CN104976526A - Led发光装置及具有该led发光装置的灯具 - Google Patents

Abstract

一种LED发光装置及具有该LED发光装置的灯具，该LED发光装置包括电路板以及设置于电路板上的内阻隔墙、外阻隔墙、LED裸晶、多个电子元件、第一封装体以及第二封装体。上述LED裸晶设置于内阻隔墙之内且与电路板电连接，电子元件设置于内阻隔墙与外阻隔墙之间且与电路板电连接。第一封装体充填于内阻隔墙之内且部分突伸出内阻隔墙，第二封装体充填于内阻隔墙与外阻隔墙之间。其中，电路板用以与交流电源电性连接，使交流电源所提供的交流电力经由电路板与电子元件的传输与转换，而能使LED裸晶发光。

Description

LED发光装置及具有该LED发光装置的灯具

技术领域

本发明涉及一种发光装置，且特别涉及一种能以交流电力直接驱动发光的LED发光装置。

背景技术

近几年来，发光二极管（LED）的应用已逐渐广泛，且随着技术领域的不断提升，目前已研发出高照明辉度的高功率发光二极管，其足以取代传统的照明光源。

再者，本发明申请人在先前已提出一种能以交流电力直接驱动发光的LED发光装置（如：中国台湾发明第M472157号专利），其可直接应用于市电***，即无需额外再安装交流-直流转换器，因此可降低生产成本并扩大应用范围。

然而，可惜的是，现今对于此类能以交流电力直接驱动发光的LED发光装置，在设计时未考虑其组装便利性，因而使LED发光装置还有进一步改善的空间存在。

于是，本发明人有感上述缺陷的可改善，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明实施例在于提供一种LED发光装置及具有该LED发光装置的灯具，其能在以交流电力直接驱动发光的前提下，有效地提升组装便利性。

本发明实施例提供一种LED发光装置，包括：一电路板，该电路板具有一基板与一电路层，该基板具有位于相反侧的一第一表面与一第二表面，该电路层设置于该基板的第一表面上，且该电路层具有一LED线路、一电子元件线路以及两个电极，该电子元件线路与该LED线路电性连接，而该两个电极与该电子元件线路电性连接；一内阻隔墙，该内阻隔墙呈圆形且设置于该电路板上，该内阻隔墙与该电路板共同包围界定出一内容置空间，该LED线路至少部分地显露于该内容置空间；一外阻隔墙，该外阻隔墙设置于该电路板上，该外阻隔墙位于该内阻隔墙外侧，并且该外阻隔墙、该内阻隔墙与该电路板共同包围界定出一外容置空间，该电子元件线路至少部分地显露于该外容置空间，而该两个电极至少部分地显露于该外阻隔墙之外；至少一个LED裸晶，所述LED裸晶位于该内容置空间中且装设于该LED线路上；多个电子元件，该电子元件位于该外容置空间中且装设于该电子元件线路上，并且这些电子元件包含一LED驱动元件；一第一封装体，该第一封装体呈透光状且包含有一体相连的一封装区块及一定位区块，该封装区块形成于该内容置空间中且将该LED裸晶包覆于封装区块内，而该定位区块朝远离该基板的方向自该封装区块突伸出该内容置空间；以及一第二封装体，该第二封装体形成于该外容置空间中且将这些电子元件包覆于第二封装体内，并且该第二封装体对应于该第一表面的高度小于该第一封装体对应于该第一表面的高度；其中，该两个电极用以与一交流电源电性连接，使该交流电源所提供的交流电力经由该电路层与这些电子元件的传输与转换，而能使该LED裸晶发光。

本发明实施例另外提供一种灯具，包括：如上所述的该LED发光装置；以及一导光元件，该导光元件的一端形成有一开口，该开口为几何上能供该定位区块穿过的形状，该导光元件经由该开口套设于该第一封装体的定位区块上，且该开口围绕地抵接于该定位区块，使该定位区块完全位于该导光元件所包覆的空间内。

综上所述，本发明实施例所提供的LED发光装置及具有该LED发光装置的灯具，其能在以交流电力直接驱动发光的前提下，通过形成有突伸出内容置空间的定位区块，以便使LED发光装置能快速且稳固地与导光元件相互组接，进而提升LED发光装置的附加价值以及提升灯具整体的出光效率。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是这些说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明LED发光装置的立体示意图。

