CN105845804B - 发光二极管装置与应用其的发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种发光二极管装置与应用其的发光装置。发光二极管装置包含基板、多个发光元件与封装材。基板具有相对的正面与背面。基板包含第一部分与第二部分。第一部分具有多个透光孔。第二部分与第一部分分离。发光元件置于第一部分的正面上，且毗邻透光孔设置。封装材置于基板的正面上，且覆盖发光元件。上述揭露的发光二极管装置能够达成全周光。除了发光元件本身能够向上方发光外，通过封装材的内反射，发光元件部分的光可被封装材反射、穿透透光孔而往下方出光。

Description

发光二极管装置与应用其的发光装置
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管装置。
背景技术
发光二极管的封装是将发光二极管芯片固晶、打线、封胶并接脚出来，使其能焊接于印刷电路板。相较于传统光源而言，由于发光二极管封装元件具有耗电量低、高亮度、反应速度快、环保与轻薄短小等优点，因此发光二极管光源占有一定的市场优势。有鉴于此，如何设计发光二极管封装元件，使其的发光效率能够提高，为目前业界努力发展的重点之一。
发明内容
本发明的一方面提供一种发光二极管装置，包含基板、多个发光元件与封装材。基板具有相对的正面与背面。基板包含第一部分与第二部分。第一部分具有多个透光孔。第二部分与第一部分分离。发光元件置于第一部分的正面上，且毗邻透光孔设置。封装材置于基板的正面上，且覆盖发光元件。
在一或多个实施方式中，基板的背面暴露于封装材。
在一或多个实施方式中，封装材置于基板的背面上。
在一或多个实施方式中，基板的第一部分包含第一端部与承载部。发光元件与透光孔皆置于承载部，且第一端部置于第二部分与承载部之间。接触第一端部的背面的部分封装材具有第一厚度，且接触承载部的背面的部分封装材具有第二厚度，第一厚度大于第二厚度。
在一或多个实施方式中，第一端部具有贯穿孔，且封装材填满贯穿孔。
在一或多个实施方式中，第一部分还包含第二端部，承载部置于第一端部与第二端部之间，第二端部具有贯穿孔，且封装材填满贯穿孔。
在一或多个实施方式中，第二部分具有贯穿孔，且封装材填满贯穿孔。
在一或多个实施方式中，每一贯穿孔于正面的孔径不同于于背面的孔径。
在一或多个实施方式中，发光元件沿锯齿状排列。
在一或多个实施方式中，基板还具有多个切割孔，沿直线排列。透光孔设置于切割孔的相对两侧。
在一或多个实施方式中，基板为叠层结构。
本发明的另一方面提供一种发光装置，包含壳体与如上所述的发光二极管装置，置于壳体中。
在一或多个实施方式中，壳体为球泡灯壳体或蜡烛灯壳体。
上述实施方式的发光二极管装置能够达成全周光(即双面出光)。除了发光元件本身能够向上方发光外，通过封装材的内反射，发光元件部分的光可被封装材反射、穿透透光孔而往下方出光，如此一来即可达成全周光。
附图说明
图1为本发明一实施方式的发光二极管装置的立体示意图；
图2为图1的发光二极管装置的侧视图；
图3A为沿图1的线段3A-3A的剖面图；
图3B为沿图1的线段3B-3B的剖面图；
图4为本发明另一实施方式的发光二极管装置的立体示意图；
图5为图4的发光二极管装置的侧视图；
图6为本发明再一实施方式的发光二极管装置的立体示意图；
图7为本发明又一实施方式的发光二极管装置的侧视图；
图8A与图8B分别为图7的发光二极管装置的局部剖面图；
图9为本发明一实施方式的发光装置的示意图。
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1为本发明一实施方式的发光二极管装置100的立体示意图，图2为图1的发光二极管装置100的侧视图。如图所示，发光二极管装置100包含基板110、多个发光元件140与封装材170，其中为了清楚起见，在本文的图1至图8B的封装材170皆以虚线表示。基板110具有相对的正面110a与背面110b。基板110包含第一部分112与第二部分132。第一部分112具有多个透光孔114。第二部分132与第一部分112分离。发光元件140置于第一部分112的正面110a上，且毗邻透光孔114设置。封装材170置于基板110的正面110a上，例如在本实施方式中，封装材170置于基板110的正面110a上，且基板110的背面110b暴露于封装材170。另外封装材170覆盖发光元件140，可选择性地填满透光孔114。
