TWI527988B - 發光裝置及應用其之照明單元 - Google Patents

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Description

發光裝置及應用其之照明單元
本發明主張關於2009年12月21日所申請的南韓專利案號10-2009-0128529的優先權,並在此以引用的方式併入本文中,以作為參考。
本發明係有關於一種發光裝置,特別是有關於一種應用發光裝置之照明單元。
發光二極體(light emitting diode;LED)為一種將電能轉換成光能之半導體發光裝置。近年來,發光二極體是以發射白光的發光裝置而實施,這種發射白光的發光裝置可藉由使用螢光材料(fluorescent material)或組合個別發光二極體發射三原色而具較高效率。
又,由於利用發光二極體之發光裝置的照度逐漸增加,因此發光裝置可作為各種領域之光源,例如用於顯示器之背光(backlight)、光顯示器(lighting display)、影像顯示器(image display)等。
實施例提供一種發光裝置,其允許定向角可於一封裝件內調整,具有良好光效率,並保證散熱性能。
實施例提供一種照明單元,其具有良好光效率,並可減少發光裝置之數目。
在一實施例中,一種發光裝置,包含:一本體,包含一水平表面;一電極,部分地配置於該本體內;兩個或以上之固定件,由該水平表面凸起,其中該兩個或以上之固定件是相間隔而彼此分開成一間距,且該兩個或以上之固定件的每一者包含一斜面,該斜面相對於該水平表面;以及兩個或以上之發光二極體,該兩個或以上之發光二極體之每一者固定於相對應之該兩個或以上之斜面之一者,並電性連接於該電極。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯,下文將配合所附圖示,作詳細說明如下。
現在將參考附圖來詳細說明本發明之實施例,各種實施態樣將顯示於下列附圖。在下列敘述中,應理解的是,當一層(或膜)被稱為在另一層或基板"之上"時,其可以是直接位於另一層或基板之上,或者其中也可以存在居間之層。再者,其亦應理解,當一層被稱為在另一層"之下"時,其可以是直接位於另一層之下,或者其中也可以存在一或複數個居間之層。此外,其亦應理解,當一層被稱為"介於"二層"之間"時,該層可以是介於該二層之間的唯一層,或者其亦可以另外存在一或複數個居間之層。在所繪製之圖式中,各層和區域之尺寸可以基於清楚例示之考慮而予以誇大。此外,圖式中各元件之尺寸並非反應真實之尺寸。
圖1為根據第一實施例之發光裝置之平面圖,圖2為根據該第一實施例之發光裝置之橫剖面圖,以及圖3為根據第二實施例之發光裝置之橫剖面圖,並顯示本實施例應用於導線架封裝型式之發光裝置。
如圖1及圖2所示,根據第一實施例之發光裝置100包含一本體120、一第一電極130、一第二電極132及一散熱件110。該本體120具有凹穴113。該第一電極130及第二電極132配置於該本體120內。該散熱件110具有兩個或以上斜面,用以將複數個發光二極體140、150固定於該凹穴113內,並熱傳導性連接(thermally connected)於該些發光二極體140、150。在此,固定於該凹穴113內之該些發光二極體140、150可用密封劑(未顯示)密封。
固定於該凹穴113內之該些發光二極體140、150可形成於該本體120之上部。該本體120可由各種材料例如陶瓷、矽、樹脂所製。該本體120可藉由射出成形(Injection-Molding)技術而形成單一本體結構,或者形成多層結構。
該凹穴113可由凹面容器形狀例如杯形、多邊形、橢圓形、圓形等所形成。在此,該凹穴113之周圍表面可垂直地形成,或考慮固定後之該些發光二極體140、150的分佈角度而形成具有一預定斜度。該凹穴113之表面可塗佈(coated)或沉積(deposited)有高反射性材料,例如白光防焊油墨(white photo solder resist ink)、銀、鋁或其類似物,致使該發光裝置100之發光效率可增強。
該第一電極130及第二電極132之一端可分別電性連接至該些發光二極體140、150,該第一電極130及第二電極132之另一端可電性連接至一基板(未顯示),其中該發光裝置100固定於該基板之上,並由該基板提供電力給該些發光二極體140、150。因此,該第一電極130及第二電極132可被形成,以使其之一端配置於固定有該些發光二極體140、150之該本體120內,以及其之另一端裸露於該本體120之外下側。本實施例顯示和說明形成兩個電極130、132,應了解根據該些發光二極體140、150之數目,兩個或以上電極可被形成。又,該第一電極130及第二電極132可為任何改良之外形,例如包圍該本體120之外形或另一端為分岔之外形。該些發光二極體140、150可為發光晶片(chip)142、152分別形成於晶粒(die)144、154之一種結構。該些發光二極體140、150之每一者可為紅色發光二極體、綠色發光二極體及藍色發光二極體之其中至少一者,並非用來限定本發明。在本實施中,由於該些發光二極體140、150可為兩個或以上,因此可應用該些發光二極體140、150以發出不同顏色光。
