CN101551077B - 发光装置与应用其的背光装置及其组装方法 - Google Patents

Abstract

一种发光装置，其包括一承载支架、一发光单元、一透明封装体与一荧光胶体层。发光单元设置于承载支架上。透明封装体覆盖发光单元，且透明封装体的外侧具有一凹部，透明封装体于凹部具有至少一反射面。荧光胶体层罩于透明封装体外，且荧光胶体层与透明封装体的该凹部形成一气室。其中，透明封装体的反射面将发光单元产生的光线导引至荧光胶体层的一侧壁。

Description

发光装置与应用其的背光装置及其组装方法

技术领域

本发明是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种辉度均匀的发光装置。

背景技术

用于居家照明、商业照明、办公室照明等发光装置、或是家用电子、车用电子、工业用电子等发光装置，不外乎为白炽灯、荧光灯、卤素灯等组合。

近年来，由于发光二极管具备有驱动电压低、点灯启动速度快、无汞污染、不放射紫外光、固态封装不易破碎等优点，发光二极管被视为新一代发光装置的最佳选择。再者，发光二极管的体积小，更能够配合许多轻、薄与小型化应用产品的需求。

然而，大部分种类的发光装置，包括发光二极管，多属于点光源。当应用于特定产品作为光源使用时，如何使其光源均匀散布成为所需考虑的重点。

此外，无论何种类型的发光装置于运作时皆会产生高温而影响到其***的电子组件，如何有效地增加发光装置的散热效率亦为所需解决的问题。

目前，由于各家厂商皆希望所制造产品能符合经济效益，如何减少发光装置的制作成本，而又能够维持发光装置的可靠度，更为一值得注意的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光装置与应用其的背光装置及其组装方法。本发明提供的是一种可应用于许多电子装置与场合的发光装置，不仅具有利于组装的优点，也可解决热量不易排除的问题，此外，更可产生较为均匀且辉度较低的光源以克服传统发光装置的高辉度问题。

为实现上述目的，本发明提供的辉度均匀的发光装置，其包括一承载支架、一发光单元、一透明封装体与一荧光胶体层。发光单元设置于承载支架上。透明封装体覆盖发光单元，且透明封装体的外侧具有一凹部。透明封装体于其凹部并具有至少一反射面。荧光胶体层罩于透明封装体外，且荧光胶体层与透明封装体的凹部系形成一气室。其中，透明封装体的反射面将发光单元产生的光线导引至荧光胶体层的一侧壁。

本发明提供的发光装置，其包括一承载支架、一发光单元、一不透光侧部组件、一透明封装体与一荧光胶体层。发光单元设置于承载支架上。不透光侧部组件环绕发光单元设置。透明封装体覆盖发光单元，并位在不透光侧部组件内，其中，透明封装体的上表面具有一凹部，透明封装体于凹部具有一反射面。荧光胶体层设置在透明封装体的侧壁，并位在不透光侧部组件与透明封装体之间。其中，透明封装体的反射面是将发光单元产生的光线导引至荧光胶体层，以激发荧光胶体层，而不透光侧部组件则用以反射荧光胶体层与发光单元的光线，使之从透明封装体的上表面出光。

本发明提供的发光装置，其包括一承载支架、一不透明载体、一发光单元、一透明封装体与多个荧光胶体层。不透明载体设置在承载支架底侧。发光单元设置在承载支架上。透明封装体覆盖发光单元，并位在不透明载体上，其中，透明封装体的上表面包括多个反射面。这些荧光胶体层设置在透明封装体的多个侧壁，并邻近该些反射面。其中，透明封装体的该些反射面将发光单元产生的光线导引至该些荧光胶体层，以激发荧光胶体层。

本发明提供的发光装置，其包括一承载支架、一发光单元、一透明封装体、一荧光胶体层、一不透光反射层与一不透明载体。发光单元设置在承载支架上。透明封装体覆盖住发光单元，其中，透明封装体上部具有一反射面。荧光胶体层设置在透明封装体的反射面。不透光反射层覆盖荧光胶体层。不透明载体设置在承载支架底侧。其中，不透光反射层用以将发光单元产生的光线导引至荧光胶体层，以激发荧光胶体层，且不透明载体与不透光反射层还用以控制荧光胶体层与发光单元的光线从透明封装体的侧壁的一出光区域离开。

