CN104425697A - 发光二极管装置 - Google Patents

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陈绍尤
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Delta Optoelectronics Inc
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Abstract

本发明公开了一种发光二极管装置，包含一高导热载体、至少一发光二极管晶粒及一光学透镜。高导热载体包含一支撑件；发光二极管晶粒设置于高导热载体上；支撑件将光学透镜撑立于发光二极管晶粒上方，使一光学腔室形成于发光二极管晶粒及光学透镜之间。光学腔室内填注有空气。

Description

发光二极管装置
技术领域
本发明有关于一种发光装置，尤指一种以发光二极管作为发光源的发光二极管发光装置。
背景技术
配合参阅图1，为现有的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置包含一晶粒粘着层110、一第一电极120、一第二电极130、一连接件140、一支撑件150、多个发光二极管晶粒160、一粘着胶170及一光学透镜180。连接件140设置于晶粒粘着层110、第一电极120及第二电极120之间，用以连接晶粒粘着层110、第一电极120及第二电极130。发光二极管晶粒160设置于晶粒粘着层110，并通过多个导线190以与第一电极120及第二电极130形成电性连接。支撑件150设置于第一电极120及第二电极130上，用以将光学透镜180撑立于发光二极管晶粒160上方，光学透镜180与晶粒粘着层110、第一电极120、第二电极130及发光二极管晶粒160共同界定用以填充粘着胶170的区域，粘着胶170完全地填满于光学透镜180与晶粒粘着层110、第一电极120、第二电极130及发光二极管晶粒160共同界定的区域中，如此一来，发光二极管装置可以具有较大的发光角度(view angle)，如图2所示。由图2所示的配光曲线C1可知，发光二极管装置在0度两侧分别各55度位置的照度可以达到20勒克斯(lux)以上，藉以提供具有大出光角度的光束。
然而，当发光二极管装置需要被应用在窄光源提供的领域，例如聚光灯、投光灯、探照灯、MR16、PAR灯、GU10、AR111、洗墙灯或手电筒时，则必须在发光二极管装置的光学透镜180前端额外装设一二次光学透镜或反射元件来缩小发光二极管装置的发光角度，如此一来，将扩大发光二极管装置的几何体积。
再者，当发光二极管装置被应用于具特定收光角度的导光元件(如导光板、导光柱)上，例如:投影机光源装置、导光元件型光源装置，发光二极管装置将受限于导光元件本身特定的有效收光角度(例如+/-35度)，而使得发光二极管装置的有效光利用率大幅地降低。
发明内容
鉴于现有技术所述，本揭示内容的一目的，在于提供一种发光二极管发光装置。
为达上述目的，本技术方式的一实施方式提供一种发光二极管发光装置，发光二极管装置包含一高导热载体、至少一发光二极管晶粒及一光学透镜。高导热载体包含一支撑件，发光二极管晶粒设置于高导热载体上；支撑件将光学透镜撑立于发光二极管晶粒上方，使一光学腔室形成于发光二极管晶粒及光学透镜之间，光学腔室内填注有空气。
在本技术方式其他实施方式中，高导热载体还包含一高导热基板，支撑件及高导热基板为一体成型。
在本技术方式其他实施方式中，光学透镜及支撑件为一体成型。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管装置还包含一覆盖层，覆盖层包覆发光二极管晶粒。
在本技术方式其他实施方式中，覆盖层的材质为硅胶、环氧树脂、硅胶与环氧树脂混合物、高分子材料或玻璃。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管装置还包含设置于覆盖层内的光学扩散粒子。
在本技术方式其他实施方式中，光学扩散粒子为二氧化硅粒子、氧化铝粒子、氧化钛粒子、氟化钙粒子、碳酸钙粒子或硫酸钡粒子。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管装置还包含设置于覆盖层内的光波长转换粒子。
在本技术方式其他实施方式中，光波长转换粒子为钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、铽铝石榴石荧光粉、氧化物荧光粉、氮化物荧光粉或铝氧化物荧光粉。
