CN107768359A - 发光装置 - Google Patents

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CN107768359A CN201710700398.3A CN201710700398A CN107768359A CN 107768359 A CN107768359 A CN 107768359A CN 201710700398 A CN201710700398 A CN 201710700398A CN 107768359 A CN107768359 A CN 107768359A
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吕侊懋
陈啟鸣
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Abstract

本发明提出一发光装置，其包含：一基板及至少一LED发光元件。其中，该基板包含一第一表面、一第二表面、至少一透光区及至少二金属衬垫，透光区是由第一表面延伸至第二表面，二金属衬垫则设置于第一表面，而透光区设置于二金属衬垫之间。LED发光元件设置于透光区内、且与二金属衬垫电性连接。藉此，该发光装置可提供全周光出光效果。本发明另提出一种萤光体，可应用于上述LED发光元件等发光元件中，以使发光元件具有较佳的演色性、亮度和/或信赖性。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，尤其涉及一种可提供全周光出光效果的发光装置。
背景技术
由于发光二极管(LED)的制造成本降低，且LED具有亮度高、使用寿命长等特点，LED普遍地被应用于各种发光装置、发光元件或照明装置中，例如灯管。以现有的LED应用为灯管为例，多个LED芯片91设置于一基板92的表面921上，而朝向背离该表面921的方向出光(如图1A及图1B所示)。
然而，在此种设置下，LED芯片91所发射的光线将因基板92屏蔽，而使得整体装置的出光方向朝远离该基板92的表面921的方向为主，其中仅有少许(甚至没有)光线得以到达基板92的另一侧，故该发光装置仅能提供一半周光，也无法利用灯具上的反射片增加出光效果，实难以用于需要均匀照明的应用场合中。
另一方面，就色光而言，现有技术中通过红色、绿色及蓝色的LED芯片的组合来产生白光，然而，此配置的成本高，且各LED芯片的发光效率及光衰存有差异，因而造成组合出的白光的不稳定性。因此，衍生出另一种产生白光的方法，其通过蓝色LED芯片及黄色萤光粉的组合来形成白光，而在市面上不同的黄色萤光粉中，又以YAG萤光体(Y3Al5O12:Ce)最为广泛使用。然而，已有若干报告指出：YAG萤光体的添加容易导致发光装置的色彩饱和度(演色性)或亮度下降。
有鉴于此，提供一种可改善至少一种上述缺失的发光装置和/或萤光体乃为此业界待解决的问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种发光装置，以解决现有的发光装置难以提供全周光和/或演色性或亮度不理想的问题。
为达上述目的，本发明所揭示的发光装置，包含：基板及至少一LED发光元件。该基板包含一第一表面、一第二表面、至少一透光区及至少二金属衬垫，至少一透光区是由第一表面延伸至第二表面，至少二金属衬垫则设置于第一表面，而透光区设置于该至少二金属衬垫之间。该至少一LED发光元件设置于至少一透光区内、且与至少二金属衬垫电性连接。
较佳地，该至少一透光区为一实体的透光板，该至少一LED发光元件设置于该透光板上。
较佳地，该至少一LED发光元件为多个LED发光元件，该等LED发光元件设置于该透光板的一表面上。
较佳地，该至少一LED发光元件为多个LED发光元件，该等LED发光元件的一部分设置于该透光板的一表面上，而该等LED发光元件的另一部分设置于该透光板的另一表面上。
较佳地，该透光板是由具透光性的玻璃、塑胶、树脂、硅胶或陶瓷材料所制成。
较佳地，该透光区包含一镂空的通槽，该至少一LED发光元件容置于该通槽中。
较佳地，该透光区包含还包含二凹陷，该二凹陷分别设置于该通槽的两端，该至少一LED发光元件包含二电极，该二电极分别容置于该二凹陷中，以使该至少一LED发光元件容置于该通槽中。
较佳地，该基板的一厚度是小于该至少一LED发光元件的一外径，且容置于该通槽中的该至少一LED发光元件是突出于该第一表面。或者，该基板的一厚度是大于该至少一LED发光元件的一外径，且容置于该通槽中的该至少一LED发光元件是朝该基板的该第一表面偏置。