該散熱件110為下列材料所製,例如金屬、樹脂或具良好熱傳導性之類似物,並熱傳導性連接於該些發光二極體140、150。一第一固定件115位於該散熱件110上部,該第一固定件115具有一斜面,用以將該第一發光二極體140固定於其上。一第二固定件117位於該散熱件110上部,該第二固定件117具有一斜面,用以將該第二發光二極體150固定於其上。
如圖1所示,該第一固定件115與該第二散熱固定件117可沿具有一間距D之兩平行線的一對角方向而配置。因此,在本案中該第一固定件115與該第二固定件117可沿具有一對角方向而配置,該第一發光二極體140與該第二發光二極體150之間距D可增加為最大,可使該第一發光二極體140與該第二發光二極體150之每一者所產生之熱有效發散。該些固定件115、117可根據發光二極體之固定數目而形成為兩個或以上固定件,並可考慮定向角及散熱特性而配置成各種形態。
同時,根據圖2所示之第一實施例之發光裝置100,該第一固定件115與該第二固定件117形成相間隔而彼此分開。根據圖3所示之第二實施例之發光裝置100,該第一固定件115與該第二固定件117形成彼此之間無間距。
根據圖2所示之第一實施例之發光裝置100,該第一固定件115之斜面沿左(L)方向而形成,且該第二固定件117之斜面沿右(R)方向而形成。因此,當該發光二極體140、150分別固定於該些固定件115、117時,該第一發光二極體140所發射之光線方向沿相對於中心線之左(L)方向傾斜,且該第二發光二極體150所發射之光線方向沿相對於中心線之右(R)方向傾斜。在此,當該第一固定件115之斜度α與該第二固定件117之斜度β增加時,則該第一及第二發光二極體140、150所發射之光線定向角由中心線指向左(L)方向或右(R)方向。因此,藉由調整該第一固定件115之斜度α與該第二固定件117之斜度β,將該定向角調整至一特定角度是可能的。
同時,相較於圖2所示之第一實施例之發光裝置100,除了該第一固定件115與該第二固定件117之間無間距外,根據圖3所示之第二實施例之發光裝置100與第一實施例之發光裝置100具有相同構造,具有對應斜度α、β之斜面係分別形成於該第一及第二固定件115、117上。亦即,該第一固定件115與該第二固定件117可配置在相同線,或配置在彼此平行之位置但彼此之間不能有間距。因此,在本案中該第一固定件115與該第二固定件117彼此之間無間隔,藉由調整該第一固定件115之斜度α與該第二固定件117之斜度β,調整該發光裝置100之定向角是可能的。
圖4為根據第三實施例之發光裝置之橫剖面圖,且圖5為根據第四實施例之發光裝置之橫剖面圖。圖4及圖5顯示本實施例應用於導線架封裝型式之發光裝置。在第三及第四實施例之說明中,相同於第一及第二實施例之構造將請參閱先前敘述,相同重複的敘述將會被省略。
根據第三及第四實施例之發光裝置100包含一本體120、一第一電極130、一第二電極132、一散熱件110及一透鏡元件160。該本體120具有凹穴113。該第一電極130及第二電極132配置於該本體120內。該散熱件110具有兩個或以上斜面,用以將複數個發光二極體140、150固定於該凹穴113內,並熱傳導性連接(thermally connected)於該些發光二極體140、150。該透鏡元件160形成在固定有該些發光二極體140、150之該本體120的發光區,用以散光或聚光。
該凹穴113可用密封劑(未顯示)密封。一螢光材料用以將該些發光二極體140、150之光線轉換成一預定顏色之光線,該螢光材料可新增於該密封劑。
該透鏡元件160可配置於該些發光二極體140、150上,以改變來自該些發光二極體140、150之光線定向角。該透鏡元件160可配置而直接接觸於該些發光二極體140、150,或與該些發光二極體140、150分開。又,該透鏡元件160具有一外形,用以散光或聚光。舉例而言,該透鏡元件160可形成各種外形,例如具有凸的上表面之半球面外形,或具有凸的上表面和一凹部形成於該凸的上表面內之外形。又,依據固定有該些發光二極體140、150之該些斜面的方向及斜度,該透鏡元件160可形成一非對稱半球面外形,其中只有一區域對應該發光區,該區域可為凸的或凹的。該透鏡元件160可為包含有透明樹脂之材料,例如矽或環氧化物(epoxy)所製。又,該透鏡元件160可包含一螢光材料位在其之至少一部分上。
因此,固定在該固定件115、117上之該些發光二極體140、150所發射之光線可藉由該透鏡元件160而散光或聚光,然後再發射。
圖6為根據第五實施例之發光裝置之橫剖面圖,且圖7為根據第六實施例之發光裝置之橫剖面圖。圖6及7顯示本實施例應用於晶圓級封裝(wafer level package)型式之發光裝置。
如圖6所示,根據第五實施例之發光裝置200包含一本體210、一隔離層212、一第一電極220、一第二電極222、一反射層230及固定件215、217。該本體210具有凹穴213。該隔離層212位於該本體210之一表面。該第一電極220及第二電極222位於該本體210上方。該反射層230形成於該隔離層212之至少一些區域,用以反射光線。該固定件215、217提供複數個斜面,用以將發光二極體240、250固定。固定有該發光二極體240、250之該凹穴213可用密封劑(未顯示)密封。
