TW201535775A - 發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置,包含:一載板;複數個發光單元設置在載板上;以及一封裝結構包覆複數個發光單元,且具有一體積小於5000立方毫米;其中,發光裝置具有一發光亮度大於150流明。
Description
本發明係關於一種發光裝置,尤其是可於一體積小於5000立方毫米之封裝結構中具有一發光亮度大於150流明之發光裝置。
用於固態照明裝置的發光二極體(Light-Emitting Diode;LED)具有耗能低、低發熱、操作壽命長、防震、體積小、反應速度快以及輸出的光波長穩定等特性,因此發光二極體逐漸取代傳統之照明產品。隨著光電科技的發展,固態照明在照明效率、操作壽命以及亮度等方面有顯著的進步,因此近年來發光二極體已經被應用於一般的家用照明上。
本發明係關於一種發光裝置,包含:一載板;複數個發光單元設置在載板上;以及一封裝結構包覆複數個發光單元,並具有一小於5000立方毫米的體積;其中,發光裝置具有一大於150流明的發光亮度。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
以下實施例將伴隨著圖式說明本發明之概念,在圖式或說明中,相似或相同之部分係使用相同之標號,並且在圖式中,元件之形狀或厚度可擴大或縮小。
第1A圖顯示本發明一實施例中一發光裝置100之示意圖。第1B圖顯示發光裝置100之爆炸圖。參照第1A~1B圖,發光裝置100包含一封裝結構10、一基座11、一電連接件12、及一發光元件20。發光元件20包含一載板13、複數個發光單元141,設置於載板13上、一第一電路結構137設置在載板13上、一連接板16固定在載板13上且具有兩通孔165。電連接件12伸入通孔165中並電連接至發光單元141。在一實施例中,封裝結構10為一中空殼體且具有一內部腔體101,載板13係設置在內部腔體101內且具有一寬度(W1)略小於或等於內部腔體101之寬度或中空殼體之內側寬度(參考第6A圖)。發光單元141大致上被封裝結構10所圍繞,第一電路結構137係暴露於封裝結構10外。在另一實施例中,封裝結構10可圍繞或包覆第一電路結構137,或者,封裝結構10亦可圍繞或包覆整個載板13。基座11具有一頂部111及一底部112。一空腔113形成於基座11內並於頂部111及底部112上向外露出。第一電路結構137可容納於其中,亦即,基座11可圍繞第一電路結構137。電連接件12包含兩接腳121穿過基座11之底部112,因此有一部分之接腳121被基座11所圍繞而有一部分係暴露於基座11之外,暴露部分用以電連接至外部電源供應器(圖未示)。在另一實施例中,封裝結構10可圍繞或包覆第一電路結構137或是圍繞或包覆整個載板13,基座11僅圍繞部分之電連接件12。
在一實施例中,封裝結構10的體積小於5000立方毫米、大於1500立方毫米。在此所描述之體積為封裝結構10所占具的空間體積(包含內部腔體101之容積)。發光裝置100於操作電流5~20毫安培及操作電壓介於方均根值為100至130伏特或方均根值200至260伏特下在熱穩態中的發光亮度大於150流明。換言之,發光裝置100於每一立方毫米之封裝結構10下具有0.03~0.1流明。其中,當發光裝置100電連接至一外部電源時,發光裝置於起始發光狀態(冷態),可量測得一冷態發光亮度;而後每隔一段時間量測其發光亮度(例如30ms、40ms、50ms、80ms、或100ms),當相鄰兩次量測所得之發光亮度值,兩個數值之間的差值小於3%時,此時發光裝置即達到一熱穩態。
根據發光單元141的數目,可使得發光裝置100於上述操作電流及電壓下於熱穩態中具有大於200流明的發光亮度。此外,於上述操作條件下,發光裝置100可具有一消耗功率介於0.5~5.5瓦;或者消耗功率介於1~5瓦;或者消耗功率介於2~4瓦。當發光單元141所發出的光經過封裝結構10而於外界環境所觀察到時(例如:人眼或積分球等光感測儀器),由於有一部分的光會被封裝結構10所吸收或反射,所以並非百分之百的光會被觀察到,大約會有5~20%的光無法於外界環境被觀察到(在此稱為光損)。因此,複數個發光單元141之發光亮度會大於發光裝置100的發光亮度。
在一實施例中,複數個發光單元141於操作電流5~20毫安培及操作電壓(順向電壓)介於100至130伏特或240至320伏特下,於熱穩態中共可產生大於180流明的發光亮度以使發光裝置100可具有一大於150流明的發光亮度。或者,複數個發光單元141於操作電流5~20毫安培及操作電壓(順向電壓)介於100至130伏特或240至320伏特下,於熱穩態中共可產生大於250流明的發光亮度以使發光裝置100可具有一大於200流明的發光亮度。換言之,發光裝置100於每一立方毫米之封裝結構10下具有0.04~0.13流明。載板13具有一介於10毫米至35毫米之長度(L1)、一介於5毫米至14毫米之寬度(W1)及一介於0.4毫米至1.5毫米之高度(H)。在以上尺寸範圍下,載板13 具有一50平方毫米至490平方毫米之面積(L1*W1),發光裝置100具有一小於或等於12克的重量。
第2A及2B圖顯示一實施例中發光元件20之示意圖。載板13具有第一表面130及一第二表面131。參照第2A圖所示,第一發光群組14設置在第一表面130。第一發光群組14包含複數個彼此串聯之發光單元141。然而,發光單元141彼此亦可以並聯或是串並聯混合等方式電性連接。第一電路結構137設置在第一表面130且較發光單元141靠近基座11(參照第1B圖),並電連接至第一發光群組14。在本實施例中,第一電路結構137包含橋式整流元件1371及一電阻1372。在另一實施例中,第一電路結構137可包含電感、熱敏電阻、電容或積體電路(IC)。熱敏電阻可包含具有正溫度係數之熱敏電阻或負溫度係數之熱敏電阻。具體而言,可利用熱敏電阻以使發光裝置100可於冷態與熱穩態下具有實質上相同之消耗功率,例如:發光裝置100於冷態與熱穩態之消耗功率的差值小於冷態時之消耗功率的10%。
參照第2A圖,複數個發光單元141之外邊界界定一最小四邊形142。換言之,最小四邊形142為一圍繞所有發光單元141之多邊形,且最小四邊形142之每一邊皆至少與一顆發光單元之外邊界重疊。如第3A圖所示,當複數個發光單元141排列成一三角形狀時,複數個發光單元141之外邊界所界定之最小四邊形如虛線142。如第3B圖所示,當複數個發光單元141排列成兩行直線時,複數個發光單元141之外邊界所界定之最小四邊形如虛線142。或者,複數個發光單元141排列如第3C圖所示,最小四邊形如虛線142。又,如第3D圖所示,載板13具有一中心區域1301及一周圍區域1302環繞中心區域1301。複數個發光單元141設置在載板13之中心區域1301以外之區域,意即,複數個發光單元141係沿著周圍區域1302排列且未設置於中心區域1301。此配置可減少複數個發光單元141發出的光被相鄰之發光單元所吸收,以增加整體發光裝置100之發光亮度。在本實施例中,雖然載板13之中心區域1301並未設置發光單元141,但複數個發光單元141仍以其所界定之最小四邊形(虛線142)為外邊界。如第3E圖所示,複數個發光單元141係排列成一ㄇ字型,且複數個發光單元141之外邊界所界定之最小四邊形(虛線142)仍與第2A及/或3E圖之最小四邊形類似。
如第3F圖所示,複數個發光單元141係交錯排列結構設置在載板13上。在本實施例中,第一表面130上之位置以一二維之笛卡兒座標系表示為(xi,yi),其中xi 及yi分別為水平方向及垂直方向之座標值,i及j為正整數。例如:複數個發光單元至少包含三個發光單元分別大致在(x1,y1), (x2,y2), (x3,y1)之位置,而大致在(x2,y1)之位置上並沒有配置發光單元141。或者,在本實施例中,最小四邊形如虛線142。
第3A~3F圖僅顯示載板13之第一表面130之示意圖,發光單元141亦可設置於第二表面131。此外,當計算載板13之總表面積時,僅需計算有發光單元141設置其上之表面的面積。例如,如第2A圖所示,複數個發光單元141之外邊界所界定之最小四邊形142;載板之總表面積為 L1*W1。當上述之最小四邊形142具有一面積約為載板13第一表面130總面積之0.5~0.98時,可使發光裝置100於操作電流5~20毫安培及操作電壓介於方均根值為100至130伏特或方均根值200至260伏特下,在熱穩態中具有一大於150流明或者大於200流明之發光亮度。當最小四邊形包含有非發光結構時,最小四邊形之面積應扣除非發光結構所佔據之面積,例如第3D圖,當設置一非發光結構例如:電感、電阻、電容、熱敏電阻、積體電路(IC)或二極體等於中心區域1301時,最小四邊形之面積需扣除非發光結構本身所佔據之面積。
參照第2B圖所示,一第二發光群組15設置在載板13之第二表面131。第二發光群組15包含複數個彼此串聯之發光單元151。然而,複數個發光單元151彼此亦可以並聯或是串並聯混合等方式電性連接。發光裝置100更包含一連接板16設置在第二表面131且較第二發光群組15靠近基座11(參照第1B圖)。連接板16具有兩通孔165,其位置係位於載板13之外且未與載板13重疊。一第二電路結構138設置在連接板16上且與第二發光群組15電性連接。第二電路結構138設置於第二發光群組15與通孔165之間。在本實施例中,第二電路結構138包含兩電容1381、1382及一電阻1383。在另一實施例中,第二電路結構138可包含電感、電阻、熱敏電阻、電容或積體電路(IC)。熱敏電阻可包含具有正溫度係數之熱敏電阻或負溫度係數之熱敏電阻。如第2A圖及第2B圖所示,複數個發光單元141、151係設置在載板13相對之兩表面上以使發光裝置100可達到至少270度發光角度(參考第2C圖所示,載板13長度方向之中心軸(C)定義為0度及±180度,且270度發光角度係指±135度之範圍)之全周光;或是設置在載板13相對之兩表面上使複數個發光單元141、151所發出的光(例如:朝上發光及朝下發光)藉由一反射器使得原本往相對方向(例如:朝上發光及朝下發光)發射的光可皆朝同一方向(例如:反射器反射朝上的光使其朝下發光)發射。在另一實施例中,複數個發光單元可完全地設置在載板13之其中一表面上以使複數個發光單元所發出的光約至少90%可朝一方向發射以成為一實質上為半周光之發光裝置;或者,於設計上,可增加擴散粒子或反射器以使原本往一方向之光(例如:朝下發光)有些部分可朝向相對之方向發射(例如:大約5~20%朝下的光經由擴散或反射而改變光路徑朝上發光)。關於全周光與半周光之定義可參考美國能源局(ENERGY STAR)之定義。