附图说明

图1A、图1B各别绘示依照本发明实施例一的具组装定位功能的发光装置于不同视角下的示意图。

图1C是绘示图1A的定位臂上具有凸出结构的示意图。

图1D是绘示承载支架具有一对卡勾的示意图。

图1E是绘示承载支架具有可拆式薄片的示意图。

图1F是绘示定位臂具有凹折端的示意图。

图1G是绘示发光装置具有二个承载支架的示意图。

图1H是绘示图1G发光装置与对应一电路板的示意图。

图1I是绘示发光装置可装设到灯座上的示意图。

图2A～2D是绘示组装背光装置的连续示意图。

图2E、图2F是绘示散热座的散热片朝相同方向凹折的剖面视图。

图2G是绘示散热座与电路板电性连接的示意图。

图2H是绘示电路板上设置反射罩的示意图。

图3是绘示组装发光装置与电路板的方法流程图。

图4A是绘示依照本发明实施例二的辉度均匀的发光装置的示意图。

图4B是绘示图4A发光装置于运作时的放大示意图。

图5A、图5B是绘示发光装置具有透明胶体层的示意图。

图5C是绘示荧光胶体层顶部具有开口的示意图。

图5D是绘示图5C的荧光胶体层未完全包覆住透明封装体的示意图。

图5E是绘示图5D的荧光胶体层仅覆盖住透明封装体的示意图。

图5F是绘示图5D的荧光胶体层亦包盖住透明封装体其凹部的示意图。

图5G至图5I是绘示在发光装置中设置反射结构的示意图。

图5J至图5P是绘示反射结构具有其它变化的示意图。

图5Q及图5R是分别绘示反射结构为同心圆与平行排列的示意图。

图5S是绘示透明封装体与荧光胶体层之间填补一间隙层材料的示意图。

图5T是绘示透明封装体的反射面上设计出粗化结构的示意图。

图5U是绘示透明封装体与荧光胶体层的交接处具有粗化结构的示意图。

图6是绘示制造图4A发光装置的方法流程图。

图7A～7D是绘示制作图4A发光装置的连续示意图。

图8A是绘示图4A发光装置装设有碗状反射罩的示意图。

图8B是绘示图8A的反射罩中填满物质的示意图。

图8C～8G是绘示荧光胶体层具多层结构的示意图。

图8H～8M是绘示透明封装体具有不同外观形状的示意图。

图8N是绘示荧光胶体层的高度大于透明封装体的示意图。

图8O是绘示荧光胶体层制作在透明封装体中的示意图。

图8P是绘示透明封装体形状改变且荧光胶体层的高度大于透明封装体的示意图。

图8Q是绘示一染料胶体层包覆住发光单元的示意图。

图8R是绘示一染料层设置在结构最外层的示意图。

图8S是绘示一染料荧光层设置在透明封装体外部的示意图。

图8T是绘示直接将染料层设置在荧光胶体层外侧的示意图。

图8U是绘示一扩散层设置在透明封装体外侧的示意图。

图8V、图8W是绘示发光装置具有扩散层与多层荧光层的示意图。

图9A是绘示依照本发明实施例三的堆叠式发光装置的示意图。

图9B是绘示图9A堆叠式发光装置的分解图。

图9C、图9D是绘示以套框固定的示意图。

图9E、图9F是绘示以延伸片固定的示意图。

图9G、图9H是绘示堆叠式发光装置其它变形的示意图。

图10是绘示发光单元交错排列的示意图。

图11A是绘示堆叠式发光装置系为柱状结构的示意图。

图11B是绘示图11A堆叠式发光装置的侧视图。

图12A是绘示图11A的主体支架的示意图。

图12B是绘示图11A的散热支架的示意图。

图13A是绘示依照本发明实施例二另一发光装置的示意图。

图13B、图13C是各绘示图13A的发光装置加设前置收光透镜的示意图。

图13D、图13E是各绘示多个荧光胶体层直立设置在发光装置中的示意图。

图13F是绘示可控制出光范围的发光装置的示意图。

图13G是绘示图13F的发光装置加设二次光学反射层的示意图。

图13H至图13K是各绘示图13F的荧光胶体层与不透光反射层其它设置方式的示意图。

图13L是发光装置中设置有多个发光单元的示意图。

附图中主要组件符号说明

100、100’、100”：具组装定位功能的发光装置

102、102’、102”、202、302、402：发光单元

104、104’、104”、204：承载支架

106：板体

108、110、108’、110’：定位臂

108A、110A：定位凹槽

108B、110B：凸出结构

108A’、110A’：凹折端

112、112’、114：电极引脚

116：导柱

118：卡勾

120：可拆式薄片

140、150：电路板

140A、150A：贯穿开口

142：灯座

152、154：电极接点

156：***型引脚

160：散热座

160A：插槽

162、164：散热片

166：电源插槽

170：反射罩

200：辉度均匀的发光装置

206、410：透明封装体

206A：反射面

207：间隙层材料

208、208’、208”、280、280’、280”、412：荧光胶体层

208A：侧壁

208A’：开口

208B：顶部

209、209’：粗化结构

210：气室

220：透明胶体层

231、233、235、237、239、241、243、245、247：反射结构

250：第一模穴

260：第二模穴

270：碗状反射罩

281、281’、281”：第一荧光层

282、282’、282”：第二荧光层

283、283”：第三荧光层

290：透明间隔层

291：染料胶体层

292、292’：染料层

293：染料荧光层

294、294’、294”：扩散层

300、400：堆叠式发光装置

304、404：主体支架

304A：排气槽

306、308、306’、308’、306”、308”、406、408：散热支架

310、312：电极脚

316：固定组件

318：套框

320：延伸片

500、600、600’、600”：发光装置

502、602：发光单元

504、604：承载支架

504A、504B：导线架

506、606：透明封装体

506A、606A：全反射面

508、608：荧光胶体层

510：不透光侧部组件

512、512’：前置收光透镜

512A’：收光界面

604A：反射杯

610：不透光反射层

612：不透光载体

614：碗状反射罩

616：透明间隔层

具体实施方式

为让本发明的上述内容能更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图作详细说明。

实施例一

请参照图1A、1B，其各别绘示依照本发明实施例一的具组装定位功能的发光装置于不同视角下的示意图。发光装置100包括一发光单元102与一承载支架104。承载支架104包括一板体106与至少一定位臂，于本实施例中，是以承载支架104具有二个定位臂108、110为例做说明。板体106的一端连接发光单元102，二个定位臂108、110则连接板体106的另一端，且定位臂108、110是朝向发光单元102的方向延伸。较佳地，二个定位臂108、110是对称于板体106设置。

由于定位臂108、110是由板体106下方向上延伸，定位臂108、110二者本身具有类似于弹性卡勾的特性，使承载支架104易于组装至其它组件上。此外，定位臂108、110与板体106的连接处具有弧度设计，让定位臂108、110与板体106间的弹性特征更为明显，而不会因组装承载支架104时损害定位臂108、110的结构。

为使承载支架104稳固且牢靠地定位于其它组件上，于定位臂108、110上各设置有定位凹槽108A、110A。定位凹槽108A、110A是各别位于定位臂108、110邻近于发光单元102的一端，用以与其它组件卡合。

除了由定位凹槽108A、110A防止承载支架104朝上、下方向移动外，亦可于定位臂108、110上设计出不同组件以限制承载支架104于其它方向上移动。例如可参照图1C，其绘示图1A的定位臂上具有凸出结构的示意图。于定位臂108、110各别的定位凹槽108A、110A二侧，可制作出多个凸出结构108B、110B，这些凸出结构108B、110B用以使部分定位臂108、110的厚度增加。以定位凹槽108A与其邻近的凸出结构108B为例，当定位臂108贯穿一组件的开口(例如是图2A的贯穿开口150A)且其定位凹槽108A卡合于组件上，二个凸出结构108B可使定位臂108紧密地与开口内的侧壁接触，因而可防止定位臂108因开口余隙而前后晃动。