固定有該發光二極體240、250之該凹穴213可形成在該本體210之上部。該本體210可由各種材料例如矽、鋁、氮化鋁(AlN)、鋁氧化合物(AlOx)、感光玻璃(photo sensitive glass)、藍寶石(Al2O3)、氧化鈹(BeO)或類似物所製。
該凹穴213可由凹面容器形狀例如杯形、多邊形、橢圓形、圓形等所形成。在此,該凹穴213之周圍表面可垂直地形成,或考慮固定後之該發光二極體240、250的分佈角度而形成具有一預定斜度。該凹穴213可根據該本體210之材料而以各種方法形成。舉例,當該本體210為矽所製,該凹穴213可藉由進行一濕蝕刻而形成。
該隔離層212可防止該本體210電性短路於該第一電極220、第二電極222、外部電源及類似物。該隔離層212可由矽氧化物(SiO2,SixOy)所製、矽氮化物(Si3N4,SixNy)、氮氧化矽(SiOxNy)及鋁氧化合物(Al2O3)。較佳地,是矽氧化物(SiO2,SixOy),但並非用以限定本發明。又,在本案中,該本體210由絕緣體所形成,例如氮化鋁(AlN)、鋁氧化合物(AlOx)或類似物,則該隔離層212可不用形成。
該第一電極220及第二電極222可形成於該隔離層212上,用以提供電力給該發光二極體240、250。該第一電極220及第二電極222可隔離地形成一正極及一負極,並可形成兩個或複數個以上電極。
該反射層230可形成於一適當位置,如此能夠有效地反射該發光二極體240、250所發射之光線。舉例,該反射層230可形成於該本體210之凹穴213內,但並非用以限定本發明。該反射層230可具有多層結構,例如包含鈦層及銀層依續堆疊之鈦/銀結構。
該些發光二極體240、250可為發光晶片(chip)242、252分別形成於晶粒(die)244、254之一種結構。該些發光二極體240、250之每一者可為紅色發光二極體、綠色發光二極體及藍色發光二極體之其中至少一者,並非用來限定本發明。在本實施中,由於該發光二極體240、250可為兩個或複數個以上,因此可應用該發光二極體240、250以發出不同顏色光。
用以固定該些發光二極體240、250之固定件215、217形成該隔離層212上。藉由將該些發光二極體240、250分別固定於該固定件215、217,該些發光二極體240、250根據該固定件215、217之斜度α、β而被以一斜度固定。據此,該發光裝置200之定向角(orientation angle)依據該些發光二極體240、250之每一者之固定角而改變。
該些固定件215、217可根據發光二極體之固定數目而形成為兩個或以上固定件,並可考慮定向角及散熱特性而配置成各種形態。本實施例顯示該第一發光二極體240分別定於該第一固定件215之斜面,該第二發光二極體250分別定於該第二固定件217之斜面。
舉例,該第一固定件215之斜面沿左(L)方向而形成,且該第二固定件217之斜面沿右(R)方向而形成。因此,當該發光二極體240、250分別固定於該些固定件215、217時,該第一發光二極體240所發射之光線方向沿相對於中心線之左(L)方向傾斜,且該第二發光二極體250所發射之光線方向沿相對於中心線之右(R)方向傾斜。在此,當該第一固定件215之斜度α與該第二固定件217之斜度β增加時,則該第一及第二發光二極體240、250所發射之光線定向角由中心線指向左(L)方向或右(R)方向。因此,藉由調整該第一固定件215之斜度α與該第二固定件217之斜度β,使該定向角調整至一特定角度是可能的。
圖7為根據第六實施例之發光裝置之橫剖面圖,顯示本實施例應用於晶圓級封裝型式之發光裝置。在第六實施例之說明中,相同於第三實施例之構造將請參閱先前敘述,相同重複的敘述將會被省略。
根據第六實施例之發光裝置200包含固定件215、217及一透鏡元件260。該些固定件215、217提供斜面,用以將複數個發光二極體240、250固定於一本體210之凹穴213內。及一透鏡元件260。該透鏡元件260形成在固定有該些發光二極體240、250之該凹穴213的發光區,用以散光或聚光。
該凹穴213可用密封劑(未顯示)密封。一螢光材料用以將該些發光二極體240、250之光線轉換成一預定顏色之光線,該螢光材料可新增於該密封劑。
該透鏡元件260可配置於該些發光二極體240、250上,以改變來自該些發光二極體240、250之光線定向角。該透鏡元件260可配置而直接接觸於該些發光二極體240、250,或與該些發光二極體240、250分開。又,該透鏡元件260具有一外形,用以散光或聚光。舉例而言,該透鏡元件260可形成各種外形,例如具有凸的上表面之半球面外形,或具有凸的上表面和一凹部形成於該凸的上表面內之外形。又,依據固定有該些發光二極體240、250之該些斜面的方向及斜度,該透鏡元件260可形成一非對稱半球面外形,其中只有一區域對應該發光區,該區域可為凸的或凹的。該透鏡元件260可為包含有透明樹脂之材料,例如矽或環氧化物(epoxy)所製。又,該透鏡元件260可包含一螢光材料位在其之至少一部分上。
根據第六實施例之發光裝置200顯示,該第一固定件215之斜面沿左(L)方向而形成,且該第二固定件217之斜面沿右(R)方向而形成。因此,當該發光二極體240、250分別固定於該些固定件215、217時,該第一發光二極體240所發射之光線方向沿相對於中心線之左(L)方向傾斜,且該第二發光二極體250所發射之光線方向沿相對於中心線之右(R)方向傾斜。
