[发明专利]发光二极管液体直接冷却法和使用该方法的发光二极管封装件

说明书

技术领域

一般而言，本发明涉及发光二极管的冷却散热。具体而言，本发明涉及通过将一种或多种不导电透光液体直接封装在LED晶片上，冷却发光二极管的方法，以及使用该方法的发光二极管封装件。

背景技术

发光二极管(LED)是一种由半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件，其具有低耗电、高亮度的优势，因此广泛用于各种电子电路、家电、仪表等设备中作为指示灯和显示板。并且，发光二极管与普通白炽灯相比，其具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保等等优点，因此也可广泛用于照明。

但是发光二极管易受高温影响，其在高温下能量转换效率会急速下降，变得浪费电力，同时产生更多热，而这又使温度进一步上升，如此，形成恶性循环，同时也缩短了发光二极管的寿命。因此，如果不能使发光二极管良好散热，会使发光二极管的寿命大大缩短同时增加能耗。现有的发光二极管的散热如图1所示，其中使用固体物料如银浆、硅胶、化工聚合物等接触晶片底部位置，传导热能，并经过多重不同物质传导。在各种导热过程中，不同物料具有不同的导热系数，容易在低传导系数物料(如固晶胶)中形成热传导瓶颈，这减低了热传导的效能。并且发光二极管晶片热源在面层而不是底部，所以现有发光二极管散热技术已有先天不足之处。这种间接散热方式在设计上(热源是在发光面层)——无论是在散热接触面还是散热物料的面积和体积——也具有很大限制，这导致发光二极管晶片热量的积聚，电能转化成光能效率下降，光衰不断产生。另外，由于荧光粉硅胶是紧贴在发光二极管发光层上面的，其吸收大量热能，这引起荧光粉因长期受热分解形成光衰减及色温差异。

因此，如何改进发光二极管的散热技术是当前发光二极管领域中一个重要的课题。本发明致力于该问题，提出了使用液体直接冷却发光二极管的方法，并使用该方法制造发光二极管封装件。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种使用液体直接冷却发光二极管的方法，包括使用不导电透光液体接触发光二级管的发光层、保护层或附加层，从而利用液体热对流，将发光二极管通电后产生的热量从发光二极管带走，以散热。

发光二极管光源可以是蓝色、红色或绿色等。

在一种实施方式中，不导电透光液体直接接触发光二级管的发光层、保护层或附加层。

在进一步的实施方式中，所述不导电透光液体位于所述发光二极管晶片与荧光粉之间，以致所述发光二极管产生的热量不会直接传导至荧光粉，防止了荧光粉因受热影响的分解及老化。在又进一步的实施方式中，发光二极管通电发出的光线穿透不导电透光液体，射至及穿透荧光粉引起激发光源。

在一个实施方式中，所述发光二极管与导线一起浸在所述液体中。在进一步的实施方式中，浸在所述液体中的导线是金属。在又一个实施方式中，浸在所述液体中的导线是印刷线路板。

在一个实施方式中，本发明使用的不导电透光液体是水、油、化学聚合物或其组合。

在一个实施方式中，本发明使用的不导电透光液体使用透明容器盛载。在又进一步的实施方式中，发光二极管通电发出的光线进一步穿透所述容器，射至及穿透荧光粉引起激发光源。

在另一个实施方式中，本发明使用的不导电透光液体封装在透明容器中。在又进一步的实施方式中，发光二极管通电发出的光线进一步穿透所述容器，射至及穿透荧光粉引起激发光源。

在一个实施方式中，荧光粉设置在所述透明容器上，尤其是在所述透明容器的外壁上。

在进一步的实施方式中，所述方法还包括使用安装在透明容器内的散热片传导热量。

在进一步的实施方式中，所述方法进一步包括使用安装在透明容器内外的二级散热元件从散热片进一步传导热量。

本发明的另一个目的是提供一种发光二极管封装件，其包括发光二极管及其导线；与所述发光二极管接触的不导电透光液体；容纳所述发光二极管、导线和所述不导电透光液体的透明封装容器；位于所述透明封装容器内的散热片；和位于所述透明封装容器上的荧光粉。该发光二极管封装件可以实现对发光二极管的优良散热，同时防止发光二极管产生的热量直接传导至荧光粉，防止了荧光粉因受热影响的分解及老化，避免了光衰和色差。

在进一步的实施方式中，所述散热片为铝质散热件或陶瓷材料散热件。

在进一步的实施方式中，发光二极管封装件还包括位于外部例如安装在透明封装容器外部的二级散热元件，以从散热片进一步传导热量。

在进一步的实施方式中，不导电透光液体是水、油、化学聚合物或其组合。

在进一步的实施方式中，导线是金属或印刷线路板。