CN203826381U - Led发光装置 - Google Patents

Abstract

一种LED发光装置，包括电路板以及安装于电路板上的直流LED裸晶、多个电子元件、及两个封装体。上述电压抑制元件以及直流LED裸晶呈并联地电性连接，电子元件包含有LED驱动元件、整流元件、及电压抑制元件，所述两个封装体分别包覆直流LED裸晶与该电子元件于其内。电路板用以电性连接于交流电源，使交流电源所提供的交流电力经由电路板与该电子元件的传输与转换，而能使直流LED裸晶发光。并且当电压抑制元件所承受的电压大于电压临界值时，所述电压抑制元件形成实质上的短路（或低阻抗）路径。

Description

LED发光装置

技术领域

本实用新型涉及一种发光装置，且特别是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，本实用新型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：中国台湾实用新型第M472157号专利），其可直接应用于市电系统，即无须额外再安装交流-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发光装置并无任何相关的保护电路予以保护。因此，当施加于LED发光装置的电压过大时，将易导致其内的直流LED裸晶损坏。

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实用新型。

实用新型内容

本实用新型实施例在于提供一种LED发光装置，其能在以交流电力直接驱动发光的前提下，有效地避免因超额的电压损坏其内的直流LED裸晶。

本实用新型实施例提供一种LED发光装置，该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，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，所述电子元件线路电性连接于所述LED线路，而所述电极电性连接于所述电子元件线路；至少一直流LED裸晶，所述直流LED裸晶装设于所述LED线路上；多个电子元件，所述电子元件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、一整流元件及一电压抑制元件，而所述电压抑制元件以及所述直流LED裸晶呈并联地电性连接；一第一封装体，呈透光状，所述第一封装体形成于所述第一表面且所述直流LED裸晶包覆于所述第一封装体内；以及一第二封装体，所述第二封装体形成于所述第一表面且所述电子元件包覆于所述所述第二封装体内；其中，所述电极电性连接于一交流电源，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直流LED裸晶发光；并且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。

进一步地，所述电压抑制元件以及所述整流元件呈并联地电性连接。

进一步地，所述电压抑制元件为设置于所述整流元件之后的单向元件或双向元件，或者，所述电压抑制元件为设置于所述整流元件之前的双向元件。

进一步地，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。

进一步地，所述第一封装体具有一远离所述电路板的出光面，所述反射面覆盖在远离所述电路板的内阻隔墙的顶缘，所述反射面与所述出光面呈共平面设置，并且所述反射面与所述出光面呈无间隙地相连。

进一步地，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。

进一步地，所述LED发光装置进一步具有呈圆形且设置于所述电路板的一内阻隔墙与一外阻隔墙，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，且所述直流LED裸晶位于所述内容置空间中；所述外阻隔墙位于所述内阻隔墙的外侧，并且所述外阻隔墙的圆心与所述内阻隔墙的圆心重叠，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，且所述电子元件呈圆环状地排列设置于所述外容置空间中，而所述电极至少部分地显露于所述外阻隔墙之外。

进一步地，远离所述基板的所述内阻隔墙的顶缘至所述基板的第一表面的距离大于任一个所述直流LED裸晶的顶缘至所述基板的第一表面的距离。

进一步地，远离所述基板的所述外阻隔墙的顶缘至所述基板的第一表面的距离大于任一个所述电子元件的顶缘至所述基板的第一表面的距离。

进一步地，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。

综上所述，本实用新型实施例所提供的LED发光装置，其能在以交流电力直接驱动发光的前提下，通过第二封装体内设有电压抑制元件，藉以有效地避免因超额的电压而造成LED发光装置内的电子元件或直流LED裸晶损坏。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1为本实用新型LED发光装置的立体示意图。

图2为图1的剖视示意图。

图3为图1的分解示意图。

图4为图1的另一分解示意图。

图5为图1的又一分解示意图。

图6为本实用新型LED发光装置的反射面的反射率示意图。

图7为本实用新型LED发光装置连接交流电源的发光示意图。

图8A为图7的部分电路示意图。

图8B为图7另一态样的部分电路示意图。

图9为本实用新型LED灯具的示意图。

图10为本实用新型LED灯具另一态样的示意图。

【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

121LED 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 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 出光面