因此,固定在該固定件215、217上之該些發光二極體240、250所發射之光線可藉由該透鏡元件260而散光或聚光,然後再發射。因此,藉由改良該透鏡元件260之外形,使該定向角及發光特性增加是可能的。
圖8根據第七發光裝置300之橫剖面圖,且圖9根據第八施例之發光裝置300之橫剖面圖。圖8及9顯示本實施例應用於晶片直接貼附在電路板(chip on board)型式之發光裝置,發光二極體340、350是以晶片外形固定一基板310上。
如圖8及9所示,該發光裝置300包含該基板310、複數個固定件315、317及一樹脂元件360。該些固定件315、317提供斜面,用以將複數個發光二極體340、350固定。該樹脂元件360用以密封該些發光二極體340、350。該些發光二極體340、350可經由一導線(未顯示)而電性連接於該基板310。
該基板310可為各種型式之基板,例如單層印刷電路板、多層印刷電路板、可撓性印刷電路板、陶瓷基板、金屬基板等。用以提供電力之導線架或電極層可圖案化而形成於該基板310上,且一反射層可再形成。又,固定該發光二極體340、350之凹穴亦可形成。
該些發光二極體340、350可沿列方向及/或行方向而複數個佈置於該基板310上,並電性連接至該基板310。該些發光二極體340、350可藉由使用一打線接合(wire bonding)、覆晶接合(flip chip bonding)、晶粒黏著(Die Bonding)或類似物而固定於該基板310。該些發光二極體340、350可為紅色發光二極體、綠色發光二極體及藍色發光二極體之其中至少一者,並非用以限定本發明。在本實施例中,由於該些發光二極體340、350為兩個或以上,因此應用該些發光二極體340、350之每一者發出不同顏色光是可能的。
該固定件315、317可形成該基板310上,並提供斜面用以固定該些發光二極體340、350。當該些發光二極體340、3503固定於該固定件315、317,該些發光二極體340、350根據該固定件315、317之斜度而被以一斜度固定。據此,該發光裝置300之定向角(orientation angle)依據該固定件315、317之斜度而改變。藉由加工該基板310,使該基板310之固定區域凸出而具有斜面,如此可形成該散熱固定件315、317。或者,藉由貼附凸出或斜面結構,如此能夠將該些發光二極體340、350固定於該基板310上。
該些固定件315、317可根據發光二極體之固定數目而形成為兩個或以上固定件,並可考慮定向角及散熱特性而配置成各種形態。本實施例顯示該第一發光二極體340分別定於該第一固定件315之斜面,該第二發光二極體350分別定於該第二固定件317之斜面。
在本案中,圖9之根據第八實施例之發光裝置300,該第一固定件315之斜面沿左(L)方向而形成,且該第二固定件317之斜面沿右(R)方向而形成。因此,當該發光二極體340、350分別固定於該些固定件315、317時,該第一發光二極體340所發射之光線方向沿相對於中心線之左(L)方向傾斜,且該第二發光二極體350所發射之光線方向沿相對於中心線之右(R)方向傾斜。在此,當該第一固定件315之斜度α與該第二固定件317之斜度β增加時,則該第一及第二發光二極體340、350所發射之光線定向角由中心線指向左(L)方向或右(R)方向。因此,藉由調整該第一固定件315之斜度α與該第二固定件317之斜度β,使該定向角調整至一較寬角度是可能的。
在本案中,圖8之根據第七實施例之發光裝置300,該第一固定件315之斜面與該第二固定件317之斜面形成彼此面對面。因此,當該發光二極體340、350分別固定於該些固定件315、317時,該第一發光二極體340所發射之光線方向與該第二發光二極體350所發射之光線方向指向中心線並聚集。當該第一固定件315之斜度與該第二固定件317之斜度增加時,則該第一及第二發光二極體340、350所發射之光線越傾向中心線。因此,藉由調整該第一固定件315之斜度與該第二固定件317之斜度,可調整該定向角範圍。
同時,一樹脂元件360可用以密封固定於該固定件315、317之該些發光二極體340、350。該樹脂元件360可形成一半球面外形,或一凸透鏡使用一透明樹脂,例如環氧化物(epoxy)。又,該樹脂元件360之材料及外形可根據該發光裝置300之配置而改良。用以改變該發光裝置300之發光特性的一螢光材料,可新增於該樹脂元件360之至少一區域。
如第七實施例與第八實施例所述,在晶片直接貼附在電路板(chip on board)型式之發光裝置300中,具有斜度之該些固定件315、317形成於該基板310上,使該些發光二極體340、350以一相對於水平表面之斜度而被固定。據此,可調整發光方向及定向角,卻不須大幅改變發光裝置之結構。
圖10為一立體圖,顯示根據相關技術之一發光二極體之光線發射狀態,且圖11至13為立體圖,顯示根據該些實施例之該些發光二極體之光線發射狀態。
如圖10所示,固定於一發光裝置內之發光二極體140具有大約120度之定向角,且一般可具有大約110~130度之定向角。因此,在本案中該發光二極體140沿平行於一水平表面之方向而固定,光線發射方向沿一垂直方向集中,且該定向角可設定為110~130度。圖10顯示光線以120度之定向角而發射。
