CN104654067A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光装置,包括:承载座,所述承载座具有对称中心;以及多个半导体发光组件,所述半导体发光组件设置在所述承载座上且环绕所述对称中心;其中,所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件包括:透明基板,所述透明基板具有相对设置的支撑面与第二主表面;以及发光二极管结构,设置于所述支撑面,且与未设置所述发光二极管结构的至少一部分的所述支撑面形成可发光的第一主表面,所述发光二极管结构发出的至少一部分光线通过所述透明基板且由所述第二主表面出光。本发明的发光装置可以发出多向性光线或全向性光线,发光装置的发光效率得到相应提升,且发光二极管发光装置的光形也随之改善。
Description
技术领域
本发明涉及半导体照明领域,尤其涉及一种发光装置。
背景技术
发光二极管(light emitting diode, LED)本身所发出来的光是一种指向性的光源,并非如传统灯泡为一种发散型的光源。因此,发光二极管在应用上会受到限制。举例而言,传统发光二极管在一般室内或室外的照明应用无法或难以达到所需要的照明效果。另外,传统发光二极管的发光装置仅可单面发光,具有较低的发光效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光装置,解决了传统发光二极管的发光装置仅可单面发光,具有较低发光效率的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明的一种发光装置,包括:
承载座,所述承载座具有对称中心;以及
多个半导体发光组件,所述半导体发光组件设置在所述承载座上且环绕所述对称中心;
其中,所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件包括:
透明基板,所述透明基板具有相对设置的支撑面与第二主表面;以及
发光二极管结构,设置于所述支撑面,且与未设置所述发光二极管结构的至少一部分的所述支撑面形成可发光的第一主表面,所述发光二极管结构发出的至少一部分光线通过所述透明基板且由所述第二主表面出光。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角介于30-150度。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角介于60-90度。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角等于或相近于60度。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角等于或相近于80度。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述多个半导体发光组件中至少两个半导体发光组件以非平行方式排列。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述多个半导体发光组件中至少两个半导体发光组件以平行方式排列。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件的主发光面不面朝所述对称中心。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述多个半导体发光组件至少包括第一群发光组件及第二群发光组件,所述第一群发光组件与所述对称中心间的距离不同于所述第二群发光组件与所述对称中心间的距离。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述第一群发光组件与所述对称中心间的距离介于10-13.5毫米。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述第二群发光组件与所述对称中心间的距离介于2-13.5毫米。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述多个半导体发光组件至少包括第一群发光组件及第二群发光组件,所述第一群发光组件的高度不同于所述第二群发光组件的高度。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述发光装置还包括:
多个支架,设置于所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一部分半导体发光组件之间。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述多个支架的长度介于5-20毫米。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述多个半导体发光组件至少包括第一群发光组件及第二群发光组件,所述第一群发光组件与所述承载座之间的第一夹角不同于所述第二群发光组件与所述承载座之间的第一夹角。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述第一群发光组件与所述第二群发光组件交错排列于所述承载座。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述第一群发光组件与所述第二群发光组件交错排列于所述承载座。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述第一群发光组件与所述第二群发光组件交错排列于所述承载座。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述承载座为星形或轮形。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述承载座包括至少两个鳍片,所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件设置于所述鳍片。