在本技术方式其他实施方式中，高导热载体还包含一高导热基板、一第一电极及一第二电极，第一电极及第二电极设置于高导热基板上，发光二极管晶粒电连接于第一电极及第二电极。
在本技术方式其他实施方式中，高导热载体还包含一绝缘层及一防焊漆层，绝缘层设置于高导热基板上，第一电极及第二电极设置于绝缘层上，防焊漆层设置于第一电极及第二电极上，支撑件设置于防焊漆层上。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管装置还包含一胶材，所述胶材设置于支撑件及防焊漆层之间，用以将支撑件固定于防焊漆层上。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管晶粒为覆晶晶粒。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管装置还包含至少一导线，发光二极管晶粒通过导线与第一电极及第二电极形成电性连接。
在本技术方式其他实施方式中，高导热基板包含一上表面、一相对于上表面的下表面，以及贯穿上表面及下表面的多个穿孔部，第一电极及第二电极分别设置于上表面、下表面及穿孔部。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管晶粒为垂直电极结构的发光二极管晶粒。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管晶粒为同侧电极结构的发光二极管晶粒。
在本技术方式其他实施方式中，高导热载体还包含一晶粒粘着层，设置于第一电极及第二电极之间，发光二极管晶粒设置于晶粒粘着层，并通过导线与第一电极及第二电极形成电性连接。
在本技术方式其他实施方式中，晶粒粘着层是使用铜、铝、金、银、铁、镍及其合金的其中之一所构成。
在本技术方式其他实施方式中，高导热载体还包含一连接件，设置于晶粒粘着层、第一电极及第二电极之间，用以连接晶粒粘着层、第一电极及第二电极。
在本技术方式其他实施方式中，高导热基板具有一凹部，晶粒粘着层设置于凹部，发光二极管设置于晶粒粘着层，并通过导线与第一电极及第二电极形成电性连接。
在本技术方式其他实施方式中，高导热载体还包含一连接件，设置于第一电极、第二电极及绝缘层之间，连接件用以将第一电极及第二电极固定于绝缘层上。
在本技术方式其他实施方式中，支撑件为聚邻苯二甲酰胺、液晶聚合物、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、硅树脂、环氧树脂、玻璃、高分子材料、陶瓷材料、油墨防焊材料或金属所构成。
在本技术方式其他实施方式中，光学透镜为平凸透镜、凹凸透镜、双凸透镜、双凹透镜、平板透镜及菲涅耳透镜的其中之一。
在本技术方式其他实施方式中，光学透镜的材质为硅胶、环氧树脂、硅胶与环氧树脂混合物、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、高分子材料的其中之一。
在本技术方式其他实施方式中，发光二极管装置还包含一结合件，结合件是结合支撑件及光学透镜。
附图说明
图1为现有的发光二极管装置的剖视图。
图2为对应图1的发光二极管装置的配光曲线图。
图3为本发明第一实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图4为本发明第一实施方式的发光二极管装置的局部放大图。
图5为对应图3的发光二极管装置的配光曲线图。
图6为本发明第二实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图7为本发明第三实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图8为本发明第四实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图9为本发明第五实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图10为本发明第六实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图11为本发明第七实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图12为本发明第八实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图13为本发明第九实施方式的发光二极管装置的剖视图。
图14为本发明第十实施方式的发光二极管装置的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