简言之，本实施方式的发光二极管装置100能够达成全周光。具体而言，除了发光元件140本身能够向上方发光外，通过封装材170与外在环境介质之间形成的全反射，发光元件140部分的光可于封装材170内进行全反射后穿透透光孔114而往下方出光；另一部分的光则是直接由发光元件140往下方射向透光孔114并穿透透光孔114，如此一来即可达成全周光。相较于传统的发光二极管装置，本实施方式的发光二极管装置100可不被限制于使用透明基板，且基板110的背面110b不覆盖封装材170即可达成全周光，因此基板110可选用较透明基板散热快的材质，提升发光二极管装置100散热效率；且因背面110b可不覆盖封装材170，可缩小整体厚度，并提高背面110b的出光亮度。
在本实施方式中，发光元件140例如为蓝色发光二极管芯片，而封装材170可为掺有黄色荧光粉体的透明材料，例如硅胶或环氧树脂。因此发光元件140发出的光可激发封装材170的黄色荧光粉体产生黄光，进而与黄光混合产生白光。为了调变白光的色温，例如暖白光，可以选择性地加入红色荧光粉体或绿色荧光粉体，被发光元件140发出的光激发产生红光或绿光。另外黄色荧光粉体在受蓝光激发后亦会产生散射，进而改变其光路，增加光线穿透透光孔114的机率，因此背面110b出光量可增加。因白光可自透光孔114而到达背面110b，因此背面110b可不需涂布封装材170。
在本实施方式中，基板110的材质可为金属，例如为金、银、铜、铁和锡等材料，其兼具导电与散热的功效，而透光孔114可以蚀刻的方式形成于基板110上，其中图1的透光孔114的形状仅为例示，并非用以限制本发明。基板110的第一部分112可为发光二极管装置100的正极，而第二部分132可为发光二极管装置100的负极。发光元件140可与第一部分112以及第二部分132电性连接，例如先分别以银胶等导热胶材(未绘示)固着于第一部分112的正面110a，接着利用金线或铝线等可导电的跳接线材180跳接各发光元件140的正、负电极(未绘示)，使其连接成为串联电路(如第1、2图所绘示)、或并联电路、或先串联后再将各串联并联起来的电路、或先并联后再将各并联串联起来的电路，之后将该电路的最前端与最后端的发光元件140的一正电极和一负电极分别跳接至第一部分112与第二部分132，第一部分112与第二部分132再与外部电源相连接，以提供发光元件140发光所需的电能。然而在其他的实施方式中，若基板110的材质为绝缘体，例如陶瓷或硅胶片，则可在第一部分112与第二部分132分别固着金属板，以供与发光元件140作电性连接，本发明不以此为限。
在本实施方式中，发光元件140可沿锯齿状排列。详细而言，在图1中，透光孔114可沿着基板110的延伸方向呈一直线排列。相邻两发光元件140则分别设置于透光孔114排成的阵列的相对两侧。如此的设置可增加发光元件140之间的距离，使得发光元件140于发光时产生的热能能够于基板110中均匀分散，以改善基板110的散热效率。亦可降低发光元件140彼此之间吸光的机率，提高发光二极管装置100的出光效率。然而在其他的实施方式中，发光元件140亦可沿直线排列或不规则状排列。
接着请一并参照图1与图3A，其中图3A为沿图1的线段3A-3A的剖面图。在本实施方式中，基板110的第一部分112包含第一端部124与承载部126。发光元件140与透光孔114皆置于承载部126，且第一端部124置于第二部分132与承载部126之间。第一端部124具有贯穿孔125，且封装材170填满贯穿孔125。通过填满贯穿孔125，封装材170能够增加发光二极管装置100的整体结构强度，减少封装材170脱落的机会。
在本实施方式中，第二部分132亦具有贯穿孔134，且封装材170填满贯穿孔134。同样的，通过填满贯穿孔134，封装材170能够增加发光二极管装置100的整体结构强度，减少封装材170脱落的机会，并且封装材170可增加第一部分112与第二部分132之间的结合强度。
接着请一并参照图1与图3B，其中图3B为沿图1的线段3B-3B的剖面图。在本实施方式中，第一部分112还包含第二端部128。承载部126置于第一端部124与第二端部128之间，第二端部128具有贯穿孔129，且封装材170填满贯穿孔129。同样的，通过填满贯穿孔129，封装材170能够增加发光二极管装置100的整体结构强度，减少封装材170脱落的机会。更进一步的，因封装材170填满第一端部124的贯穿孔125与第二端部128的贯穿孔129，封装材170能够更密实地贴合承载部126。