本实施例的发光单元102例如包括一发光二极管芯片(未标示)，且如图1A、1B所示，发光单元102的底面设置有二个电极引脚112、114用以将发光单元102电性连接至其它组件。另外，承载支架104更具有一导柱116，设置于板体106的板面上，并邻近于发光单元102。导柱116可与板体106一体成型，用以辅助承载支架104的固定。此导柱116亦可为其它形式的结构，请参照图1D、1E，图1D绘示承载支架具有一对卡勾的示意图，图1E绘示承载支架具有可拆式薄片的示意图。如图1D所示，前述导柱116可被一对卡勾118所取代，卡勾118邻近于发光单元102，并位于板体106的二对侧，亦可用于辅助承载支架104的固定。如图1E所示，前述的二个导柱116也可被结构较为脆弱的二个可拆式薄片120所取代。可拆式薄片120位于发光单元102下端的板体106二侧，于组装承载支架104的过程中，可拆式薄片120是依情形被破坏或保留于承载支架104上以作为辅助固定承载支架104的组件。

本实施例上述的定位臂108、110虽是由定位凹槽108A、110A与其它组件卡合，然并不以此为限定，定位臂108、110亦可具有其它结构设计。请参照图1F，其绘示定位臂具有凹折端的示意图。定位臂108’、110’于邻近发光单元102处分别向外凹折以形成凹折端108A’、110A’，使定位臂108’、110’于组装到其它组件上后具有单方向上的止挡功能。

请参照图1G、1H，图1G绘示发光装置具有二个承载支架的示意图，图1H绘示图1G发光装置对应一电路板的示意图。发光装置100’的二个承载支架104’分设于其发光单元102’对称的二侧。承载支架104’与前述承载支架104的结构可相同或不相同。于此例中，承载支架104’是由单一板件制作而成的矩形结构。如图1H所示，当发光装置100’欲装设到一电路板140上时，发光装置100’的二个承载支架104’始向下凹折，以***电路板140的二个贯穿开口140A中。另外，发光装置100’的电极引脚112’亦在发光装置100’装设到电路板140后与电路板140电性连接。

另请参照图1I，其绘示发光装置可装设到灯座上的示意图。同样地，发光装置100”具有二个承载支架104”，分设于发光单元102”下方的二侧。二个承载支架104”所构成的形状与灯座142的形状相同，如螺旋状，使承载支架104”可锁入灯座142中，以将发光装置100”固定在灯座142中。

上述各发光装置具有多种用途，除了可应用在一般照明设备中，例如是家用灯具、路灯等，也可应用于广告广告牌、店面招牌中，此外，发光装置还可应用于背光装置中作为光源使用。且由于发光装置具有组装定位的功能，使背光装置的组装更为简易且拆卸时更具有弹性，以下附图说明。

请参照图2A～图2D，其绘示组装背光装置的连续示意图。并请参照图3，其绘示组装发光装置与电路板的方法流程图。如图3所示，发光装置的组装方法包括步骤S31～S33：首先，使发光装置的发光单元与承载支架对齐电路板的贯穿开口；接着，使承载支架***贯穿开口中；然后，持续移动承载支架，直到承载支架的板体穿过贯穿开口并位于电路板的外侧，且承载支架的定位臂系卡合于贯穿开口内的侧壁，如此以使发光单元固定于电路板上。

如图2A所示，背光装置的电路板150具有一贯穿开口150A，此贯穿开口150A的形状实质上搭配发光装置100的承载支架104的截面形状。此外，于电路板150上具有二个电极接点152、154，是用以与发光装置110的电极引脚112、114电性连接。

于步骤S31中，当要将发光装置100组装到电路板150上时，必须先将承载支架104对齐贯穿开口150A，且电极引脚112、114的位置也必须对齐电极接点152、154，以确保发光装置100与电路板150于结合后可电性连接。

接着，如步骤S32及S33所示，将承载支架104***贯穿开口150A，并持续移动直到承载支架104的定位臂108、110卡合于电路板150上。由于定位臂108、110具有弹性，当组装时，由于定位臂108、110受到贯穿开口150A的箝制，具有弹性的定位臂108、110会朝向板体106的方向凹折，使承载支架104顺利地置入贯穿开口150A中。当承载支架104移动一段距离使定位臂108、110的定位凹槽108A、110A(见图1A)对应于贯穿开口150A时，由于定位臂108、110与电路板150间的箝制顿时消失，因为定位臂108、110本身的弹性作用，定位臂108、110会瞬间向外弹出，使定位凹槽108A、110A卡合于贯穿开口150A内的侧壁。如此一来，承载支架104便可将发光单元102定位于电路板150上，如图2B所示。

此时，电极引脚112、114是对齐于电极接点152、154。为确实使发光装置100与电路板150之间产生电性连接，组装背光装置时，还可包括焊接的步骤。

较佳地，可先于电极接点152、154处设置焊料，例如是锡、铅、铜等金属焊料。于发光装置100组装至电路板150后，如图2B所示，可将发光装置100与电路板150设置于一加热装置，例如是一锡炉中加热。由于电极接点152、154的体积非常小，电极接点152、154上的焊料于受热后将快速融化，之后，电极接点152、154便可确实与电极引脚112、114结合。

值得一提的是，由于发光装置100组装于电路板150后，其外露于电路板150外的结构(仅为发光单元102)极少，使制作二次光学组件组装设计更为容易。此外，由于承载支架104的定位臂108、110具有弹性，于单一发光装置100失效时，仅需以简单的按压动作即可将发光装置100从电路板150上拆卸下来以更换新的发光装置，不论于组装或拆卸时确实更为便利。

较佳地，背光装置还具有一散热座160(见图2C)用以将发光装置100的热度传递出去，以防止发光装置100产生过热的情形。散热座160具有一插槽160A，其中，插槽160A可由二个散热片162、164所构成。二个散热片162、164是朝相反方向凹折，例如：散热片162是朝上凹折，而散热片164是朝下凹折以构成插槽160A。