100、20、30、40、50、60、70、80、90高导热载体
1000、400、500、600、700、800、900高导热基板
1002、601凹部
1004、9060穿孔部
1006、9004下表面
1008、120、202、302、408、508、608、708、808、908第一电极
1010、130、204、304、410、510、610、710、810、910第二电极
1014、150、208、308、414、514、614、714、814、914支撑件
102、160、22、32、42、52、62、72、82、92发光二极管晶粒
1020a、1020b、222a、222b、720导电电极
1022、220半导体层
104、180、24、34、44、54、64、74、84、94光学透镜
106、190、26、36、46、56、66、86、96导线
107、27、37、47、57、67、77、87、97光学腔室
108、38、48、58、68、78、88、98覆盖层
110、200、300、406、506、606、806、906晶粒粘着层
140、206、306、412、512、612、812连接件
170粘着胶
2020、2040卡槽部
2060卡合部
28结合件
380光学扩散粒子
402、502、602、702、802绝缘层
404、504、604、704、804防焊漆层
4140卡合部
480光波长转换粒子
59、69、79、89、99胶材
9002上表面
C1、C2配光曲线
I光轴
具体实施方式
请参考随附图示，本发明的以上及额外目的、特征及优点将通过本发明的较佳实施方式的以下阐释性及非限制性详细描叙予以更好地理解。
配合参阅图3，为本发明第一实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置具有一光轴I，其中光轴I为发光二极管装置发出的光线在空间中光强度分布的对称轴。发光二极管装置包含一高导热载体20、至少一发光二极管晶粒22、一光学透镜24及多个导线26。
高导热载体20包含一晶粒粘着层200、一第一电极202、一第二电极204、多个连接件206及一支撑件208。第一电极202位于晶粒粘着层200的一侧(例如为图中右侧)，第二电极204位于晶粒粘着层200的另一侧(例如为图中左侧)，多个连接件206分别设置于晶粒粘着层200与第一电极202及晶粒粘着层200与第二电极204之间，用以连接晶粒粘着层200、第一电极202及第二电极204。晶粒粘着层200(但不限定)为铜、铝、金、银、铁、镍或由上述至少二金属组合的合金所构成，第一电极202及第二电极204由金属所构成；晶粒粘着层200、第一电极202及第二电极204可使用相同材料所构成，并通过冲压工艺使形成分离的晶粒粘着层200、第一电极202及第二电极204；当然，晶粒粘着层200、第一电极202及第二电极也可以使用不相同材料所构成。
支撑件208设置于第一电极202及第二电极204上，且呈环状设置。于本实施方式中，支撑件208包含一卡合部2060，卡合部2060卡接于形成于第一电极202及第二电极204上的卡槽部2020、2040中。支撑件208可为聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide，PPA)、液晶聚合物(Liquid Crystalline Polymer，LCP)、聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）、硅树脂(silicone)、环氧树脂(epoxy)、玻璃、高分子材料、陶瓷材料、油墨防焊材料或金属材料所构成。其中当支撑件208为聚邻苯二甲酰胺、液晶聚合物、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、硅树脂、环氧树脂、玻璃或高分子材料所构成时，支撑件208可例如使用包覆射出等方式使成型于第一电极202及第二电极204上。
发光二极管晶粒22设置于晶粒粘着层200，并通过导线26电连接于第一电极202及第二电极204。于本实施方式中，发光二极管装置包含二发光二极管晶粒22，各发光二极管晶粒22为同侧电极结构(lateral electrode structure)的发光二极管晶粒，如图4所示。图4为图3中虚线绘示处的放大图，其中发光二极管晶粒22具有一半导体层220及设置于半导体层220上的二导电电极222a、222b，其中半导体层220的组成决定发光二极管晶粒22的发光光色。再者，发光二极管装置包含三条导线26，其中的一导线26跨设于第一电极202及其中的一发光二极管22的导电电极222b之间，其中的另一导线26跨设于第二电极204于另一发光二极管22的导电电极222a之间，另一导线26跨设于其中的一发光二极管22的导电电极222a及另一发光二极管22的导电电极222b之间，藉以使发光二极管晶粒22、第一电极202及第二电极204形成串联连接。实际实施时，发光二极管晶粒22、第一电极202及第二电极204也可以为并联连接。