较佳地，发光装置还包含一透光外罩，其中，该基板及该至少一LED发光元件容置于该透光外罩中。较佳地，该透光外罩内填充有一惰性气体。
较佳地，该至少一LED发光元件包含多个LED芯片及一封装构件，该封装构件覆盖该等LED芯片，该封装构件包含一封装胶体及一第一萤光体。该第一萤光体的化学式可为如下：(YxTbyCez)3(AluGav)5O12；其中，0.93≤x≤0.98；0.01≤y≤0.03；0.01≤z≤0.03；0.6≤u≤0.8；0.2≤v≤0.4；其中，u+v＝1，x+y+z＝1。
该第一萤光体的化学式或为如下：(YxLuyCez)3(AluGav)5O12；其中，0.93≤x≤0.98；0.01≤y≤0.03；0.01≤z≤0.03；0.6≤u≤1；0≤v≤0.4；其中，u+v＝1，x+y+z＝1。
较佳地，该第一萤光体的该Tb及该Ce的摩尔浓度大致相同。或者，该第一萤光体的该Lu及该Ce的摩尔浓度大致相同。较佳地，该第一萤光体的一粒径介于11至18微米之间。
较佳地，该封装构件还包含一第二萤光体，该第二萤光体为一氮化物萤光体(CASN)或一氟化物萤光体(KSF)。
较佳地，该第二萤光体为该氮化物萤光体；以100重量份的该封装胶体为基准，该第一萤光体为20-50重量份，而该第二萤光体为1-5重量份。
较佳地，该第二萤光体为该氟化物萤光体；以100重量份的该封装胶体为基准，该第一萤光体为20-50重量份，而该第二萤光体为50-120重量份。
较佳地，该封装构件还包含一第二萤光体及一第三萤光体，该第二萤光体所激发的光线的主要波峰值，是小于该第三萤光体所激发的光线的主要波峰值；该第二及该三萤光体皆为一氮化物萤光体CASN)。较佳地，以100重量份的该封装胶体为基准，该第一萤光体为20-50重量份，该第二萤光体为1-5重量份，而该第三萤光体为0.3-3重量份。
藉此，本发明的发光装置能至少提供以下的有益效果：
1.基板包含透光区，以使自LED发光元件发射的光线可由透光区穿过基板，不被基板阻挡，换言之，光线的方向及角度较不受基板所局限，而使发光装置能提供出全周光的出光效果。
2.在第一萤光体中通过Lu或Tb的添加，可改善发光装置的演色性，且改善其亮度随使用时间衰减的情形，藉以提升发光装置的效能及信赖性。
为让上述目的、技术特征及技术效果能更明显易懂，下文是以较佳的实施例配合附图进行详细说明。
附图说明
图1A及图1B为现有技术中的发光装置的俯视图及仰视图；
图2A及图2B为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的俯视图及仰视图；
图3A及图3B分别为依据本发明的第1和第2较佳实施例的发光装置的前视图；
图4为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的立体图；
图5A及图5B为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的前视图及剖面图；
图6为依据本发明的第4较佳实施例的发光装置的前视(剖面)图；
图7A及图7B为依据本发明的较佳实施例中第一萤光体含Tb的发光装置的频谱图；以及
图8A及图8B为依据本发明的较佳实施例中第一萤光体含Lu的发光装置的频谱图。
图9为依据本发明的较佳实施例的发光装置的电路布局图。
附图标号说明
1A、1B、2A、2B 发光装置
10：基板
11：第一表面
12：第二表面
13：透光区
131：透光板
131a：表面
131b：另一表面
132：通槽
132a：凹陷
14：金属衬垫
20：LED发光元件
21：电极
22：电连接件
D1、D2：厚度
L1、L2：外径
91：芯片
92：基板
921：表面
具体实施方式
请参阅图2A至图3A所示，其为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的俯视图、仰视图及前视图。发光装置1A包含一基板10及至少一LED发光元件20，各元件的技术内容说明如下。
基板10可为一印刷电路板(PCB)，其包含一第一表面11、一第二表面12、至少一透光区13及至少二金属衬垫14。第一表面11与第二表面12是相对设置，且同为发光装置1A的出光面，表示光线可自第一表面11及第二表面12朝远离基板10的两相对方向(即法向)发出，俾使发光装置1A提供一全周光的出光效果。