圖11為立體圖,顯示當根據該實施例之兩個發光二極體140、150具有斜方向(L及R)彼此背對並具有相同斜度(亦即α=β)時之光線發射狀態。當該兩個發光二極體140、150以平行於一水平表面之斜度而固定,則光線發射方向分別由一中心線移動至α度及β度。
該第一固定件115配置於左側,並具有沿左(L)方向之斜度α。據此,固定於該第一固定件115之該第一發光二極體140之定向角由中心線朝向左(L)方向而傾斜α度。舉例,當該第一發光二極體140之定向角為120度,則該定向角由中心線朝向左(L)方向而傾斜60+α度。
該第二固定件117配置於右側,並具有沿右(R)方向之斜度β。據此,固定於該第二固定件117之該第二發光二極體150之定向角由中心線朝向右(R)方向而傾斜β度。舉例,當該第二發光二極體150之定向角為120度,則該定向角由中心線朝向右(R)方向而傾斜60+β度。
因此,在本案中包含有該第一發光二極體140及該第二發光二極體150之發光裝置,該定向角可沿左(L)方向擴大α度與沿右(R)方向擴大β度。
圖12為立體圖,顯示當根據該實施例之兩個發光二極體140、150分別具有斜方向(L及R)彼此背對且該第一固定件115之斜度α大於該第二固定件117(亦即α>β)時之光線發射狀態。
該第一固定件115配置於左側,且該第一固定件315之一斜面具有沿左(L)方向之斜度α。據此,固定於該第一固定件115之該第一發光二極體140之定向角由中心線朝向左(L)方向而傾斜α度。舉例,當該第一發光二極體140之定向角為120度,則該定向角由中心線朝向左(L)方向而傾斜60+α度。
該第二固定件117配置於右側,且該第二固定件117之一斜面具有沿右(R)方向之斜度β。據此,固定於該第二固定件117之該第二發光二極體150之定向角由中心線朝向右(R)方向而傾斜β度。舉例,當該第二發光二極體150之定向角為120度,則該定向角由中心線朝向右(R)方向而傾斜60+β度。
然後,由於該第一固定件115之斜度α被設定大於該第二固定件117(亦即α>β),因此整個看來包含有該第一發光二極體140及該第二發光二極體150之發光裝置的定向角朝向左(L)方向而傾斜。換言之,藉由將兩個發光二極體140、150在具有不同斜度之該些固定件115、117,可將該發光裝置之定向角沿一特定方向調整。
圖13為立體圖,顯示當兩個發光二極體140、150固定於該第一固定件115及該第二固定件117,其形成有斜面彼此面對面。
該第一固定件115配置於左側,且該第一固定件315之一斜面具有沿右(R)方向之斜度α。據此,固定於該第一固定件115之該第一發光二極體140之定向角由中心線朝向右(R)方向而傾斜α度。舉例,當該第一發光二極體140之定向角為120度,則該定向角由中心線朝向右(R)方向而傾斜60-α度。
該第二固定件117配置於右側,且該第二固定件117之一斜面具有沿左(L)方向之斜度β。據此,固定於該第二固定件117之該第二發光二極體150之定向角由中心線朝向左(L)方向而傾斜β度。舉例,當該第二發光二極體150之定向角為120度,則該定向角由中心線朝向左(L)方向而傾斜60-β度。
據此,就包含有該第一發光二極體140及該第二發光二極體150之發光裝置而言,該定向角可沿左(L)方向減少α度與沿右(R)方向減少β度。
如前所述,該實施例可擴大或減少該發光裝置之定向角,並藉由固定有該些發光二極體140、150之該些固定件115、117的傾斜方向及斜度,可將該發光裝置之定向角沿一特定方向調整。
圖14為根據第一實施例之照明單元500之立體圖,並顯示一側邊式背光單元。
如圖14所示,該照明單元500包含一導光板510及一光源520。該導光板510引導光線。該光源520提供該導光板510光線,且包含至少一個或以上具有不同定向角之發光裝置。
該導光板510可反射、折射和發散來自該發光裝置的光線,其中該發光裝置配置於一側邊。又,該導光板510經由其前表面而將光線轉換成平面光。該導光板510可由一材料所製,例如聚碳酸酯系列樹脂(polycarbonate-series resin;PC)、聚甲基丙烯酸甲酯系列樹脂(polymethylmethacrylate-series resin;PMMA)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(methacrylate-styrene copolymer;MS)及類似物。
該光源520包含複數個發光裝置A、B、C、D,並配置於該導光板510之一側表面,以提供該導光板510光線。該些發光裝置A、B、C、D根據其配置地點而分別具有彼此不同之定向角。藉由固定兩個或以上之發光二極體,以構成該些發光裝置之每一者相對於其固定面具有一斜度,如此使該些發光裝置可具有不同之定向角。
在該些發光裝置A、B、C、D之中,該發光裝置B、C位於該導光板510之一邊的中心位置。該發光裝置B、C可朝向該導光板510傳送光線,而不須調整定向角。
在另一方面,該發光裝置A、D定位於該導光板510之一邊的兩側。該發光裝置A、D之定向角設定沿該導光板510之中心方向,如此以避免漏光至該導光板510之外面。
在此,該些發光裝置A、B、C、D之封裝件(package)分別固定於相同平面,但是每一個發光裝置之複數個發光二極體可根據該些發光二極體之固定面的斜度而發射具有不同定向角之光線。據此,不須改變該些發光裝置A、B、C、D之設計因素,即可調整該些發光裝置A、B、C、D之定向角。