再参阅图1，光学透镜24用以改变发光二极管晶粒22发出的光束的光强度分布。支撑件206将光学透镜24撑立于发光二极管晶粒20上方，使一光学腔室(optical cavity)27形成于发光二极管晶粒22及光学透镜24之间。光学腔室27内填充有折射率(index of refraction)等于1的物质，意即光学腔室27内填充有空气。光学透镜24可以为平凸透镜、凹凸透镜、双凸透镜、双凹透镜、平板透镜或菲涅耳(fresnel)透镜。于本实施方式中，光学透镜24以平凸透镜为例，光学透镜24的一入光面240为平面，光学透镜24的一出光面242为凸面，入光面240邻接于出光面242。
此外，发光二极管装置还包含一结合件28，所述结合件28设置于支撑件208及出光面242之间，藉以将光学透镜24固定于支撑件208上。于实际实施时，结合件28也可以设置于支撑件208及入光面242之间。
当发光二极管装置被点亮时，发光二极管晶粒22发出的光束是通过光学腔室27后进入光学透镜24，之后再由光学透镜24而向外界出射。由于光学腔室27内填充空气，因此由发光二极管晶粒22发出的光束在进入光学腔室27时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束，如图5所示。由图5所示的配光曲线C2可知，发光二极管装置在0度(对合于光轴I)两侧分别各35度的位置的照度可以达到20勒克斯(lux)以上，藉以提供小出光角度的光束。
其次，发光二极管装置出射的光束的出光角度变小，使得出光角度所对应的照度提高，可应用于需要高集中性且高照度的照明领域，如聚光灯、投光灯、探照灯、MR16、PAR灯、GU10、AR111、洗墙灯或手电筒。再者，发光二极管装置发出的具有小发光角度的光束可以直接地耦光至具特定收光角度的导光元件，以提高光利用率。
配合参阅图6，为本发明第二实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置主要用以提供一具有小发光角度的光束。发光二极管装置包含一高导热导体30、至少一发光二极管晶粒32、一光学透镜34、多个导线36及一覆盖层38。
高导热载体30包含一晶粒粘着层300、一第一电极302、一第二电极304、一连接件306及一支撑件308。第一电极302位于晶粒粘着层300的一侧(如图6右侧)，第二电极304位于晶粒粘着层300的另一侧(如图6中侧)，连接件306连接晶粒粘着层300、第一电极302及第二电极304。支撑件308呈环状地设置于第一电极302及第二电极304上。
发光二极管晶粒32设置于晶粒粘着层300，并通过导线36电连接于第一电极302及第二电极304。发光二极管晶粒32、第一电极302及第二电极304可呈串联连接或并联连接。
覆盖层38包覆发光二极管晶粒32及导线36，可避免水气渗入发光二极管晶粒32，以及导线36受外力影响而断裂。覆盖层38呈透光状，可供发光二极管晶粒32发出的光束通过，覆盖层38的材质可为硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy)、硅胶与环氧树脂混合物、高分子材料、玻璃或其他透光的材质。覆盖层38内部还可以包含光学扩散粒子380，光学扩散粒子380用以散射发光二极管晶粒32发出的光线，藉以提高由发光二极管装置出射的光束的均匀度。光学扩散粒子380的成分为二氧化硅(SiO2)粒子、氧化铝(Al2O3)粒子、氧化钛(TiO2)粒子、氟化钙(CaF2)粒子、碳酸钙(CaCO3)粒子、硫酸钡(BaSO4)粒子或其它可使光束产生散射现象的粒子。
支撑件308将光学透镜34撑立于发光二极管晶粒32上方，使一光学腔室37形成于发光二极管晶粒32及光学透镜34之间，光学腔室37中填充有空气。于本实施方式中，光学透镜34为凹凸透镜。发光二极管晶粒32发出的光束在通过光学腔室37时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
配合参阅图7，为本发明第三实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置主要用以提供一具有小发光角度的光束。发光二极管装置包含一高导热载体40、至少一发光二极管晶粒42、一光学透镜44、多个导线46及一粘着层48。