至少一透光区13在本实施例中包含多个透光区13(图2A至图3A仅获取其中一透光区13为例)。透光区13为光线行进不会受屏蔽的一区域，其设置于基板10上，并由第一表面11延伸至第二表面12；换言之，透光区13贯穿基板10，俾使LED发光元件20设置于透光区13时，其出光方向不会因基板10的屏蔽，而局限于特定方向。更具体而言，基板10通过切割加工形成至少一矩形通槽，以作为透光区13，各个透光区13中均设置且固定有一实体的透光板131，而透光板131较佳地由具透光性的玻璃、塑胶、树脂、硅胶或陶瓷材料(或者是孔隙较大或多的陶瓷材料)所制成。
再者，每一透光区13对应至二金属衬垫14，金属衬垫14设置于第一表面11上，且沿着各个透光区13所延伸的方向，相对地设置于各个透光区13的两侧。即，各个透光区13设置于二金属衬垫14之间。此外，二金属衬垫14可分别与透光区13的二侧边相间隔，金属衬垫14不接触透光区13。
至少一LED发光元件20设置于至少一透光区13中，而本实施例中透光区13为多个，至少一LED发光元件20同样包含多个LED发光元件20(在图2A至图3A中，仅获取其中一LED发光元件20为例)。该等LED发光元件20为全周光的发光元件，且其外观可类似一灯丝或一灯条，其分别包含二电极21、二电连接件22、多个LED芯片(未示出)、一子基板(未示出)及一封装构件23。子基板可为金属基板、蓝宝石基板、玻璃基板、或透明陶瓷基板等，而该等LED芯片沿一方向设置于子基板上，且该等LED芯片可全部设置于子基板的一表面，或一部分设置于子基板的一表面、另一部份设置于子基板的另一表面。二电极21也设置于子基板的表面上、与LED芯片电性连接、且位于LED芯片的两侧；电连接件22可为导线、针脚(pin)或连接器，其一端电性连接至电极21。封装构件23则包覆LED芯片、子基板、电极21及电连接件22的一端，而电连接器22的另一端则露出封装构件23外；子基板及电极21也可部分地露出封装构件23外。
LED发光元件20的长度及宽度均小于或等于透光区13的长度及宽度，而设置于透光板131的一表面131a上(表面131a与第一表面11可为齐平或有段差)。LED发光元件20的二电连接件22分别与第一表面11上的二金属衬垫14形成电性连接(例如通过焊接方式)，俾使LED发光元件20内的LED芯片可随电源的导通而产生光线(例如为蓝光)，而封装构件23内部所含的萤光体将为该光线所激发出黄光等色光，以与蓝光相混合而形成白光。此外，该等LED发光元件20可为相互串联、并联或串并联的电路配置者。
在其他实施例中(未示出)，该等LED发光元件20的电连接件22也可直接电性连接，使得该等LED发光元件20构成一条状结构，然后位于两侧的LED发光元件20的电连接件22再电性连接至基板10的金属衬垫14；此时，基板10可仅包含一个透光区13及二个金属衬垫14，且透光区13的长度大于或等于该等LED发光元件20所构成的条状结构的长度。
请复参阅图2A及图3A，封装构件23可包含一封装胶体及一第一萤光体(未示出)，第一萤光体可选自由下述所构成的群组中的一或多者：Sr5(PO4)3Cl:Eu2+、(Sr,Ba)MgAl10O17:Eu2+、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+、SrBaSiO4:Eu2+、CdS:In、CaS:Ce3+、Y3(Al,Gd)5O12:Ce2+、Ca3Sc2Si3O12:Ce3+、SrSiON:Eu2+、ZnS:Al3+,Cu+、CaS:Sn2+、CaS:Sn2+,F、CaSO4:Ce3+,Mn2+、LiAlO2:Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+、ZnS:Cu+,Cl-、Ca3WO6:U、Ca3SiO4Cl2:Eu2 +、SrxBayClzAl2O4-z/2:Ce3+,Mn2+(X:0.2、Y:0.7、Z:1.1)、Ba2MgSi2O7:Eu2+、Ba2SiO4:Eu2+、Ba2Li2Si2O7:Eu2+、ZnO:S、ZnO:Zn、Ca2Ba3(PO4)3Cl:Eu2+、BaAl2O4:Eu2+、SrGa2S4:Eu2+、ZnS:Eu2 +、Ba5(PO4)3Cl:U、Sr3WO6:U、CaGa2S4:Eu2+、SrSO4:Eu2+,Mn2+、ZnS:P、ZnS:P3-,Cl-、ZnS:Mn2+、CaS:Yb2+,Cl、Gd3Ga4O12:Cr3+、CaGa2S4:Mn2+、Na(Mg,Mn)2LiSi4O10F2:Mn、ZnS:Sn2+、Y3Al5O12:Cr3 +、SrB8O13:Sm2+、MgSr3Si2O8:Eu2+,Mn2+、α-SrO·3B2O3:Sm2+、ZnS-CdS、ZnSe:Cu+,Cl、ZnGa2S4:Mn2+、ZnO:Bi3+、BaS:Au,K、ZnS:Pb2+、ZnS:Sn2+,Li+、ZnS:Pb,Cu、CaTiO3:Pr3+、CaTiO3:Eu3+、Y2O3:Eu3+、(Y,Gd)2O3:Eu3+、CaS:Pb2+,Mn2+、YPO4:Eu3+、Ca2MgSi2O7:Eu2+,Mn2+、Y(P,V)O4:Eu3+、Y2O2S:Eu3+、SrAl4O7:Eu3+、CaYAlO4:Eu3+、LaO2S:Eu3+、LiW2O8:Eu3+,Sm3+、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+,Mn2+、Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+、ZnS:Mn2+,Te2+、Mg2TiO4:Mn4+、K2SiF6:Mn4+、SrS:Eu2+、Na1.23K0.42Eu0.12TiSi4O11、Na1.23K0.42Eu0.12TiSi5O13:Eu3+、CdS:In,Te、CaAlSiN3:Eu2+、CaSiN3:Eu2+、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu2+、以及Eu2W2O7。
在本实施例中，第一萤光体采用一种特定的黄绿色的萤光体，其可将LED芯片所发出的光线(主要波峰值例如可介于为420至490纳米之间)的一部分转换为不同峰值的次光线(主要波峰值例如可介于535至565纳米之间，或600至610纳米之间)，而未被第一萤光体所吸收的光线将与次光线混合，而形成一白光。
详细而言，第一萤光体以YAG或GaYAG等石榴石材料为基础，添加铽(Terbium，符号为Tb)及镏(Lutetium，符号为Lu)的其中一者。以添加Tb为例，第一萤光体的化学式如下：(YxTbyCez)3(AluGav)5O12；其中，符号x、y、z表示Y、Tb及Ce的相对比例，且0.93≤x≤0.98、0.01≤y≤0.03、0.01≤z≤0.03，x+y+z＝1；符号u、v表示Al及Ga的相对比例，且0.6≤u≤0.8、0.2≤v≤0.4，u+v＝1。
较佳地，Tb及Ce的摩尔浓度可大致相同。又，为提升发光装置1A的色温分布，第一萤光体的粒径较佳地小于20微米，粒径更佳地介于11至18微米之间。此外，若封装构件23仅使用第一萤光体，以100重量份的封装胶体为基准，第一萤光体的含量为10至30重量份。
在调整发光装置1A的色温的情形下，可使封装构件23还包含一第二萤光体(未示出)，混合于封装胶体中，第二萤光体较佳地为氮化物萤光体(化学式为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2 +，简称CASN)或为氟化物萤光体(化学式为K2SiF6:Mn4+，简称KSF)。此外，第一萤光体的主要波峰值(例如介于535至565纳米之间)小于第二萤光体的主要波峰值，通过两不同波峰值的第一及第二萤光体，可有效提高发光装置1A的LED发光元件20的演色性及显色指数中的饱和红色(R9)。
当选用氮化物萤光体(CASN)作为第二萤光体，且以100重量份的封装胶体为基准时，第一萤光体的含量可为20至50重量份，而第二萤光体的含量可为1至5重量份；当选用氟化物萤光体(KSF)作为第二萤光体，且以100重量份的封装胶体为基准时，第一萤光体的含量可为20至50重量，第二萤光体的含量可为50至120重量份。
此外，当选用氮化物萤光体(CASN)作为第二萤光体时，封装构件23可还包含同为氮化物萤光体(CASN)的一第三萤光体(未示出)；第二萤光体所激发的光线的主要波峰值，是小于该第三萤光体所激发的光线的主要波峰值；且以100重量份的封装胶体为基准时，第一萤光体的含量可为20至50重量份，第二萤光体的含量可为1至5重量份，第三萤光体的含量可为0.3至3重量份。
接下来，将搭配不同实施例说明发光装置1A的LED发光元件20中，添加含Tb的第一萤光体所具有的功效。
在第一实施例中，在封装胶体23中添加含Tb的第一萤光体作为主要的黄绿萤光体，再提供采YAG萤光体作为黄绿萤光体的发光装置作为第一对比例，两发光装置所采用的具体元件及各萤光体列表如下：