图2为图1的分解示意图。

图3为图2中LED发光装置的剖视示意图。

图4为图2中LED发光装置的分解示意图。

图5为图2的另一分解示意图。

图6为图2的又一分解示意图。

图7为本发明LED发光装置的反射面的反射率示意图。

图8为本发明LED发光装置连接交流电源的发光示意图。

图9为图8的部分电路示意图。

图10为本发明灯具的示意图。

图11为本发明灯具另一形式的示意图。

【符号说明】

100  LED发光装置

1    电路板

11   基板

111  第一表面

112  第二表面

12   电路层

121  LED线路

122  电子元件线路

123  电极

2    内阻隔墙

21   内容置空间

3    外阻隔墙

31   外容置空间

4    LED裸晶（如：直流LED裸晶）

5    电子元件

51   LED驱动元件

52   整流元件

53   功率元件

54   电压抑制元件

6    第一封装体

61   封装区块

62   定位区块

621  出光面

7    第二封装体

71   反射面

200  导光元件（如：反射杯）

201  导光本体

202  定位环

203、203’  开口

300  交流电源

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明的一实施例，需先说明的是，本实施例对应的示图所提及的相关数量与数量，仅用以具体地说明本发明的实施方式，以便于了解其内容，而非用以局限本发明的权利要求范围。

请参阅图1和图2所示，本实施例为一种灯具，包括一LED发光装置100以及安装于上述LED发光装置100上的一导光元件200。所述LED发光装置100，包括一电路板1、设置于电路板1上的一内阻隔墙2与一外阻隔墙3、设置在电路板1上的多个LED裸晶4（如：直流LED裸晶4）与多个电子元件5、设置于电路板1与内阻隔墙2所包围的空间内的一第一封装体6以及设置于内阻隔墙2外侧的一第二封装体7。本实施例于下述先说明LED发光装置100各元件的可能的实施构造，而后再适时介绍各元件之间的彼此连接关系。

如图3至图6，所述电路板1包含有一基板11与一电路层12，上述基板11大致呈方形（如：长方形或正方形）且具有位于相反侧的一第一表面111与一第二表面112。其中，所述基板11可为金属基板和绝缘基板，当采用金属基板时，还包含一介电层（图略）设置于金属基板与电路层12之间，介电层覆盖于金属基板的板面上，且介电层边缘大致与金属基板边缘切齐。金属基板可为铝基板或铜基板，不以此为限。绝缘基板可为陶瓷基板或树脂板。而在本实施例中，基板11是以绝缘基板为例。

所述电路层12设置于基板11的第一表面111上，且电路层12具有一LED线路121、一电子元件线路122以及两个电极123，上述电子元件线路122与LED线路121电性连接，而两个电极123则与电子元件线路122电性连接。需说明的是，有关电性连接的方式可以通过打线等方式实施，在此不加以局限。

所述内阻隔墙2的材质优选为陶瓷材料，但不局限于此。内阻隔墙2大致呈圆形且固设于电路板1的大致中央部位上（即位于基板11的第一表面111与部分电路层12上）。其中，远离基板11的内阻隔墙2的顶缘至基板11的第一表面111的距离（相当于内阻隔墙2的高度）大于任一个LED裸晶4的顶缘至基板11的第一表面111的距离（相当于LED裸晶4的高度）。

再者，所述内阻隔墙2与电路板1共同包围界定出一内容置空间21，而上述LED线路121至少部分地显露于内容置空间21，用以供LED裸晶4作为置晶与打线之用。

所述外阻隔墙3的材质优选为陶瓷材料，但不局限于此。外阻隔墙3也大致呈圆形且设置于电路板1上（即位于基板11的第一表面111与部分电路层12上），并且外阻隔墙3位于内阻隔墙2外侧，而外阻隔墙3的圆心重叠于内阻隔墙2的圆心。其中，远离基板11的外阻隔墙3的顶缘至基板11的第一表面111的距离（相当于外阻隔墙3的高度）大于任一个电子元件5的顶缘至基板11的第一表面111的距离（相当于电子元件5的高度）。而在本实施例中，所述外阻隔墙3的高度大致等于内阻隔墙2的高度，但实际应用时不受限于此。

再者，所述外阻隔墙3、内阻隔墙2与电路板1共同包围界定出一大致呈圆环状的外容置空间31，所述电子元件线路122至少部分地显露于外容置空间31，用以供电子元件5安装之用；而上述两个电极123至少部分地显露于外阻隔墙3之外，用以供外部电源连接之用。