高导热载体40包含一高导热基板400、一绝缘层402、一防焊漆层404、一晶粒粘着层406、一第一电极408、一第二电极410、一连接件412及一支撑件414。绝缘层402设置于高导热基板400上方。晶粒粘着层406、第一电极408及第二电极410分别设置于绝缘层402上方，防焊漆层404设置于第一电极408及第二电极410上方。连接件412设置于晶粒粘着层406、第一电极408及第二电极410之间，用以连接晶粒粘着层406、第一电极408及第二电极410。支撑件414设置于防焊漆层404上，且支撑件414的一卡合部4140贯穿防焊漆层404、第一电极408、第二电极410、绝缘层402及高导热基板400。
发光二极管晶粒42设置于晶粒粘着层406上，并通过导线46以与第一电极408及第二电极410形成电性连接。发光二极管晶粒42、第一电极408及第二电极410可以为串联连接或并联连接，在本实施方式中，发光二极管晶粒42、第一电极408及第二电极410通过导线46而为串联连接。
覆盖层48包覆发光二极管晶粒42及导线46，用以避免水气渗入发光二极管晶粒42，以及导线46受外力冲击而断裂。覆盖层48内部还可以包含光波长转换粒子480。光波长转换粒子480用以与发光二极管晶粒42发出的部分光束发生波长转换，藉以改变发光二极管装置出射的光束的光色。光波长转换粒子480可为钇铝石榴石(YAG)荧光粉、硅酸盐(Silicate)荧光粉、铽铝石榴石(TAG)荧光粉、氧化物(Oxide)荧光粉、氮化物(Nitride)荧光粉、铝氧化物荧光粉或其它可提供光波长转换的荧光粉与材料。
支撑件414将光学透镜44撑立于发光二极管42上方，使一光学腔室47形成于发光二极管晶粒42及光学透镜44之间，光学腔室47内填充有空气。于本实施方式中，光学透镜44为双凸透镜。发光二极管晶粒42发出的光束在通过光学腔室47时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
配合参阅图8，为本发明第四实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置主要用以提供一具有小发光角度的光束。发光二极管装置包含一高导热载体50、至少一发光二极管晶粒52、一光学透镜54、多个导线56及一覆盖层58。
高导热载体50包含一高导热基板500、一绝缘层502、一防焊漆层504、一晶粒粘着层506、一第一电极508、一第二电极510、一连接件512及一支撑件514。绝缘层502设置于高导热基板500上方，晶粒粘着层506、第一电极508及第二电极510设置于绝缘层502上方，连接件512设置于晶粒粘着层506、第一电极508及第二电极510之间，用以连接晶粒粘着层506、第一电极508及第二电极510。防焊漆层504设置于第一电极508及第二电极510上方。
支撑件514设置于防焊漆层504上，支撑件514可以使用贴合、压合或粘合等方式设置于防焊漆上504。一胶材59设置于支撑件514及防焊漆层504之间，用以将支撑件514固定于防焊漆层504上。胶材59可例如为双面胶或胶水。
发光二极管晶粒52设置于晶粒粘着层506上，并通过导线56以与第一电极508及第二电极510形成电性连接。发光二极管晶粒52、第一电极508及第二电极510可以为串联连接或并联连接，在本实施方式中，发光二极管晶粒52、第一电极508及第二电极510通过导线56而为串联连接。
覆盖层58包覆发光二极管晶粒52及导线56，用以避免水气渗入发光二极管晶粒52，以及导线56受外力冲击而断裂。当然，覆盖层58内部还可以包含有光学扩散粒子(未图示)或光波长转换粒子(未图示)，其中光学扩散粒子可以提高由发光二极管装置出射的光束得均匀度，光波长转换粒子可以改变发光二极管装置出射的光束的光色。
支撑件514将光学透镜54撑立于发光二极管晶粒52上，使一光学腔室57形成于发光二极管晶粒52及光学透镜54之间，光学腔室57中填注有空气。于本实施方式中，光学透镜54为双凹透镜。发光二极管晶粒52发出的光束在通过光学腔室57时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
配合参阅图9，为本创作第五实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置主要用以提供一具有小发光角度的光束。发光二极管装置包含一高导热载体60、至少一发光二极管晶粒62、一光学透镜64、多个导线66及一覆盖层68。