在制程上，首先该等LED芯片固晶(焊接)在LED发光元件20的子基板(未示出)上；随后，第一萤光体、第二萤光体及第三萤光体混合入封装胶体中，以形成封装构件23的原料；接着，含有各萤光体的封装胶体覆盖于LED芯片并进行烘烤，藉此形成LED发光元件20。
为较佳地显示发光装置1A的功效，接着提供各萤光体间比例略有不同的发光装置1A的第二实施例，其中封装胶体中同样添加有含Tb的第一萤光体，并提供另一含YAG萤光体的发光装置作为第二对比例，两发光装置所采用的具体元件及萤光体列表如下：
在常温下驱动第一实施及对比例和第二实施及对比例时，四种发光装置的各种特性如下表所示。由该表可知，在暖色温(3000K)的色光下，采用含Tb的第一萤光体的发光装置1A(第一实施例)可具有与第一对比例的发光装置相当的演色性(CRI)，而亮度则有所提升。而在冷色温(5700K)的色光下，采用含Tb的第一萤光体的发光装置1A(第二实施例)可具有与第二对比例的发光装置相当的亮度，而演色性则有所提升。
实验 色温 CIE-x CIE-y CRI Δlm(％)
第一实施例 3000K 0.434 0.394 84 100.2％
第一对比例 3000K 0.439 0.398 84.6 100％
第二实施例 5700K 0.335 0.341 84.6 99.8％
第二对比例 5700K 0.335 0.344 84.4 100％
此外，为测试发光装置1A以及对比用的发光装置的信赖性，两发光装置于压力锅测试下的频谱图如图7A及图7B所示，而其测试结果列于下表。由该表可知，在启动48小时后，发光装置1A(第一实施例)可维持一定水准的亮度，而第一对比例的发光装置的亮度则略有缩减。
综上，发光装置1A的LED发光元件20采用含Tb的第一萤光体时，可具有较佳的演色性、亮度及信赖性，故可提供较为理想的发光效果。
以上阐述了含Tb的萤光体的技术内容及效果，接着说明含Lu的萤光体的技术内容，而两者间的内容可互相参考，故相同的部分将省略或简化。
第一萤光体的化学式为：(YxLuyCez)3(AluGav)5O12；其中，0.93≤x≤0.98、0.01≤y≤0.03、0.01≤z≤0.03、0.6≤u≤1、0≤v≤0.4、u+v＝1、x+y+z＝1。较佳地，Lu及Ce的摩尔浓度较佳地大致相同。如上所述，第一萤光体的粒径较佳地介于11至18微米，以提升发光装置1A的色温分布。此外，封装构件23可选择还包含一第二萤光体，例如氮化物萤光体(CASN)或氟化物萤光体(KSF)，以调整发光装置1A的色温。
当选用氮化物萤光体(CASN)作为第二萤光体，且以100重量份的封装胶体为基准时，第一萤光体的含量可为20至50重量份，第二萤光体的含量可为1至5重量份；另一方面，当选用氟化物萤光体(KSF)作为第二萤光体，且以100重量份的封装胶体为基准时，第一萤光体的含量可为20至50重量份，第二萤光体的含量可为50至120重量份。
相应地，当选用氮化物萤光体(CASN)作为第二萤光体时，封装构件可还包含同为氮化物萤光体(CASN)的一第三萤光体，第二萤光体所激发的光线的主要波峰值，是小于该第三萤光体所激发的光线的主要波峰值；且以100重量份的封装胶体为基准时，第一萤光体的含量可为20至50重量份，第二萤光体的含量可为1至5重量份，第三萤光体的含量可为0.3至3重量份。
接下来，也搭配不同实施例说明于封装构件23中添加含Lu的第一萤光体后，发光装置1A所能具有的功效。
在第三实施例中，在封装胶体中添加含Lu的第一萤光体作为主要的黄绿萤光体，同时提供以YAG萤光体作为黄绿萤光体的发光装置作为第三对比例，两发光装置所采用的具体元件及萤光体列表如下：
接着，提供各萤光体间比例略有不同的发光装置1A的第四及第五实施例，其中封装胶体中同样添加有含Lu的第一萤光体，并提供另一含YAG萤光体的现有发光装置作为第四及第五对比例，四发光装置所采用的具体元件及萤光体列表如下：
在常温下驱动第三实施及对比例时，二发光装置的各种特性如下表所示。由该表可知，在暖色温(3000K)的色光下，采用含Lu的第一萤光体的发光装置1A(第三实施例)具有与第三对比例的发光装置相当的亮度，而其演色性(CRI)则有所提升。
实验 色温 CIE-x CIE-y CRI Δlm(％)
第三实施例 3000k 0.439 0.398 84.4 99.8％
第三对比例 3000k 0.438 0.398 83.8 100％