作为本发明上述发光装置的进一步改进,所述承载座包括中心部以及延伸部,所述延伸部延伸于所述中心部,所述多个半导体发光组件中至少两个半导体发光组件分别设置于所述中心部与所述延伸部。
与现有技术相比,本发明的发光装置中,发光二极管结构固设于透明基板,且透明基板允许来自发光二极管结构发出的光线通过。因此,本发明的发光装置可以发出多向性光线或全向性光线,发光装置的发光效率得到相应提升,且发光二极管发光装置的光形也随之改善。
附图说明
图1与图2为本发明的一较佳实施例的半导体发光组件的结构示意图。
图3、图4与图5为本发明的一较佳实施例的不同形式的发光二极管结构3与导线的耦接示意图。
图6与图7为本发明的一较佳实施例的波长转换层的配置示意图。
图8为本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件的剖面示意图。
图9为本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件的剖面示意图。
图10为本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件的立体示意图。
图11为本发明的一较佳实施例的承载座的示意图。
图12为本发明的一较佳实施例的电路板的示意图。
图13为本发明的一较佳实施例的反射镜的示意图。
图14为本发明的一较佳实施例的类钻碳膜的示意图。
图15为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。
图16为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。
图17为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。
图18、图19与图20为本发明的一较佳实施例的透明基板插接或黏接于承载座的示意图。
图21与图22为本发明的一较佳实施例的透明基板黏接于具有支架的承载座的示意图。
图23为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。
图24为本发明的另一较佳实施例的发光装置的装置基座的示意图。
图25为本发明的另一较佳实施例的发光装置的立体示意图。
图26、图27、图28与图29为本发明的一较佳实施例的透明基板以点对称或线对称形式设置于承载机构的示意图。
图30为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。
图31与图32为本发明的一较佳实施例的灯罩的示意图。
图33为本发明的第一实施例的发光装置的示意图。
图34为图33所示的发光装置的照度图。
图35为本发明的第二实施例的发光装置的部分示意图。
图36为本发明的第二实施例的发光装置的侧视图。
图37为图35与图36所示的发光装置的照度图。
图38与图39分别为本发明实施例的不同类型的发光装置的部分示意图。
图40为本发明的一较佳实施例的发光装置的照度图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
请参考图1与图2,图1与图2为本发明的一较佳实施例的半导体发光组件的结构示意图。如图1与图2所示,半导体发光组件1包括:透明基板2、支撑面210、第一主表面21A、第二主表面21B以及至少一发光二极管结构3。平板或薄片状的透明基板2本身具有两个主要表面,其中之一为支撑面210,具有发光功能的发光二极管结构3可设置于此支撑面210上。发光二极管结构3未被透明基板2遮蔽的一发光面34与未设置发光二极管结构3的部分支撑面210共同形成可发光的第一主表面21A。透明基板2未设有发光二极管结构3的另一主要表面则为第二主表面21B。前述布置方式反之亦可,且也可以在透明基板2两个面均设置发光二极管结构3。在本发明的实施例中,发光二极管结构3可设置于透明基板2的支撑面210,并与设置于第二主表面21B的其它发光二极管结构3相应交错,使透明基板2的各面上的发光二极管结构3发光时,光线不被透明基板2另一面上的其它发光二极管结构3遮蔽,如此可相应增加半导体发光组件1的发光强度。透明基板2如蓝宝石基板、陶瓷基板、玻璃基板、塑料或橡胶基板等等的材质,可包括选自于氧化铝(Al2O3)、氧化镁、氧化铍、氧化钇、氧化钍、氧化锆、锆钛酸铅镧、砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化钙、氟化镁、碳化硅(SiC)或化学聚合物等的材料,其中,本发明的一较佳实施例是采用蓝宝石基板作为透明基板2,因为蓝宝石基板大体上为单晶结构,不但具有较好的透光率,且散热能力佳,可延长半导体发光组件1的寿命。然而,使用传统蓝宝石基板于本发明中会有易碎裂的问题,故本发明经实验验证,本发明的透明基板2较佳地选用厚度大于或等于200微米(μm)的蓝宝石基板,如此可达成较佳的可靠度,并有较佳的承载以及透光功能。为了使半导体发光组件1有效地发出多向性光线,例如双向性或全向性光线,本发明的半导体发光组件1至少有一发光二极管结构3较佳可选用出光角度大于180度。相应地,设置于透明基板2上的发光二极管结构3可从发光面34发出往远离透明基板2方向行进的光线,发光二极管结构3也会发出至少部分进入透明基板2的光线。而进入透明基板2的光线除可从透明基板2的第二主表面21B出光外,也可从未设置发光二极管结构3的部分支撑面210与基板2的其他表面出光。半导体发光组件1可以至少双面出光、多方向出光或全方向出光。在本发明中,第一主表面21A的面积或第二主表面21B的面积是设置于其表面上的所有发光二极管结构3的一发光面34的总面积的五倍以上,这是兼顾到发光效率以及散热等条件而为较佳的配置比例。
