記金属フレームは、前記複合基板の表面から露出する凹所を有し、前記発光装置は、当該凹所に設けられる
請求項１３に記載の放熱モジュール。
【請求項１７】
さらに前記複合基板および前記発光装置の間に配置され、第２の炭素繊維複合材層から成る支持セットを有する
請求項１１に記載の放熱モジュール。
【請求項１８】
前記第１の炭素繊維複合材層は水平面と平行して配列された炭素繊維を有し、
前記第２炭素繊維複合材層は、縦方向に配列された炭素繊維を有する
請求項１７に記載の放熱モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード（ＬＥＤ）装置に関する。特に、本発明は急速に熱を放散させるＬＥＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイの背面照射のために、発光ダイオード（ＬＥＤ）が、その効果（例えば軽量さ、高い照明効率および高耐用性）ゆえに、従来の冷陰極管に徐々に置き換わりつつある。しかしながら、高出力ＬＥＤの熱は、バックライト明るさが増すに従って段階的に増加する。熱が短い時間に放散されないと、ＬＥＤモジュールの温度は絶えず増加してゆき、ＬＥＤモジュールを焼いてしまう。ＬＥＤモジュールの照明効率は同じく急速に減少し、ＬＥＤの有効寿命を減少させる。それゆえに、ＬＥＤモジュールの放熱能力を上げるよう解明が必要である。
【０００３】
ＬＥＤモジュールの主な放熱材料は、良好な放熱効果を有する銅である。しかしながら、より多くの電力を費やすＬＥＤモジュールを使用する場合、現状の放熱方法は十分ではない。加えて、放熱部材が全て金属により製作されるので、ＬＥＤモジュールの重量は重すぎ、光およびミニ電子部品の要求に適さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つの目的は、発光装置に用いるための、均一の放熱能力および薄い構造を有する放熱モジュールを提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明は、複合基板および金属反射層から成る放熱ジュールを提供する。複合基板は、第１の炭素繊維複合材層を含む。発光装置は複合基板に設けられる。金属反射層が複合基板上の発光装置の周辺に形成される。
【０００７】
高輝度および急速放熱能力を有する本発光装置は、薄い構造の要求を満たすことができ、有効寿命を延ばすことができる。
【０００８】
このために、本発明は、複合基板およびＬＥＤ素子からなる発光装置を提供する。複合基板には、第１の炭素繊維複合材層であって、ＬＥＤ素子がその複合基板に設けられているものを含む。
【０００９】
このことにより、炭素繊維により作成される放熱モジュールは、予測される放熱ルートを介して急速に放熱するだけでなく、照明系統と協働する有効な放熱設計を考案できる。その結果として、好ましい熱放散効果を有するこの発光装置は、有効寿命を長くすることができ、ランプ重量を減らすことができる。
【００１０】
本発明のために実施される詳細な技術および好ましい実施例は、当業者が請求された本発明の特徴を良く理解できるよう、添付の図面を伴う以下の段落に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例の発光ダイオード装置の上面からみた概略図。
【図２】本発明の第１実施例の発光ダイオード装置の断面略図。
【図２Ａ】本発明の第１実施例の炭素繊維の慨略図。
【図３】本発明の第１実施例の発光ダイオード装置の断面略図。
【図４】本発明の第２実施例の発光ダイオード装置の上面からみた慨略図。
【図５】本発明の第２実施例の発光ダイオード装置の断面略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１および２において、図１は本発明の第１実施例の発光ダイオード（ＬＥＤ）装置の上面からみた概略図である。一方、図２は第１実施例のＡ―Ａ´に沿った断面略図である。発光ダイオード装置１には、ＬＥＤ素子１３、光学レンズ１４および放熱モジュールが含まれる。放熱モジュールには、複合基板１０を含み、当該複合基板１０は第１の炭素繊維１１と金属フレーム１２とからなる。
【００１３】
第１の炭素繊維１１は、第１の炭素繊維層１１ａ、第２の炭素繊維層１１ｂそして第３の炭素繊維層１１ｃから成る、各炭素繊維層は、炭素繊維の間に高伝導および高いガラス転移温度を有する樹脂を包んだ、複数の炭素繊維からなる。さらに、炭素繊維層１１ａ、１１ｂおよび１１ｃの各々は、水平面と平行して配列される方向性を有し、それにより熱は炭素繊維の配列された方向に沿って伝導されうる。好ましい実施例においては、複合層１１は炭素繊維層のうちの二層と第１の炭素繊維との間に非平行な配列を有する。例えば、図２Ａに示すように、一様に３方向からＬＥＤ装置１の周辺までＬＥＤ素子１３によって発生する熱を伝導するために、炭素層１１ａ、１１ｂおよび１１ｃの配置された方向Ｈａ、ＨｂおよびＨｃ間の開先角度は、水平に１２０度である。
【００１４】