此外，为测试本发明所提供的发光装置1A以及对比的发光装置的信赖性，第三实施及对比例中的两发光装置进行压力锅测试，其频谱图如图8A及图8B所示，而测试结果则列于下表中。由该表可知，在启动48小时后，发光装置1A(第三实施例)所面临的亮度衰减情形，明显小于第三对比例的发光装置的亮度衰减情形。
接着，第四实施及对比例以及第五实施及对比例的四发光装置将长时间放置于相同条件的环境下，进行信赖性测试，其测试结果则列于下表中(RH表示相对湿度，IF表示顺向电流)。由该表可知，在相同条件下，发光装置1A(第四及第五实施例)所面临的亮度衰减情形，同样小于第四及第五对比例的发光装置的亮度衰减情形。
因此，当发光装置1A的LED发光元件20采用含Lu的第一萤光体时，可具有较佳的演色性、亮度及信赖性，而得以提供较为理想的发光效果。
另外，就结构而言，发光装置1A更进一步包含一透光外罩(未示出)，而基板10及LED发光元件20均被容置于透光外罩中。透光外罩内可再填充一惰性气体，藉以辅助排除LED发光元件20的运作期间所产生的热能。请参阅图9，发光装置1A的LED发光元件20可采一高压线性电路来驱动，也就是，基板10上可直接设置一高压线性的驱动芯片(driver IC)及相搭配的电子元件，然后LED发光元件20串并联后，再电性连接至驱动芯片及电子元件。
以上是发光装置1A的技术内容的说明，接着说明依据本发明其他实施例的发光装置的技术内容，而各实施例的发光装置的技术内容应可互相参考，故相同的部分将省略或简化。
请参阅图3B所示，其为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置的前视图。发光装置1B与发光装置1A不同处至少在于：发光装置1B包含有多个LED发光元件20，且基板10也包含多个透光区13(透光板131)；其中，LED发光元件20及金属衬垫14是成对交错地设置于基板10的两侧。
具体而言，发光装置1B包含基板10及多个LED发光元件20，而于基板10的透光区13内的透光板131a定义有一表面131a及另一表面131b；表面131a较佳地与第一表面11位于同一平面，而另一表面131b则较佳地与第二表面12位于同一平面。其中，金属衬垫14设置于基板的第一表面11及第二表面12，而该等LED发光元件20的一部分设置于透光板13的表面131a上，且其两端的电连接件22可通过焊接等方式与第一表面11上的金属衬垫14形成电性连接，而该等LED发光元件20的另一部分设置于透光板13的另一表面131b上，且同样通过电连接件22与第二表面12上的金属衬垫14形成电性连接。
藉此，发光装置1B也可提供一全周光的照明，且相较于发光装置1A中，自第二表面12出光的光线均需经透光板131后射出，过程中可能导致部分光能的耗损，而使得二出光面的发光效果不对等，然而在发光装置1B中，LED发光元件20交替地设置于基板10的第一表面11及第二表面，可使二出光面的发光效果更为一致。
接着，请参阅图4至图5B所示，其分别为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的立体图、前视图及剖面图。发光装置2A与发光装置1A不同处至少在于：发光装置2A的透光区13是为一镂空的通槽132，而LED发光元件20设置于通槽132中。
具体而言，透光区13经加工后形成自第一表面11延伸至第二表面12的镂空的通槽132，通槽132的长度及宽度略大于或等于LED发光元件20的长度及宽度，俾使LED发光元件可置放于其中。此外，通槽132的两端分别设置有可容置LED发光元件20的电极21或电连接件22的凹陷132a，藉以提升LED发光元件20放置的稳定度。另在其他实施例中，金属衬垫14也可设置于通槽132的凹陷132a中(未示出)，以使LED发光元件20的电极21或电连接件22可与金属衬垫14相接触，以形成更为直接且可靠的电性连接。
在本实施例中，基板10的厚度D1小于LED发光元件20的外径L1，故容置于通槽132中的LED发光元件20将突出于基板10的第一表面11。
藉此设置，由LED发光元件20所发出的光线可避免因基板10的屏蔽，而局限于特定方向，同时也不需经历任何折射，而可直接地朝远离第一表面11及第二表面12的方向行进。因此，发光装置2A可同样提供全周光，且朝基板10两侧行进的光线均未经历任何折射，而得以保有较高亮度。
再请参阅图6，其为依据本发明的第4较佳实施例的发光装置的前视(剖面)图。发光装置2B与发光装置2A不同处至少在于：发光装置2B的基板10的厚度D2是大于LED发光元件20的外径L2，而容置于通槽132中的LED发光元件20是朝基板10的第一表面11偏置。