另外,本发明的另一较佳实施例是半导体发光组件1的第一主表面21A与第二主表面21B发出的色温差异等于或小于1500K,使半导体发光组件1有更全面一致的发光效果。尤其,当透明基板2的厚度如前所述,并使用出光的波长范围在大于或等于420奈米,和/或小于或等于470奈米的发光二极管结构3时,透明基板2的光穿透率可大于或等于70%。
本发明并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它较佳实施例,且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明,在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的组件,且主要针对各实施例的相异处进行说明,而不再对重复部分进行赘述。
请参考图3、图4与图5,本发明为了获得供电以进行发光,发光二极管结构3包括第一电极31A与第二电极31B。第一电极31A与第二电极31B分别与透明基板2上的第一连接导线23A及第二连接导线23B电性连接。其中,图3、图4与图5分别揭示了不同形式的发光二极管结构3与导线的耦接方式。图3为横式发光二极管结构,其发光二极管结构3形成于透明基板2的支撑面210上,第一电极31A与第二电极31B以打线方式分别电性耦接于第一连接导线23A与第二连接导线23B。图4为覆晶式发光二极管结构3,将横式发光二极管结构3倒置并通过第一电极31A与第二电极31B使发光二极管结构3与透明基板2耦接。第一电极31A与第二电极31B以焊接或黏接方式分别电性耦接于第一连接导线23A与第二连接导线23B。如图5所示,第一电极31A与第二电极31B设置于发光二极管结构3的不同面,发光二极管结构3以直立方式设置,使第一电极31A与第二电极31B可以焊接或黏接方式分别与第一连接导线23A以及第二连接导线23B相连接。
请参考图6与图7,本发明的半导体发光组件1还可以包括一波长转换层4,波长转换层4选择性设置于第一主表面21A和/或第二主表面21B上,或是直接设置于发光二极管结构3上。波长转换层4可直接接触发光二极管结构3,或是与发光二极管结构3相邻一段距离而不直接接触。波长转换层4含有至少一种荧光粉,例如石榴石系、硫酸盐系或硅酸盐系等等无机或有机材质的荧光粉。波长转换层4用以将至少部分发光二极管结构3发出光线转换为另一种波长范围的光线。例如,当发光二极管结构3发出蓝光,波长转换层4可转换部分蓝光为黄光,而使半导体发光组件1在蓝光与黄光混合之下最后发出白光。另外,因第一主表面21A的光源主要来自发光二极管结构3直接发出的光线,而第二主表面21B的光源是来自发光二极管结构3的光线穿过透明基板2发出的光,因此第一主表面21A的光线强度(照度)会不同于第二主表面21B的光线强度(照度)。因此,本发明之另一较佳实施例的半导体发光组件1,第一主表面21A与第二主表面21B上的波长转换层4的荧光粉含量为相应配置。较佳来说,在第一主表面21A的波长转换层4的荧光粉含量相对于在第二主表面21B的波长转换层4的荧光粉含量的比例范围较佳地可从1比0.5至1比3,或是在第二主表面21B的波长转换层4的荧光粉含量相对于在第一主表面21A的波长转换层4的荧光粉含量的比例范围较佳地可从1比0.5至1比3。如此,本发明的半导体发光组件1的照度或光形可以符合不同的应用需求,且半导体发光组件1的第一主表面21A与第二主表面21B发出的色温差异可控制在等于或小于1500K,以提升半导体发光组件1的波长转换效率与发光效果。
请参考图8。图8为本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件的剖面示意图。如图8所示,本实施例的半导体发光组件1包括一透明基板2、与提供多向性出光功能的至少一发光二极管结构14。透明基板2具有彼此相对设置的支撑面210与第二主表面21B。发光二极管结构14设置于透明基板2的支撑面210上。发光二极管结构14包括第一电极16与第二电极18,以电性连接其它装置。发光二极管结构14未被透明基板2遮蔽的发光面34、与未设置发光二极管结构14的部分支撑面210共同形成第一主表面21A。
发光二极管结构14可包括基底141、N型半导体层142、主动层143与P型半导体层144。在此实施例中,发光二极管结构14的基底141可通过芯片结合层28与透明基板2耦接。出光亮度可通过芯片结合层28的材料特性优化而提高。举例来说,芯片结合层28的反射率较佳地介于基底141的反射率和透明基板2的反射率之间,通过增加发光二极管结构14的出光亮度。此外,芯片结合层28可为透明黏胶或其它适合的结合材料。第一电极16与第二电极18设置在发光二极管结构14的另一侧与芯片结合层28相对。第一电极16与第二电极18分别电连接P型半导体层144与N型半导体层142(第二电极18和N型半导体层142的连接关系未示于图8)。第一电极16的上表面与第二电极18的上表面的水平标准实质相同。第一电极16与第二电极18可为金属电极,但不限于此。此外,半导体发光组件1还包括第一连接导线20、第二连接导线22以及波长转换层4。第一连接导线20与第二连接导线22设置在透明基板2。第一连接导线20与第二连接导线22可为金属导线或其它导电图案,但不限于此。第一电极16与第二电极18以打线或焊接方式分别连接到第一连接导线20与第二连接导线22,但不限于此。波长转换层4设置在透明基板2上并覆盖发光二极管结构14。此外,波长转换层4也可以设置在透明基板2的第二主表面21B上。