更详细地说，所述两个电极123位于外阻隔墙3径向方向上相反的两侧部位，并且所述两个电极123所在的位置大致位于基板11的相对向的两个角落。并且所述两个电极123用以与一交流电源300（如图8）电性连接，使交流电源300所提供的交流电力经由电路层12与这些电子元件5的传输与转换，而能使设置于LED线路121上的LED裸晶4发光。

所述LED裸晶4设置于内容置空间21中，并且LED裸晶4与电路层12的LED线路121电性连接。其中，上述LED裸晶4在本实施例中是两种不同发光型态的LED裸晶，但在实际应用时，LED裸晶4的发光型态不受限于此。

所述电子元件5优选为裸晶形式且大致呈圆环状地排列设置于外容置空间31中，并且电子元件5与电路层12的电子元件线路122电性连接。进一步地说，本实施例通过将电子元件5以圆环状排列的方式设置于LED裸晶4的周围，以便使电子元件5的排列更为密集，进而使基板11的尺寸能够缩小。

再者，所述电子元件5在本实施例中分为两组，而每组电子元件5以包含有LED驱动元件51、整流元件52（如：桥式整流器）、功率元件53以及电压抑制元件54为例，但在实际应用时，电子元件5所包含的元件种类与数量可根据设计者需求而加以调整，并不局限于此。举例来说，在一未示出的实施例中，所述电子元件5也可以同时包含有线性元件与非线性元件。附带说明一点，本实施例所指的电子元件5排除发光元件（例如：LED芯片或LED裸晶）。

藉此，当上述LED裸晶4采用两种不同发光型态时，该两种不同发光型态的LED裸晶4能分别电性连接于所述两组的LED驱动元件51、整流元件52、功率元件53以及电压抑制元件54。而所述两组的LED驱动元件51、整流元件52、功率元件53以及电压抑制元件54则能分别用以驱动上述两种不同发光型态的LED裸晶4，以便调整上述两种不同发光型态的LED裸晶4的发光比例，进而达到混光的效果。

补充说明一点，上述LED裸晶4与电子元件5装设于电路层12的方式可以是覆晶（flip chip）、回焊（reflow）、超音波（ultrasonic）、表面贴装技术（SMT）或打线（wire bonding）等方式，在此不加以限制。

更详细地说，所述电压抑制元件54呈并联地电性连接于LED裸晶4与整流元件52（如图9所示），当LED发光装置100所连接的交流电源300发生故障（如：开关突波、静电或雷击影响）导致LED发光装置100的电路的电压升高时，电压抑制元件54所承受的电压也会随之升高，当电压抑制元件54所承受的电压大于一电压临界值（也可称之为崩溃电压值）时，电压抑制元件54形成一实质上的短路路径。

也就是说，因交流电源300故障而突然升高电压所产生的电流大部分会经由电压抑制元件54所形成的短路路径而导向接地。藉此，可降低因交流电源300故障而突然升高电压所产生的电流对LED裸晶4的伤害。

再者，所述电压抑制元件54可以是金属氧化物压敏电阻（MOV，Metal Oxide Varistor）或是瞬态电压抑制器（TVS，Transient VoltageSuppressor）等元件。换个角度来说，所述电压抑制元件54为如图9所示的双向元件。

所述第一封装体6呈透光状且可以由硅树脂（silicone）或是环氧树脂（epoxy resin）所制成，更进一步地说，所述第一封装体6可为一种单纯的透明胶体或内混有荧光粉的荧光胶体，但本实施例不以此为限。

再者，第一封装体6包含有一体相连的一封装区块61及一定位区块62（如图3），其中，封装区块61填设于内阻隔墙2与电路板1所共同围绕定义的内容置空间21之中，以便使LED裸晶4能被第一封装体6的封装区块61所封装（即LED裸晶4包覆于第一封装体6的封装区块61之内）。而所述定位区块62朝远离基板11的方向（如图3中的向上）自封装区块61顶端突伸出内容置空间21，并且定位区块62在本实施例中大致呈圆柱状，定位区块62的直径大于内阻隔墙2的内径并小于内阻隔墙2的外径，但本发明的定位区块62并不以上述形状与尺寸为限。

