TW201502426A - 球形發光裝置 - Google Patents

Abstract

ㄧ種球形發光裝置，包含一半球形載體、一電路層、複數發光二極體晶粒、一封裝膠體及一半球形蓋體。半球形載體包含ㄧ承載面、ㄧ連接於承載面之第一弧面及一連接於承載面及第一弧面交接處之第一凸出部，第一凸出部包含一第一表面。電路層設於第一表面及承載面；發光二極體晶粒設置與電路層形成電性連接。封裝膠體包覆發光二極體晶粒；半球形蓋體包含ㄧ接合面、一連接於接合面之第二弧面，以及一形成在接合面並朝向第二弧面之方向凹陷的凹穴，半球形蓋體與半球形載體結合，使接合面貼合於承載面，發光二極體晶粒及封裝膠體位於凹穴中。

Description

球形發光裝置

本發明係有關於一種發光裝置，尤指一種球形發光裝置。

發光二極體(light emitting diode,LED)為一種半導體元件，主要透過半導體化合物將電能轉換為光能以達到發光效果，因此具有壽命長、穩定性高及耗電量小等優點，目前已被廣泛地應用於居家、辦公、室外與行動照明，以取代燈管及白熾燈泡等傳統的非指向性發光源。

由於發光二極體為點狀光源且具有高指向性，導致發光二極體的照射面相較於傳統發光源窄小，且發光亮度隨著距離的增加而逐漸地降低，因此較適用於提供短距離及小區域照明之燈具，如:檯燈。

為使得發光二極體應用於其他燈具，如:燈泡或蠟燭燈，多數廠商係透過組合及排列複數個發光二極體，以集中發光達到補強照射範圍過小的問題；但是，發光二極體使用數量增加係使得驅動發光二極體所需的電力增加，無法有效地達到省電的效果，且發光二極體燈具本身價格更遠高於傳統發光源，致使使用者降低使用發光二極體燈具的意願。

鑒於先前技術所述，本揭示內容之一實施態樣，在於提供一種球形發光裝置，此球形發光裝置是將發光二極體晶粒置於半球形載體及半球形蓋體所配合構成的球形透明物體中，藉以提供全角度之發光效果。

本技術態樣一實施方式提供一種球形發光裝置，前述球形發光裝置包含一半球形載體、一電路層、複數發光二極體晶粒、一封裝膠體及一半球形蓋體。半球形載體包含ㄧ承載面、ㄧ連接於承載面之第一弧面，以及一連接於承載面及第一弧面交接處之第一凸出部，第一凸出部包含一第一表面，第一表面與承載面具有相同水平高度。電路層設於第一表面及承載面；發光二極體晶粒與電路層形成電性連接；封裝膠體包覆發光二極體晶粒。半球形蓋體包含一接合面、一連接於接合面之第二弧面，以及一形成在接合面並朝向第二弧面之方向凹陷的凹穴，半球形蓋體與半球形載體結合，使接合面貼合承載面，發光二極體晶粒及封裝膠體位於凹穴中。

在本揭示內容的其他實施方式中，球形發光裝置更包含ㄧ螢光層，包覆第一弧面及第二弧面。

在本揭示內容的其他實施方式中，球形發光裝置更包含一螢光物質，設於封裝膠體中。

在本揭示內容的其他實施方式中，發光二極體晶粒設置於承載面。

在本揭示內容的其他實施方式中，球形發光裝置更包含ㄧ透明載板，設置於一形成在承載面並朝向第一弧面之方向凹陷之凹槽中，發光二極體晶粒設置於透明基板上。

在本揭示內容的其他實施方式中，發光二極體晶粒呈矩陣狀排列。

在本揭示內容的其他實施方式中，其中半球形蓋體包含一形成在接合面及第二弧面交接處之第二凸出部，第二凸出部包含一第二表面，電路層設置於第二表面。

在本揭示內容的其他實施方式中，球形發光裝置更包含二透明基板，分別地設置於一形成在承載面並朝向第一弧面之方向凹陷之凹槽中，發光二極體晶粒分別設置於透明基板上。

在本揭示內容的其他實施方式中，各透明基板包含一板面，其中之一透明基板之板面面對第一弧面，另一透明基板之板面面對第二弧面，發光二極體晶粒分別設置於板面。

在本揭示內容的其他實施方式中，球形發光裝置更包含複數連接線，連接等發光二極體晶粒及電路層。

本揭示內容的其他實施方式提供一種球形發光裝置，前述球形發光裝置包含一透明基板、一電路層、複數發光二極體晶粒、一封裝膠體、一半球形載體及一半球形蓋體。透明基板包含一第一板面及一相對於第一板面之第二板面。電路層設置於第一板面；發光二極體晶粒設置於第一板面並與電路層形成電性連接。封裝膠體包覆發光二極體晶粒。半球形載體包含承載面及連接於承載面之第一弧面，半球形載體與透明基板結合，使承載面貼合於第二板面。半球形蓋體包含一接合面、一連接於接合面之第二弧面，以及一形成在接合面並朝向第二弧面之方向凹陷的凹穴，半球形蓋體與透明基板結合並對應半球形載體，使接合面貼合於第一板面，發光二極體晶粒及封裝膠體位於凹穴中。