高导热载体60包含一高导热基板600、一绝缘层602、一防焊漆层604、一晶粒粘着层606、一第一电极608、一第二电极610、一连接件612及一支撑件614。高导热基板600上形成有一凹部601，晶粒粘着层606设置于凹部601。绝缘层602设置高导热基板600上并环绕凹部601，第一电极608及第二电极610分别设置绝缘层602上方并位于凹部601两侧，第一电极608及第二电极610在绝缘层602上的设置面积小于绝缘层602在高导热基板600上的设置面积。防焊漆层604设置于第一电极608及第二电极610上并环绕凹部601，防焊漆层604在第一电极608及第二电极610上的设置面积小于第一电极608及第二电极610在绝缘层602上的设置面积。连接件612将第一电极608及第二电极610连接于绝缘层602上。支撑件614呈环型的设置于防焊漆层604上，且支撑件614及防焊漆层604之间更设置有一胶材69，胶材69用以将支撑件614固定于防焊漆层604上。
发光二极管晶粒62设置于晶粒粘着层606上，并通过导线66以与第一电极608及第二电极610形成电性连接。覆盖层68包覆发光二极管晶粒62及导线66，用以避免水气渗入发光二极管晶粒62，以及导线66受外力冲击而断裂。
支撑件614用以将光学透镜64撑立于发光二极管晶粒62上方，使一光学腔室67形成于发光二极管晶粒62及光学透镜64之间，光学腔室67中填注有空气。于本实施方式中，光学透镜64为平板透镜。发光二极管晶粒62发出的光束在通过光学腔室67时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
配合参阅图10，为本创作第六实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置主要用以提供一具有小发光角度的光束。发光二极管装置包含一高导热载体70、至少一发光二极管晶粒72、一光学透镜74及一覆盖层78。
高导热载体70包含一高导热基板700、一绝缘层702、一防焊漆层704、一晶粒粘着层706、一第一电极708、一第二电极710及一支撑件714。绝缘层702设置于高导热基板700上，第一电极708及第二电极708设置于绝缘层702上，防焊漆层704设置于第一电极708及第二电极710上。支撑件714呈环型的设置于防焊漆层704上，且支撑件714及防焊漆层704之间更设置有一胶材79，胶材79用以将支撑件714固定于防焊漆层704上。
发光二极管晶粒72设置于第一电极708及第二电极710上并与第一电极708及第二电极710形成电性连接。于本实施方式中，发光二极管晶粒72为覆晶晶粒，且发光二极管晶粒72的二导电电极720分别连接至第一电极708及第二电极710，藉以与第一电极708及第二电极710形成电性连接。
覆盖层78包覆发光二极管晶粒72，用以避免水气渗入发光二极管晶粒72中，而影响发光二极管装置的发光特性。其中覆盖层78可填注于第一电极708及第二电极708之间所形成的空缺中并呈弧状地包覆发光二极管晶粒72(如图10所示)，或者覆盖层78也可以仅围绕于发光二极管晶粒72周围(如图11所示)。
支撑件714用以将光学透镜74撑立于发光二极管晶粒72上方，使一光学腔室77形成于发光二极管晶粒72及光学透镜74之间，光学腔室77中填注有空气。于本实施方式中，光学透镜74为菲涅耳透镜。发光二极管晶粒72发出的光束在通过光学腔室77时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
配合参阅图12，为本发明第八实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置主要用以提供一具有小发光角度的光束。发光二极管装置包含一高导热载体80、至少一发光二极管晶粒82、一光学透镜84、多个导线86及一覆盖层88。
高导热载体80包含一高导热基板800、一绝缘层802、一防焊漆层804、一晶粒粘着层806、一第一电极808、一第二电极810、一连接件812及一支撑件814。绝缘层802设置高导热基板800上，晶粒粘着层806、第一电极808及第二电极808设置于绝缘层802上。连接件812设置于晶粒粘着层806、第一电极808及第二电极810之间，用以连接晶粒粘着层806、第一电极808及第二电极810。防焊漆层804设置于第一电极808及第二电极810上。
发光二极管晶粒82晶粒粘着层806上，并通过导线86以于第一电极808及第二电极810形成电性连接。覆盖层88包覆发光二极管晶粒82及导线86，用以避免水气渗入发光二极管晶粒82中，以及导线86受外力冲击而断裂。
支撑件814设置于防焊漆层804上，支撑件814可以通过网印工艺使设置于防焊漆层804上。支撑件814及防焊漆层804之间更设置有一胶材89，胶材89用以将支撑件814固定于防焊漆层804上。