又,由於該發光裝置A、D提供較多光線朝向該導光板510之中心部分,因此鄰近於該發光裝置A之該發光裝置B可配置有相當寬的間隔距離。鄰近於該發光裝置D之該發光裝置C亦可配置有相當寬的間隔距離。因此,減少安裝在該照明單元500內之發光裝置數目是有可能的。
圖15為根據第二實施例之照明單元550之立體圖,並顯示一直下式背光單元。
如圖15所示,該照明單元550包含一光擴散板515及一光源525。該光擴散板515擴散光線。該光源525提供該光擴散板515光線,且包含至少一個或以上具有不同定向角之發光裝置。
該光擴散板515將該光源525的光線提供給一顯示面板(未顯示),其中該顯示面板配置於該光擴散板515之上。使用該光擴散板515可保證均勻的亮度及色度。該光擴散板515配置而與該光源525之間具有一預定間隙,並選擇性包含光學片,例如擴散片、棱鏡片、增亮膜、保護片等。
該光源525包含複數個發光裝置A、B、C、D,並配置於該光擴散板515之一側表面,以提供該光擴散板515光線。該些發光裝置A、B、C、D根據其配置地點而分別具有彼此不同之定向角。
在該些發光裝置A、B、C、D之中,該發光裝置B、C位於該。光擴散板515之中心位置。該發光裝置B、C可藉由將定向角調整為較寬的角度而增強該照明單元550之光效率。
該發光裝置A、D配置於該光擴散板515之一邊。該發光裝置A、D之定向角設定沿該光擴散板515之中心方向,如此以避免漏光至該光擴散板515之外面。
在此,該些發光裝置A、B、C、D之封裝件(package)分別固定於相同平面,但是每一個發光裝置之複數個發光二極體可根據該些發光二極體之固定面的斜度而發射具有不同定向角之光線。據此,不須改變該些發光裝置A、B、C、D之設計因素,即可調整該些發光裝置A、B、C、D之定向角。
又,在本案中,該發光裝置A、D之定向角設定為寬角度,而鄰近於該發光裝置A之該發光裝置B可配置有相當寬的間隔距離,且鄰近於該發光裝置D之該發光裝置C亦可配置有相當寬的間隔距離。因此,減少安裝在該照明單元550內之發光裝置數目是有可能的。
如上所述,根據第一及第二實施例之照明單元500、550,該些發光裝置根據配置地點而具有不同之定向角,藉此以避免漏光至該導光板510之外面,或避免漏光至該光擴散板515之外面。因此,可增進該照明單元500、550之光效率。
圖16為根據一實施例之使用發光裝置封裝件之背光單元之分解立體圖。圖16之背光單元1100為一照明系統之範例,並非用以限定本發明。
參考圖16,該背光單元1100可包含一下框1140、一導光件1120及一發光模組1110。該導光件1120配置於該下框1140內。該發光模組1110至少配置於該導光件1120之一側面或下方。又,一反射片1130可配置於該導光件1120之下方。
該下框1140可形成為箱體外形(box shape),其頂面為開放,藉此將該導光件1120、發光模組1110及反射片1130置放於其中。該下框1140可由金屬或樹脂材料所製,但並非用來限定本發明。
根據本實施例,該發光模組1110包含一基板及複數個發光裝置封裝件,該些發光裝置封裝件固定於該基板上。該些發光裝置封裝件可提供光線給該導光件1120。
如圖16所示,該發光模組1110可配置於該下框1140之複數個內側面的至少一者,因此可提供光線給該導光件1120之複數個側面的至少一者。
亦可瞭解的是,該發光模組1110可配置於該下框1140之下方,並可提供光線朝向該導光件1120之底面。然而,由於根據該背光單元1100之設計可改良上述構造,因此並非用來限定本發明。
該導光件1120可配置於該下框1140內。該導光件1120可將該發光模組1110之光線轉換成平面光源,並將轉換後之平面光源引導至一顯示面板(未顯示)。
舉例,該導光件1120可為一導光板。該導光板可由下列材料之一者所製,壓克力系列樹脂例如聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate)、聚對苯二甲二乙酯(polyethylene terephthalate;PET)、聚碳酸酯(poly carbonate;PC)、環烯烴共聚合物(cyclic olefin copolymer;COC)、酸乙二酯(polyethylene naphthalate)。
一光學片1150可配置於該導光件1120之上方。
該光學片1150可包含,例如擴散片、棱鏡片、增亮膜及螢光片(fluorescence sheet)之至少一者。舉例,該光學片1150可由該擴散片、棱鏡片、增亮片及螢光片堆疊所構成。在本案中,該擴散片將該發光模組1110之光線均勻擴散,且該棱鏡片將擴散後之光線聚集於該顯示面板(未顯示)。此時,該棱鏡片所發射之光線為隨機偏振光(randomly polarized light),且該增亮片可增加來自該棱鏡片之光線的偏振性。該棱鏡片可為,例如垂直片(vertical sheet)及/或水平片(horizontal sheet)。又,該增亮片可為,例如增亮膜。又,該螢光片可為包含螢光材料之透明板或膜。
該反射片1130可配置於該導光件1120之下方。該反射片1130可反射來自該導光件1120之底面的光線,使朝向該導光件1120之發光面。