所述第二封装体7优选为不导电胶体，第二封装体7主要填设于电路板1、内阻隔墙2以及外阻隔墙3所共同包围的外容置空间31之中，以便使第二封装体7将这些电子元件5包覆于其内，也就是说，裸晶形式的电子元件5能被第二封装体7所封装。并且所述第二封装体7对应于基板11的第一表面111的高度小于第一封装体6对应于基板11的第一表面111的高度。

藉此，通过第二封装体7将电子元件5同时一体封装于其内，以大幅度地降低生产LED发光装置100时所需耗费的封装成本。并且由于第二封装体7为不导电胶体，因而使得第二封装体7能具备有隔绝电路的功能，进而避免LED发光装置100有跳火的情况发生。

对于远离基板11的第一封装体6的定位区块62的表面（如图1中的第一封装体6的定位区块62的顶面）与第二封装体7的表面（如图1中的第二封装体7的顶面）来说，两者在本实施例中均呈平面状且平行于基板11的第一表面111，但不以此为限。

更详细地说，所述第一封装体6具有一远离基板11的出光面621（即定位区块62的顶面）），而第二封装体7具有一远离基板11的反射面71。其中，上述反射面71相对于波长为400nm至500nm的光线具有大于85%的反射率（优选为90%以上）。即，第二封装体7能使用如图7所示的任一曲线所代表的材质，或是说，图7所示的任一曲线即代表上述反射面71的反射率。

再者，所述反射面71覆盖在远离基板11的内阻隔墙2的顶缘上，且，反射面71大致与第一封装体6的定位区块62垂直地相连，并且反射面71与出光面621形成有高度差。而在LED发光装置100的俯视角度下，远离基板11的内阻隔墙2的顶缘被第二封装体7的反射面71所遮蔽，所以无法被看到。藉此，第二封装体7的反射面71能用以将光线有效地进行反射，以避免远离基板11的内阻隔墙2的顶缘产生吸收光线的情况，进而提升所述LED发光装置100整体的光效。

附带说明一点，第二封装体7除覆盖远离基板11的内阻隔墙2的顶缘之外，也可一并覆盖外阻隔墙3的顶缘与外表面（图略），具体实施方式在此不加以限制。

以上为LED发光装置100的构造说明，上述LED发光装置100即为一完整的产品，其能被接地应用（如图8）或搭配导光元件200使用，可能的应用情况如下述所说明的。

请参阅图1和图2所示，发明所述导光元件200在本实施例中是以一反射杯200为例，但也可以是其他类型的导光元件（如：透镜）。所述反射杯200具有一导光本体201以及一定位环202，上述导光本体201的外型大致呈上宽下窄的中空构造，而所述定位环202一体相连于导光本体201较窄的底端缘，也就是说，反射杯200的两端各形成有一大致呈圆形且尺寸不同的开口203、203’。其中，开口203’位于导光本体201的顶端缘，开口203位于定位环202的底端缘，并且开口203’大于开口203。

更详细地说，位于定位环202上的较小开口203邻近于LED发光装置100的第二封装体7，上述较小的开口203的圆心对应于内阻隔墙2的圆心，并且该开口203为几何上能供定位区块62穿过的形状。再者，所述导光元件200经由开口203套设于第一封装体6的定位区块62上，且定位环202上的开口203大致围绕地抵接于定位区块62，使定位环202嵌合于定位区块62上，使定位区块62完全位于导光元件200所包覆的空间内，进而达到提升灯具整体出光效率的效果。需说明的是，上述“大致围绕地抵接”是指定位环202上的开口203可直接抵接于定位区块62，或是定位环202上的开口203与定位区块62留有些许间隙，以便于定位环202套设于定位区块62上。

此外，本实施例的LED发光装置100虽以上述所说明的外型为例，但在实际应用时，设计者也能根据其需求而对LED发光装置100的外型加以变化。举例来说，LED发光装置100也可设计为如图11所示的外型。

[本发明实施例的可能效果]

综上所述，本发明实施例所提供的LED发光装置，其能在以交流电力直接驱动发光的前提下，通过形成有突伸出内容置空间的定位区块，以便使LED发光装置能快速且稳固地与导光元件相互组接，进而提升LED发光装置的附加价值以及提升灯具整体的出光效率。并且通过第二封装体内设有电压抑制元件，以便有效地避免因超额的电压而造成LED发光装置内的LED裸晶损坏。