光学透镜84设置于支撑件814上，且于本实施方式中，光学透镜84及支撑件814为一体成型。支撑件814将光学透镜84撑立于发光二极管晶粒82上，使一光学腔室87形成于发光二极管晶粒82及光学透镜84之间，光学腔室87中填注有空气。发光二极管晶粒82发出的光束在通过光学腔室87时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
配合参阅图13，为本发明第九实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置包含一高导热载体90、至少一发光二极管晶粒92、一光学透镜94、多个导线96及一覆盖层98。高导热载体90包含一高导热基板900、一晶粒粘着层906、一第一电极908、一第二电极910及一支撑件914。高导热基板900上形成有至二少穿孔部9060，晶粒粘着层906设置于高导热基板900的一上表面9002，第一电极908及第二电极910分别设置于高导热基板900的上表面9002，并分别通过穿孔部9060形成于高导热基板900的一下表面9004，所述下表面9004相对于上表面9002。
发光二极管晶粒92设置于晶粒粘着层906，并通过导线96与第一电极908及第二电极910形成电性连接。覆盖层98包覆发光二极管晶粒92及导线96。
支撑件914设置于高导热基板900上，且支撑件914及高导热基板900间设置有一胶材99，用以将支撑件914固定于高导热基板900上。支撑件914将光学透镜94撑立于发光二极管晶粒92上方，使一光学腔室97形成于发光二极管晶粒92及光学透镜94之间，光学腔室97中填充有空气。于本实施方式中，光学透镜94及支撑件914为一体成型。发光二极管晶粒92发出的光束在通过光学腔室97时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
配合参阅图14，为本发明第十实施方式的发光二极管装置的剖视图。发光二极管装置包含一高导热载体100、至少一发光二极管晶粒102、一光学透镜104、一导线106及一覆盖层108。高导热载体100包含一高导热基座1000、一第一电极1008、一第二电极1010及一支撑座1014。高导热基座1000具有一凹部1002及二穿孔部1004，第一电极1008及第二电极1010分别形成于凹部1002，并分别通过穿孔部1004延伸至高导热基座1000的一下表面1006。支撑座1014设置于高导热基座1000上，于本实施方式中，支撑座1014与高导热基座1000为一体成型，支撑座1014及高导热基座1000可使用陶瓷材料所构成，且通过烧结而为一体成型。
发光二极管晶粒102设置于第一电极1008上。于本实施方式中，发光二极管晶粒102为垂直电极结构(vertical electrode structure)的发光二极管晶粒。发光二极管晶粒102包含二导电电极1020a、1020b及一半导体层1022，电极1020a位于半导体层1022上方，并通过导线106与第二电极1010形成电性连接，电极1020b位于半导体层1022的下方并直接地与第一电极1008形成电性连接。覆盖层108设置于凹部1002中并包覆发光二极管晶粒102及导线108。
支撑件1014将光学透镜104撑立于发光二极管晶粒102上方，使一光学腔室107形成于发光二极管晶粒102及光学透镜104之间。发光二极管晶粒102发出的光束在通过光学腔室107时，因空气的小折射率而使得光束往光轴I的方向集中，如此一来，就可以缩小发光二极管装置发出的光束的发光角度，进而提供具有小发光角度的光束。
然以上所述者，仅为本发明的较佳实施方式，当不能限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。

Claims (28)

1.一种发光二极管装置，包含:
一高导热载体，包含一支撑件；
至少一发光二极管晶粒，设置于该高导热载体上；
一光学透镜，该支撑件将该光学透镜撑立于该发光二极管晶粒上方，使一光学腔室形成于该发光二极管晶粒及该光学透镜之间，该光学腔室内填注有空气。
2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该高导热载体还包含一高导热基板，该支撑件及该高导热基板为一体成型。
3.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该光学透镜及该支撑件为一体成型。
4.如权利要求1所述的发光二极管装置，还包含一覆盖层，该覆盖层包覆该发光二极管晶粒。