7 第二封装体

71 反射面

200 光学配件

201 反射杯

202、202’ 开口

300 交流电源

具体实施方式

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

请参阅图1和图2所示，本实施例为一种LED发光装置100，包括一电路板1、设于电路板1上的一内阻隔墙2与一外阻隔墙3、设于电路板1上的多个直流LED裸晶4与多个电子元件5、设于电路板1与内阻隔墙2所包围的空间内的一第一封装体6、及设于内阻隔墙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5，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）设置于金属基板和电路层12之间，介电层覆盖于金属基板的板面上，且介电层的边缘大致与金属基板的边缘切齐。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。而于本实施例中，基板11是以绝缘基板为例。

所述电路层12设于基板11的第一表面111，且电路层12具有一LED线路121、一电子元件线路122、及两个电极123，上述电子元件线路122电性连接于LED线路121，而两个电极123则电性连接于电子元件线路122。须说明的是，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顶缘，其至基板11第一表面111的距离（相当于内阻隔墙2的高度）大于任一直流LED裸晶4顶缘至基板11第一表面111的距离（相当于直流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至少部分显露于内容置空间21，用以供直流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亦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顶缘，其至基板11第一表面111的距离（相当于外阻隔墙3的高度）大于任一电子元件5顶缘至基板11第一表面111的距离（相当于电子元件5的高度）。而于本实施例中，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共同包围界定出一外容置空间31，所述电子元件线路122至少部分显露于外容置空间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径向方向上的相反两侧部位，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用以电性连接于一交流电源300（如图7），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，而能使置于LED线路121上的直流LED裸晶4发光。

所述直流LED裸晶4设置于内容置空间21，并且直流LED裸晶4电性连接于电路层12的LED线路121。其中，上述直流LED裸晶4于本实施例中是两种不同发光型态的直流LED裸晶，但于实际应用时，直流LED裸晶4的发光型态不受限于此。

所述电子元件5优选为裸晶态样且大致呈圆环状地排列设置于外容置空间31，并且电子元件5电性连接于电路层12的电子元件线路122。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直流LED裸晶4的周围，藉以使电子元件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于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、及电压抑制元件54为例，但于实际应用时，电子元件5所包含的元件种类与数量可依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亦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LED芯片或LED裸晶。

藉此，当上述直流LED裸晶4采用两种不同发光型态时，其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、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、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直流LED裸晶4，藉以调整上述两种不同发光型态的直流LED裸晶4的发光比例，进而达到混光的效果。

补充说明一点，上述直流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直流LED裸晶4与整流元件52（如图8A或图8B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所承受的电压亦会随之升高，当电压抑制元件54所承受的电压大于一电压临界值（亦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这些电子元件5或直流LED裸晶4的伤害。但须说明的是，所述“实质上的短路路径”是指作为供大部分电流通过的路径，亦即，在能供大部分电流通过的前提下，“实质上的短路路径”的广义范围亦可涵盖低阻抗路径。

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可如图8A所示设置于整流元件52之后且为单向元件或双向元件，又或者，所述电压抑制元件54可如图8B所示设置于整流元件52之前且为双向元件。

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，所述第一封装体6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，藉以使直流LED裸晶4能被第一封装体6所封装（即直流LED裸晶4包覆于第一封装体6之内）。换个角度来看，通过上述第一封装体6被限位于内阻隔墙2所围绕的封装范围内，以使得第一封装体6的封装范围及填胶量得到有效的控制。

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、及外阻隔墙3所共同包围的外容置空间31之中，藉以使第二封装体7包覆这些电子元件5于其内，也就是说，裸晶态样的电子元件5能被第二封装体7所封装。

藉此，通过第二封装体7同时一体封装电子元件5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有跳火的事情发生。

于远离基板11的第一封装体6表面（如图1中的第一封装体6顶面）与第二封装体7表面（如图1中的第二封装体7顶面），两者于本实施例中均平行于基板11的第一表面111且大致呈共平面设置，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61，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）。亦即，第二封装体7能使用如图6所示的任一曲线所代表的材质，或是说，图6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顶缘，并且反射面71与出光面61呈无间隙地相连。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顶缘完全被第二封装体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顶缘产生吸收光线的事情，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顶缘之外，也可一并覆盖外阻隔墙3的顶缘与外表面，具体实施态样在此不加以限制。

