TW201427098A - 發光二極體發光裝置 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體發光裝置，包括具有光入射面的導光元件以及設置在導光元件的光入射面一側的發光二極體燈條，該發光二極體燈條包括電路板、設置在電路板上的多個發光二極體晶粒、設置在電路板上的多個封裝層，該多個封裝層與該多個發光二極體晶粒一一對應，且各封裝層覆蓋與之對應的發光二極體晶粒，各封裝層包括一遠離所述電路板的出光面，該封裝層的出光面與導光元件的光入射面正對設置，且該封裝層的出光面與導光元件的光入射面之間沒有空氣間隙。

Description

發光二極體發光裝置
本發明涉及一種發光裝置，尤其涉及一種具有發光二極體光源的發光裝置。
相比於傳統的發光源，發光二極體（Light Emitting Diode，LED）具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型的發光源，已經被越來越多地應用到各領域當中，如路燈、交通燈、信號燈、射燈及裝飾燈等。
現有技術中，通常採用發光二極體及導光板來構建發光二極體發光裝置。所述導光板包括光入射面，所述發光二極體與導光板的光入射面相對且間隔設置。該發光二極體通常包括封裝基底、設置在封裝基底上的發光二極體晶片，以及設置在封裝基底上並覆蓋該發光二極體晶片的封裝體，該封裝體的遠離所述封裝基底的一側的表面為出光面。在發光二極體晶片發出的光透射過封裝體並射嚮導光板光入射面的過程中，當光線從封裝體出光面出射至封裝體外部的空氣中時，光是從光密介質傳向光疏介質的，因此部分到達封裝體出光面與空氣的交界面的光會產生全反射現象，使得發光二極體晶片發出的光無法完全出射而進入導光板內部，從而造成光能量的損失。
有鑒於此，有必要提供一種可減少全反射現象以儘量減少光能量損失的發光二極體發光裝置。
一種發光二極體發光裝置，包括具有光入射面的導光元件以及設置在導光元件的光入射面一側的發光二極體燈條，該發光二極體燈條包括電路板、設置在電路板上的多個發光二極體晶粒、設置在電路板上的多個封裝層，該多個封裝層與該多個發光二極體晶粒一一對應，且各封裝層覆蓋與之對應的發光二極體晶粒，各封裝層包括一遠離所述電路板的出光面，該封裝層的出光面與導光元件的光入射面正對設置，且該封裝層的出光面與導光元件的光入射面之間沒有空氣間隙。
與現有技術相比，上述發光二極體發光裝置的發光二極體封裝層的出光面與光學元件之間不存在空氣間隙，避免了傳統發光二極體發光裝置中封裝層與空氣接觸而形成的巨大折射率差異，使得從而經由封裝層的出光面出射的光線不易產生全反射，以儘量減少光能量損失。
下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
參見圖1，本發明第一實施例提供的發光二極體發光裝置10包括導光元件11以及發光二極體燈條12。
該導光元件11可為導光板、透鏡或者光學膜片等。該導光元件11包括一個用於接收來自發光二極體燈條12的光線的光入射面110。
該發光二極體燈條12設置在導光元件11的光入射面110一側。該發光二極體燈條12包括電路板120、設置在電路板120上的多個發光二極體晶粒122、設置在電路板120上的多個封裝層124。該多個封裝層124與該多個發光二極體晶粒122一一對應，且各封裝層124覆蓋與之對應的發光二極體晶粒122。各封裝層124包括一遠離所述電路板120的出光面1240，該封裝層124的出光面1240與導光元件11的光入射面110正對設置並且相互貼合，從而使得該封裝層124的出光面1240與導光元件11的光入射面110之間沒有空氣間隙。
該種設置方案使得來自發光二極體晶粒122的、經由封裝層124出射的光線無需像傳統發光二極體發光裝置那樣先進入空氣，而是直接經由光入射面110進入導光元件11的內部。
當導光元件11的折射率低於封裝層124的折射率時，由於導光元件11的折射率比空氣大，使得“封裝層124與導光元件11之間的折射率差異”要比“封裝層124與空氣之間的折射率差異”小，從而經由封裝層124的出光面1240出射、繼而入射至導光元件11內部的光線不易產生全反射，可以儘量減少光能量損失。當導光元件11的折射率高於或等於封裝層124的折射率時，則可以完全消除光線的全反射現象，最大程度上保證光線全部進入導光元件11內部，提高光利用效率。