再者，所述LED发光装置通过将电子元件圆环状地排列设置在外容置空间中，以便能进一步缩小基板所使用的尺寸；并且，经由形成圆环状的第二封装体，用以使LED发光装置的顶面能有效地反射光线，进而使装设在LED发光装置上的导光配件的开口尺寸能有更大的选用范围。

另外，通过第二封装体形成相对于波长400nm至500nm的光线具有大于85%反射率的反射面，进而有效地提升LED发光装置的整体光效。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，其并非用以局限本发明的专利范围，凡是根据本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，均应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种LED发光装置，其特征在于，所述LED发光装置包括：

一电路板，所述电路板具有一基板与一电路层，所述基板具有位于相反侧的一第一表面与一第二表面，所述电路层设置于所述基板的第一表面上，且所述电路层具有一LED线路、一电子元件线路以及两个电极，所述电子元件线路与所述LED线路电性连接，而所述两个电极与所述电子元件线路电性连接；

一内阻隔墙，所述内阻隔墙呈圆形且设置于所述电路板上，所述内阻隔墙与所述电路板共同包围界定出一内容置空间，所述LED线路至少部分地显露于所述内容置空间；

一外阻隔墙，所述外阻隔墙设置于所述电路板上，所述外阻隔墙位于所述内阻隔墙的外侧，并且所述外阻隔墙、所述内阻隔墙与所述电路板共同包围界定出一外容置空间，所述电子元件线路至少部分地显露于所述外容置空间，而所述两个电极至少部分地显露于所述外阻隔墙之外；

至少一个LED裸晶，所述LED裸晶位于所述内容置空间中且装设于所述LED线路上；

多个电子元件，所述电子元件位于所述外容置空间中且装设于所述电子元件线路上，并且所述电子元件包含一LED驱动元件；

一第一封装体，所述第一封装体呈透光状且包含有一体相连的一封装区块及一定位区块，所述封装区块形成于所述内容置空间中且将所述LED裸晶包覆于所述封装区块内，而所述定位区块朝远离所述基板的方向自所述封装区块突伸出所述内容置空间；以及

一第二封装体，所述第二封装体形成于所述外容置空间中且将所述电子元件包覆于所述第二封装体内，并且所述第二封装体对应于所述第一表面的高度小于所述第一封装体对应于所述第一表面的高度；

其中，所述两个电极用以与一交流电源电性连接，使所述交流电源所提供的交流电力经由所述电路层与所述电子元件的传输与转换，而能使所述LED裸晶发光。

2.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于，所述第一封装体的所述定位区块呈圆柱状，且所述定位区块的直径大于所述内阻隔墙的内径。

3.根据权利要求2所述的LED发光装置，其特征在于，所述第二封装体具有一远离所述电路板的反射面，并且所述反射面相对于波长为400nm至500nm的光线具有大于85%的反射率。

4.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于，所述第二封装体为不导电胶体。

5.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于，所述外阻隔墙呈圆形，并且所述外阻隔墙的圆心与所述内阻隔墙的圆心重叠，而所述外容置空间呈圆环状，所述电子元件呈圆环状地排列设置于所述外容置空间中。

6.根据权利要求5所述的LED发光装置，其特征在于，所述内阻隔墙的顶缘至所述基板的第一表面的距离等于所述外阻隔墙的顶缘至所述基板的第一表面的距离。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，所述LED裸晶进一步限定为一直流LED裸晶，并且所述电子元件包含有一整流元件及一电压抑制元件，而所述电压抑制元件分别与所述整流元件以及与所述直流LED裸晶呈并联的电性连接；当所述电压抑制元件所承受的电压大于一电压临界值时，所述电压抑制元件形成一短路路径。

8.根据权利要求7所述的LED发光装置，其特征在于，所述电压抑制元件为金属氧化物压敏电阻或是瞬态电压抑制器。

9.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括：

根据权利要求1所述的LED发光装置；以及

一导光元件，所述导光元件的一端形成有一开口，所述开口为几何上能供所述定位区块穿过的形状，所述导光元件经由所述开口套设于所述第一封装体的所述定位区块上，且所述开口围绕地抵接于所述定位区块，使所述定位区块完全地位于所述导光元件所包覆的空间内。

10.根据权利要求9所述的灯具，其特征在于，所述导光元件具有一导光本体与连接于所述导光本体的一定位环，所述定位环形成有所述开口，并且所述定位环嵌合于所述定位区块。