除此之外,在此实施例中为了增加光线从透明基板2离开的出光量并使出光的分布均匀,透明基板2的表面还可选择性地设置非平面结构12M。非平面结构12M可为各式凸出或凹陷的几何结构,例如金字塔、圆锥体、半球体或三角柱等,并可为规则性排列或随机性排列。另外,透明基板2的表面也可选择性设置一类钻碳(diamond-like carbon, DLC)膜25以增加导热及散热效果。
请参考图9,图9为本发明的另一较佳变化实施例的半导体发光组件的示意图。相较于图8所示的实施例,在本实施例的半导体发光组件1中,第一电极16、第二电极18与第一芯片结合层28A设置在发光二极管结构14的相同面。第一电极16与第二电极18利用覆晶方式电连接于第一连接导线20与第二连接导线22。其中,第一连接导线20与第二连接导线22可分别从相应的第一电极16与第二电极18的位置延伸生成。第一电极16与第二电极18可通过一第二芯片结合层28B分别电连接于第一连接导线20与第二连接导线22。第二芯片结合层28B可为导电凸块,例如金质凸块或焊料凸块,也可为导电胶,例如银胶,也可为共熔合金层,例如金锡(Au-Sn)合金层或低熔点(In-Bi-Sn)合金层,但不限于此。在此实施例中,第一芯片结合层28A可为空缺或包含波长转换层4。
请参考图10,图10为本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件的立体示意图。如图10所示,本发明的半导体发光组件310包括透明基板2、至少发光二极管结构3、第一连接电极311A、第二连接电极311B与至少一波长转换层4。发光二极管结构3设置于透明基板2的支撑面210上,且形成可发光的第一主表面21A。在此实施例中,发光二极管结构3的出光角度大于180度,且发光二极管结构3所发出的至少部分光线会射入透明基板2,而射入光线的至少一部分会从对应第一主表面21A的第二主表面21B出光,且射入光线的其余部分从透明基板2的其他表面出光,进而达到半导体发光组件310的多向性出光的发光效果。第一连接电极311A以及第二连接电极311B分别设置在透明基板2的不同侧或相同侧(未示于图10)。第一连接电极311A与第二连接电极311B可分别为透明基板2上的半导体发光组件310的一第一连接导线与一第二连接导线所延伸的芯片对外电极,因此第一连接电极311A与第二连接电极311B相应地电性连接于发光二极管结构3。波长转换层4至少覆盖发光二极管结构3、并暴露至少部分的第一连接电极311A与第二连接电极311B。波长转换层4至少部分吸收发光二极管结构3和/或透明基板2所发出的光线,并转换成另一波长范围的光线,然后与未被波长转换层4吸收的光线混光,以增加半导体发光组件310的发光波长范围,改善半导体发光组件310的发光效果。由于本实施例的半导体发光组件310具有分别设置于透明基板2的第一连接电极311A与第二连接电极311B,传统的发光二极管封装制程可省略,半导体发光组件310可独自完成制作后再与适合的承载座进行结合,因此可达到提升整体制造良率、简化结构以及增加所配合的承载座设计变化等优点。
请参考图11,本发明的一实施例是使用至少一前述半导体发光组件的发光装置11。发光装置11包括承载座5与前述的半导体发光组件。半导体发光组件的透明基板2除可平放于此承载座5,也可以立设于其上并耦接于此承载座5。透明基板2与承载座5之间具有一第一夹角θ1,第一夹角θ1可为固定或根据发光装置的光形需要而变动。第一夹角θ1的范围较佳地介于30度至150度之间。
请参考图12,本发明的发光装置11的承载座5还可包括电路板6,电路板6耦接于外部电源。电路板6并电性耦接在透明基板2上的第一连接导线以及第二连接导线(未示于图12),而与发光二极管结构3电性连接,使外部电源通过电路板6供应发光二极管结构3发光所需电源。在本发明的其它较佳实施例中,若无设置此电路板6,发光二极管结构3也可以通过第一连接导线以及第二连接导线(未示于图12)直接电性连接于承载座5,使外部电源可经由承载座5对发光二极管结构3供电。
请参考图13,本发明的发光装置11还可包括反射镜或滤光器8,设置于透明基板2的第二主表面21B或支撑面210。反射镜或滤光器8可反射该发光二极管结构3所发出的至少部分穿透该透明基板2的光线,而使部分被反射光线改由该第一主表面21A射出。反射镜8可包括至少一金属层或一布拉格反射镜(Bragg reflector),但不以此为限。布拉格反射镜可由多层具有不同折射率的介电薄膜所堆栈而构成,或是由多层具有不同折射率的介电薄膜与多层金属氧化物所堆栈而构成。
请参考图14,本发明的发光装置11还可包括类钻碳(diamond-like carbon, DLC)膜9,其中类钻碳膜9设置于透明基板2的支撑面210和/或第二主表面21B上,以增加导热及散热效果。
请参考图15。图15为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。如图15所示,本实施例的发光装置10包括承载座26与至少一前述的半导体发光组件。半导体发光组件包括透明基板2与至少一发光二极管结构14。半导体发光组件可部分嵌入承载座26内。承载座26的电极30、32电性连接半导体发光组件的连接导线20、22。一电源可通过电极30、32相应地提供驱动电压V+, V-以驱动发光二极管结构14发出光线L。发光二极管结构14包括第一电极16与第二电极18,以打线方式分别电连接第一连接导线20与第二连接导线22,但不限于此。另外,发光二极管结构14的出光角大于180度或具有多个发光面,使得发光装置10可从第一主表面21A及第二主表面21B出光。再者,因部分光线也会由发光二极管结构14和/或透明基板2的四个侧壁所射出,发光装置10可相应具有多面发光、六面发光或全方向出光的特性。