參見圖2，本發明第二實施例提供的發光二極體發光裝置20同樣包括導光元件11，發光二極體燈條12以及多個介質層13。
該導光元件11可為導光板、透鏡或者光學膜片等。該導光元件11包括一個用於接收來自發光二極體燈條12的光線的光入射面110。
該發光二極體燈條12設置在導光元件11的光入射面110一側。該發光二極體燈條12包括電路板120、設置在電路板120上的多個發光二極體晶粒122、設置在電路板120上的多個封裝層124。該多個封裝層124與該多個發光二極體晶粒122一一對應，且各封裝層124覆蓋與之對應的發光二極體晶粒122。各封裝層124包括一遠離所述電路板120的出光面1240，該封裝層124的出光面1240與導光元件11的光入射面110正對設置。
該多個介質層13與所述多個封裝層124一一對應，且該多個介質層13也與多個發光二極體晶粒122一一對應。該多個介質層13相互分離，且各封裝層124與導光元件11的光入射面110之間夾設有一個所述介質層13。該介質層13的上、下兩側分別貼合導光元件11的光入射面110和封裝層124的出光面1240，從而使得該封裝層124的出光面1240與導光元件11的光入射面110之間沒有空氣間隙。
在本實施例中，各介質層13位於與其對應的發光二極體晶粒122的出光路徑上，並覆該發光二極體晶粒122的出光角。具體做法中，可將各介質層13的尺寸設置得大於與其對應的封裝層124的出光面1240的面積，以儘量消除封裝層124與導光元件11之間的空氣間隙。
各介質層13的厚度小於或等於5毫米。本實施例中，各介質層13的厚度小於或等於0.1毫米。
該種設置方案使得來自發光二極體晶粒122的、經由封裝層124出射的光線經由介質層13進入導光元件11的內部，相當於使用介質層13替換了現有技術中的空氣層，由於介質層13的折射率大於空氣，從而使得“封裝層124與介質層13之間的折射率差異”要比“封裝層124與空氣之間的折射率差異”小，從而經由封裝層124的出光面1240出射繼而入射至介質層13內的光線不易產生全反射，可以儘量減少光能量損失。
當“導光元件11的折射率大於或等於封裝層124的折射率”時，該介質層13的折射率設置為小於封裝層124的折射率，由於介質層13的折射率大於空氣，且該介質層13能夠填充掉導光元件11與封裝層124之間由於細微的不平坦構造而留有的空氣間隙，從而避免因空氣間隙的存在而導致的較大封裝層124與空氣間的較大折射率差異，進而減少由封裝層124出射的光線射至空氣間隙上而產生的全反射現象。當然，當“導光元件11的折射率大於或等於封裝層124的折射率”時，該介質層13的折射率也可以設置為大於或等於封裝層124的折射率、且小於導光元件11的折射率，從而在介質層13填充掉空氣間隙後可以完全避免光線的全反射的現象，最大程度上保證光線全部進入導光元件11內部，提高光利用效率。
當“導光元件11的折射率小於封裝層124的折射率”時，介質層13的折射率優選為大於導光元件11的折射率且小於封裝層124的折射率。此時，因為介質層13位於導光元件11和封裝層124之間，可以使得從封裝層124到介質層13再到導光元件11的方向上形成折射率的漸變，從而降低/緩解了折射率差異，減少光線的全反射現象，儘量減少光能量的損失。當然，當“導光元件11的折射率小於封裝層124的折射率”時，介質層13的折射率也可以設置為大於封裝層124的折射率。
參見圖3，本發明第三實施例提供的發光二極體發光裝置30同樣包括導光元件11以及發光二極體燈條12。該發光二極體發光裝置30的結構與第一實施例的發光二極體發光裝置10基本相同。
不同之處在於：發光二極體發光裝置30封裝層124的出光面1240為朝嚮導光元件11的光入射面110凸起的球面，該球面的球心與發光二極體晶粒122的幾何中心重合；相應的，由於該封裝層124的出光面1240與導光元件11的光入射面110相互貼合，所以光入射面110的、與封裝層124貼合的部分是形狀與封裝層124出光面1240相同的球面，由於發光二極體相當於點光源，從而使得來自發光二極體晶粒122的光線在到達封裝層124與導光元件11的交界面時，以近乎法線的方向入射至導光元件11內而不發生全反射，從而達到減少光能量損失、提高光利用效率的目的。