第2C圖顯示第1A圖中發光裝置100之部分剖面示意圖。在第2C圖中,未顯示基座11。載板13為一多層結構且具有一0.5~1.8 mm之高度(H),其包含一支撐板132、兩絕緣層133分別形成在支撐板132相對的兩側上、兩圖案化導電層134各自形成在兩絕緣層133上、及兩反射絕緣層135分別形成兩導電層134上。複數個發光單元141、151係分別固定在載板13相對兩側之兩導電層134上。載板13更包含一孔洞136貫穿載板13。導電層134亦形成於孔洞136內,藉此,支撐板132兩側之兩導電層134透過孔洞136內之導電層134彼此電連接且發光單元141可電連接至發光單元151。發光單元141、151彼此可串聯或並聯連接。封裝結構10完全地包覆發光單元141、151。封裝結構10可具有一長方形、橢圓形、圓形、或多邊形之剖面。
連接板16為一多層結構且包含一支撐板161、兩絕緣層162分別形成在支撐板161相對之兩側上、及兩圖案化導電層163分別形成在兩絕緣層162上。兩反射絕緣層164分別形成兩導電層163上。在一實施例中,可不形成兩絕緣層162於支撐板161相對之兩側上,因此,兩圖案化導電層163係直接形成於支撐板161相對之兩側上。連接板16固定於載板13之第二表面131且具有一部份延伸至載板13外。連接板16之導電層163與載板13之導電層134彼此接觸並形成電連接,進一步與發光單元141、151形成電連接。第二電路結構138形成在相對於載板13側之連接板16上。連接板16包含兩通孔165,且其貫穿連接板16,導電層163係形成於通孔165內,藉此,位於支撐板161相對兩側之導電層163透過通孔165內之導電層163可彼此電連接。電連接件12具有一第一端122及一第二端123。第一端122穿過通孔165並利用一導電材料169(例如:焊錫或銀膠)將電連接件12固定在連接板16上,藉此,電連接件12與第一電路結構137、第二電路結構138及發光單元141、151彼此電連接。第二端122用以與外部電路(例如:電源供應器)電連接。
支撐板132可具有一0.2~1.5 mm之高度且包含金屬材料例如:銅、或鋁,或電絕緣材料例如:環氧樹脂(Epoxy)、玻璃纖維、氧化鋁、或及其組合。支撐板161可包含電絕緣材料例如:環氧樹脂(Epoxy)、玻璃纖維、氧化鋁、或及其組合。絕緣層133、162包含環氧樹脂(Epoxy)或矽膠(Silicone)。導電層134、163包含銅、鎳、金、錫或及其合金。反射絕緣層135、164包含白漆或陶瓷油墨。當載板13之支撐板132為金屬材料時,為避免跳火的情況發生,電連接件12藉由連接板16而與載板13隔開一不小於1毫米的距離(D1
)。此外,由於發光裝置100的長度限制,距離(D1
)以不大於30毫米為佳。
第2D圖顯示另一實施例中發光裝置100之部分剖面圖。第2D圖之結構類似於第2C圖之結構。其中相同的符號或是記號所對應的元件或裝置,為具有類似或是相同的元件或裝置。如第2C圖所示,電連接件12之第二端123係位於載板13之一側而不與中心軸(C)位於同一水平面上。如第2D圖所示,電連接件12之第二端123係與與載板13之一中心軸(C)位於同一水平面上,藉此,可便於後續與基座11之對位製程。第2E圖顯示第1A及1B圖之電路示意圖。電阻1372具有一20~50Ω之電阻值。電阻1383具有一1~10MΩ之電阻值。電容1381、1382分別具有0.1~1μF的電容值。橋式整流元件1371可包含四個發光或不發光二極體。
第4圖顯示另一實施例中發光裝置200之發光元件20及電連接件12之剖面圖。發光裝置200與發光裝置100具有類似的結構。其中相同的符號或是記號所對應的元件或裝置,為具有類似或是相同的元件或裝置。發光裝置200之封裝結構10、及基座11可參考第1B圖,為簡潔故,此將不在撰述。載板13為一多層結構,包含一支撐板132、兩絕緣層133形成在支撐板132相對的兩側上、兩圖案化導電層134形成在兩絕緣層133上、及兩反射絕緣層135形成兩導電層134上。發光單元141、151係分別固定在載板13相對兩側之兩導電層134上。載板13更包含一孔洞136貫穿載板13。在本實施例中,支撐板132為電絕緣材料。載板13更包含一通孔139,電連接件12具有第一端穿過通孔139並利用一導電材料169(例如:焊錫或銀膠)將電連接件12固定在載板13上,藉此,電連接件12與第一電路結構137、第二電路結構138及發光單元141、151彼此電連接。電連接件12之第二端用以與外部電路(例如:電源供應器)電連接。導電層134亦形成於孔洞136內,藉此,支撐板132兩側之兩導電層134透過孔洞136內之導電層134彼此電連接且發光單元141可電連接至發光單元151。在另一實施例中,如第4圖所示,當支撐板132為金屬材料時,可於支撐板132之側壁1321形成一電絕緣材料(圖未示)或是可形成一電絕緣材料(圖未示)包覆電連接件12,以避免載板13與電連接件12間的跳火情況發生。
第5A圖為本發明之又一實施例中一發光裝置300之示意圖。發光裝置300與發光裝置100具有類似的結構,其中相同的符號或是記號所對應的元件或裝置,為具有類似或是相同的元件或裝置。第5B圖顯示發光裝置300之爆炸圖。第5C圖顯示發光元件21一側之示意圖。第5D圖顯示發光元件21另一側之示意圖。為簡潔故,第5B~5D圖中之電連接件121係未彎折。如第5A~5D圖所示,發光裝置300具有封裝結構10、發光元件21、基座11及電連接件12。發光元件21包含一載板13、複數個發光單元141、151分別設置在載板13之兩側。如第5C圖所示,10顆發光單元141設置於載板13之第一表面130上且彼此交錯排列。一電連接區1303及一第一電路結構137(於本實施例中,第一電路結構為一具有一20~50Ω電阻值之電阻1372)形成於第一表面130上;且電阻1372位於電連接區1303與發光單元141之間。一通孔139形成並貫穿載板13。
如第5D圖所示,9顆發光單元151設置於載板13之第二表面131上且彼此交錯排列。在一實施例中,載板13兩側設置之發光單元141、151的數量是不相等的。然,依據實際的需求(例如:電壓、亮度等),載板13兩側之發光單元141、151的數量也可以相等。此外,於載板13中形成導電孔(圖未示)以使發光單元141、151彼此串聯連接。一第二電路結構138形成於載板13之第二表面131。第二電路結構138包含一橋式整流元件1371、一電阻1383、及兩電容1381、1382。電連接件12包含兩接腳121A、121B。接腳121A係連接於第一表面131之電連接區1303但未貫穿載板13;接腳121B係穿過通孔139。接腳121A及接腳121B係與發光單元141、151、第一電路結構137及第二電路結構138形成電連接,其電路圖如第2E圖所示。
第5E圖為第5C圖沿著I-I之剖面圖。第5F圖為第5C圖沿著II-II之剖面圖。參照第5C及5E圖,載板13為一多層結構,包含一支撐板132、兩絕緣層133形成在支撐板132相對的兩側上、兩圖案化導電層134形成在兩絕緣層133上、及兩反射絕緣層135形成兩導電層134上。發光單元141、151係分別固定在載板13相對兩側之兩導電層134上。接腳121A具有一第一區域1211係沿著X方向延伸;一第二區域1212自第一區域1211沿著Y方向延伸;及一第三區域1213自第二區域1212沿著Y方向延伸。第二區域1212具有一弧形結構且在Z方向及Y方向與載板13相距一距離,亦即第二區域1212未與載板13相接觸。此外,可提供一絕緣套管126以包覆第二區域1212,藉此防止接腳121A與載板13間不必要的短路路徑。絕緣套管126可與載板13相接觸或不接觸。第三區域1213具有一中心軸大致上與載板13之中心軸(C)位於同一水平面上,以利後續對位製程。參照第5C及5F圖,接腳121B具有一第一端122,其為一彎曲結構並穿過通孔139;及一第二端123自第一端122沿著 Y方向延伸且具有一中心軸大致上與載板13之中心軸(C)位於同一水平面上,以利後續對位製程。在本實施例中,接腳121A與接腳121B具有不同之形狀。在另一實施例,可設計接腳121A與接腳121B具有相同形狀。
第6A~6E圖顯示本發明第1A圖之發光裝置100製造流程示意圖。如第6A圖所示,先提供一中空殼體10(封裝結構)具有一內部腔體101,並填入一第一填充體(圖未示)於內部腔體101。第一填充體為一透明材料,且對於光為透明,像是太陽光或發光單元所發出的光。第一填充體可為膠體、液體或氣體。膠體包含環氧樹脂(Epoxy)、矽膠(Silicone)、聚亞醯胺(PI)、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、Su8、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚醚醯亞胺(Polyetherimide)。液體包含矽油、純水或惰性液體。氣體包含氫氣、氦氣、氮氣或及其混合物。填充氣體之壓力至少大於0.5大氣壓或者介於0.8~1.2大氣壓。中空殼體之材料包含一具有折射率介於1.3~1.8之玻璃;第一填充體具有一介於1.3~1.6的折射率。在一實施例中,殼體之折射率大於第一填充體之折射率。當第一填充體為膠體時,其具有一介於5~50或是10~30的硬度(Shore A)以及一介於200~300 ppm/°C或介於30~50 ppm/°C之熱膨脹係數。膠體可選用市場上可取得的商品,例如:天寶1430、三洋EL1235(Sanyo EL1235)、或道康寧7091。在一實施例中,殼體可為一透光材料,例如鑽石、、石英(quartz)、非晶氧化鋁、多晶氧化鋁、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(Epoxy)、矽膠(Silicone)、聚亞醯胺(PI)、苯并環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、或聚對苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate, PBT),其中塑膠材料在大量生產或成本上可能較具優勢。在一實施例中,內部腔體101可不具有第一填充體。