5.如权利要求4所述的发光二极管装置，其中该覆盖层的材质为硅胶、环氧树脂、硅胶与环氧树脂混合物、高分子材料或玻璃。
6.如权利要求4所述的发光二极管装置，还包含设置于该覆盖层内的光学扩散粒子。
7.如权利要求6所述的发光二极管装置，其中各该光学扩散粒子为二氧化硅粒子、氧化铝粒子、氧化钛粒子、氟化钙粒子、碳酸钙粒子或硫酸钡粒子。
8.如权利要求4所述的发光二极管装置，还包含设置于该覆盖层内的光波长转换粒子。
9.如权利要求8所述的发光二极管装置，其中各该光波长转换粒子为钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、铽铝石榴石荧光粉、氧化物荧光粉、氮化物荧光粉或铝氧化物荧光粉。
10.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该高导热载体还包含一高导热基板、一第一电极及一第二电极，该第一电极及该第二电极设置于该高导热基板上，该发光二极管晶粒电连接于该第一电极及该第二电极。
11.如权利要求10所述的发光二极管装置，其中该高导热载体还包含:
一绝缘层，设置于该高导热基板上，该第一电极及该第二电极设置于该绝缘层上；以及
一防焊漆层，设置于该第一电极及该第二电极上，该支撑件设置于该防焊漆层上。
12.如权利要求11所述的发光二极管装置，还包含一胶材，设置于该支撑件及该防焊漆层之间，用以将该支撑件固定于该防焊漆层上。
13.如权利要求12所述的发光二极管装置，其中该发光二极管晶粒为覆晶晶粒。
14.如权利要求10所述的发光二极管装置，还包含至少一导线，该发光二极管晶粒通过该导线与该第一电极及该第二电极形成电性连接。
15.如权利要求14所述的发光二极管装置，其中该高导热基板包含一上表面、一相对于该上表面的下表面，以及贯穿该上表面及该下表面的多个穿孔部，该第一电极及该第二电极分别设置于该上表面、该下表面及该穿孔部。
16.如权利要求14或15所述的发光二极管装置，其中该发光二极管晶粒为垂直电极结构的发光二极管晶粒。
17.如权利要求14或15所述的发光二极管装置，其中该发光二极管晶粒为同侧电极结构的发光二极管晶粒。
18.如权利要求17所述的发光二极管装置，其中该高导热载体还包含一晶粒粘着层，设置于该第一电极及该第二电极之间，该发光二极管晶粒设置于该晶粒粘着层，并通过该导线与该第一电极及该第二电极形成电性连接。
19.如权利要求18所述的发光二极管装置，其中该晶粒粘着层使用铜、铝、金、银、铁、镍及其合金的其中之一所构成。
20.如权利要求18所述的发光二极管装置，其中该高导热载体还包含多个连接件，分别设置于该晶粒粘着层与该第一电极及该晶粒粘着层与该第二电极之间，用以连接该晶粒粘着层、该第一电极及该第二电极。
21.如权利要求18所述的发光二极管装置，其中该高导热基板具有一凹部，该晶粒粘着层设置于该凹部，该发光二极管设置于该晶粒粘着层，并通过该导线与该第一电极及该第二电极形成电性连接。
22.如权利要求21所述的发光二极管装置，其中该高导热载体还包含一连接件，设置于该第一电极、该第二电极及该绝缘层之间，该连接件用以将该第一电极及该第二电极固定于该绝缘层上。
23.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该支撑件为聚邻苯二甲酰胺、液晶聚合物、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、硅树脂、环氧树脂、玻璃、陶瓷材料、油墨防焊材料或金属所构成。
24.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该支撑件为高分子材料。
25.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该光学透镜为平凸透镜、凹凸透镜、双凸透镜、双凹透镜、平板透镜及菲涅耳透镜的其中之一。
26.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该光学透镜的材质为硅胶、环氧树脂、硅胶与环氧树脂混合物、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃的其中之一。
27.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该光学透镜的材质为高分子材料。
28.如权利要求1所述的发光二极管装置，还包含一结合件，该结合件结合该支撑件及该光学透镜。
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