參見圖4，可以理解的，為防止第三實施例中發光二極體發光裝置30的封裝層124出光面1240與導光元件11光入射面110之間由於細微的不平坦構造而留有空氣間隙，本發明第四實施例在封裝層124的出光面1240與導光元件11的光入射面110之間設置如第二實施例中所提供的介質層13，以構成發光二極體發光裝置40。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10，20，30，40．．．發光二極體發光裝置
11．．．導光元件
110．．．光入射面
12．．．發光二極體燈條
120．．．電路板
122．．．發光二極體晶粒
124．．．封裝層
1240．．．出光面
13．．．介質層
圖1為本發明第一實施方式提供的發光二極體發光裝置的結構示意圖。
圖2為本發明第二實施方式提供的發光二極體發光裝置的結構示意圖。
圖3為本發明第三實施方式提供的發光二極體發光裝置的結構示意圖。
圖4為本發明第四實施方式提供的發光二極體發光裝置的結構示意圖。
20．．．發光二極體發光裝置
11．．．導光元件
110．．．光入射面
12．．．發光二極體燈條
120．．．電路板
122．．．發光二極體晶粒
124．．．封裝層
1240．．．出光面
13．．．介質層

Claims (10)

  1. 一種發光二極體發光裝置，包括具有光入射面的導光元件以及設置在導光元件的光入射面一側的發光二極體燈條，該發光二極體燈條包括電路板、設置在電路板上的多個發光二極體晶粒、設置在電路板上的多個封裝層，該多個封裝層與該多個發光二極體晶粒一一對應，且各封裝層覆蓋與之對應的發光二極體晶粒，其改進在於：各封裝層包括一遠離所述電路板的出光面，該封裝層的出光面與導光元件的光入射面正對設置，且該封裝層的出光面與導光元件的光入射面之間沒有空氣間隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體發光裝置，其中，各封裝層的出光面與導光元件的光入射面直接接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體發光裝置，其中，該發光二極體發光裝置還包括與所述多個封裝層及發光二極體晶粒一一對應的多個介質層，該多個介質層相互分離，且各封裝層與導光元件的光入射面之間夾設有一個所述介質層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體發光裝置，其中，各介質層的折射率小於與該介質層對應的封裝體的折射率。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體發光裝置，其中，各介質層的折射率大於導光元件的折射率。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體發光裝置，其中，各介質層位於與其對應的發光二極體晶粒的出光路徑上，並覆該發光二極體晶粒的出光角。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體發光裝置，其中，各介質層的尺寸大於與其對應的封裝層的出光面面積。
  8. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體發光裝置，其中，各介質層的厚度小於或等於5毫米。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體發光裝置，其中，各介質層的厚度小於或等於0.1毫米。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的發光二極體發光裝置，其中，各封裝面為朝嚮導光元件的光入射面凸起的球面，該球面的球心與發光二極體晶粒的幾何中心重合。
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