一擴散粉(例如:二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅或氧化鋁)可選擇性地填入第一填充體內以幫助擴散、散射發光單元141所發出的光。擴散粉可選用無水二氧化鈦,例如:景明化工,型號CR-EL-0000000-23NI。於第一填充體中的重量百分濃度(w/w)介於0.005%~0.1%或介於1%~3%且具有一10 nm~100 nm或10~50μm的顆粒尺寸。如第6B圖所示,提供一發光元件20及電連接件12。發光元件20包含載板13、複數個發光單元141、連接板16。電連接件12包含兩接腳121。第6B圖僅顯示載板之第一表面130,但是,載板13之第二表面131亦可具有複數個發光單元151。
如第6C圖所示,將載板13埋入至第一填充體內以使第一填充體包覆發光單元141並曝露出第一電路結構137。第一填充體可幫助發光單元141所發出的熱傳至殼體10,再傳至外界環境。殼體10之厚度介於0.3~0.8mm且主要是利用熱輻射的方式將熱導至外界環境。第6B圖為從一垂直於方向觀之,其中,載板13的長度及寬度分別標示為L1及W1。載板13之寬度(W1)約等於或小於中空殼體10之內側寬度(D2
)。
如第6D圖所示,提供一基座11。基座11可包含導熱塑膠或陶瓷。導熱塑膠為塑膠基材(PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS或PEEK)與導熱粉體(陶瓷粉體(BN、SiC、AlN)、金屬氧化物(氧化鎂、氧化鋅或二氧化矽)、或導電粉體(碳纖維或奈米碳管))之混和物。陶瓷包含氧化鋁或氧化氮。基座11具有一空腔113,並填入第二填充體(圖未示)於空腔113內。第一電路結構137係被第二填充體所覆蓋且第一電路結構137所產生的熱可藉由第二填充體而傳至基座11,再傳至外界環境。在一實施例中,第二填充體可具有一介於30~50的硬度(Shore A),市場上選用的商品係例如:天寶1430、三洋EL1235(SanyoEL1235)、或道康寧7091。第二填充體之材料可與第一填充體相同或相異。或者,第二填充體之材料可與第一填充體相同,但具有不同之硬度。例如:第一填充體為具有一介於5~30的硬度(Shore A)之矽膠(Silicone);第二填充體為具有一介於30~50的硬度(Shore A)之矽膠(Silicone)。基座11之底部112具有兩穿孔(圖未示)。
接著,如第6E圖所示,將第6C圖之結構埋入基座11中,藉此第一電路結構137、連接板16及部分之兩接腳121係被設置在基座11之空腔113內且部分之兩接腳121係分別穿過基座11底部之兩穿孔以突出基座11外。
如第6F圖所示,彎折兩接腳121使得兩接腳121朝基座11方向延伸,以完成發光裝置100之製作。於彎折後,兩接腳121之幾何中心彼此相距7至15毫米之距離,可符合G9規格之燈具標準(例如:IEC 60061-1)。或者,在另一實施中,不彎折兩接腳121,且兩接腳121各具有一軸心彼此相距4至12毫米之距離(R),因此,發光裝置可符合G4、GU10等規格之燈具標準。再者,殼體10及基座11可具有貫穿孔(圖未示),藉此,當填充體填充於殼體內或基座內時,因在後續製程中之溫度變化,填充體因熱脹冷縮而造成體積改變時,貫穿孔可提供一緩衝空間使填充體的體積變化不會造成殼體或基座的破裂或毀損,以增加製程良率。第6A~6F圖之製造流程亦可實施於其他實施例之發光裝置。此外,可以依實際需求,選擇性地變換製程流程順序,例如:可先將電連接件12固定於載板13上後,與基座11接合,其中發光單元141、151係被暴露出於基座11外;接著,填入第二填充體於基座11之空腔113內;最後,提供具有第一填充體之殼體10以包覆發光單元141、151。當然,亦可提供不具有第一填充體之殼體10以包覆發光單元141、151。
第7A~7E圖顯示本發明一實施例之發光裝置製造流程示意圖。如第7A圖所示,提供一載板13、複數個發光單元141及電連接件12。第7A圖僅顯示載板13之第一表面130,須了解的是,載板13之第二表面131亦可具有複數個發光單元151。電連接件12包含兩接腳121。提供一模具(圖未示),利用鑄模的方式,例如:射出成形鑄模(injection molding)或是壓縮鑄模(compression molding)以形成一封裝結構10包覆發光單元141並曝露出第一電極結構137,如第7B圖所示。於另一實施例中,可利用鑄模方式完全地包覆載板13及部分之電連接件12,且僅暴露出另一部分之電連接件12以與外部電源電連接。選擇性地,一擴散粉(例如:二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅或氧化鋁)可包含在封裝結構10內以幫助擴散、散射發光單元141所發出的光。擴散粉(如:無水二氧化鈦,景明化工,型號CR-EL-0000000-23NI)於封裝結構10中的重量百分濃度(w/w)介於0.005%~0.1%或介於1%~3%且具有10 nm~100 nm或10~50μm的顆粒尺寸。在本實施例中,封裝結構10為一實心體。實心體之材料包含環氧樹脂(Epoxy)、矽膠(Silicone)、聚亞醯胺(PI)、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、Su8、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚醚醯亞胺(Polyetherimide)。第7A及7B圖為從一垂直於載板13平面的方向觀之,其中,載板13之長度與寬度分別標示為L1與W1。載板13之寬度約等於或小於實心體之直徑(D3
)。
如第7C圖所示,提供一基座11。基座11具有一空腔113,並填入一填充體於空腔113內。填充體可為膠體、液體或氣體(如前所述之材料)。基座11之底部112具有兩穿孔(圖未示)。接著,如第7D圖所示,將第7B圖之結構埋入基座11中,藉此第一電路結構137及電連接件12係被設置在基座11之空腔113內且兩接腳121係分別穿過基座底部112之兩穿孔以突出基座11外。如第7E圖所示,彎折兩接腳121使得兩接腳121朝基座11方向延伸,以完成發光裝置之製作。於彎折後,兩接腳121之幾何中心彼此相距7至15毫米之距離,可符合G9規格之燈具標準。或者,在另一實施中,不彎折兩接腳121,且兩接腳121各具有一軸心彼此相距4至12毫米之距離(R),可符合G4、GU10等規格之燈具標準。第7A~7E圖之製造流程亦可實施於其他實施例之發光裝置。
第8A圖顯示本發明另一實施例之發光裝置400之爆炸圖。發光裝置400包含一封裝結構10、一發光元件21、一基座11、及一電連接件12。第8B圖顯示基座11之剖面圖。在本實施例中,一封裝結構10為一空心塑膠殼體且具有一內部腔體101及一開口端102。兩卡扣件103係連結至開口端102且自開口端102往基座11方向延伸且具有一L型之剖面。基座11具有一頂端111;及一底端112。一空腔113形成於基座11內並於頂部111及底部112上向外露出。兩凹槽114形成於頂端111處且可與卡扣件103相結合。兩穿孔115為狹長狀且自底部112往頂部111延伸。穿孔115係貫穿基座11之底部112且與空腔113相連通。一導孔116設置於基座11且形成於兩穿孔115間並具有狹長狀。導孔116自底部112往頂部111延伸且貫穿基座11之底部112並與空腔113相連通。發光元件21係設置於內部腔體101中。發光元件21之詳細結構可參考第5C及5D圖及相關段落。電連接件12係穿過穿孔115且與外部電路(未顯示)電連接。一填充體(未顯示)係藉由導孔116填入內部腔體101及空腔113以完全地包覆發光元件21,且可幫助發光元件20所發出的熱傳至封裝結構10,再傳至外界環境。填充體亦可包含擴散粒子。填充體及擴散粒子之材料如其他實施例所述。當有空氣形成於發光元件21與填充體之間時,會降低散熱效果,因此為了達到良好的散熱效果,發光元件21與填充體間不具有空氣。或是,空氣於填充體中的體積百分比不大於10%。
在另一實施例中,填充體不填入內部腔體101及空腔113,因此發光元件21與封裝結構10間僅具有空氣。當發光元件21操作在一電流下時,發光元件會發光且發熱,此時發光元件21內之揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)會受到熱而逸出,若揮發性有機化合物無法排除而留置於發光元件21內,會影響發光元件21之發光效率。因此,藉由導孔116,使得揮發性有機化合物可排出於發光裝置400外。或者,發光裝置中400之其他元件(非發光元件21)所產生之揮發性有機化合物也可藉由導孔116而排出於發光裝置400外。在一情況下,當揮發性有機化合物係由發光裝置中400之其他元件而非發光元件21產生時,可提供一不透氣保護膜(丙烯酸酯共聚物,acrylate polymer)覆蓋於發光元件21以防止外界之揮發性有機化合物滲入發光元件21而影響發光元件21之發光效率。根據上述之不同實施例,導孔116亦可作為一灌膠孔或排氣孔。於第8A圖中導孔116之位置僅為例示,非用以限制本發明之範圍。選擇性地,導孔116可為一圓柱狀且位於基座11之其他位置。
第8C圖顯示本發明另一實施例中之發光元件21’與電連接件12之剖面圖。在本實施例中,一L型散熱件210貼合在載板13上。當發光元件21’取代發光元件21應用於發光裝置400中時,L型散熱件210可提供與填充體間額外的接觸面積,藉此,更有效地將發光單元141、151產生的熱,經過載板13、L型散熱件210、填充體、殼體10或基座11(參考第8A圖)傳至外界環境。在一實施例中,L型散熱件210可設計與殼體10或基座11直接接觸,藉此,發光單元所141、151產生的熱,經過載板13、L型散熱件210、殼體10或基座11(參考第8A圖)傳至外界環境。L型散熱件210包含金屬材料、或導熱塑膠材料、陶瓷材料等。金屬材料、導熱塑膠材料與陶瓷材料之詳細結構可參考其他實施例所述。