发光装置100的承载支架104是贯穿电路板150并部分位于电路板150外，承载支架104接着可***散热座160的插槽160A中。较佳地，是使承载支架104与插槽160A以紧配的方式结合，使承载支架104与二个散热片162、164产生实质上的接触，如图2D所示。如此，发光单元102于运作时所产生的热能够直接通过承载支架104被传递到散热座160以向外逸散，而不是传递至电路板150上，可避免高温对电路板150的电路造成损害，例如使电路板150上的其它电子组件因高温而老化。

上述散热座160虽是以二个朝相反方向凹折的散热片162、164作说明，然并不以此为限定，请参照透过图2E、2F，其绘示散热座的散热片朝相同方向凹折的剖面视图。如图2E所示，散热片162、164同时向下凹折以构成插槽160A。或是如图2F所示，散热片162、164同时向上凹折以构成插槽160A。散热片162、164实质上可由同一板件一体成型地制作出来。

并请参照图2G，其绘示散热座与电路板电性连接的示意图。散热座160具有一供电端是电性连接电路板150，以供电给发光装置100。如图2G所示，供电端可为一电源插槽166，而电路板150可为一***型引脚156。于组装发光装置100至散热座160时，可同时将***型引脚156插置到电源插槽166中，以完成散热座160与电路板150的电性连接。

另外，请参照图2H，其绘示电路板上设置反射罩的示意图。较佳地，可于电路板150上设置反射罩170，并使反射罩170位于发光装置100的周围，以控制发光装置100的出光方向。

本实施例的发光装置100由于具有平板式承载支架104，可方便地穿过电路板150并直接插接于电路板150下方的散热座160中，将散热***(包括承载支架104与散热座160)与电路***(包括发光单元102与电路板150)有效地隔绝开来，如此是可提高整个装置的操作使用寿命。此外，承载支架104的定位臂108、110具有弹性特征以及定位凹槽108A、110A，可在承载支架104***电路板150后直接与电路板150精确定位，本实施例的发光装置100具有更为简单且易于生产制作的封装结构。再者，在定位之后，还可由焊合发光装置100与电路板150以增加电路的可靠度，如此于应用到中、高功率的电子产品时，亦可确保产品具有足够的可靠度。

实施例二

请参照图4A，其绘示依照本发明实施例二的辉度均匀的发光装置的示意图。发光装置200包括一发光单元202、一承载支架204、一透明封装体206与一荧光胶体层208。发光单元202设置于承载支架204上。透明封装体206覆盖发光单元202，且透明封装体206的外侧具有一凹部。透明封装体206于其凹部具有至少一反射面206A。荧光胶体层208设置于透明封装体206外，且荧光胶体层208与透明封装体206的凹部形成一气室210。其中，透明封装体206的反射面206A用以将发光单元202产生的光线导引至荧光胶体层208的一侧壁208A。荧光胶体层208与透明封装体206可制作成一圆柱体，让侧壁208A呈现一环形发光面。

较佳地，透明封装体206其凹部的位置是位于发光单元202上方，且凹部呈现一倒锥形，而锥形的顶点是对应于发光单元202。另外，反射面206A较佳是一圆弧面。

并请参照图4B，其绘示图4A发光装置于运作时的放大示意图。如图4B所示，由于透明封装体206与气室210内的气体折射率不同，因而可产生全反射的效果。举例来说，透明封装体206的折射率例如为1.5，而气室210内的空气折射率约为1，当发光单元202所产生的光线传递至反射面206A时，由于光是由折射率较大的透明封装体206传递到折射率较小的空气中，因而会产生全反射的现象。发光单元202产生的光线除了部分穿通过透明封装体206而到达荧光胶体层208的顶部208B，大部分是被导引至荧光胶体层208的侧壁208A，与荧光胶体层208中的荧光粉作用，产生荧光。另外，亦可直接在反射面206A上设置具有高反射率的材料、薄膜或金属镀膜。

荧光胶体层208可为一厚度均匀的膜层。然而，如图4B所示，由于发光单元202产生的光会被导引至荧光胶体层208的侧壁208A，因此，较佳地，可使荧光胶体层208其侧壁208A的厚度大于荧光胶体层208其顶部208B的厚度；或是，使荧光胶体层208其侧壁208A的荧光粉浓度大于荧光胶体层208其顶部208B的荧光粉浓度。如此一来，不仅可增强荧光转换的效率，更能够精确控制发光单元202产生的光与荧光胶体层208转换光之间的混光比例。

本实施例的发光单元202例如是发光二极管芯片，荧光胶体层208的荧光粉材料种类则可根据所要调配的色光颜色决定。举例来说，若发光装置200要制作出白光的效果，则可挑选一蓝光发光二极管芯片作为发光单元202，并搭配黄色荧光粉制作的荧光胶体层208，如此一来，当蓝光发光二极管芯片产生的蓝光导至荧光胶体层208时，蓝光会先激发黄色荧光粉以产生黄光，当黄光再与蓝光结合后，便可产生出白光的混光效果。另外，亦可利用紫外光的发光单元混合具有红、绿、蓝三波长的荧光粉制作出白光的发光装置。

发光装置200亦可有其它的结构设计。请参照图5A、5B，其绘示发光装置具有透明胶体层的示意图。如图5A所示，此透明胶体层220设置于荧光胶体层208外，可用以保护荧光胶体层208。另外，如图5B所示，亦可先将透明胶体层220设置于透明封装体206外以形成气室210，再将荧光胶体层208设置于透明胶体层220外。

本实施例的荧光胶体层亦可有其它的结构设计，以下以图标说明。请先参照图5C，其绘示荧光胶体层顶部具有开口的示意图。由于发光单元202产生的光大多被导引至荧光胶体层208’的侧壁，可在荧光胶体层208’的顶部制作出开口208A’，以节省荧光粉材料。开口208A’对应于透明封装体206的凹部位置，且较佳地，使开口208A’的大小约等于凹部的大小。另外请参照图5D，其绘示图5C的荧光胶体层208’未完全包覆住透明封装体206的示意图。由于荧光胶体层208’仅覆盖住透明封装体206的部分侧壁，发光单元202部分光线会直接从透明封装体206射出，另外部分的光线会激发荧光胶体层208’，以制造出更多不同的混光效果。接着请参照图5E，其绘示图5D的荧光胶体层仅覆盖住透明封装体的示意图。图5E的荧光胶体层208’仅沿着透明封装体206的部分侧壁配置，使荧光胶体层208’的开口范围大小等于透明封装体206的凹部范围大小。并请参照图5F，其绘示图5D的荧光胶体层亦包盖住透明封装体其凹部的示意图。荧光胶体层208’同样可直接罩设在透明封装体206的上端，以与透明封装体206的凹部形成一气室。