更具体而言，发光装置2B的LED发光元件20不会突出于基板10的第一表面11，此种设置近似于将LED发光元件20嵌入基板10之中。藉此，在提供一高亮度的全周光的同时，可避免LED发光元件20受外力而造成其本身或两侧电性连接的毁损。
本发明中所揭示的发光装置实施例，另外可以在发光装置的基板10的正上方以及正下方设置一可透光的透镜(未示出)，因此则可以在透镜以及基板10之间形成真空密封腔体，而该透镜可以为散热的材料所构成，例如玻璃。而本发明中所使用的LED发光元件20于发光的过程之中会产生大量的热能，而为了能够增加发光元件的散热，则另外可以在透镜与基板10之间所形成的空腔(未示出)中填入具有低粘滞系数高导热率气体，例如氦气、氢气或氦气与氢气的混合气体，其气体压力为在室温下50至1520Torr，如此则可以于腔体中形成有效散热的对流；另一方面所述LED发光元件20体积小，更容易形成有效的气体对流；从而可以有效地把LED发光元件20工作时产生的热经所述气体的对流和热传导再经透镜散发掉。另外，LED发光元件20被氦气等惰性气体或其他低粘滞系数气体保护并真空密封，完全不受周围环境中的水汽等的影响，使LED发光元件20以及其中的LED芯片的寿命更长。
综上，依据本发明的各较佳实施例的发光装置至少可提供以下有益的效果：
1.基板的透光区使自LED发光元件发射的光线方向及角度将不受基板的表面所局限，而使发光装置能提供出全周光的出光效果。
2.第一萤光体中通过Lu或Tb的添加，可改善发光装置的演色性，且有效减缓其亮度随使用时间衰减的情形，藉以提升发光装置的效能及信赖性。
另说明的是，第一萤光体并不局限应用于上述较佳实施例所揭示的发光装置及其LED发光元件中，其可广泛应用于各种用以产生白光或黄光的发光装置及发光元件中，且设置于该发光装置及元件的用以转换光线的封装构件中。申言之，添加Lu或Tb的第一萤光体本身的技术内容应可构成一独立的发明标的，或者与封装胶体配合构成另一独立的发明标的。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施例，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (21)

1.一种发光装置，包含：
基板，包含第一表面、第二表面、至少一透光区及至少二金属衬垫，所述至少一透光区是由所述第一表面延伸至所述第二表面，所述至少二金属衬垫设置于所述第一表面，而所述至少一透光区设置于所述至少二金属衬垫之间；以及
至少一LED发光元件，设置于所述至少一透光区内、且与所述至少二金属衬垫电性连接。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述至少一透光区为实体的透光板，所述至少一LED发光元件设置于所述透光板上。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其中，所述至少一LED发光元件为多个LED发光元件，所述等LED发光元件设置于所述透光板的表面上。
4.根据权利要求2所述的发光装置，其中，所述至少一LED发光元件为多个LED发光元件，所述等LED发光元件的部分设置于所述透光板的表面上，而所述等LED发光元件的另一部分设置于所述透光板的另一表面上。
5.根据权利要求2至4任一项所述的发光装置，其中，所述透光板是由具透光性的玻璃、塑胶、树脂、硅胶或陶瓷材料所制成。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述透光区包含镂空的通槽，所述至少一LED发光元件容置于所述通槽中。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其中，所述透光区包含还包含二凹陷，所述二凹陷分别设置于所述通槽的两端，所述至少一LED发光元件包含二电极，所述二电极分别容置于所述二凹陷中，以使所述至少一LED发光元件容置于所述通槽中。
8.根据权利要求6或7所述的发光装置，其中，所述基板的厚度是小于所述至少一LED发光元件的外径，且容置于所述通槽中的所述至少一LED发光元件是突出于所述第一表面。
9.根据权利要求6或7所述的发光装置，其中，所述基板的厚度是大于所述至少一LED发光元件的外径，且容置于所述通槽中的所述至少一LED发光元件是朝所述基板的所述第一表面偏置。