該反射片1130可由具有良好反射性之樹脂材料所製,例如聚對苯二甲二乙酯(polyethylene terephthalate;PET)、聚碳酸酯(poly carbonate;PC)、聚氯乙烯(polyvinylchloride;PVC)或類似物,但並非用以限定本發明。
圖17為根據一實施例之使用一發光裝置封裝件的照明單元之立體圖。圖17之照明單元1200為一照明系統之一範例,並非用來限定本發明。
參考圖17,該照明單元1200可包含一殼體1210、一發光模組1230及一連接端1220。該發光模組1230安裝於該殼體1210內。該連接端1220安裝於該殼體1210內,用以接收外部電源之電力。
該殼體1210較佳地由具有良好散熱特性之材料所製,例如金屬或樹脂材料。
根據該些實施例之至少一者,該發光模組1230包含一基板300及一發光裝置封裝件200,該發光裝置封裝件固定於該基板300上。
該基板300可為印刷有電路之絕緣基板,並可包含例如一般印刷電路板、金屬核心印刷電路板(metal core PCB)、可撓性印刷電路板、陶瓷印刷電路板等。
又,該基板300可由一材料所製,以有效反射光線,並具有一表面形成有一顏色,例如白色、銀色等,能夠有效反射光線。
根據該些實施例之至少一者,該些發光裝置封裝件可固定於該基板300上。該些發光裝置封裝件200之每一者包含至少一發光二極體。該發光二極體包含具有顏色之發光二極體,可發射出紅光、綠光、藍光或白光,以及紫外光發光二極體,可發射出紫外光。
該發光模組1230可具有複數個發光二極體之組合,如此可得到想要的顏色及亮度。舉例,該發光模組1230可具有白色發光二極體、紅色發光二極體及綠色發光二極之組合,如此可得到高演色性指數(color rendering index;CRI)。一螢光片可進一步配置於該發光模組1230之光線路徑。該螢光片轉換該發光模組1230之光線波長。舉例,當該發光模組1230之光線具有藍色波長頻帶(wavelength band)時,該螢光片可包含一黃色螢光材料,使該發光模組1230之光線通過該螢光片,然後出現白光。
該連接端1220電性連接於該發光模組1230,用以提供電力至該發光模組1230。如圖17所示,該連接端1220可螺接(screwed)且耦接(coupled)於一外部電力,但並非用來限定本發明。舉例,該連接端1220可製造成插頭外形,並被***一外部電力,或可經由電線而電性連接於該外部電力。
如前所述,該照明系統可包含一導光件、一擴散片、一棱鏡片、一增亮片及一螢光片(fluorescence sheet)之至少一者。該螢光片位於光線行進路徑,以獲得想要的光學效果。
本說明書所提及之『一個實施例』、『一實施例』、『示範實施例』等,表示相關之實施例所描述之特別特徵、結構或特性將被包含於本發明之至少一實施例中。說明書各處所出現之用語不須全部出現於相同實施例中。再者,特別特徵、結構或特性被描述於任何實施例時,相關領域之熟習者可實現該特別特徵、結構或特性於相關之其他實施例。
雖然本發明已以前述實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100...發光裝置
110...散熱件
113...凹穴
115...固定件
117...固定件
120...本體
130...第一電極
132...第二電極
140...發光二極體
142...發光晶片
144...晶粒
150...發光二極體
152...發光晶片
154...晶粒
160...透鏡元件
200...發光裝置或封裝件
210...本體
212...隔離層
213...凹穴
215...固定件
217...固定件
220...第一電極
222...第二電極
230...反射層
240...發光二極體
242...發光晶片
244...晶粒
250...發光二極體
252...發光晶片
254...晶粒
260...透鏡元件
300...發光裝置或基板
310...基板
315...固定件
317...固定件
340...發光二極體
350...發光二極體
360...樹脂元件
500...照明單元
510...導光板
515...光擴散板
520...光源
525...光源
550...照明單元
1100...背光單元
1110...發光模組
1120...導光件
1130...反射片
1140...下框
1150...光學片
1200...照明單元
1210...殼體
1220...連接端
1230...發光模組
A...發光裝置
B...發光裝置
C...發光裝置
D...間距或發光裝置
α...斜度
β...斜度
圖1為根據第一實施例之發光裝置之平面圖;
圖2為根據該第一實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖3為根據第二實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖4為根據第三實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖5為根據第四實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖6為根據第五實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖7為根據第六實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖8為根據第七實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖9為根據第八實施例之發光裝置之橫剖面圖;