半导体发光组件还可以包括波长转换层4,选择性设置于发光二极管结构14、第一主表面21A或第二主表面21B上。波长转换层4可吸收发光二极管结构14所发出的至少部分光线并转换为另一波长范围的光,以使发光装置10发出特定光色或波长范围较大的光线。举例来说,当发光二极管结构14产生蓝光,部分的蓝光在照射到波长转换层4后可转换成为黄光,而发光装置10即可发出由蓝光与黄光混合成的白光。此外,透明基板2可以平行方式或非平行方式直接地或非直接固定在承载座26。举例来说,通过将透明基板2的侧壁固定在承载座26,透明基板2可直立地固设于承载座26、或是透明基板2可水平设置于承载座26,但不限于此。透明基板2较佳地包括高热传导系数的材料,且发光二极管结构14产生的热量可经由透明基板2相应地散逸到承载座26,因此高功率的发光二极管结构可应用在本发明的发光装置。另外,在本发明的较佳实施例中之一,在同样功率条件下,本发明的发光装置的透明基板12上形成多个较小功率的发光二极管结构,以充分利用透明基板12的热传导特性,例如本实施例的各发光二极管结构14的功率可等于或小于0.2瓦特,但不以此为限。
请参考图16。图16为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。相比于图15所示的发光装置,本实施例的发光装置10’包括多个发光二极管结构14,且至少一部分的发光二极管结构14以串联方式彼此电性连接。各发光二极管结构14包括第一电极16与第二电极18。其中一个发光二极管结构14的第一电极16设置在串联的一外端并电性连接于第一连接导线20,且另一个发光二极管结构14的第二电极18设置在串联的另一端并电性连接于第二连接导线22,但不限于此。多个发光二极管结构14可以串联或并联方式彼此电性连接。多个发光二极管结构14可发出相同色光,例如都是蓝光二极管,或是多个发光二极管结构14分别发出不同色光,以符合不同应用需求。本发明的发光装置10’还可通过波长转换层4发出更多种不同的色光。
请参考图17。图17为本发明的另一较佳实施例的发光装置的示意图。相比于图15与图16所示的发光装置,本实施例的发光装置50还包括一支架51,用以连接半导体发光组件与承载座26。半导体发光组件的透明基板2通过一组件接合层52固定在支架51的一侧,而支架51的另一侧可嵌设于或***承载座26。另外,支架51具有弹性而可在透明基板2与承载座26之间形成一夹角,且夹角介于30-150度之间。支架51的材料可包括选自于铝、铜、复合式金属、电线、陶瓷、印刷电路板或其他适合的材料。
请参考图18、图19与图20,当本发明中的透明基板2设置在承载座5之上时,其中一较佳实施例可通过插接或是黏接的方式来达成透明基板2与承载座5的接合。
如图18所示,当透明基板2设置在承载座5之上时,透明基板2插接于承载座5的单一插槽61,而使半导体发光组件通过连接导线电性耦接于插槽61。透明基板2上的发光二极管结构(未示于图18)通过承载座5电性耦接于电源,且透明基板2上的至少部分导电图案或连接导线延伸连接至透明基板2的边缘,并整合为具有多个导电触片的金手指结构或电性端口,例如电性端口可为前述的连接电极311A和连接电极311B(未示于图18)。当透明基板2插接于插槽61,发光二极管结构(未示于图18)可通过承载座5获得供电,且透明基板2可相应固定于承载座5的插槽61。
请参考图19,图19为透明基板2插接于承载座5的多个插槽的结构示意图。在此实施例中,透明基板2具有一双插脚结构,其中一个插脚为半导体发光组件的芯片正极,另一个插脚则为半导体发光组件的芯片负极。两个插脚皆具有至少一导电触片以分别作为端口。对应地,在承载座5则具有与插脚***面尺寸相符的至少两个插槽61,使得透明基板2可顺利接合于承载座5,并让发光二极管结构获得供电。
请参考图20。透明基板2通过组件接合层接合于承载座5。在接合的过程中,可以通过金、锡、铟、铋、银等金属材料做焊接辅助而接合透明基板2与承载座5。或者,还可使用具有导电性的硅胶或是环氧树脂辅助固定透明基板2在承载座5上,使半导体发光组件的导电图案或连接导线可通过组件接合层相应地电性连接于承载座。
请参考图21与图22。本实施例的发光装置11的承载座5可为一基板,基板材料可包括选自铝、铜、含有铝的复合金属、电线、陶瓷或印刷电路板等。承载座5的表面或是侧边具有至少一支架62。支架62为与承载座5可为相互分离的两机构件,或是一体化的机构件。半导体发光组件可通过黏接的方式与支架62相耦接,也就是通过组件接合层63将透明基板2固定于承载座5。承载座5与透明基板2之间具有如前述的第一夹角θ1。承载座5无支架的表面也可以设置半导体发光组件,以提升发光装置11的发光效果。另外,半导体发光组件也可以通过插接方式连接支架62(未示于图21与图22),也就是通过连接器结合半导体发光组件与支架(和/或支架与承载座),以将透明基板2固定于承载座5。因为承载座5与支架62是可弯折机构件,因此增加了本发明在应用时的灵活性。同时也可以通过使用不同发光波长的半导体发光组件组合出不同光色,使发光装置11出光具有变化性以满足不同需求。