为增加装置的出光效率，可在透明封装体206上设置反射结构，以下附图说明。请参照图5G至5I，其绘示在发光装置中设置反射结构的示意图。如图5G所示，于透明封装体206的反射面上设置有一圆锥状的反射结构231。由发光单元202产生的光线会直接由反射结构231反射并导引而从透明封装体206的侧壁出光。此外，如图5H、5I所示，于发光单元202及透明封装体206的下端可设置反射结构233，以避免发光单元202的光线从下方散失而造成光源的浪费。

并请参照图5J至图5P，其绘示反射结构具有其它变化的示意图。如图5J所示，透明封装体206的上下各设置有反射结构231、235，反射结构235沿着透明封装体206下端形成一圆弧状的反射结构。如图5K所示，透明封装体206的上下各设置有圆弧状的反射结构237、235，然反射结构237、235是凸点对凸点的配置方式。如图5L所示，透明封装体206的上部设置有平板状的反射结构239，下部则设置有圆弧状的反射结构235。如图5M所示，透明封装体206的上部设置有圆弧状的反射结构241，下部则设置有圆弧状的反射结构235，而反射结构241、235是凹点对凸点的配置方式。如图5N所示，透明封装体206的上部设置有圆锥状的反射结构243，下部则设置有圆弧状的反射结构235。如图5O所示，透明封装体206的上部设置有剖面为锯齿状的反射结构245。如图5P所示，透明封装体206的上部设置有剖面为多个圆弧状的反射结构247。上述锯齿状或多个圆弧状反射结构245、247的配置方式请参照图5Q及图5R。反射结构245、247可为同心圆的排列方式(如图5Q所示)，亦可为平行排列方式(如图5R所示)。上述各个反射结构系可为金属材料制作的金属镀膜，另外，亦可为高反射率材质制作的薄膜。

以先形成荧光胶体层208的结构，再将荧光胶体层208套设到透明封装体206为例，由于透明封装体206与荧光胶体层208之间容易产生间隙而对出光造成影响，因此，如图5S所示，可在透明封装体206与荧光胶体层208之间填补一间隙层材料207，且较佳地，间隙层材料207的填补折射系数是接近透明封装体206与荧光胶体层208，以避免二者之间的空隙造成全反射。

为增加透明封装体206其反射面206A导引光线至荧光胶体层208其侧面出光的效率，可于反射面206A上设计出粗化结构209，如图5T所示。另外，如图5U所示，透明封装体206与荧光胶体层208的交接处也可制作粗化结构209’。粗化结构209’可直接形成在透明封装体206的结构外表面，或是先形成于荧光胶体层208的内壁，再由荧光胶体层208套设到透明封装体206上。粗化结构209、209’的设计亦可应用在前述图5D～5G、图5J～5P中。

以下说明发光装置200的制作方法。请参照图6，其绘示制造图4A发光装置的方法流程图。制作发光装置200的方法包括步骤S61～S63：先使一发光单元固定于一承载支架上；接着，于发光单元上形成一透明封装体，且透明封装体的外侧具有一凹部；然后，于透明封装体外制作一荧光胶体层，且此荧光胶体层与透明封装体的凹部形成一气室。

并请参照图7A～7D，其绘示制作图4A发光装置的连续示意图。请见图7A，于步骤S61中，发光单元202是以固晶打线的方式制作于承载支架204上。

接着，于步骤S62的制作透明封装体206时，可由模穴的辅助使用，以将透明封装体206的材料定型于发光单元202与承载支架204上。制作时，可先于第一模穴250(见图7B)中灌入透明封装体206的材料，其中，第一模穴250的内穴形状即为透明封装体206的外部形状。接着，使承载支架204连同发光单元202反转并置入第一模穴250中。然后，进行烘烤以将透明封装体206的材料定型并与发光单元202及承载支架204结合。接着，将第一模穴250脱去后(如图7C所示)便完成步骤S62。

步骤S63的制作荧光胶体层208的方式同样可循步骤S62完成。于第二模穴260(见图7D)中可先置入荧光胶体层208的材料，然后，将图7C中的承载支架204、发光单元202连同透明封装体206一并反转置入第二模穴260中。此时，透明封装体206的凹部与荧光胶体层208的材料会自然形成气室210。再经过烘烤与脱模的过程后，荧光胶体层208的材料便成型于透明封装体206外，如图4A所示。

另外，也可以先将荧光胶体层208单独制作完成后，再将荧光胶体层208套到透明封装体206上。

由于荧光胶体层208可通过模具制作以控制其厚度，因此与透明封装体206搭配时可有效均匀混光，以提高光色泽均匀性。再者，可适度的增加荧光胶体层208的厚度，亦能达到降低光源辉度的效果。

若是要在发光装置200中多设置一透明胶体层220(见图5A至5B)，则可于步骤S63的制作荧光胶体层208完成后，进一步制作出透明胶体层220。或是可在步骤S62的制作透明封装体206完成后，先进行透明胶体层220的制作以形成密闭的气室210，再进入步骤S63。

至于图5C、5D、5E中具有开口208A’的荧光胶体层208’的制作，其可通过第二模穴260(见图7D)内适当的结构变化达成，例如于第二模穴260底面制作出一突起结构，使荧光胶体层208’的材料不填满第二模穴260的底面，即可于后续制作出具开口208A’的荧光胶体层208’。

请参照图8A，其绘示图4A发光装置装设有碗状反射罩的示意图。当光线由荧光胶体层208的侧壁208A出光时，可由合适的二次光学组件组合，例如是于发光单元202下方设置一碗状反射罩270，以调变出所需的光形。另外，请参照图8B，其绘示图8A的反射罩中填满物质的示意图。于图示的斜线处可填满透明胶体或是荧光粉胶体。