金属フレーム１２は、第１の金属フレーム１２１および第２の金属フレーム１２２を有し、第１の金属フレーム１２１と第２のフレーム１２２との間には間隙１２３がある。本実施例において、第１の金属フレーム１２１は、第１の金属フレーム１２１に設けられた凹所１２ａを有する。第１の炭素繊維複合材層１１は、第２の炭素繊維層１１ｂおよび第３の炭素繊維層１１ｃを通して金属フレーム１２を覆い、したがって、凹所１２ａ、第１の金属フレーム１２１の一部、第２の金属フレーム１２２および間隙１２３は、複合基板１０の表面に露出する。ＬＥＤ素子１３は、凹所１２ａに設けられる。ＬＥＤ素子１３の回路は、それぞれ第１の金属フレーム１２１と第２の金属フレーム１２２とに接続する、２つの電気金属配線により構成される。
【００１５】
図３において、凹所１２ａは、ＬＥＤ素子１３が点灯している間、放射光の角度を所定範囲に制限するため、本実施例においては幅ｗおよび深さｈを有しており、範囲外の光は凹所１２ａにより反射された後に放射される。このことにより、ＬＥＤ素子１３により放射される光は、黒色炭素繊維材料によって光が吸収される機会を減らすよう、集中させることができる。好ましい実施例においては、放熱モジュールは、凹所１２ａの表面にメッキされた金属反射層１５を含む。金属反射層１５の表面は、銀の高い反射率、低い抵抗および良好な熱伝導性のため、少なくとも薄い銀フィルム層から成る。加えて、金属反射層１５は、ＬＥＤ素子１３の光が黒色炭素繊維材料により吸収されるのを防止するために、炭素繊維層１１ａに同様に構成される。
【００１６】
複合基板１０に配置された光学レンズ１４は、凹所１２ａおよびＬＥＤ素子１３をカバーするよう適合している。ＬＥＤ素子１３の光は、光学レンズ１４により放射される。光学レンズ１４は、ビーム形状およびＬＥＤ装置１により射出される光のエネルギー強さ配分を制御する必要性に応じて設計できる。
【００１７】
明らかなように、炭素繊維層の量および積重ね方法は例として引用するものであって、本発明を制限するものではない。他の実施態様において、炭素繊維層の量、炭素繊維複合材層１１の積重ね方法および各炭素繊維層間の配列方向は、異なることがありうるし、当業者は、それらを容易に考案することであろう。例えば、特別な放熱フローの場において本発明のＬＥＤ装置を使用する際、急速に放熱するためファンの送風方向および炭素繊維の配列方向が組み合わさるよう、炭素繊維層により構成される放熱モジュールは特別な放熱フローの場の放熱方向と協働させることができる。
【００１８】
図４および５において、図４は本発明の第２実施例のＬＥＤ装置の上部からみた概略図であり、図５は、本発明の第２実施例のＬＥＤ装置の断面略図である。ＬＥＤ装置２は、ＬＥＤ素子２５と放熱モジュールとからなる。放熱モジュールには、複合基板２０、支持セット２２および金属反射層２４が含まれる。支持セット２２が複合基板２０に設けられる一方、ＬＥＤ素子２５は支持セット２２に設けられ、したがって、支持セット２２は複合基板２０とＬＥＤ素子２５の間に位置する。
【００１９】
金属反射層２４は、ＬＥＤ素子２５により放射される光を反射するために、複合基板２０の表面に構成される。本実施例において、金属反射層２４は第１の金属反射層２４ａと第２の金属反射層２４ｂとからなる。ＬＥＤ素子２５の回路は、それぞれ第１の金属反射層２４ａおよび第２の金属反射層２４ｂに接続する２つの配線により構成される。金属反射層２４は、銀の低い抵抗、高い反射率および高熱伝導により、薄い銀フィルム層であるべきである。
【００２０】
複合基板２０は、第１の炭素繊維複合材層２１を含み、第１の炭素繊維複合材層２１は、急速に水平方向に沿って熱を伝導するために水平に平行に配列される炭素繊維を有する。支持セット２２は、第２の炭素繊維複合材層２３を含み、当該第２の炭素繊維複合材層２３は急速に垂直方向に沿って熱を伝導する縦方向の炭素繊維を有する。本装置を用いて、ＬＥＤ素子２５によって発生する熱は、最初に支持セット２２から複合基板２０まで伝導されて、さらに急速に複合基板２０の周辺部に伝導される。
【００２１】
前記説明によると、一群のＬＥＤ素子として炭素繊維複合材層により構成される複合基板を用いた本発明は、炭素繊維の配列された方向に沿って、一様に急速に熱を伝導でき、したがって、ＬＥＤ装置は軽量となる。炭素繊維材料の熱伝導は、従来の金属材料より良好である。典型的熱伝導方向は更に熱を、最高の放熱モジュールを設計するため、発光システムと協働すべき特定の位置に伝導できる。その結果として、本発明のＬＥＤ装置を使用することは、高い出力を持つ最大の照明効率を維持し、同時に有効寿命を延長できる。
【００２２】
上記の開示は、詳細な技術的な内容およびその発明性に関する。当業者であれば、その特性を逸脱しない範囲で、記載された本発明の開示および示唆に基づいて様々な修正および置き換えを進めることだろう。にもかかわらず、この種の修正および置換えが上記説明において、完全には開示されていないとしても、それらは追記する以下の請求項に実質的に含まれる。
【００２３】
本出願は、２００９年３月２日に出願の台湾特許出願第０９８１０６６６１号を基礎として優先権を主張し、その内容すべてが本願の内容として包含される。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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2010206179.tif 000014
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