请参考图23。如图23所示,本实施例的发光装置包括至少一半导体发光组件1及一承载座5。承载座5包括至少一支架62以及至少一电路图案P。半导体发光组件1的透明基板的一端与支架62相耦接,以避免或减少支架62对半导体发光组件1出光的遮蔽效果。承载座5的材料可包括选自铝、铜、含铝复合式金属、电线、陶瓷或印刷电路板等材料。支架62是从承载座5的一部分加以切割并弯折一角度(如图21与图22所示的第一夹角θ1)而成。电路图案P设置在承载座5上,电路图案P并具有至少一组电性端点以电性连接一电源。电路图案P另有一部分延伸于支架62上以电性连接半导体发光组件1,使半导体发光组件1可通过承载座5的电路图案P电性连接于电源。此外,承载座5还可以包括至少一孔洞H或至少一缺口G,使固定件如螺丝、钉子或插销等等可通过该孔洞H或缺口G将承载座5与其他组件依发光装置应用情形作进一步构装或安装。同时,孔洞H或缺口G的设置也增加承载座5的散热面积,提升发光装置的散热效果。
请参考图24。图24为本发明的另一较佳实施例的发光装置的装置基座的立体示意图。如图24所示,本实施例的装置基座322包括一承载座5以及至少一支架62。相较于图23的实施例,本实施例的支架62包括至少一条状部342与一缺口330。电极30、32分别设置于缺口330的两侧,条状部342至少构成缺口330的一边墙。本发明的半导体发光组件通过对应缺口330与支架62耦接。半导体发光组件的连接导线系电性连接于电极30、32,使半导体发光组件可通过支架62及承载座5上的电路图案与一电源电性耦接而被驱动。缺口330的尺寸可不小于半导体发光组件的主要发光面,使半导体发光组件的出光不会被支架62遮蔽。支架62与承载座5之间的连接处可为一可活动设计,使支架62与承载座5之间夹角可视需要进行调整。
请参考图24与图25。图25为本发明的另一较佳实施例的发光装置的立体示意图。相比于图24的实施例,图25所示的发光装置302还包括具有多个缺口330的至少一支架62。多个缺口330系分别设置于支架62的两相对边,且条状部342至少构成各缺口330的一边墙。多个半导体发光组件310系与多个缺口330对应设置,且各半导体发光组件310的电路图案或连接电极(未示于图25)分别与电极30以及电极32对应设置并电性连结。本实施例的发光装置302更进一步可包括多个支架62,支架62设置于半导体发光组件1与承载座5之间。支架62的长度可实质介于5.8-20微米(μm)。每个设置有半导体发光组件的支架62与承载座5之间的夹角可视需要各自进行调整。换句话说,承载座5与至少一个支架62之间的夹角可不同于承载座5与其它支架62之间的夹角,以达到所需的发光效果,但并不以此为限。另外,也可在相同支架或不同支架设置具有不同发光波长范围的半导体发光组件的组合,使发光装置的色彩效果更丰富。
为了提高亮度与改善发光效果,本发明的另一较佳实施例的发光装置将多个具有透明基板的半导体发光组件同时布置于诸如前述实施例的承载座或其他承载机构之上,此时可采点对称或线对称排列方式布置,即多个具有透明基板的半导体发光组件以点对称或线对称的形式设置于承载机构之上。请参考图26、图27、图28与图29的发光装置11俯视图,各实施例的发光装置11在各种不同形状的承载机构60上设置多个半导体发光组件,并且以点对称或线对称的形式配置,使本发明的发光装置11的出光能够均匀(发光二极管结构省略示意)。发光装置11的出光效果还可通过改变上述的第一夹角的大小而再做进一步的调整与改善。如图26所示,半导体发光组件之间以点对称方式夹90度角排列,此时从发光装置11的四面中的任一面往发光装置11看均正对至少二个半导体发光组件。如图27所示,发光装置11的半导体发光组件之间夹角小于90度。如图28所示,发光装置11的半导体发光组件沿着承载机构60的边缘设置。如图29所示,发光装置的半导体发光组件之间夹角大于90度。在本发明的另一较佳实施例(未示于图中),多个半导体发光组件可以非对称布置方式,且多个半导体发光组件的至少一部分会集中或分散设置,以达成发光装置11在不同应用时的光形需要。
请参考图30。图30为本发明的另一较佳实施例的发光装置的剖面示意图。如图30所示,发光装置301包括半导体发光组件310以及支架321。支架321包括一缺口330,且半导体发光组件310与缺口330对应设置。本实施例中,支架321的外部也可当作插脚或弯折成表面焊接所需接垫,以固定和/或电性连接于其他电路组件。半导体发光组件310的一发光面设置于缺口330内,不论支架321是否为透光材料,发光装置301皆可保有多面或六面发光的发光效果。
请参考图31,为本发明具体实施例的发光装置。发光装置包括管形灯罩7、至少一半导体发光组件1以及承载机构60。半导体发光组件1设置在承载机构60上,且至少一部分的半导体发光组件1位于管形灯罩7所形成的空间内。请再参考图32的剖面示意。当多个半导体发光组件1设置在灯罩7之内时,各半导体发光组件1的第一主表面21A之间是以不互相平行的方式分开排列。另外,多个半导体发光组件1的至少一部分会设置在灯罩7所形成的空间内,且不紧贴灯罩7的内壁。较佳的实施例中,半导体发光组件1与灯罩7之间的距离D可相等或大于500微米(μm),但也可以灌胶方式形成灯罩7,并使灯罩7至少部分包覆并直接接触于半导体发光组件1。
请参阅图23与图33,图33为本发明另一实施例的发光装置11的示意图。图23与图33的实施例的差别之一在于图33实施例的半导体发光组件1数量为3个,且半导体发光组件1环绕设置于承载座5的对称中心。多个发光组件1的任一发光组件1可包括至少一主发光面,其面朝承载座5的对称中心。在本发明的数个实施例中,具有至少一个主发光面面朝承载座5对称中心的半导体发光组件1的数量可至少为两个。对应的半导体发光组件1与承载座5之间至少存在一个第一夹角θ1,且第一夹角θ1的范围实质介于30-150度。本实施例的发光装置11还可包括一烛型灯罩7,完整覆盖半导体发光组件1、支架62与承载座5。由于当第一夹角θ1的角度等于或接近90度时,发光装置11可能因而产生不均匀的光线,因此在其它实施例中,第一夹角θ1的角度较佳可等于或接近60度或80度,此角度可随着半导体发光组件1与灯罩7的间距改变而相应变化。本实施例的发光装置11的照度图请参阅图34。