10.根据权利要求1所述的发光装置，还包含透光外罩，其中，所述基板及所述至少一LED发光元件容置于所述透光外罩中。
11.根据权利要求10所述的发光装置，其中，所述透光外罩内填充有惰性气体。
12.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述至少一LED发光元件包含多个LED芯片及封装构件，所述封装构件覆盖所述等LED芯片，所述封装构件包含封装胶体及第一萤光体，所述第一萤光体的化学式如下：
(YxTbyCez)3(AluGav)5O12；
其中，0.93≤x≤0.98；0.01≤y≤0.03；0.01≤z≤0.03；0.6≤u≤0.8；0.2≤v≤0.4；其中，u+v＝1，x+y+z＝1。
13.根据权利要求12所述的发光装置，其中，所述第一萤光体的所述Tb及所述Ce的摩尔浓度大致相同。
14.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述至少一LED发光元件包含多个LED芯片及封装构件，所述封装构件覆盖所述等LED芯片，所述封装构件包含封装胶体及第一萤光体，所述第萤光体的化学式如下：
(YxLuyCez)3(AluGav)5O12；
其中，0.93≤x≤0.98；0.01≤y≤0.03；0.01≤z≤0.03；0.6≤u≤1；0≤v≤0.4；其中，u+v＝1，x+y+z＝1。
15.根据权利要求14所述的发光装置，其中，所述第一萤光体的所述Lu及所述Ce的摩尔浓度大致相同。
16.根据权利要求12至15任一项所述的发光装置，其中，所述第一萤光体的粒径介于11至18微米之间。
17.根据权利要求12至15任一项所述的发光装置，其中，所述封装构件还包含第二萤光体，所述第二萤光体为氮化物萤光体(CASN)或氟化物萤光体(KSF)。
18.根据权利要求17所述的发光装置，其中，所述第二萤光体为所述氮化物萤光体；以100重量份的所述封装胶体为基准，所述第一萤光体为20-50重量份，而所述第二萤光体为1-5重量份。
19.根据权利要求17所述的发光装置，其中，所述第二萤光体为所述氟化物萤光体；以100重量份的所述封装胶体为基准，所述第一萤光体为20-50重量份，而所述第二萤光体为50-120重量份。
20.根据权利要求12至15任一项所述的发光装置，其中，所述封装构件还包含第二萤光体及第三萤光体，所述第二萤光体所激发的光线的主要波峰值，是小于所述第三萤光体所激发的光线的主要波峰值；所述第二及所述三萤光体皆为氮化物萤光体(CASN)。
21.根据权利要求20所述的发光装置，其中，以100重量份的所述封装胶体为基准，所述第一萤光体为20-50重量份，所述第二萤光体为1-5重量份，而所述第三萤光体为0.3-3重量份。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101645439A (zh) * 2008-08-04 2010-02-10 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 发光二极管
CN103972358A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 廖旭文 双面发光的led灯板结构及其制造方法
CN105226167A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 杭州电子科技大学 一种全角度发光的柔性led灯丝及其制造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101645439A (zh) * 2008-08-04 2010-02-10 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 发光二极管
CN103972358A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 廖旭文 双面发光的led灯板结构及其制造方法
CN105226167A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 杭州电子科技大学 一种全角度发光的柔性led灯丝及其制造方法

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