在本揭示內容的其他實施方式中，其中第一板面的面積大於接合面的面積。

在本揭示內容的其他實施方式中，更包含複數連接線，連接發光二極體晶粒及電路層。

1、1A、1B、1C、3‧‧‧球形發光裝置
10、10B、10C、38‧‧‧半球形載體
100、100B、100C、380‧‧‧承載面
102、102B、102C、382‧‧‧第一弧面
104‧‧‧第一凸出部
1040‧‧‧第一表面
106B、106C‧‧‧凹槽
12、32‧‧‧電路層
120‧‧‧導電片
14、34‧‧‧發光二極體晶粒
140‧‧‧電極
142、342‧‧‧接線
16、16B、16C、36‧‧‧封裝膠體
160B、160C、202‧‧‧螢光物質
18、18C、40‧‧‧半球形蓋體
180、180C、400‧‧‧接合面
182、182C、402‧‧‧第二弧面
184、404‧‧‧凹穴
186‧‧‧第二凸出部
1860‧‧‧第二表面
20‧‧‧螢光層
200‧‧‧透明膠體
22、22C、30‧‧‧透明基板
220、220C‧‧‧板面
300‧‧‧第一板面
302‧‧‧第二板面

第一圖為本揭示內容第一實施方式之球形發光裝置之立體分解圖。

第二圖為本揭示內容第ㄧ實施方式之球形發光裝置之立體組合圖。

第三圖為本揭示內容第ㄧ實施方式之球形發光裝置之剖視圖。

第四圖為本揭示內容第二實施方式之球形發光裝置之剖視圖。

第五圖為本揭示內容第三實施方式之球形發光裝置之剖視圖。

第六圖為本揭示內容第四實施方式之球形發光裝置之立體圖。

第七圖為本揭示內容第四實施方式之球形發光裝置之剖視圖。

第八圖為本揭示內容第五實施方式之球形發光裝置之立體分解圖。

第九圖為本揭示內容第五實施方式之球形發光裝置之立體組合圖。

第十圖為本揭示內容第五實施方式之球形發光裝置之連片立體圖。

請參考隨附圖示，本揭示內容之以上及額外目的、特徵及優點將透過本揭示內容之較佳實施方式之以下闡釋性及非限制性詳細描敘予以更好地理解。

配合參閱第ㄧ圖、第二圖及第三圖，分別為本揭示內容第ㄧ實施方式之球形發光裝置之立體分解圖、立體組合圖及剖視圖。球形發光裝置1可供應用於發光二極體燈泡上，球形發光裝置1的外型大致呈球形，用以提供具有全角度發光效果之光源。球形發光裝置1包含ㄧ半球形載體10、ㄧ電路層12、複數發光二極體晶粒14、ㄧ封裝膠體16及一半球形蓋體18。

半球形載體10包含ㄧ承載面100、ㄧ連接於承載面100之第一弧面102，以及一形成在承載面100及弧面102交接處之第一凸出部104，第一凸出部104包含一第一表面1040，第一表面1040與承載面100具有相同水平高度。在本實施方式中，第一凸出部104的外型大致呈矩形。半球形載體10是使用透明材質(例如:玻璃或石英)製作而成，可供發光二極體晶粒14發出的光線穿透。

電路層12佈設於前述第一表面1040及承載面100，用以作為電力的傳輸路徑。電路層12可例如(但不限定)使用銅或其他具有導電性質的材料製作而成。在本實施方式中，電路層12是由二導電片120組成，導電片12間隔地設於第一表面1040。