第8D圖顯示本發明另一實施例之發光裝置500之爆炸圖。發光裝置500與發光裝置400類似,其中相同的符號或是記號所對應的元件或裝置,為類似或相同的元件或裝置。於本實施例中,導孔116不提供於基座11上,而是設置於塑膠殼體10上,例如:於塑膠殼體之頂部、及/或側部、及/或底部。其中,圖式中之導孔116位置僅為例示,非用以限制本發明之範圍。
第9A~9D圖顯示本發明一實施例之發光裝置400製造流程圖。如第9A圖所示,提供一具有卡扣件103之空心塑膠殼體10,並提供一具有凹槽114、穿孔115及導孔116之基座11。電連接件12固定於發光元件20上,且電連接件12穿過基座11之穿孔115,使得發光元件21可固定於基座11上。接著,如第9B圖所示,將卡扣件103接合於凹槽114以固定殼體10與基座11,藉此以形成一內部空間(內部腔體101與空腔113)。由於殼體10為透光,因此於殼體10與基座11結合後,可視得發光元件21設置於內部空間內。如第9C圖所示,將殼體10與基座11倒置,並露出導孔116。提供一盛裝於容器119中之含有擴散粒子之填充體,將填充體經由導孔116填入至內部空間。在填入填充體的過程中,由於重力的因素,填充體會自動地往下流動並將擠壓內部空間的氣體使其經由穿孔115排擠出至外界環境。當填充體填滿內部空間後,進行一加熱步驟以固化填充體,藉此更穩固地結合殼體10與基座11。由於內部空間的氣體係經由穿孔115排出,因此穿孔115亦可作為一排氣孔。穿孔115之尺寸可設計略大於電連接件12之直徑以幫助排氣。填充體可為膠體、液體或氣體(可參考其他實施例所述之材料)。本實施例中之製造方法使得殼體10與基座11間所形成的內部空間僅具有一種材料,進而減少因不同材料間熱膨脹係數之差異所造成的崩裂(crack)或是不同材料間黏結性不佳所造成的分離問題。最後,如第9D圖所示,彎折電連接件12以形成發光裝置400。第9A~9D圖之製造流程亦可實施於其他實施例之發光裝置。
第10A~10B圖揭露本發明另一實施例中發光裝置之製造流程。首先,電連接件12穿過基座11之穿孔115,使得發光元件21可固定於基座11上。利用上治具191及下治具192對位並固定塑膠殼體10與基座11後可定義出一內部空間。由導孔116填入一填充體並填滿內部空間。最後,進行一加熱步驟以固化填充體,藉此更穩固地結合殼體與基座11。相較於第9A~9D圖之實施例,本實施例係藉由治具191、192作為支撐,因此空心塑膠殼體10選擇性地可不具有卡扣件103且基座11亦不需形成凹槽114。第10A~10B圖之製造流程亦可實施於其他實施例之發光裝置。
第11A圖顯示本發明之發光單元141或/及151之剖面示意圖。發光單元141包含一發光主體1411、一第一透明體1412、一螢光粉結構1413、一第二透明體1414及一第三透明體1415。發光主體1411包含一第一型半導體層、一活性層、及一第二型半導體層。第一型半導體層及第二型半導體層例如為包覆層(cladding layer)或限制層(confinement layer),可分別提供電子、電洞,使電子、電洞於活性層中結合以發光。第一型半導體層、活性層、及第二型半導體層可包含Ⅲ-Ⅴ族半導體材料,例如Alx
Iny
Ga(1-x-y)
N或Alx
Iny
Ga(1-x-y)
P,其中0≦x, y≦1;(x+y)≦1。依據活性層之材料,發光主體1411可發出一峰值介於610 nm及650 nm之間的紅光,峰值介於530 nm及570 nm之間的綠光,或是峰值介於450 nm及490 nm之間的藍光。發光單元141更包含一反射絕緣層1416及延伸電極1417。延伸電極1417係分別電連接至發光主體1411之第一型半導體層及第二型半導體層。第一透明體1412、第二透明體1414及第三透明體1415對於光為透明,像是太陽光或發光主體1411所發出的光。在一實施例中,第一透明體1412、第二透明體1414或/及第三透明體1415可包含擴散粒子,例如:二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅或氧化鋁。
在另一實施例中,螢光粉結構1413包含複數個螢光粉顆粒(圖未示)並順應第一透明體1412之輪廓形成。部分相鄰的螢光粉顆粒彼此接觸,然部分相鄰的螢光粉顆粒彼此未接觸。螢光粉顆粒具有一5 um~100 um的顆粒尺寸且可包含一種或兩種以上種類之螢光粉材料。螢光粉材料包含但不限於黃綠色螢光粉及紅色螢光粉。黃綠色螢光粉之成分係例如鋁氧化物(YAG或是TAG)、矽酸鹽、釩酸鹽、鹼土金屬硒化物、或金屬氮化物。紅色螢光粉之成分係例如矽酸鹽、釩酸鹽、鹼土金屬硫化物、金屬氮氧化物、或鎢鉬酸鹽族混合物。螢光粉結構1413可吸收發光單元141所發出的第一光而轉換成與第一光不同峰值波長之第二光。第一光與第二光混和會產生白光。發光裝置於熱穩態下具有一白光色溫為2200K~6500K(例如:2200K、2400K、2700K、3000K、5700K、6500K),其色點值(CIE x, y)會落於七個麥克亞當橢圓(MacAdam ellipse)之範圍,並具有一大於80或大於90之演色性(CRI)。第一透明體1412大致上具有一弧形輪廓。弧形輪廓包含一第一區域14121、一第二區域14122及一第三區域14123。第一區域14122大致上與發光主體1411之一下表面14111位於同一水平面且與第二透明體1414之上表面14141平行,並可延伸至第二透明體1414之側表面14142。第二區域14122從第一區域14121延伸且為一曲線。此外,第二區域14122位於且環繞發光主體1411之側表面14112。第三區域14123從第二區域14122往第二透明體1414之上表面14141方向延伸。第三區域14123位於發光主體1411之上表面14113上。此外,第三區域14123未圍繞發光主體1411之側表面14112。第二區域14122與側表面14112之距離係沿著垂直方向(下表面14111往上表面14113之方向,y)逐漸變小。更者,第二區域14122與第三區域14123之相接處係位於發光主體1411之端點14114且於整個弧形輪廓中最靠近發光主體1411。第三區域14123與上表面14113之距離係沿著水平方向(x)逐漸變大再逐漸變小。第三區域14123於發光主體1411之中心區域。第二區域14122與發光主體1411之側表面14112之最大距離大於第三區域14123與發光主體1411之上表面14113之最大距離。第二區域14122與發光主體1411之側表面14112之平均距離約等於第三區域14123與發光主體1411之上表面14113之平均距離。第一區域14121較第二區域14122及第三區域14123靠近反射絕緣層1416。
第一透明體1412及第二透明體1414分別包含矽膠(Silicone)、環氧樹脂(Epoxy)、聚亞醯胺(PI)、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、SU8、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)、氧化鋁(Al2
O3
)、SINR、旋塗玻璃(SOG)。第三透明體1415包含藍寶石(Sapphire)、鑽石(Diamond)、玻璃(Glass)、環氧樹脂(Epoxy)、石英(quartz)、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、氧化矽(SiOX
)、 氧化鋁(Al2
O3
)、氧化鋅(ZnO)、或矽膠(Silicone)。反射絕緣層1416包含一基質及高反射率物質之混和物。基質可為或矽膠基質(silicone-based)或環氧基質(epoxy-based);高反射率物質可包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋁。延伸電極1417包含金屬例如:銅、鈦、金、鎳、或及其組合。在本實施例中,發光單元141為一五面發光之發光結構且具有一約140度之發光角度。於另一實施例中,發光單元141未包含第三透明體1415。
第11B圖為一發光單元141或/及151之上視圖。發光主體1411具有一長度(L2)介於0.3毫米至1.4毫米、一寬度(W2)介於0.2毫米至1.4毫米以及一面積介於0.06平方毫米至1.96平方毫米。發光單元141或/及151有一長度(L3)介於1毫米至3毫米、一寬度(W3)介於0.5毫米至3毫米以及一面積介於0.5平方毫米至9平方毫米。第三透明體1415包含透明材質或可透光材質,因此,當發光單元141未發光時,於燈光照射下隱約可看到螢光粉結構1413。此外,螢光粉結構1413於上視圖中所佔據之面積大致上等於第三透明體1415之面積。參照第1A圖之發光裝置100,載板13之第一表面130及第二表面131皆設有複數個發光單元141、151,複數個發光單元141、151之實際發光總面積(例如:一發光單元之面積為1平方毫米,若有10顆發光單元,則實際發光總面積為1*10=10平方毫米)分別為載板13之第一表面130面積及第二表面131面積之0.01至0.1,可使發光裝置於操作電流5~20毫安培及操作電壓介於方均根值為100至130伏特或方均根值200至260伏特下,在熱穩態中具有一發光亮度大於150流明或者大於200流明。在另一實施例中,僅於載板13之第一表面130設有複數個發光單元141,複數個發光單元141之實際發光總面積為載板13之第一表面130面積之0.01至0.1,可使發光裝置於操作電流5~20毫安培及操作電壓介於方均根值為100至130伏特或方均根值200至260伏特下,在熱穩態中具有一發光亮度大於100流明或大於200流明,或者介於100流明至250流明。