因为如图33与图34所示的上述实施例中的发光装置11的光分布不够均匀,本发明更进一步提出具较佳改善方案的实施例。请参阅图35与图36。图35为本发明另一实施例的发光装置11的部分示意图,图36为发光装置11的相应侧视图。本实施例的发光装置11可包括至少两支架62与至少两半导体发光组件1。两个支架62相对于承载座5转折且未朝向承载座5的对称中心5a。两个半导体发光组件1分别设置在对应的支架62上且在对称中心5a周围。发光组件1的主发光面可不面朝承载座5的对称中心5a。承载座5可为星形或轮形。承载座5可包括至少两鳍片,且支架62可从鳍片的一侧延伸。如此,设置于这些支架62上的多个半导体发光组件1可作更紧密的排列,发光装置11的出光强度可被增强,而此也是本发明的优点之一。本实施例的发光装置11还可包括烛型灯罩7,完整覆盖半导体发光组件1、支架62与承载座5。以本实施例为例,当半导体发光组件1的数量为三个,灯罩7的高度可等于或相近于51.39毫米,灯罩7的底部内径可等于或相近于34.92毫米,支架62与承载座5的对称中心5a的间距可介于2-3毫米,且支架62的长度可介于5-15毫米。如上述,一较佳实施例系将第一夹角θ1较佳地定为等于或相近于80度,以及将支架62的长度较佳地定为等于或相近于13.6毫米。如图37所示的照度图,此较佳实施例的发光装置11的光线分布相比图33与图34的前述实施例更为均匀。本实施例的每一个半导体发光组件1所发出光线可补偿阴影区块,且光线会均匀地分布在灯罩7的所有区域内而不会有暗区。本发明再提出另一种可达到前述照明效果的较佳实施例,其将第一夹角θ1较佳地定为等于或相近于80度,将支架62的长度较佳地定为等于或相近于15毫米,以及将支架62与承载座5的对称中心5a的间距较佳地定为等于或相近于2毫米。
在本发明的其中一个实施例中,发光装置11可包括至少两个设置于承载座5的半导体发光组件1,其中至少一个半导体发光组件1的主发光面不会面朝承载座5的对称中心。发光装置11的多个半导体发光组件1的其中至少之一还可进一步包括面朝承载座5的对称中心的至少一个主发光面。如此一来,不同半导体发光组件1所输出的光线可投射且通过周围的灯罩7,并补偿本发明的发光装置11在出光时的阴影。然而在其它不同应用态样中,至少两个半导体发光组件1还可选择性以平行方式或非平行方式排列。
除了前述几个实施例之外,本发明另外提出其它用以均匀发光装置11发光的数个实施例。请参阅图38至图40。图38与图39分别为根据本发明实施例的不同类型发光装置11的部分的示意图。图40为以下详细说明中较佳实施例的其中的一个发光装置11的照度图。如图25、图38或图39所示的发光装置11可包括具有第一群支架62与第二群支架62的承载座5,以及具有第一群发光组件1a及第二群发光组件1b的半导体发光组件1。第一群发光组件1a及第二群发光组件1b分别对应设置在第一群支架62与第二群支架62。第一群支架62与第二群支架62可交错排列于承载座5。第一群支架62的数量可相同或相异于第二群支架62的数量。承载座5可具有对称中心。如图25或图38所示,在可均匀本发明发光装置11出光的一实施例中,第一群发光组件1a与承载座5之间的第一夹角θ1可不同于第二群发光组件1b与承载座5之间的第一夹角θ1。在可均匀本发明发光装置11出光的另一实施例中,第一群支架62的长度可不同于第二群支架62的长度,以图38或图39所示为例,第一群支架62比第二群支架62高,使第一群发光组件1a的高度可不同于第二群发光组件1b的高度。在可均匀本发明发光装置11出光的又一实施例中,第一群支架62与对称中心间的距离可不同于第二群支架62与对称中心间的距离,举例来说,如图39所示,第一群支架62与对称中心间的距离可大于第二群支架62与对称中心间的距离。
以本发明的较佳实施例之一为例,如图38所示,当半导体发光组件1的第一群发光组件1a及第二群发光组件1b的数量相同且皆为四个时,承载座5的直径可介于21-25毫米,在第一群发光组件1a与承载座5之间的第一夹角θ1可介于30-150度,在第二群发光组件1b与承载座5之间的第一夹角θ1可介于30-150度,第一群支架62的长度可介于10-20毫米,第二群支架62的长度可介于12-17毫米。根据前述,其较佳实施方式包括有:承载座5的直径较佳可相同或接近21毫米,在第一群发光组件1a与承载座5之间的第一夹角θ1较佳可相同于第二群发光组件1b与承载座5之间的第一夹角θ1,且夹角θ1等于或接近80度,第一群支架62的长度较佳可等于或接近15毫米,第二群支架62的长度较佳可等于或接近12毫米。
根据较佳实施例之一,发光装置11还可进一步包括一球型灯罩7,如图39所示。发光装置11的承载座5可进一步包括一中心部与一延伸部,延伸部是延伸自中心部。不同群的支架62可分别延伸于中心部的一侧与延伸部的一侧。以图39所示的另一较佳实施例为例,当第一群及第二群的半导体发光组件1的数量相同且等于四时,灯罩7的外径等于或相近于60毫米,灯罩7的底部内径等于或相近于32毫米,在第一群发光组件1a与承载座5之间的第一夹角θ1可介于30-150度,在第二群发光组件1b与承载座5之间的第一夹角θ1可介于30-150度,第一群支架62与承载座5的对称中心间的距离可介于10-13.5毫米,第二群支架62与承载座5的对称中心间的距离可介于2-13.5毫米,第一群支架62的长度可介于5-16毫米,第二群支架62的长度可介于5-20毫米。根据前述,其较佳实施方式包括有:在第一群发光组件1a与承载座5之间的第一夹角θ1较佳为等于或相近于80度,在第二群发光组件1b与承载座5之间的第一夹角θ1较佳为等于或相近于60度,第一群支架62的长度较佳为等于或相近于15.8毫米,第二群支架62的长度较佳为等于或相近于5.8毫米,第一群支架62与承载座5的对称中心间的距离较佳为等于或相近于12毫米,第二群支架62与承载座5的对称中心间的距离较佳为等于或相近于5毫米。本较佳实施例的发光装置11的照度图如图40所示,发光装置11发光时的阴影减少,使得发光装置11的发光更均匀。