接着请一并参照图3A与图3B。在本实施方式中，贯穿孔134为柱状，而贯穿孔125与129于正面110a的孔径D1可不同于于背面110b的孔径D2，例如孔径D2大于孔径D1。如图所示，每一贯穿孔125与129中皆具有一阶梯结构，使得靠近背面110b的部分封装材170的尺寸大于靠近正面110a的部分封装材170，增加封装材170与贯穿孔125、129的接触面积，强化封装材170与基板110的结合，因此能够防止封装材170自贯穿孔125与129剥离。然而上述的贯穿孔125、129与134的型式仅为例示，并非用以限制本发明。在其他的实施方式中，贯穿孔134可与图3A的贯穿孔129同形状，亦或者贯穿孔125、129与134可皆为柱状，皆在本发明的范畴中。
接着请一并参照图4与图5，其中图4为本发明另一实施方式的发光二极管装置100的立体示意图，图5为图4的发光二极管装置100的侧视图。本实施方式与第1、2图的实施方式的不同处在于封装材170的结构。在本实施方式中，封装材170亦置于基板110的背面110b上。接触第一端部124的背面110b的部分封装材170a具有第一厚度T1，且接触承载部126的背面110b的部分封装材170b具有第二厚度T2，第一厚度T1大于第二厚度T2，其中第二厚度T2可为约0.1毫米。具体而言，封装材170a用以增加基板110的第一部分112与第二部分132之间的结合强度，通过增加第一厚度T1而减少第一部分112与第二部分132之间断裂的机率。封装材170b用以提供基板110的背面110b的均匀结构张力，防止基板110弯曲，亦可通过透光孔114而与上方的部分封装材170连接，以增加发光二极管装置100的整体结构强度。其中因封装材170b位于承载部126下方，也就是位于透光孔114下方，为了避免封装材170b过厚而降低背面110b的光出量，因此第二厚度T2可选择小于第一厚度T1。然而若封装材170b本身的透明度相当高，则亦可选择第二厚度T2大于或等于第一厚度T1，本发明不以此为限。至于本实施方式的其他细节因与第1、2图的实施方式相同，因此便不再赘述。
接着请参照图6，其为本发明再一实施方式的发光二极管装置100’的立体示意图。本实施方式的发光二极管装置100’是由二个图1的发光二极管装置100组成。发光二极管装置100’的基板110的第一部分112为一体成型，且第二部分132亦为一体成型。另外封装材170也是一体成型。发光二极管装置100’可放置发光元件140的数量为图1的发光二极管装置100的两倍，因此其发光功率为发光二极管装置100的两倍。
在本实施方式中，发光二极管装置100’的基板110可还具有多个切割孔116，沿着发光二极管装置100’的延伸方向直线排列，以分隔出两个发光二极管装置100的位置，而透光孔114则设置于切割孔116相对两侧。若要将发光二极管装置100’制成两个发光二极管装置100，只需沿着切割孔116裁切即可。换言之，发光二极管装置100’即为两个图1的发光二极管装置100并联的结构。举例而言，于制作过程中，可先制造出由多个发光二极管装置100排列而成的发光二极管装置，其第一部分112、第二部分132与封装材170皆分别为一体成型。接着再依照需求的发光功率来裁切对应的切割孔116，以制作出符合需求的发光二极管装置100或100’。如此制作的好处为只需单一模具即可制作出不同发光功率的发光二极管装置100、100’，可改善生产速度与降低制作成本。至于本实施方式的其他细节因与图1的实施方式相同，因此便不再赘述。
接着请一并参照图7至图8B，其中图7为本发明又一实施方式的发光二极管装置100的侧视图，图8A与图8B分别为图7的发光二极管装置100的局部剖面图，图8A的剖面位置与图3A相同，且图8B的剖面位置与图3B相同。本实施方式与图2的实施方式的不同处在于基板110的结构。在本实施方式中，基板110为叠层结构，其可增加发光二极管装置100整体的硬度，防止发光二极管装置100弯曲，且可不必重新制作不同厚度的基板110，降低制造成本。另外，基板110的各叠层之间可不需事先以贴合方式结合，只要在制作时将各叠层的透光孔114、贯穿孔125、129与134分别对齐，之后将封装材170灌入所述孔中即可结合各叠层；也可事先以胶材接合各叠层，胶材例如为绝缘胶或导电胶。至于本实施方式的其他细节因与图1的实施方式相同，因此便不再赘述。
本发明的另一态样提供一种应用上述发光二极管装置100、100’的发光装置。请参照图9，其为本发明一实施方式的发光装置的示意图。发光装置包含壳体200与如上所述的发光二极管装置100’(或图1、图4、图6的发光二极管装置100)，置于壳体200中。在一或多个实施方式中，壳体200例如为球泡灯壳体(如图9所示)或蜡烛灯壳体，亦即发光二极管装置100、100’可应用于球泡灯、蜡烛灯或其他合适的发光装置中。根据不同的发光功率，可选择不同的发光二极管装置100、100’或并联更多发光二极管装置100的发光二极管装置，本发明不以此为限。