以下附图说明荧光胶体层与透明封装体的其它结构设计。请参照图8C～8G，其绘示荧光胶体层具多层结构的示意图。如图8C所示，荧光胶体层280可由多个荧光层，例如是第一荧光层281、第二荧光层282与第三荧光层283所组成，其中第二荧光层282覆盖在第一荧光层281外，第三荧光层283覆盖在第二荧光层282外。这些荧光层的材质例如是红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉或是其它颜色的荧光粉。如图8D所示，第一荧光层281、第二荧光层282与第三荧光层283之间可设置多个透明间隔层290。如第8E图所示，第三荧光层283外也可设置一透明间隔层290以保护第三荧光层283。

另外，如图8F所示，荧光胶体层280’也可仅设置在透明封装体206的侧面。除了上述由内向外层迭设置的方式，如图8G所示，荧光胶体层280’的不同荧光层亦可由上向下(或相反的方向)依序设置在透明封装体206的侧面，不同荧光层的厚度系可相同或不相同。

请参照图8H～8M，其绘示透明封装体具有不同外观形状的示意图。如图8H～8M所示，透明封装体206其截面形状可为圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形甚或多边形等。

荧光胶体层与透明封装体另具有其它设计，请参照图8N至8P。如图8N所示，荧光胶体层208”的高度可大于透明封装体206的示意图。如图8O所示，荧光胶体层208”可制作在透明封装体206中。另如图8P所示，透明封装体206的上部形状轮廓可更改，而荧光胶体层208”的高度更可大于透明封装体206。

另外，以发光二极管(light emitting diode，LED)为例，由于人眼对白光出光颜色的感知程度较高，颜色稍有不同即可以马上判别出来，因此常用来当作LED出货筛选的初步标准。可以利用染料的滤光效果，来改变人眼对白光光源的色温感知，使得人眼直视LED白光光源感受到的LED出光色泽一致，而又不影响光源原始色温。以下附图说明。

请参照图8Q至8T。图8Q绘示一染料胶体层291包覆住发光单元202的示意图，染料胶体层291可由透明胶与染料制作，使发光单元202发出的光(如白光)通过染料胶体层291的滤光效果以改变颜色。另外，如图8R所示，亦可将一染料层292设置在结构最外层。图8S绘示一染料荧光层293设置在透明封装体206外部的示意图，此染料胶体层293可由荧光粉与染料所构成。另外，如图8T所示，也可直接将染料层292’设置在荧光胶体层208’的外侧。另外，如图8U所示，亦可直接将一扩散层294设置在透明封装体206外侧。扩散层294含有扩散剂，其可用来来改变LED出光的指向性，使得出光较为均匀。

如图8V所示，于最外层实质上也可同时设置扩散层294’、第一荧光层281’与第二荧光层282’。假定发光单元为蓝光的发光芯片，则扩散层294’会发出原来的蓝光，则第一荧光层281’可选用黄色荧光粉制作，而第二荧光层282”可选用绿色或红色荧光粉制作。

不同于图8V的设计，如图8W所示，于最外层实质上可使第一荧光层281”(黄色荧光粉)的面积最大，于下部分依序设置有扩散层294”、第二荧光层282”与第三荧光层283”，其中，第二荧光层282”例如是以绿色荧光粉制作，而第三荧光层283”例如是以红色荧光粉制作。

多层荧光层的颜色分布系可为规则或是不规则，且其制作方式可为灌胶、沾粉、贴印或是喷涂方式。

由于发光二极管可视为一点光源，若光源的亮度过度集中于一小点的区域范围内，光源的辉度会过高，使人眼无法直视，以致于无法有效应用于照明产品中。

然而，本实施例二的发光装置200是将发光单元202的光线导引至荧光胶体层208的侧壁208A而形成侧向光，此侧向光部分经荧光胶体层208转换成荧光，再与原侧向光相混合，因而具有较大的发光面积，有效地降低了发光单元202本身点光源的辉度，因而可解决前述因高辉度特性所产生的问题，此外，也可避免对人眼造成的眩光或刺眼等问题。也由于透明封装体206将荧光胶体层208与发光单元202隔离开来，使荧光胶体层208不与发光单元202直接接触，如此，可避免荧光胶体层208因受到发光单元202的高温影响所产生的老化问题，有效地提升发光装置200的使用寿命。

此外，本实施例发光装置200其承载支架204的设计并不局限于图4A所示的结构，承载支架204亦可为图1A的承载支架104所示的结构，以利于发光装置200的组装与散热。且以较佳的实施方式而言，以承载支架104取代承载支架204时，可适度放大承载支架104的面积以避免发光单元202的光线从下方散失而造成光源的浪费，亦可提升发光装置200的发光效率。

请参照图13A，其绘示依照本发明实施例二另一发光装置的示意图。发光装置500包括发光单元502、承载支架504、透明封装体506、荧光胶体层508与不透光侧部组件510。发光单元502设置在承载支架504上，并电性连接承载支架504的二个导线架504A、504B。不透光侧部组件510环绕发光单元502设置。透明封装体506覆盖住发光单元502，并位在不透光侧部组件510内。荧光胶体层508则设置在透明封装体506的侧壁，并位在不透光侧部组件510与透明封装体506之间。不透光侧部组件510的材质可为塑料、陶瓷等材料。

透明封装体506较佳是一高折射材料，举例来说，空气的折射率为1，而透明封装体506的折射率为1.5，使得其内凹的上表面可为一全反射面506A。发光单元502产生的光在全反射面506A会产生全反射，并被导引至透明封装体506的侧壁，以激发荧光胶体层508，而产生混光。且由于荧光胶体层508的***设置有不透光侧部组件510，混光会通过不透光侧部组件510而被导引从透明封装体506的顶部出光。此外，未激发荧光胶体层508的光线会再次经过荧光胶体层508，进而增加混光的强度。

以制作出白光的效果为例。在此可挑选一蓝光发光二极管芯片作为发光单元502，并搭配黄色荧光粉制作的荧光胶体层508。当蓝光发光二极管芯片产生的蓝光导至荧光胶体层508时，蓝光会先激发黄色荧光粉以产生黄光，当黄光再与蓝光结合后，便可产生出白光的混光效果。此白光会经由不透光侧部组件510反射，并从顶部出光。也由于透明封装体506的顶部没有任何封闭区间，因此可有效地提高出光效率。