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，其能直接地被应用（如图7的LED发光装置100连接于交流电源300）或搭配其他装置使用，可能的应用情况如下述实施例说明之。

请参阅图9和图10所示，本实用新型的另一实施例提供一种LED灯具，包括如上述实施例所载的LED发光装置100以及装设于LED发光装置100的一光学配件200。其中，光学配件200于本实施例中是以一反射杯201为例，但亦可以是其他类型的光学配件（如：透镜）。

所述反射杯201的外型大致呈中空的截圆锥状，亦即，反射杯201的两端各形成有一大致呈圆形且尺寸不同的开口202、202’，并且反射杯201较小的开口202邻近于LED发光装置100的第二封装体7，而上述较小的开口202的圆心对应于内阻隔墙2的圆心。

由于LED发光装置100的第二封装体7形成有反射面71，所以上述反射杯201在选用时，只须符合其较小的开口202的直径大于或等于内阻隔墙2的直径，并小于或等于外阻隔墙3的直径。换言之，LED发光装置100能与更多尺寸的反射杯201搭配使用而不影响出光效果。

补充说明一点，由于本实施例所述的LED发光装置100必须能以交流电力直接驱动发光，藉以便于使用者运用，而就本领域的普通技术人员来说，能以交流电力直接驱动发光的LED发光装置100，其当然也能用以连接直流电源（图略）。换言之，本实施例是在说明本实用新型的LED发光装置100具有能以交流电力直接驱动发光的功能，但并非局限于此。

[本实用新型实施例的可能效果]

综上所述，本实用新型实施例所提供的LED发光装置，其能在以交流电力直接驱动发光的前提下，通过第二封装体内设有电压抑制元件，藉以有效地避免因超额的电压而造成LED发光装置内的电子元件或直流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，藉以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发光装置顶面能有效地反射光线，进而使装设在LED发光装置的光学配件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。

以上所述仅为本实用新型的优选可行实施例，其并非用以局限本实用新型的专利范围，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

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，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，所述电子元件线路电性连接于所述LED线路，而所述电极电性连接于所述电子元件线路；

至少一直流LED裸晶，所述直流LED裸晶装设于所述LED线路上；

多个电子元件，所述电子元件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、一整流元件及一电压抑制元件，而所述电压抑制元件以及所述直流LED裸晶呈并联地电性连接；

一第一封装体，呈透光状，所述第一封装体形成于所述第一表面且所述直流LED裸晶包覆于所述第一封装体内；以及

一第二封装体，所述第二封装体形成于所述第一表面且所述电子元件包覆于所述所述第二封装体内；

其中，所述电极电性连接于一交流电源，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直流LED裸晶发光；并且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。

2.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于，所述电压抑制元件以及所述整流元件呈并联地电性连接。

3.根据权利要求2所述的LED发光装置，其特征在于，所述电压抑制元件为设置于所述整流元件之后的单向元件或双向元件，或者，所述电压抑制元件为设置于所述整流元件之前的双向元件。

4.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。

5.根据权利要求4所述的LED发光装置，其特征在于，所述第一封装体具有一远离所述电路板的出光面，所述反射面覆盖在远离所述电路板的内阻隔墙的顶缘，所述反射面与所述出光面呈共平面设置，并且所述反射面与所述出光面呈无间隙地相连。

6.根据权利要求1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。

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发光装置进一步具有呈圆形且设置于所述电路板的一内阻隔墙与一外阻隔墙，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，且所述直流LED裸晶位于所述内容置空间中；所述外阻隔墙位于所述内阻隔墙的外侧，并且所述外阻隔墙的圆心与所述内阻隔墙的圆心重叠，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，且所述电子元件呈圆环状地排列设置于所述外容置空间中，而所述电极至少部分地显露于所述外阻隔墙之外。

8.根据权利要求7所述的LED发光装置，其特征在于，远离所述基板的所述内阻隔墙的顶缘至所述基板的第一表面的距离大于任一个所述直流LED裸晶的顶缘至所述基板的第一表面的距离。

9.根据权利要求8所述的LED发光装置，其特征在于，远离所述基板的所述外阻隔墙的顶缘至所述基板的第一表面的距离大于任一个所述电子元件的顶缘至所述基板的第一表面的距离。

10.根据权利要求9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。