第11C圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141或/及151之剖面圖。第11C圖之結構與第11A圖之結構類似,發光單元141包含複數個發光主體1411、一第一透明體1412'、一螢光粉結構1413、一第二透明體1414、一第三透明體1415、一反射絕緣層1416及一對延伸電極1417。發光單元141更包含一連接導線1418電連接複數個發光主體1411。根據實際需求,一發光單元141可包含二或多個發光主體1411,且依照發光主體1411之數目以使發光單元141為一具有順向電壓大於3V(假設單一發光主體1411之順向電壓為3V)之發光單元141。例如:一發光單元141包含五顆發光主體1411,發光單元141之順向電壓為15V。與第11A圖之第一透明體1412類似的,第一透明體1412’大致上具有一弧形輪廓(例如:類似M型剖面)。第11C圖之弧形輪廓與第11A圖弧形輪廓類似(相同的結構(第一區域14121、第二區域14122及第三區域14123)將不再描述,請參考第11A圖之描述),然而,第一透明體1412’更具有一第四區域14124介於兩鄰近發光主體1411之間並圍繞兩鄰近發光主體1411之側表面14112。第四區域14124具有一似V型之剖面。在一實施例中,螢光粉結構1413包含複數個螢光粉顆粒(圖未示)並順應第一透明體1412’之輪廓形成。需注意的是,部分螢光粉顆粒彼此接觸,然部分螢光粉顆粒彼此未接觸。
第12A圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141之一剖面圖;第12B圖顯示第12A圖之E局部放大圖;及第12C圖顯示複數個發光主體1411之上視圖,其中,第12B圖顯示第12C圖中沿著線A-A’之剖面圖。發光單元151亦可具有與發光單元141相同的結構。如第12A及12B圖所示,發光單元141包含一圖案化基板1400、複數個發光主體1411A~E共同形成於圖案化基板1400上、一溝渠17形成於複數個發光主體1411A~E間以使發光主體1411A~E彼此物理性分離、一第一透明體1412、一螢光粉結構1413、一第二透明體1414、一第三透明體1415、一反射絕緣層1416及一對延伸電極1417A、1417B。螢光粉結構1413包含複數個螢光粉顆粒分散於一基體中。選擇性地,螢光粉結構更可包含擴散粉。基體包含環氧樹脂(Epoxy)、矽膠(Silicone)、聚亞醯胺(PI)、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、Su8、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚醚醯亞胺(Polyetherimide)。螢光粉顆粒及擴散粉可參閱其他實施例。
如第12A圖所示,第三透明體1415具有一上寬下窄的形狀,詳言之,第三透明體1415具有一第一部份14151、及一第二部分14152。第二部分14152較靠近第二透明體1414且其寬度小於第一部份14151之寬度。第一部分14151的厚度約為第三透明體1415厚度的1%~20%或是1%~10%。在本實施例中,第一部分14151與第二部分14152之相接處為一弧形。第一部分14151具有一側表面14151S較第二透明體1414之側表面14142遠離發光主體1411。選擇性地,側表面14151S也可大致上與側表面14142齊平。
如第12A~12C圖所示,每一發光主體1411A~E包含一第一型半導體層1401、一活性層1402、及一第二型半導體層1403。一第一絕緣層1404形成於溝渠17中並覆蓋發光主體1411A~E之第一半導體層1401以避免相鄰發光主體1411A~E間不必要的電路路徑。一導電層1410形成於部分之發光主體之第二型半導體層1403且與第二型半導體層1403形成電連接。之後,複數個彼此物理性分離的導電配線結構1405形成於第一絕緣層1404上且進一步形成在兩相鄰之發光主體上。詳言之,複數導電配線結構1405分別具有一端配置在第一型半導體層1401上且另一端配置並延伸至另一個相鄰的發光主體的第二半導體層1403上,藉此,兩個相鄰的發光主體1411形成電性串聯連接。導電配線結構1405係覆蓋部分之導電層1410及亦形成於發光主體1411A之部分第二型半導體層1403上且形成電連接。一第二絕緣層1406形成於導電配線結構1405上且完全覆蓋發光主體1411B、1411C、1411D以及部分之發光主體1411A、1411E上,並曝露出發光主體1411A之導電配線結構1405及發光主體1411E之導電層1410。一第三絕緣層1407覆蓋於第二絕緣層1406上。一第一電極1408及一第二電極1409分別電連接發光主體1411A及發光主體1411E。第一電極1408、第二電極1409、導電配線結構1405之材料可以是金屬,例如金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、錫(Sn)或其合金或其疊層組合。第一絕緣層1404可為單層或多層。當第一絕緣層1404為單層時,材料可包含氧化物、氮化物、或聚合物(polymer);氧化物可包含氧化鋁(Al2
O3
)、氧化矽(SiO2
)、二氧化鈦(TiO2
)、五氧化二鉭(Tantalum Pentoxide, Ta2
O5
)或氧化鋁(AlOx
);氮化物可包含氮化鋁(AlN)、氮化矽(SiNx
);聚合物可包含聚醯亞胺(polyimide)或苯并環丁烷(benzocyclobutane, BCB)。當第一絕緣層1404為多層時,材料可包含氧化鋁(Al2
O3
)、氧化矽(SiO2
)、二氧化鈦(TiO2
)、五氧化二鈮(Nb2
O5
)及氮化矽(SiNx
)的疊層以形成一布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector)。第二絕緣層1406及第三絕緣層1407材料之選用可參考第一絕緣層1404。
在本實施例中,發光單元141包含五個發光主體,每一發光主體的之順向電壓約為3V,因此一發光單元141之順向電壓約為15V。當發光裝置於操作電流5~20毫安培及操作電壓(順向電壓)介於100至130伏特或240至320伏特下,發光單元141的總數目可介於6顆至9顆之間或介於16顆至22顆之間。或者,在一實施例中,發光單元141包含八個發光主體,因此一發光單元141之順向電壓約為24V,當發光裝置於操作電流5~20毫安培及操作電壓(順向電壓)介於100至130伏特或240至320伏特下,發光單元141的總數目可介於4顆至8顆之間或介於10顆至14顆之間。
為使圖式清楚,第12C圖中僅顯示部分結構且皆以實線表示,每一層疊層關係以及詳細結構可參考其他圖。由於第一電極1408與第二電極1409係被用以直接與外部電極連接或是用於與其他外部電路結構連接,因此,第一電極1408與第二電極1409的面積需足夠大以符合上述需求。進一步而言,當第一電極1408與第二電極1409面積過小時,會有與電路結構對位不佳的問題。然而,當第一電極1408與第二電極1409面積過大會造成第一電極1408與第二電極1408間的距離過小,造成後續與電路結構之焊接製程中,會發生短路問題。如第12C圖所示,第一電極1408具有大於10%且小於50%之基板1400面積的面積,且覆蓋大部分發光主體1141A、1141B之面積(例如:40%~100%之發光主體1411A的面積被第一電極1408所覆蓋;40%~100%之發光主體1411B的面積被第一電極1408所覆蓋)。選擇性地,第一電極1408可覆蓋部分或不覆蓋發光主體1141D、1141E之面積(例如:0%~30%之發光主體1411E的面積被第一電極1408所覆蓋;0%~30%之發光主體1411D的面積被第一電極1408所覆蓋)。第二電極1409覆蓋大部分發光主體1141C、1141D、1411E之面積(例如:10%~70%之發光主體1411C的面積被第二電極1409所覆蓋;10%~70%之發光主體1411D的面積被第二電極1409所覆蓋;40%~100%之發光主體1411E的面積被第二電極1409所覆蓋)。根據第一電極1408與第二電極1409分別覆蓋於發光主體1411A、1411B、1411C、1411D、1411E的面積,第一電極1408與第二電極1409可設計成具有不同或大致相同之面積,且第一電極1408與第二電極1408間之最小距離(S)為90 μm~250 μm。在另一實施例中,第一電極1408可僅覆蓋於發光主體1411A且第二電極1409可僅覆蓋於發光主體1411E。
第12D圖顯示第12B圖之F局部放大圖。形成於兩鄰近發光主體1411D、1411E間之第一絕緣層1404具有與圖案化基板1400大致相同之輪廓;亦即形成於溝渠17間之第一絕緣層1404具有與圖案化基板1400大致相同之輪廓。在本實施例中,因圖案化基板1400具有弧形之剖面,因此第一絕緣層1404亦具有弧形之剖面。當圖案化基板1400具有三角形或圓形之剖面,第一絕緣層1404亦具有三角形或圓形之剖面。類似地,形成於兩鄰近發光主體1411間且依序形成於第一絕緣層1404上之導電配線結構1405、第二絕緣層1406、第三絕緣層1407及電極1409亦具有與第一絕緣層1404或圖案化基板1400大致相同之輪廓。於本實施例中,電極1409與延伸電極1417B之間具有一空隙143,且第二透明體1414可完全或部分填充於空隙143內。當第二透明體1414部分填充於空隙143內時,會有氣泡A產生於空隙143中。
第13A圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141之一上視圖。第13B圖顯示第13A圖中沿著線B-B’之剖面圖。發光單元151亦可具有與發光單元141相同的結構。第13A圖之發光單元141與第12C圖之發光單元141具有類似的結構,其中相同的符號或記號所對應的元件或裝置,為類似或是相同的元件或裝置。第13A圖之發光單元141更具有複數個散熱墊1418。散熱墊1418形成於發光主體1411A之導電配線結構1405上且與導電配線結構1405形成電連接;散熱墊1418覆蓋發光主體1411B、1411C、1411D之部分之第三絕緣層1407;散熱墊1418形成於發光主體1411E之導電層1410上。接著,一第一電極1408 形成在發光主體1411A、 1411B之散熱墊1418上。一第二電極1409形成在發光主體1411C、1411D、1411E之散熱墊1418上。第一電極1408僅與發光主體1411A形成電連接;第二電極1409僅與發光主體1411E形成電連接。散熱墊1418之材料可以是金屬,例如金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、錫(Sn)等,或其合金或其疊層組合。