综合上述，本发明各实施方式的发光二极管装置100、100’能够达成全周光。发光元件140部分的光可被封装材170反射、穿透透光孔114而往下方出光，而发光元件140另一部分的光可直接往下方穿透透光孔114，如此一来即可达成全周光。相较于传统的发光二极管装置，各实施方式的发光二极管装置100、100’可选用较透明基板散热快的材质，且其整体厚度也较小，背面的发光亮度也较高。在多个实施方式中，基板110的材质可为金属(例如为铜材)，其兼具导电与散热的功效。在多个实施方式中，发光元件140可沿锯齿状排列，以改善基板110的散热效率。在多个实施方式中，第一端部124、第二端部128与第二部分132皆可具有贯穿孔125、129、134。通过填满贯穿孔125、129、134，封装材170能够增加发光二极管装置100、100’的整体结构强度，减少封装材170脱落的机会。而贯穿孔125、129、134于正面110a的孔径D1可不同于于背面110b的孔径D2，以防止封装材170自贯穿孔125、129、134剥离。在多个实施方式中，封装材170可置于基板110的背面110b上，以增加发光二极管装置100、100’的整体结构强度。在多个实施方式中，可以单一模具制作出不同发光功率的发光二极管装置100、100’，以改善生产速度与降低制作成本。在多个实施方式中，基板110可为叠层结构，以增加发光二极管装置100、100’整体的硬度。上述的发光二极管装置100、100’皆可应用于球泡灯与蜡烛灯，或其他合适的发光装置。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，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当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管装置，其特征在于，包含：
一基板，具有相对的一正面与一背面，该基板包含：一第一部分，包含一第一端部、一承载部与多个透光孔；以及一第二部分，与该第一部分分离，所述透光孔皆置于该承载部，且该第一端部置于该第二部分与该承载部之间；
多个发光元件，置于该第一部分的该正面上，置于该承载部上，且毗邻所述透光孔设置；以及
一封装材，置于该基板的该正面及该背面上，连接第一部分与该第二部分，且覆盖所述发光元件，其中该封装材的一部分接触该第一端部的该背面，并具有一第一厚度，且该封装材的另一部分接触该承载部的该背面，并具有一第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。
2.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该第一端部具有一贯穿孔，且该封装材填满该贯穿孔。
3.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该基板的该第一部分包含一第二端部，且该承载部置于该第一端部与该第二端部之间，该第二端部具有一贯穿孔，且该封装材填满该贯穿孔。
4.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该第二部分具有一贯穿孔，且该封装材填满该贯穿孔。
5.根据权利要求2、3或4所述的发光二极管装置，其特征在于，该贯穿孔于该正面的孔径不同于于该背面的孔径。
6.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，所述发光元件沿锯齿状排列。
7.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该基板还具有多个切割孔，沿直线排列，所述透光孔设置于所述切割孔的相对两侧。
8.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该基板为一叠层结构。
9.一种发光装置，其特征在于，包含：
一壳体；以及
如权利要求1～8所述的发光二极管装置，置于该壳体中。
10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，该壳体为一球泡灯壳体或一蜡烛灯壳体。
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