接着请参照图13B、13C，其各绘示图13A的发光装置加设前置收光透镜的示意图。如图13B所示，前置收光透镜512装设在透明封装体506的顶部，用以控制出光的方向。此前置收光透镜512可由一光学透镜制作，其截面形状可为多个相连的四分之一圆。另外，如图13C所示，前置收光透镜512’亦可为一凸透镜，从透明封装体506的顶部出光的光线会经由前置收光透镜512’的收光界面512A’与前置收光透镜512’，达到调制光线角度的效果。

请参照图13D、13E各绘示多个荧光胶体层直立设置在发光装置中的示意图。如图13D所示，发光装置600包括发光单元602、承载支架604、透明封装体606、多个荧光胶体层608与一不透明载体612。发光单元602设置在承载支架604上，并较佳地设置在承载支架604的一反射杯604A，反射杯604A用以将光线向上导引，防止光线直接从透明封装体606的侧边或下面出光。透明封装体606具有多个不连续的全反射面606A，在这些全反射面606A的一侧皆设置一直立的荧光胶体层608，由此，当发光单元602的光源从透明封装体606上不同位置的反射面606A被导引至其邻侧的荧光胶体层608时，会直接激发荧光胶体层608。

如图13E所示，部分的荧光胶体层608也可内嵌至透明封装体606中。透明封装体606中设置有多圈环形的荧光胶体层608，其中，内圈的荧光胶体层608是内嵌至该透明封装体606中。发光单元602发出的光线从全反射面606A反射后，部分会直接射到外圈的荧光胶体层608，并激发外圈的荧光胶体层608。另外，部分的光线则会射至内圈的荧光胶体层608，之后，再传递到外圈的荧光胶体层608。于图13D、13E中的全反射面606A上亦可设置不透光反射层。这些荧光胶体层608亦可为相同或不相同激发波长的荧光层。

请参照图13F，其绘示可控制出光范围的发光装置的示意图。发光装置600’包括发光单元602、承载支架604、透明封装体606、荧光胶体层608与不透光反射层610。发光单元602设置在承载支架604上，并较佳地设置在承载支架604的一反射杯604A，反射杯604A用以将光线向上导引，防止光线直接从透明封装体606的侧边或下面出光。发光装置600还可包括一不透明载体612，其设置在承载支架604底侧，而透明封装体606则覆盖住发光单元602。透明封装体606的上表面向内凹，荧光胶体层608设置在透明封装体606的上表面，而不透光反射层610覆盖住荧光胶体层608。不透光反射层610可以是金属或是塑料制作的不透光层。

发光单元602产生的光会先经由反射杯604A收光，以向上集中打到荧光胶体层608，激发出其它波长的色光，并与发光单元602原先产生的色光产生混光，如白光，进而通过不透光反射层610，从透明封装体606的侧壁出光。此外，由于底侧的不透明载体612，使得混光的出光角度被限制住，混光仅可从出光区域I离开。

并请参照图13G，其绘示图13F的发光装置加设二次光学反射层的示意图。二次光学反射层例如是由一碗状反射罩614所提供。碗状反射罩614设置在发光装置600’底侧的周边。传统上，聚光灯(如车用灯)的前置光区(例如对应不透光反射层610的位置)由于没有设置不透光反射层610，使光线非常集中，而容易造成炫光的问题。本实施例的发光装置600’由于具有不透光反射层610用以阻挡发光单元602的正向出光，使发光单元602改为横向出光，再加上设置有碗状反射罩614后，便可使横向出光改由正向出光(如图式中的向上方向)。由于发光装置600’并无前光区，故可解决炫光的问题，因此非常适用于聚光灯。此外，通过加设二次光学反射层，使原本的出光面增加，也更容易达成配光的目的，且可有效降低过高的辉度。

请参照图13H至13K，其各绘示图13F的荧光胶体层与不透光反射层其它设置方式的示意图。如图13H所示，透明封装体606的上表面是一多段式表面，其可区分为数个区段，其中，荧光胶体层608仅设置在几个区段上，如对应区域I1的区段上，对应另一区域I2则未设置任何荧光粉。因此，当发光单元602的部分光线从区域I2射出时，区域I2为发光单元602原始色光的颜色。至于区域I1处，发光单元602的光线会激发荧光胶体层608，其激发的色光会通过不透光反射层610反射，并使区域I1呈现该色光的颜色。

如图13I所示，荧光胶体层608设置在透明封装体606的侧壁。不透光反射层610除了整个覆盖在透明封装体606上，更稍微向外凸设，以将透明封装体606上缘出射的光线阻挡住，因而可减少正向出光的情形。发光单元602产生的光源会先被不透光反射层610反射并导引到透明封装体606的侧壁后，才激发荧光胶体层608。

如图13J所示，于透明封装体606上可同时设置多个荧光胶体层608，而于二个荧光胶体层608之间可设置一透明间隔层616。由荧光胶体层608与透明间隔层616交迭设置的多层结构可使光扩散的效果增加。另外，这些荧光胶体层608可为相同或不相同激发波长的荧光层。

如图13K所示，透明封装体606的反射面可具有弧度。透明封装体606例如为一个四分之一球体，荧光胶体层608是沿着透明封装体606其球体的外表面设置，而不透光反射层610则覆盖住荧光胶体层608。发光单元602的光源以及与荧光胶体层608其色光的混光会被不透光反射层610所反射，并从透明封装体606其一侧(如附图右侧的垂直面)出射。

请参照图13L，是发光装置中设置有多个发光单元的示意图。发光装置中设置多个发光单元，将可使光源的集成瓦数增加。如图13L所示，发光装置600”例如具有二个发光单元602，各设置在一个承载支架604的反射杯604A中。透明封装体606具有内凹的上表面，二个发光单元602较佳是位在透明封装体606其上表面凹点的二侧。透明封装体606其上表面依序设置有荧光胶体层608、透明间隔层616与不透光反射层610。发光单元602发出的光线穿通过荧光胶体层608后，会经过不透光反射层610反射回荧光胶体层608。亦即，荧光胶体层608内的荧光粉会并作用两次，产生的混光将较为均匀。也由于透明间隔层616的设置，可增加混光的区域，也有助于均匀性的提升。