第14圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141之一剖面圖。發光單元151亦可具有與發光單元141相同的結構。第14圖之上視圖與第12C圖相同,為簡潔故,於此將省略。與第12B圖不同的是,發光單元141包含一平坦化基板1400’及複數個發光主體1411A~E共同形成於基板1400’上。
第15A圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141之剖面示意圖。發光單元151亦可具有與發光單元141相同的結構。第15A圖之發光單元141與第12A圖之發光單元141具有類似的結構,其中相同的符號或是記號所對應的元件或裝置,為具有類似或是相同的元件或裝置。在本實施例中,發光單元141僅包含一發光主體1411、一螢光粉結構180包覆發光主體1411且曝露出電極1408及1409。螢光粉結構180包含複數個螢光粉顆粒分散於一基體中。選擇性地,螢光粉結構中更可包含擴散粉。基體包含環氧樹脂(Epoxy)、矽膠(Silicone)、聚亞醯胺(PI)、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、Su8、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚醚醯亞胺(Polyetherimide)。本實施例中螢光粉顆粒及擴散粉之詳細說明如其他實施例所述。
第15B圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141之部分剖面示意圖。發光單元151亦可具有與發光單元141相同的結構。第15B圖之發光單元141與第15A圖之發光單元141具有類似的結構。其中相同的符號或記號所對應的元件或裝置,為類似或是相同的元件或裝置。第15B圖之發光單元141具有複數個發光主體1411(1411A~E)共同形成於基板1400上。其他詳細的結構可參考第12A~12D圖之描述。
第15C圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141之一剖面示意圖。發光單元141包含一發光主體147、兩焊線175、兩相間隔之導線架177及一反射體178。兩焊線175電連接發光主體147與兩導線架177。一絕緣體179填充於兩導線架177間之空隙以把兩導線架177彼此物理性隔開。一螢光粉結構180覆蓋發光主體147。反射體178可包含環氧膠化合物(Epoxy Molding Compound;EMC)或矽膠化合物(Silicone Molding Compound;SMC)。發光單元141於上視圖中的面積尺寸可為3.0mm*3.0mm、2.8mm*3.5m、1.6mm*1.6mm、1.0mm*1.0mm等)。此外,本實施例之發光單元141僅具有約3v之順向電壓,因此當發光裝置於操作電流5~20毫安培及操作電壓(順向電壓)介於100至130伏特或240至320伏特下,發光單元141的總數目可介於33顆至44顆之間或介於80顆至110顆之間。或者,發光裝置的數目可依照實際需求或應用而做變化。
第15D圖顯示本發明之另一實施例中發光單元141之一剖面示意圖。第15D圖之發光單元與第15C圖之發光單元具有類似的結構。其中相同的符號或記號所對應的元件或裝置,為類似或是相同的元件或裝置。在本實施例中,發光單元141包含五個發光主體147共同形成於一基板1700上,因此一發光單元141之順向電壓約為15V。當發光裝置於操作電流5~20毫安培及操作電壓(順向電壓)介於100至130伏特或240至320伏特下,發光單元141的總數目可介於6顆至9顆之間或介於16顆至22顆之間。或者,在一實施例中,發光單元141包含八個發光主體,因此一發光單元141之順向電壓約為24V,當發光裝置於操作電流5~20毫安培及操作電壓(順向電壓)介於100至130伏特或240至320伏特下,發光單元141的總數目可介於4顆至8顆之間或介於10顆至14顆之間。或者,一個發光單元中所包含之發光主體的數目可依照實際需求或應用而做變化。
第16A~16B圖顯示本發明又一實施例中發光元件22之示意圖。第16A圖顯示發光元件22一側之示意圖。第16B圖顯示發光元件22另一側之示意圖。第16C圖顯示第16A圖中之G局部剖面圖。本實施例之發光元件22可應用於上述之發光裝置100、200、300、400、500中。如第16A~16C圖所示,發光元件22包含載板13,具有一第一表面130及一相對於第一表面130之第二表面131。一第一電連接區1304及一第二電連接區1305形成於第一表面130上且分別位於一第一電路結構137之兩側。複數個發光單元171、172 分別設置於第一表面130及第二表面131上。每一發光單元171、172包含一基板1710、一第一型半導體層1711、一活性層1712、及一第二型半導體層1713。第一型半導體層1711及第二型半導體層1713例如為包覆層(cladding layer)或限制層(confinement layer),可分別提供電子、電洞,使電子、電洞於活性層1712中結合以發光。第一型半導體層1711、一活性層1712、及一第二型半導體層1713可包含Ⅲ-Ⅴ族半導體材料,例如Alx
Iny
Ga(1-x-y)
N或Alx
Iny
Ga(1-x-y)
P,其中0≦x, y≦1;(x+y)≦1。依據活性層1712之材料,發光單元171可發出具有一峰值波長介於610 nm及650 nm之間的紅光,峰值波長介於530 nm及570 nm之間的綠光,或是峰值波長介於450 nm及490 nm之間的藍光。每一發光單元171、172可發出相同或不同的光。如第16A圖及第16C圖所示,發光元件22更包含複數個焊線175分別連接發光單元171之第一型半導體層1711與相鄰發光單元171之第二型半導體層1713,藉此發光單元171彼此串聯連接。進一步,焊線175A係連接發光單元171A之第一型半導體層1711至第一電連接區1304,焊線175B係連接發光單元171B之第一型半導體層1712至第二電連接區1305。第一電路結構137與第一電連接區1304及第二電連接區1305電性連接,因此,第一電路結構137與發光單元141電性連接。
如第16B圖及第16C圖所示,焊線175連接發光單元172使發光單元172彼此電性串連連接。一第三電連接區1306及一第四電連接區1307形成於第二表面131上。同樣地,焊線175亦連接發光單元172A至第三電連接區1306及連接發光單元172B至第四電連接區1307。此外,形成導電孔1311於第一連接區1304與第三連接區1306之相對應位置以及第二連接區1305與第四連接區1307之相對應位置,藉此以使載板13兩側之發光單元171、172彼此串聯連接,其電路圖如第2E圖所示。一螢光粉結構(圖未示)覆蓋於所有之發光單元171、172藉此以使發光裝置可發出白光。螢光粉結構以及白光之相關描述可參考其他實施例。
第17圖顯示本發明另一實施例中發光元件23之剖面圖。發光元件23與發光元件22具有類似的結構,其中相同的符號或記號所對應的元件或裝置,為類似或是相同的元件或裝置。發光元件23包含一第一載板231及一第二載板232;複數個發光單元171設置在第一載板231上;複數個發光單元172設置在第二載板上。焊線175係連接發光單元171至第一電連接區1304且連接發光單元172至第三電連接區1306。第一載板231及第二載板232各自具有一第一導電孔1312A,1312B及一第二導電孔1313A,1312B。第一導電孔1312A,1312B分別電連接第一電連接區1304及第三電連接區1306;一第二導電孔1313A,1312B分別電連接第二連接區1305及第四電連接區1307。發光元件23更包含導電連接膠234A、234B電連接第一載板231之第一導電孔1312A與第二載板232之第一導電孔1312B,以及第一載板231之第二導電孔1313A與第二載板232之第二導電孔1313B,因此,發光單元171、172彼此可串聯連接。其中,導電連接膠234A、234B可以彼此不形成物理性連接,且一不導電物質235(例如:空氣、或絕緣導熱膠)可形成於導電連接膠234A、234B之間第一導電孔1312A與1312B形成導電連接膠。同樣地,一螢光粉結構(圖未示)覆蓋於所有之發光單元171、172藉此以使發光裝置可發出白光。螢光粉結構以及白光之相關描述可參考其他實施例。
第18A圖顯示本發明一實施例中發光裝置600之示意圖。第18B圖為發光裝置600之剖面示意圖。發光裝置600包含一殼體10、一發光元件24、一填充體811及電極墊201、301。殼體10具有一封閉端104、一開口端105及一延伸於封閉端104及開口端105之間之中間部106。中間部106係圍繞部分發光元件24且使電極墊201、301突出於開口端105外。電極墊201、301係可直接與外部電路電連接。如第18A圖所示,由於填充體811可包含螢光粉顆粒或/及擴散粉,因此從外部觀之可能無法清楚視得發光單元141。在此實施例中,殼體10為一細長狀中空殼體,因此發光裝置600可做為一發光燈管(tube)。如第18B圖所示,發光元件24包含載板13;及複數個設置於載板13兩側之發光單元141。依據載板13上之電路設計,可使兩側之發光單元141彼此並聯、串聯或是以橋式電路方式連接。殼體10與發光單元141之最短距離(d4)可設計小於2 mm且填充體811直接接觸發光單元141,藉此,可有效地將發光單元141所產生的熱,透過殼體10及填充體811而傳至外界環境(例如:空氣、發光裝置的固定結構)。此外,因具有填充物,發光裝置600具有較佳的熱冷係數(hot/cold factor)。詳言之,當發光裝置600電連接於一外部電源時,發光裝置於起始發光狀態,可量測得一冷態發光效率(光通量/瓦數);而後每隔一段時間量測其發光效率(例如30ms、40ms、50ms、80ms、或100ms),當相鄰兩次量測所得之發光效率值,兩個數值之間的差值小於0.5%時,此時後者之發光效率值定義為一熱態發光效率;熱冷係數即為熱態發光效率與冷態發光效率之比值。在本實施例中,具有填充物於發光裝置600與殼體10之間,其發光裝置之熱冷比值為R1
