[发明专利]具有增强的热导率的照明组件

说明书

技术领域

本发明涉及产生大量热量的电子器件，具体地讲涉及诸如发光二极管(LED)器件之类的光源及其在液晶显示(LCD)器件中的使用、其元件以及相关的制品和工艺。 

背景技术

LED在一定程度上是可取的光源选择，这是因为它们具有相对较小的尺寸、较低的功率/电流要求、快速的响应时间、较长的使用寿命、牢固的封装、各种可用的输出波长并兼容现代电路结构。这些特性有助于解释过去数十年中它们得以广泛应用于多种不同的终端应用的原因。对LED的效率、亮度和输出波长方面的改进一直在持续进行，这进一步扩大了潜在的终端应用。 

近来，LED已经开始用于LCD电视机中的用于背光照明目的的照明单元以及其它类型的照明系统、标牌系统和显示系统。对于大多数照明应用，需要多个LED来提供所需的光强度。因为它们的尺寸相对较小，所以多个LED可以装配成具有小尺寸、高亮度或高辐照度的阵列，尤其是当使用未封装晶粒或裸晶粒的LED时。 

通过增加阵列中各个LED的组装密度，有可能提高LED阵列的光强度。组装密度的提高可通过以下方式实现：增加阵列中LED的数目而不增大阵列所占空间；或者保持阵列中LED的数目同时减小阵列尺寸。然而，即使有全局性的、有效的热传导机制，局部加热也会减少LED的使用寿命，因而在阵列中密集组装大量的LED存在着长期使用的可靠性问题。因此，随着LED组装密度的增加，如何散发LED阵列产生的热量变得越来越重要。 

在其它应用中，即使没有采用高组装密度，LED晶粒的驱动电压/电流以及尺寸和亮度也在不断增加，导致LED晶粒周围的局部温度升高。因此，每个LED晶粒所在位置以及整个阵列都需要更好地散热。 

传统的LED安装技术使用如(Shimizu等人的)美国专利申请公开2001/0001207A1所述的封装，这种封装无法快速地将LED中所生成的热从LED传送出去。因此，装置的性能受到了限制。近来，耐热增强型封装已可供使用，在这种封装中装配有LED并将其线连在电绝缘但是可导热的基底(例如陶瓷)上，或者线连至具有导热通孔的阵列(如美国专利申请公开2003/0001488A1(Sundahl)中所述)，或者使用引线框电连接晶粒，该晶粒连接在导热且导电的传热介质上(如美国专利申请公开2002/0113244A1(Barnett等人)中所述)。美国专利申请公开2005/0116235A1(Schultz等人)中公开了一种改善了热特性的照明组件，其中照明组件包括布置在基底上的多个LED晶粒，该基底在其第一侧面具有电绝缘层，并且在其第二侧面具有导电层。各个LED晶粒均被布置在通孔中，该通孔穿过基底第一侧面上的电绝缘层延伸到基底第二侧面上的导电层，而且每个LED晶粒均通过通孔与导电层进行热连接和电连接。在导电层上形成图案以定义多个电绝缘的传热元件，这些元件被依次布置在靠近散热组件处。 

虽然最近的方法改善了LED阵列的热特性，但是仍然存在对改善的热特性、更低的成本和更简单的制造工艺的持续需求。 

发明内容

本专利申请公开了一种照明组件，其包括具有由电绝缘层隔离的第一导电层和第二导电层的基底。该绝缘层包括加载有导热颗粒的聚合物材料。至少一部分所述导热颗粒同时与第一导电层和第二导电层两者接触。多个光源优选布置在第一导电层上。导热颗粒产生的热阻抗低于加载了基本小于电绝缘层厚度的颗粒的电绝缘层。 

在示例实施例中，导热颗粒分布在LED晶粒附近。在一些实施例中，第一导电箔和第二导电箔及电绝缘层被改变以控制基底的光学特性。所述绝缘层也可以包括相同的聚合物材料，该材料加载了具有高的相对介电常 数的颗粒，所述颗粒与两个导电层都发生电接触。至少一部分电介质颗粒同时与第一导电层和第二导电层两者接触，产生的有效介电常数比可以通过使所述介电层加载基本小于介电层厚度的颗粒而获得的有效介电常数高。 

根据下面的详细描述，本专利申请的这些方面及其它方面将显而易见。然而，在任何情况下以上概述都不应理解为是对要求保护的主体的限制，所保护主体仅受所附权利要求的限定，在申请过程中可以对其进行修正。 

附图说明

图1为照明组件的一部分的透视图； 

图2为图1的照明组件的一部分的俯视平面图，其示出照明组件的较大的表面区域； 

图3是沿着图2的线3-3截取的放大的横截面视图，其示出了均匀分布的导热颗粒；