圖10為一立體圖,顯示根據相關技術之一發光二極體之光線發射狀態;
圖11至13為立體圖,顯示根據該些實施例之該些發光二極體之光線發射狀態;
圖14為根據第一實施例之照明單元之立體圖;
圖15為根據第二實施例之照明單元之立體圖;
圖16為根據一實施例之包含有發光裝置或發光裝置封裝件之背光單元之分解立體圖;以及
圖17為根據一實施例之使用一發光裝置封裝件的照明單元之立體圖。
100...發光裝置
110...散熱件
113...凹穴
115...固定件
117...固定件
120...本體
130...第一電極
132...第二電極
140...發光二極體
142...發光晶片
144...晶粒
150...發光二極體
152...發光晶片
154...晶粒
160...透鏡元件
α...斜度
β...斜度

Claims (12)

  1. 一種發光裝置,包含:一本體,包含一水平表面;一第一電極及一第二電極,部分地配置於該本體內;一散熱件,設置於該本體內,其中該散熱件包含兩個或以上之固定件自該水平表面凸起,其中該兩個或以上之固定件彼此間隔一間距,且該至少兩個或以上之固定件的每一者包含一斜面相對於該水平表面而傾斜;以及兩個或以上之發光二極體,該兩個或以上之發光二極體之每一者固定於相對應之該兩個或以上之固定件之其中一者的該斜面上,並電性連接於該第一及該第二電極,其中該本體之上部具有一凹穴,且該發光二極體及該固定件設置於該凹穴中,其中該凹穴之周圍表面係由該散熱件上之一斜面以該發光二極體的光分佈角度而形成,其中該散熱件之一部分暴露於該本體的下表面,其中該散熱件熱傳導性連接至該些固定件及該些固定件上的該發光二極體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中該散熱件形成於該本體之一開口內,並由該開口裸露出。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中該兩個或 以上之固定件及該散熱件為金屬或樹脂材料所製。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中該兩個或以上之固定件與該散熱件由相同材料所製。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中間隔該兩個或以上之固定件之該間距為最大化用以散熱。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中該兩個或以上之發光二極體之每一者具有一定向角,該定向角視該發光二極體所對應固定之該斜面的斜度而定。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,另包含:一透鏡元件,位於該兩個或以上之發光二極體上方。
  8. 一種發光裝置,包含:一本體;一隔離層,位於該本體之表面上;一第一電極及一第二電極,形成於該隔離層上;一固定件,形成於該本體上,且包含相對於一水平面具有一斜度的斜面;以及一發光二極體,安裝於該斜面上,並電性連接至該第一及該第二電極,其中該本體之上部具有一凹穴,且該發光二極體及該固定件設置於該凹穴內,其中該凹穴之周圍表面係由一斜面以該發光二極體的光分佈角度而形成,其中該固定件形成於該凹穴中之該絕緣層上,其中該隔離層介於該本體與該第一及該第二電極 之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之發光裝置,其中該固定件及該隔離層係由矽氧化物(SixOy)所製。
  10. 一種照明單元,包含:一導光板;以及一個或以上之發光裝置,提供光線給該導光板,其中該發光裝置為如申請專利範圍第1至9項所述之發光裝置的其中一者。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之照明單元,另包含:複數個發光裝置,其中該複數個發光裝置之至少一者設置於該導光板之一側,而對於設置於該導光板之該側之該至少一個發光裝置,該複數個發光裝置之至少一者設置為朝向該導光板之中心,其中設置為朝向該導光板之中心之該至少一個發光裝置之斜面藉由所對應之該至少一個發光裝置以一第一定向角傳送進入該導光板而使光線產生,其中設置於該導光板之該側之該至少一個發光裝置之相關該斜面藉由所對應之至少一個發光二極體以一第二定向角傳送進入該導光板而使光線產生,且該第一定向角不同於該第二定向角。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之照明單元,其中設置於該導光板之該側之該至少一個發光裝置之相關該斜面作為引導由安裝於該發光裝置上對應的該發光二極體產生之光線遠離該導光板之該側,藉此減少自該導光板漏光。
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