;無填充體於發光裝置600與殼體10之間,其發光裝置之熱冷係數為R2
;R1
與R2
之差值大於20%。於另一實施中,殼體81可為可撓式(Flexible)。
第18C及18D圖顯示本發明一實施例中發光裝置700不同視角之示意圖。發光裝置700與發光裝置600具有類似的結構,其中相同的符號或記號所對應的元件或裝置,為類似或是相同的元件或裝置。發光裝置700可未包含填充體;或者,發光裝置700包含填充體,但填充體不包含螢光粉顆粒及擴散粉,因此,發光裝置700於外部觀之可視得發光單元141。發光單元141設置於載板13之兩側,且依據載板13上之電路設計,可使兩側之發光單元彼此並聯、串聯或是以橋式電路方式連接。
第18E圖顯示本發明一實施例中發光裝置800之剖面示意圖。發光裝置800與發光裝置600具有類似的結構,其中相同的符號或記號所對應的元件或裝置,為類似或是相同的元件或裝置。發光裝置800更包含一承載座80。承載座80包含一第一固定部801、一第二固定部802、及一貫穿洞803。第一固定部801與第二固定部802彼此分開一距離且定義一空間於其中;發光元件24之一部分係穿過固定部801、802間之空間並穿過貫穿洞803以露出電極墊201、301,用以與外部電源(圖未示)電連接。透過固定部801、802固定或夾住發光元件24,可使發光元件24固定於承載座80上。於另一實施例中,固定部801、802間之空間可大於發光元件24之寬度,且固定部801、802並未直接接觸發光元件24,因此可於發光元件24及固定部801、802間填充一黏結體(圖未示)以更穩固地固定發光元件24於承載座80上。承載座80將發光元件24大致分隔成兩邊,一邊為具有發光單元141,另一邊僅具有電極墊201、301;殼體810僅包覆具有發光單元141之一邊但未包覆具有電極墊201、301之另一邊。
第19A~19C圖顯示製作第18A圖之發光裝置600之流程剖面示意圖。參照第19A圖,提供載板13且設置發光單元141於載板13之兩側以形成發光元件24。參照第19B圖,提供一中空殼體10且於殼體81內填入填充體811(可包含波長轉換層及/或擴散粉)。參照第19C圖,將部分發光元件24埋入至填充體811;於埋入步驟時,可能會有氣泡產生,因此可進行一脫泡步驟以移除氣泡。或者,氣泡並未完全移除,因此會有氣泡存在填充體811內。接著,可利用加熱或照光之方式以固化填充體811。選擇性地,可於固化步驟前,提供一承載座,且使發光元件24穿過承載座之貫穿洞並固定於承載座上(如第18E圖所示),藉此,具有發光單元141之發光元件24之一邊可密封於殼體10內,且曝露出電極墊201、301與外面電源做電連接。
第20A圖顯示發光裝置300之量測方式示意圖。當發光裝置300發光時,可量得P1圓或P2圓上每一點的發光亮度。進一步,將圓上每一點的發光亮度與角度作圖即可得一配光曲線圖。於量測時,發光裝置300之中心係大致上位於P1圓以及P2圓之圓心。發光裝置300之相關描述可參考前述實施例。第20B~20D圖顯示在內部腔體內填入包含不同濃度擴散粉(例如:二氧化鈦)之第一填充體,且發光裝置300於操作電流100mA下所量測到之配光曲線圖。第20B~20D圖分別為擴散粉重量百分濃度為0%、0.01%、0.02%之配光曲線圖。
如第20B圖所示,實線表示第20A圖之發光裝置於P1圓上所量測之配光曲線圖;虛線表示第20A圖之發光裝置於P2圓上所量測之配光曲線圖。如第20B圖之實線所示,0度的亮度約有35燭光(cd);從0度至30度亮度漸減;30度至90度亮度漸增;90度至180度亮度漸增;180度時的亮度幾乎為0; 0度至-20度亮度漸減;-20度至-70度亮度漸增;-70度至-180度亮度漸減。如第20B圖之虛線所示,0度的光亮度約有33.2燭光;從0度至40度亮度漸減;40度至60度亮度漸增;60度至90度亮度漸減;90度至120度亮度漸增;120度至180度亮度漸減;180度時的亮度幾乎為0;0度至-40度亮度漸減;-40度至-60度亮度漸增;-60度至-115度亮度漸減再增;-115度至-80度亮度漸減。發光裝置之發光角度範圍約為130度。
第20C圖之實線表示第20A圖之發光裝置於P1圓上所量測之配光曲線圖;虛線表示第20C圖之發光裝置於P2圓上所量測之配光曲線圖。如第20C圖之實線所示,0度的光亮度約有12.7燭光(cd);從0度至10度亮度漸減;10度至75度亮度漸增;75度至180度亮度漸減;180度時的亮度幾乎為0;0度至-180度的曲線大致上與0度至180度的曲線類似。此外,光強度於0度至180度的分布與光強度於0度至-180度的分布相對於0-180度之直線軸對稱。如第20B圖之虛線所示,0度的光亮度約有12燭光;從0度至60度亮度漸減;60度至180度亮度漸增;180度時的亮度幾乎為0;0度至-180度的曲線大致上與0度至180度的曲線類似。此外,光強度於0度至180度的分布與光強度於0度至-180度的分布相對於0-180度之直線軸相對稱。發光裝置之發光角度約為285度。
第20D圖之實線表示第20A圖之發光裝置於P1圓上所量測之配光曲線圖;虛線表示第20A圖之發光裝置於P2圓上所量測之配光曲線圖。如第20C圖之實線所示,如第20D圖之實線所示,0度的光亮度約有12.5燭光(cd);從0度至180度亮度漸增再漸減;180度時的亮度幾乎為0;0度至-180度的曲線大致上與0度至180度的曲線類似。此外,光強度於0度至180度的分布與光強度於0度至-180度的分布相對於0-180度之直線軸對稱。如第20B圖之虛線所示,0度的光亮度約有13.4燭光;從0度至180度亮度漸增再漸減;180度時的亮度幾乎為0;0度至-180度的曲線大致上與0度至180度的曲線類似。此外,光強度於0度至180度的分布與光強度於0度至-180度的分布相對於0-180度之直線軸對稱。發光裝置之發光角度約為280度。
第20B~20D圖所描述之發光角度,其定義為當亮度為最大亮度之50%時,此時所包含的角度範圍即為發光角度。例如:參考第20E圖,其將第20C圖中於P1圓上所量測之配光曲線圖(極座標)轉化成直角座標圖。由圖所知,最大亮度約為21.8燭光,其50%亮度為10.9燭光;於10.9燭光處畫一條直線且與亮度曲線圖交於兩點(兩個交點);計算兩點間的角度範圍,即定義為發光角度。當直線與亮度曲線圖交於多於兩點時(>兩個交點),計算相距最遠之兩點的角度範圍,即定義為發光角度。此外,在本實施例中,僅顯示發光裝置於P1圓及P2圓上之配光曲線圖,然,依不同需求可量測不同圓(不同方向)之配光曲線圖。再者,每一圓都具有發光角度,因此當計算發光裝置之發光角度時,係以最大值之作為發光角度。
由第20B~20D圖可知,當擴散粉的濃度越大時,其光分佈會越均勻,但由於擴散粉會吸光,而使發光裝置之亮度會有些微的下降。
第21圖顯示不同濃度之擴散粉於第一填充體之穿透率與波長之關係圖。本方法之量測方式: 1. 提供三種樣品:樣品A(填充體);樣品B(填充體+0.01%二氧化鈦); 樣品C(填充體+0.02%二氧化鈦); 2. 將三種樣品分別製作成約1公分厚的膠餅; 3. 利用一紫外光/可見光光譜儀(UV/Vis Spectrophotometer;Hitachi Instrument Inc. U-3000)量測樣品之穿透率。量測原理簡述如下:汞燈光源分成兩束光,同時且分別照射於標準玻璃基板(厚度:1 mm,n=1.52)及樣品;比較光經過玻璃基板及樣品前後之光強度,以玻璃基板為基準,經過計算後,即可得樣品於不同波長下之相對穿透率。
如第21圖所示,樣品A於400 nm~700 nm的相對穿透率(%T)大於40%,且於450 nm波長下有56.5%的穿透率。樣品B於400 nm~700 nm的相對穿透率(%T)約於10%左右,且於450 nm波長下有11.5%的穿透率。樣品C於400 nm~700 nm的相對穿透率(%T)小於於5%,且於450 nm波長下有1.7%的穿透率。因此,當二氧化鈦的重量百分濃度增加時,其穿透率也隨之下降。
參考第20B~21圖,由於擴散粉具有吸光以及散射光之作用,當第一填充體混有擴散粉時,擴散粉可幫助增加發光裝置之發光角度。然,擴散粉會吸光,使得發光裝置之穿透率下降而造成光損。因此,當發光單元141被混有擴散粉之第一填充體所覆蓋時,且發光單元141於發光裝置內所產生的光之穿透率小於50%時,發光裝置之發光角度大於200度。
參考第1B圖及第11A圖所示,發光單元141、151之發光主體具有一主要發光方向(如箭頭所示)係垂直發光裝置100之一長度方向。封裝結構10、載板13、基座11係沿著長度方向組裝成一發光裝置100。同樣地,第5B圖、第8A圖、第8C圖、及第16A~B圖之發光單元與第11A圖之發光單元具有相同的主要發光方向。
上述所描述之發光裝置或發光燈管,亦可應用於U型管燈泡、螺旋管燈泡、球泡燈、蠟燭燈或其他燈具等。
需了解的是,本發明中上述之實施例在適當的情況下,是可互相組合或替換,而非僅限於所描述之特定實施例。本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明,並非用以限制本發明之範圍。任何人對本發明所作之任何顯而易見之修飾或變更接不脫離本發明之精神與範圍。
100、200、300、400、500、600、700、800‧‧‧發光裝置
10‧‧‧封裝結構
101‧‧‧內部腔體
102‧‧‧開口端
103‧‧‧卡扣件
104‧‧‧封閉端
105‧‧‧開口端
106‧‧‧中間部
11‧‧‧基座
111‧‧‧頂部
112‧‧‧底部
113‧‧‧空腔
114‧‧‧凹槽
115‧‧‧穿孔
116‧‧‧導孔
12‧‧‧電連接件
121、121A、121B‧‧‧接腳
13‧‧‧載板
130‧‧‧第一表面
1301‧‧‧中心區域
1302‧‧‧周圍區域
1303‧‧‧電連接區
1304‧‧‧第一電連接區
1305‧‧‧第二電連接區
1306‧‧‧第三電連接區
1307‧‧‧第四電連接區
131‧‧‧第二表面
1311‧‧‧導電孔
1312A、1312B‧‧‧第一導電孔
1313A、1313B‧‧‧第二導電孔
132、161‧‧‧支撐板