發光二極體晶粒14設於承載面100並與電路層12形成電性連接。在本實施方式中，發光二極體晶粒14呈矩陣狀排列，且發光二極體晶粒14形成串聯連接(詳見後述)；實際實施時，發光二極體晶粒14可以呈線性排列或不規則狀排列，並可以為並聯連接或串並聯連接。發光二極體晶粒14可以藉由固晶(die attachment)技術而固定於承載面100，之後再藉由打線接合(wire bonding)技術或覆晶接合(flip chip bonding)使發光二極體晶粒14與導電片120形成電性連接。在本實施方式中，發光二極體晶粒14為水平結構式發光二極體晶粒，發光二極體晶粒14包含二電極140，最靠近導電片120之發光二極體晶粒14的一電極140經由一接線142連接至導電片120，另一電極140通過一接線142與相鄰的發光二極體晶粒14的一電極140連接；其他發光二極體晶粒14的二電極140分別通過接線142與相鄰近的發光二極體晶粒14的電極140連接，如此一來，發光二極體晶粒14就可形成串聯連接。

封裝膠體16包覆發光二極體晶粒14及接線142，用以保護發光二極體晶粒14及接線142，藉以避免發光二極體晶粒14及接線142受潮，並可避免面接線142受外力衝擊而斷裂。封裝膠體16可例如(但不限定)為環氧樹脂、矽樹脂或其他透光樹脂，可供發光二極體晶粒14發出的光線穿透。

半球形蓋體18包含一接合面180、一連接於接合面180之第二弧面182，以及一形成在接合面180並朝向第二弧面182方向凹陷的凹穴184。其中，接合面180的面積相同於承載面100的面積。半球形蓋體18與半球形載體10結合，使接合面180完全貼合於承載面100，發光二極體晶粒14、接線142及封裝膠體16位於凹穴184中。半球形蓋體18是使用透明材質(例如:石英或玻璃)製作而成，可供發光二極體晶粒14發出的光線穿透。

綜上所述，本揭示內容第一實施方式之球形發光裝置1是將發光二極體晶粒14置於半球形載體10及半球形蓋體18所構成的球形透明體中，藉此，發光二極體晶粒14發出的光線可以穿透半球形載體10及半球形蓋體18，並藉由第一弧面102及第二弧面182調整光形，使提供一具有全角度發光效果的光源。

配合參閱第四圖，為本揭示內容第二實施方式之球形發光裝置之剖視圖。第四圖所示之球形發光裝置1A與第一實施方式的球形發光裝置1類似，且相同的元件標示以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在於:球形發光裝置1A更包含ㄧ螢光層20。

螢光層20設於第一弧面102及第二弧面182外圍，使包覆第一弧面102及第二弧面182。螢光層20包含一透明膠體200及一設置於透明膠體200內部的螢光物質202(例如為螢光粉)，螢光物質202用以與發光二極體晶粒14發出的部分光線發生波長轉換並產生波長轉換光線，前述波長轉換光線與發光二極體晶粒14發出的其他光線混光後可供產生一特定光色之光線。球形發光裝置1A的各元件的功用與相關說明，實際上與第一實施方式的球形發光裝置1相同，在此不予贅述。球形發光裝置1A至少可達到與球形發光裝置1相同的功能。

配合參閱第五圖，為本揭示內容第三實施方式之球形發光裝置之剖視圖。第五圖所示之球形發光裝置1B與第一實施方式的球形發光裝置1類似，且相同的元件標示以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在於:球形發光裝置1B更包含ㄧ透明基板22，且半球形載體10B上形成有一凹槽106B。

凹槽106B形成在承載面100B並朝向第一弧面102B之方向凹陷。透明基板22位於凹槽106B中，透明基板22可例如(但不限定)使用玻璃或石英製作而成，可供發光二極體晶粒14發出的光線穿透。透明基板22具有一板面220，在本實施方式中，板面220為透明基板22具有較大面積的平面，前述板面220面對第二弧面182，且板面220的面積小於承載面100B的面積。發光二極體晶粒14呈矩陣狀地排列於透明基板22之板面220上(意即在本實施方式中，發光二極體晶粒14於透明基板22上的排列方式相同於第一實施方式之發光二極體晶粒14的排列方式)，並與電路層12形成電性連接。

再者，在本實施方式之球形發光裝置1B中，封裝膠體16B中設有一螢光物質160B，螢光物質160B用以與發光二極體晶粒14發出的部分光線發生波長轉換並產生波長轉換光線，前述波長轉換光線與發光二極體晶粒14發出的其他光線混光後可供產生一特定光色之光線。封裝膠體16B設於凹穴184及凹槽106B中，並包覆透明基板22、發光二極體晶粒14及接線142。球形發光裝置1B的各元件的功用與相關說明，實際上與第一實施方式的球形發光裝置1相同，在此不予贅述。球形發光裝置1B至少可達到與球形發光裝置1相同的功能。

配合參閱第六圖及第七圖，為本揭示內容第四實施方式之球形發光裝置之立體圖及剖視圖。第六圖及第七圖所示之球形發光裝置1C與第一實施方式的球形發光裝置1類似，且相同的元件標示以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在於:半球型蓋體18C更包含一第二凸出部186、半球形載體10C上形成有一凹槽106C，並且球形發光裝置1C更包含二透明基板22C。