实施例三

本实施例的堆叠式发光装置包括一主体支架、至少一散热支架与至少一发光单元，其中，散热支架是设置于主体支架的一侧面，而发光单元是设置于散热支架上，并电性连接至主体支架上的一对电极脚。由于主体支架与承载有发光单元的散热支架是以堆叠的方式组合，各个组件可以在单独加工后再行组装，如此不仅可提升结构尺寸的加工精度，且可达到电热分离的目的。以下举例说明。

请参照图9A、图9B，图9A绘示依照本发明实施例三的堆叠式发光装置的示意图，图9B绘示图9A堆叠式发光装置的分解图。堆叠式发光装置300包括多个发光单元302(为使图标清晰，仅标示三个发光单元302)、一主体支架304、二散热支架306、308。于主体支架304上设有一对电极脚310、312。散热支架306、308分别设置于主体支架304的二个相对侧面。发光单元302则区分为二群以分别设置于散热支架306、308上，并电性连接至电极脚310、312。此外，散热支架306、308上的发光单元302是成排设置，且散热支架306上的每一发光单元302皆对应于散热支架308上的另一发光单元302设置。

主体支架304上可为一绝缘体不导电材料。主体支架304除了用以固定二个散热支架306、308的位置，并可使二个电极脚310、312与其它组件绝缘。如图9B所示，散热支架306、308为片状结构，是整片抵靠于主体支架304的二个侧面上，因而有利于发光单元302的散热。二个电极脚310、312是由主体支架304的底面向外延伸出来，使整个堆叠式发光装置300呈现一直立可插接的状态。另外，于主体支架304上设计有一排气槽304A，是从电极脚310、312的邻近位置朝主体支架304内的方向延伸，排气槽304A用以排除制备过程中不必要的气体。

散热支架306、308是分别由主体支架304的二侧装设到主体支架304上，而散热支架306、308与主体支架304之间可由至少一固定组件316结合。此固定组件316可以是任何形式的扣件，例如是铆钉或螺丝。另外，主体支架304可采用塑料、橡胶等多分子材料制作，也可由热压成型方式，使散热支架306、308与主体支架304结合。

散热支架306、308与主体支架304之间亦可由焊接的方式结合，或是通过其它组件。请参照图9C、9D，绘示以套框固定的示意图。当散热支架306、308组装到主体支架304上之后，套框318再套设到上述组装完成的装置上。套框的材质例如是与散热支架306、308类似的金属。另外，请参照图9E、9F，其绘示以延伸片固定的示意图。如图9E所示，于散热支架306、308上设计出二个延伸片320，将延伸片320向主体支架304的方向凹折后，延伸片320便会夹持住主体支架304的二对侧(如图9F所示)，由此使散热支架306、308固定到主体支架304上。

并请参照图9G、9H，其绘示堆叠式发光装置其它变形的示意图。如图9G所示，散热支架306’、308’边缘延伸出来的部分可为弧形且将主体支架304的边缘整个包覆起来。另外，如图9H所示，散热支架306”、308”的边缘亦可具有折角。

本实施例的发光单元302例如是一发光二极管芯片，其可由打线(wirebonding)的方式与电极脚310、312完成电性连接。所使用的打线平台可用两层迭加的方式形成4或8引脚(pin)，此外，打线点可配置于发光单元302的二侧或对外的一侧。若要产生不同颜色的色光，可于发光二极管芯片的表面涂布荧光粉，以制造出所需的混光色彩。

上述发光单元302虽是以一对一方式设置于散热支架306、308上，然并不以此为限定，请参照图10，其绘示发光单元交错排列的示意图。散热支架306上的发光单元302与散热支架308上的发光单元302系交错设置，且排成一列，如此可减少整个堆叠式发光装置300的厚度。

请参照图11A、11B，图11A绘示堆叠式发光装置系为柱状结构的示意图，图11B绘示图11A堆叠式发光装置的侧视图。并请参照图12A、12B，图12A绘示图11A的主体支架的示意图，图12B绘示图11A的散热支架的示意图。堆叠式发光装置400的二个散热支架406、408各为一具有弧度的片状结构(如图12B所示)，从主体支架404(见图12A)的二对侧将主体支架404夹住，而发光单元402是呈环状设置在散热支架406、408的上表面。发光单元402上设置有透明封装体410，而于透明封装体410外可设置一荧光胶体层412。

本实施例的堆叠式发光装置是将主体支架与散热支架以堆叠的方式组合，且散热支架位于主体支架的二侧，使得电性传导是于结构中进行，而导热路径则位于外侧，本实施例的堆叠式发光装置充分实现电走内、热走外的目的。另外，电极脚是由主体支架底面向外延伸，使堆叠式发光装置呈现一直立可插接的状态，堆叠式发光装置因而能够藉由简易插拔的动作进行与其它组件的组装步骤。

再者，较高瓦数的发光装置必须搭配热载能力较佳的散热支架(一般为较厚的结构)。本实施例的堆叠式发光装置300其各组件可先各别加工后再进行组装，不仅于尺寸调整时更具有弹性，且可以强化结构尺寸精度以利于量产化所需的精度需求，并可降低其它封装组件在制造过程中的干涉现象，以应付未来可应用于照明或需集成瓦数高的发光装置相关应用技术。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例描述如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以申请的权利要求范围所界定的内容为准。

Claims (2)

1.一种发光装置，包括：

一承载支架；

一发光单元，设置于该承载支架上；

一透明封装体，覆盖该发光单元，且该透明封装体的外侧具有一凹部，该透明封装体于该凹部具有至少一反射面；以及

一荧光胶体层，罩于该透明封装体外，且该荧光胶体层与该透明封装体的该凹部形成一气室；

其中，该透明封装体的该反射面将该发光单元产生的光线导引至该荧光胶体层的一侧壁。

2.如权利要求1所述的发光装置，其中，该荧光胶体层环设于该透明封装体的外侧。

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