1321‧‧‧側壁
133、162‧‧‧絕緣層
134、163‧‧‧電路結構
135、164‧‧‧反射絕緣層
136‧‧‧孔洞
137‧‧‧第一電路結構
1371‧‧‧橋式整流元件
1372、1383‧‧‧電阻
138‧‧‧第二電路結構
1381、1382‧‧‧電容
139、165‧‧‧通孔
14‧‧‧第一發光群組
141、151、171、171A、171B、172‧‧‧發光單元
1400、1400’、1710‧‧‧基板
1401、1711‧‧‧第一型半導體層
1402、1712‧‧‧活性層
1403、1713‧‧‧第二型半導體層
1404‧‧‧第一絕緣層
1405‧‧‧導電配線結構
1406‧‧‧第二絕緣層
1407‧‧‧第三絕緣層
1408‧‧‧第一電極
1409‧‧‧第二電極
1410‧‧‧導電層
1411、1411A、1141B、1141C、1141D、1141E、147‧‧‧發光主體
14111‧‧‧下表面
14112‧‧‧側表面
14113‧‧‧上表面
14114‧‧‧端點
1412、1412’‧‧‧第一透明體
1413‧‧‧螢光粉層
14121‧‧‧第一區域
14122‧‧‧第二區域
14123‧‧‧第三區域
14124‧‧‧第四區域
1414‧‧‧第二透明體
14141‧‧‧上表面
14142‧‧‧側表面
1415‧‧‧第三透明體
14151‧‧‧第一部份
14152‧‧‧第二部份
14151S‧‧‧側表面
1416‧‧‧反射絕緣層
1417‧‧‧延伸電極
1418‧‧‧連接導線
1418‧‧‧散熱墊
143‧‧‧空隙
15‧‧‧第二發光群組
16‧‧‧連接板
169‧‧‧導電材料
17‧‧‧溝渠
175、175A、175B‧‧‧焊線
177‧‧‧導線架
178‧‧‧反射體
179‧‧‧絕緣體
180‧‧‧螢光粉結構
191‧‧‧上支具
192‧‧‧下支具
20、21、21’、22、23、24‧‧‧發光元件
201、301‧‧‧電極墊
210‧‧‧L型散熱件
231‧‧‧第一載板
232‧‧‧第二載板
234A、234B‧‧‧導電連接膠
235‧‧‧不導電物質
80‧‧‧承載座
801‧‧‧第一固定部
802‧‧‧第二固定部
803‧‧‧貫穿孔
811‧‧‧填充體
10‧‧‧封裝結構
101‧‧‧內部腔體
102‧‧‧開口端
103‧‧‧卡扣件
104‧‧‧封閉端
105‧‧‧開口端
106‧‧‧中間部
11‧‧‧基座
111‧‧‧頂部
112‧‧‧底部
113‧‧‧空腔
114‧‧‧凹槽
115‧‧‧穿孔
116‧‧‧導孔
12‧‧‧電連接件
121、121A、121B‧‧‧接腳
13‧‧‧載板
130‧‧‧第一表面
1301‧‧‧中心區域
1302‧‧‧周圍區域
1303‧‧‧電連接區
1304‧‧‧第一電連接區
1305‧‧‧第二電連接區
1306‧‧‧第三電連接區
1307‧‧‧第四電連接區
131‧‧‧第二表面
1311‧‧‧導電孔
1312A、1312B‧‧‧第一導電孔
1313A、1313B‧‧‧第二導電孔
132、161‧‧‧支撐板
1321‧‧‧側壁
133、162‧‧‧絕緣層
134、163‧‧‧電路結構
135、164‧‧‧反射絕緣層
136‧‧‧孔洞
137‧‧‧第一電路結構
1371‧‧‧橋式整流元件
1372、1383‧‧‧電阻
138‧‧‧第二電路結構
1381、1382‧‧‧電容
139、165‧‧‧通孔
14‧‧‧第一發光群組
141、151、171、171A、171B、172‧‧‧發光單元
1400、1400’、1710‧‧‧基板
1401、1711‧‧‧第一型半導體層
1402、1712‧‧‧活性層
1403、1713‧‧‧第二型半導體層
1404‧‧‧第一絕緣層
1405‧‧‧導電配線結構
1406‧‧‧第二絕緣層
1407‧‧‧第三絕緣層
1408‧‧‧第一電極
1409‧‧‧第二電極
1410‧‧‧導電層
1411、1411A、1141B、1141C、1141D、1141E、147‧‧‧發光主體
14111‧‧‧下表面
14112‧‧‧側表面
14113‧‧‧上表面
14114‧‧‧端點
1412、1412’‧‧‧第一透明體
1413‧‧‧螢光粉層
14121‧‧‧第一區域
14122‧‧‧第二區域
14123‧‧‧第三區域
14124‧‧‧第四區域
1414‧‧‧第二透明體
14141‧‧‧上表面
14142‧‧‧側表面
1415‧‧‧第三透明體
14151‧‧‧第一部份
14152‧‧‧第二部份
14151S‧‧‧側表面
1416‧‧‧反射絕緣層
1417‧‧‧延伸電極
1418‧‧‧連接導線
1418‧‧‧散熱墊
143‧‧‧空隙
15‧‧‧第二發光群組
16‧‧‧連接板
169‧‧‧導電材料
17‧‧‧溝渠
175、175A、175B‧‧‧焊線
177‧‧‧導線架
178‧‧‧反射體
179‧‧‧絕緣體
180‧‧‧螢光粉結構
191‧‧‧上支具
192‧‧‧下支具
20、21、21’、22、23、24‧‧‧發光元件
201、301‧‧‧電極墊
210‧‧‧L型散熱件
231‧‧‧第一載板
232‧‧‧第二載板
234A、234B‧‧‧導電連接膠
235‧‧‧不導電物質
80‧‧‧承載座
801‧‧‧第一固定部
802‧‧‧第二固定部
803‧‧‧貫穿孔
811‧‧‧填充體
第1A圖為本發明一實施例中一發光裝置之示意圖。
第1B圖為本發明一實施例中一發光裝置之爆炸圖。
第2A及2B圖顯示本發明一實施例中發光單元設置於載板上之示意圖。
第2C及2D圖顯示本發明一實施例中發光裝置之部分剖面圖。
第2E圖顯示本發明一實施例中之電路示意圖。
第3A~3F圖顯示本發明發光單元以不同排列方式設置於載板上之示意圖。
第4圖顯示本發明另一實施例中一發光裝置之部分剖面示意圖。
第5A圖為本發明一實施例中一發光裝置之示意圖。
第5B圖為本發明一實施例中一發光裝置之爆炸圖。
第5C及5D圖顯示本發明一實施例中發光裝置之載板與電連接件之示意圖。
第5E圖為第5C圖沿著線I-I之剖面圖。
第5F圖為第5C圖沿著線II-II之剖面圖。
第6A~6F圖顯示本發明一實施例之發光裝置製造流程示意圖。
第7A~7E圖顯示本發明另一實施例之發光裝置製造流程示意圖。
第8A圖顯示本發明一實施例之發光裝置之爆炸圖。
第8B圖顯示一基座之剖面圖。
第8C圖顯示本發明另一實施例中之發光元件與電連接件之側視圖。
第8D圖顯示本發明一實施例之發光裝置之爆炸圖。
第9A~9D圖顯示本發明一實施例之發光裝置製造流程圖。
第10A~10B圖顯示本發明另一實施例之發光裝置之製造流程。
第11A圖顯示本發明一實施例中發光單元之剖面示意圖。
第11B圖顯示第11A圖之發光單元之上視圖。
第11C圖顯示本發明之另一實施例中發光單元之剖面示意圖。
第12A圖顯示本發明之另一實施例中發光單元之一剖面示意圖。
第12B圖顯示第12A圖之局部放大圖。
第12C圖顯示複數個發光主體之上視圖。
第12D圖顯示第12B圖之局部放大圖。
第13A圖顯示本發明另一實施例中複數個發光主體之一上視圖。
第13B圖顯示第13A圖中沿著線B-B’之剖面示意圖。
第14圖顯示本發明另一實施例中發光單元之一剖面示意圖。
第15A圖顯示本發明另一實施例中發光單元之一剖面示意圖。
第15B圖顯示本發明另一實施例中發光單元之一剖面示意圖。
第15C圖顯示本發明之另一實施例中發光單元之一剖面示意圖。
第15D圖顯示本發明之另一實施例中發光單元之一剖面示意圖。
第16A~16B圖顯示本發明另一實施例中發光元件之示意圖。
第16C圖顯示發光元件之剖面示意圖。
第17圖顯示本發明一實施例中發光元件之剖面示意圖。
第18A圖顯示本發明一實施例中發光裝置之示意圖。
第18B圖顯示第18A圖之剖面示意圖。
第18C及18D圖顯示本發明另一實施例中發光裝置之不同視角示意圖。
第18E圖顯示本發明另一實施例中發光裝置之示意圖。
第19A~19C圖顯示本發明一實施例中發光裝置之製造流程剖面圖。
第20A圖顯示發光裝置之量測方式示意圖。
第20B~20D圖顯示於第一填充體包含不同濃度之擴散粉時發光裝置之配光曲線圖。
第20E圖顯示亮度與角度之關係圖。
第21圖顯示不同濃度之擴散粉於第一填充體之穿透率與波長之關係圖。
無
無
100‧‧‧發光裝置
10‧‧‧封裝結構
11‧‧‧基座
12‧‧‧電連接件
Claims (10)
- 一種發光裝置,包含: 一載板; 複數個發光單元設置在該載板上;以及 一封裝結構包覆該複數個發光單元,且具有一體積小於5000立方毫米; 其中,該發光裝置具有一發光亮度大於150流明。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,該體積大於1500立方毫米。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,該封裝結構包含一中空殼體或實心包覆體。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,該發光裝置具有一操作電壓介於100至130伏特或200至260伏特。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,發光裝置具有一消耗功率介於1至5瓦。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,更包含一接腳,具有一中心軸與該載板之一中心軸大致上位於同一水平面上。
- 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置,其中,該接腳係形成於該載板上但未貫穿該載板。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,更包含一接腳貫穿該載板。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,該發光裝置具有一小於或等於12克的重量。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,該複數個發光單元之其中之一具有一基板以及複數個發光主體共同形成於該基板上。
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