第二凸出部186形成在接合面180C及第二弧面182C交接處，第二凸出部186包含一第二表面1860，電路層12佈設於第二表面1860。凹槽106C形成在承載面100C並朝向第一弧面102C之方向凹陷。

透明基板22C並列地設於凹槽106C中，透明基板22C可例如(但不限定)使用玻璃或石英製作而成，可供發光二極體晶粒14發出的光線穿透。各透明基板22C包含一板面220C；在本實施方式中，其中之一透明基板22C的板面220C面對第一弧面102C，另一透明基板22C的板面220C面對第二弧面182C。發光二極體晶粒14分別呈線性地排列於板面220C上，並與電路層12形成電性連接。其中，設置在面對第一弧面102C之板面220C的發光二極體晶粒14是朝向第一弧面102C的方向發出光線，設置在面對第二弧面182C之板面220C的發光二極體晶粒14是朝向第二弧面182C的方向發出光線。

再者，在本實施方式之球形發光裝置1C中，封裝膠體16C中設有一螢光物質160C。螢光物質160C用以與發光二極體晶粒14發出的部分光線發生波長轉換並產生波長轉換光線，前述波長轉換光線與發光二極體晶粒14發出的其他光線混光後可供產生一特定光色之光線。封裝膠體16C包覆透明基板22C、發光二極體晶粒14及接線142。球形發光裝置1C的各元件的功用與相關說明，實際上與第一實施方式的球形發光裝置1相同，在此不予贅述。球形發光裝置1C至少可達到與球形發光裝置1相同的功能。

配合參閱第八圖及第九圖，分別為本揭示內容第五實施方式之球形發光裝置之立體分解圖及立體組合圖。球形發光裝置3包含一透明基板30、一電路層32、複數發光二極體晶粒34、一封裝膠體36、一半球形載體38及一半球形蓋體40。透明基板30可例如(但不限定)使用玻璃或石英製作而成，可供發光二極體晶粒34發出的光線穿透。透明基板30包含一第一板面300及一相反於第一板面300之第二板面302；在本實施方式中，第一板面300及第二板面302分別為平面，第一板面300及第二板面302分別為透明基板30具有較大面積的平面，且第一板面300的面積相同於第二板面302的面積。電路層32佈設於第一板面300，電路層32可例如(但不限定)使用銅或其他具有導電性質的材料製作而成。

發光二極體晶粒34分別設於第一板面300上並與電路層32形成電性連接。發光二極體晶粒34可以藉由固晶技術而固定於第一板面300，之後再藉由打線接合技術或覆晶接合使發光二極體晶粒34與電路層32形成電性連接。在本實施方式中，發光二極體晶粒34為水平結構式發光二極體晶粒，且發光二極體晶粒34藉由接線342與電路層32形成電性連接。

半球形載體38包含一承載面380及一連接於承載面380之第一弧面382，承載面380為一平面，且承載面380的面積小於第二板面302的面積。半球形載體38可例如使用玻璃或石英等透明材質製作而成，可供發光二極體晶粒34發出的光線穿透。半球形載體38與透明基板30結合，使承載面380貼合於第二板面302。

半球形蓋體40包含一接合面400、一連接於接合面400之第二弧面402，以及一形成在接合面400並朝向第二弧面402方向凹陷之凹穴404。接合面400為一平面，接合面400的面積小於第一板面300的面積且大致相同於承載面380的面積。半球形蓋體40可例如使用玻璃或石英等透明材質製作而成，可供發光二極體晶粒34發出的光線穿透。半球形蓋體40與透明基板30結合，使接合面400貼合於第一板面300，發光二極體晶粒34、接線342及封裝膠體36分別位於凹穴404中。在本實施方式中，半球形蓋體40係對應於半球形載體38設置，使球形發光裝置3的外型大致呈球形。

於實際製作時球形發光裝置3時，可於一具有大面積的透光基板30上同時設置多組發光二極體晶粒34(一組發光二極體晶粒34的數量等於前述球形發光裝置3之發光二極體晶粒34的數量)，並利用封裝膠體36同時包覆發光二極體晶粒34，如第十圖所示。之後，對應設置半球形載體38與半球形蓋體40於透光基板30的第一板面300及第二板面302，以形成多組的球形發光裝置3。如此一來，可以簡化製至程序及降低成本支出。在實際使用時，使用者可以依據需求切割一個或多個球形發光裝置3，並藉由連接二個或二個以上的球形發光裝置3的電路層，以形成呈線性排列或陣列狀排列的球形發光裝置。