除此之外,从俯视发光装置11来看,卡片型、长条型或棍棒型的半导体发光组件1可设置在承载座5上并可形成V型、U型、三边形及多边形排列,其排列方式都适用于本发明的前述所有实施例。本发明可应用于灯泡、灯管、广告广告牌等领域,本发明的发光装置因其较佳发光效果、低耗电量以及出光均匀等优点实深具经济效益和实用价值。
综上所述,本发明的发光装置中,发光二极管结构固设于透明基板,且透明基板允许来自发光二极管结构发出的光线通过。因此,本发明的发光装置可以发出多向性光线或全向性光线,发光装置的发光效率得到相应提升,且发光二极管发光装置的光形也随之改善。
应当理解,虽然本说明书按照实施例加以描述,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种发光装置,其特征在于,包括:
承载座,所述承载座具有对称中心;以及
多个半导体发光组件,所述半导体发光组件设置在所述承载座上且环绕所述对称中心;
其中,所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件包括:
透明基板,所述透明基板具有相对设置的支撑面与第二主表面;以及
发光二极管结构,设置于所述支撑面,且与未设置所述发光二极管结构的至少一部分的所述支撑面形成可发光的第一主表面,所述发光二极管结构发出的至少一部分光线通过所述透明基板且由所述第二主表面出光。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角介于30-150 度。
3.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角介于60-90 度。
4.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角等于或相近于60度。
5.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件之间有第一夹角,且所述第一夹角等于或相近于80度。
6.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述多个半导体发光组件中至少两个半导体发光组件以非平行方式排列。
7.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述多个半导体发光组件中至少两个半导体发光组件以平行方式排列。
8.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件的主发光面不面朝所述对称中心。
9.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述多个半导体发光组件至少包括第一群发光组件及第二群发光组件,所述第一群发光组件与所述对称中心间的距离不同于所述第二群发光组件与所述对称中心间的距离。
10.根据权利要求9所述的发光装置,其特征在于,所述第一群发光组件与所述对称中心间的距离介于10-13.5毫米。
11.根据权利要求9所述的发光装置,其特征在于,所述第二群发光组件与所述对称中心间的距离介于2-13.5毫米。
12.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述多个半导体发光组件至少包括第一群发光组件及第二群发光组件,所述第一群发光组件的高度不同于所述第二群发光组件的高度。
13.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述发光装置还包括:
多个支架,设置于所述承载座与所述多个半导体发光组件中至少一部分半导体发光组件之间。
14.根据权利要求13所述的发光装置,其特征在于,所述多个支架的长度介于5-20毫米。
15.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述多个半导体发光组件至少包括第一群发光组件及第二群发光组件,所述第一群发光组件与所述承载座之间的第一夹角不同于所述第二群发光组件与所述承载座之间的第一夹角。
16.根据权利要求9所述的发光装置,其特征在于,所述第一群发光组件与所述第二群发光组件交错排列于所述承载座。
17.根据权利要求12所述的发光装置,其特征在于,所述第一群发光组件与所述第二群发光组件交错排列于所述承载座。
18.根据权利要求15所述的发光装置,其特征在于,所述第一群发光组件与所述第二群发光组件交错排列于所述承载座。
19.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述承载座为星形或轮形。
20.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述承载座包括至少两个鳍片,所述多个半导体发光组件中至少一个半导体发光组件设置于所述鳍片。
21.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述承载座包括中心部以及延伸部,所述延伸部延伸于所述中心部,所述多个半导体发光组件中至少两个半导体发光组件分别设置于所述中心部与所述延伸部。
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