綜上所述，前述球形發光裝置3之透明基板30、半球形載體38及半球形蓋體40分別使用透明材質製作而成，因此發光二極體晶粒34發出的一部分光線是直接地穿透半球形蓋體40向外傳遞，而發光二極體晶粒34發出的其他部分光線會穿透透明基板30的第一板面300及第二板面302傳遞至半球形載體38，並由半球形載體38向外傳遞，藉以提供全角度之發光效果。

然以上所述者，僅為本揭示內容之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。

 

1‧‧‧球形發光裝置

10‧‧‧半球形載體

100‧‧‧承載面

102‧‧‧第一弧面

104‧‧‧第一凸出部

1040‧‧‧第一表面

12‧‧‧電路層

120‧‧‧導電片

14‧‧‧發光二極體晶粒

140‧‧‧電極

142‧‧‧接線

16‧‧‧封裝膠體

18‧‧‧半球形蓋體

180‧‧‧接合面

182‧‧‧第二弧面

184‧‧‧凹穴

Claims (13)

1. ㄧ種球形發光裝置，包含:
   ㄧ半球形載體，包含ㄧ承載面、ㄧ連接於該承載面之第一弧面，以及一連接於該承載面及該第一弧面交接處之第一凸出部，該第一凸出部包含一第一表面，該第一表面與該承載面具有相同水平高度；
   ㄧ電路層，設於該第一表面及該承載面；
   複數發光二極體晶粒，與該電路層形成電性連接；
   ㄧ封裝膠體，包覆該等發光二極體晶粒；以及
   ㄧ半球形蓋體，包含ㄧ接合面、一連接於該接合面之第二弧面，以及一形成在該接合面並朝向該第二弧面之方向凹陷的凹穴，該半球形蓋體與該半球形載體結合，使該接合面貼合於該承載面，該等發光二極體晶粒及該封裝膠體位於該凹穴中。
2. 如請求項1所述之球形發光裝置，更包含ㄧ螢光層，包覆該第一弧面及該第二弧面。
3. 如請求項1所述之球形發光裝置，更包含一螢光物質，設於該封裝膠體中。
4. 如請求項1所述之球形發光裝置，其中該等發光二極體晶粒設置於該承載面。
5. 如請求項1所述之球形發光裝置，更包含ㄧ透明載板，設置於一形成在該承載面並朝向該第一弧面之方向凹陷之凹槽中，該等發光二極體晶粒設置於該透明基板上，該封裝膠體包覆該透明基板。
6. 如請求項4或5所述之球形發光裝置，其中該等發光二極體晶粒呈矩陣狀排列。
7. 如請求項1所述之球形發光裝置，其中該半球形蓋體包含一形成在該接合面及該第二弧面交接處之第二凸出部，該第二凸出部包含一第二表面，該電路層設置於該第二表面。
8. 如請求項7所述之球形發光裝置，更包含二透明基板，分別地設置於一形成在該承載面並朝向該第一弧面之方向凹陷之凹槽中，該等發光二極體晶粒分別設置於該等透明基板上並與設在該第一表面及該第二表面之電路層形成電性連接，該封裝膠體包覆該等透明基板。
9. 如請求項8所述之球形發光裝置，其中各該透明基板包含一板面，其中之一透明基板之該板面面對該第一弧面，另一透明基板之該板面面對該第二弧面，該等發光二極體晶粒分別設置於該等板面。
10. 如請求項1所述之球形發光裝置，更包含複數連接線，連接該等發光二極體晶粒及該電路層。
11. 一種球形發光裝置，包含:
    一透明基板，包含一第一板面及一相對於該第一板面之第二板面；
    一電路層，設置於該第一板面；
    複數發光二極體晶粒，設置於該第一板面並與該電路層形成電性連接；
    一封裝膠體，包覆該等發光二極體晶粒；
    一半球形載體，包含一承載面及一連接於該承載面之第一弧面，該半球形載體與該透明基板結合，使該承載面貼合於該第二板面；以及
    一半球形蓋體，包含一接合面、一連接於該接合面之第二弧面，以及一形成在該接合面並朝向該第二弧面之方向凹陷的凹穴，該半球形蓋體與該透明基板結合並對應該半球形載體，使該接合面貼合於該第一板面，該等發光二極體晶粒及該封裝膠體位於該凹穴中。
12. 如請求項11所述之球形發光裝置，其中第一板面的面積大於該接合面的面積。
13. 如請求項11所述之球形發光裝置，更包含複數連接線，連接該等發光二極體晶粒及該電路層。