TWI551806B

TWI551806B - Ｌｅｄ發光裝置及ｌｅｄ燈具

Info

Publication number: TWI551806B
Application number: TW103112491A
Authority: TW
Inventors: 黃建中; 吳志明; 陳逸勳; 張彥雄
Original assignee: 弘凱光電（深圳）有限公司; 弘凱光電股份有限公司
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2016-10-01
Also published as: TW201538888A

Description

LED發光裝置及LED燈具

本發明是有關一種發光裝置，且特別是有關於一種能以交流電力直接驅動發光的LED發光裝置及LED燈具。

近幾年來，發光二極體(LED)的應用已逐漸廣泛，且隨著技術領域的不斷提升，目前已研發出高照明輝度的高功率發光二極體，其足以取代傳統的照明光源。但，LED要完全取代傳統的照明光源還有許多待克服的問題存在。舉例來說，由於LED所適用的範圍越來越廣，所以微小化以及同款型號適於搭配更多尺寸之光學元件，已是研究發展的趨勢。

於是，本發明人有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明實施例在於提供一種LED發光裝置及LED燈具，其能進一步地微小化且能與更多尺寸之光學配件搭配使用而不會大幅影響出光效果。

本發明實施例提供一種LED發光裝置，包括：一電路板，具有一基板與一電路層，該基板具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，該電路層設於該基板的第一表面，且該電路層具有一LED線路、一電子元件線路、及兩電極，該電子元件線路電性連接於該LED線路，而該兩電極電性連接於該電子元件線路；一內阻隔牆，其大致呈圓形且設置於該電路板，該內阻隔牆與該電路板共同包圍界定出一內容置空間，該LED線路至少部分顯露於該內容置空間；一外阻隔牆，其大致呈圓形且設置於該電路板，該外阻隔牆位於該內阻隔牆外側，並且該外阻隔牆的圓心重疊於該內阻隔牆的圓心，該外阻隔牆、該內阻隔牆、與該電路板共同包圍界定出一外容置空間，該電子元件線路至少部分顯露於該外容置空間，而該兩電極至少部分顯露於該外阻隔牆之外；至少一LED裸晶，其設置於該內容置空間且電性連接於該LED線路；數個電子元件，其大致呈圓環狀地排列設置於該外容置空間且電性連接於該電子元件線路，並且該些電子元件具有一LED驅動元件；一透光封裝體，其形成於該內容置空間且包覆該LED裸晶於其內；以及一反光封裝體，其形成於該外容置空間且包覆該些電子元件於其內；其中，該兩電極用以電性連接於一交流電源，使該交流電源所提供之交流電力經由該電路層與該些電子元件之傳輸與轉換，而能令該LED裸晶發光。

本發明實施例另提供一種LED燈具，包括：如上所述之該LED發光裝置；以及一光學配件，其裝設於該LED發光裝置上，該光學配件鄰近於該發光裝置之該反光封裝體的部位形成有一大致呈圓形的開口，並且該開口的圓心對應於該內阻隔牆的圓心，而該開口的直徑大於等於該內阻隔牆的直徑，並小於等於該外阻隔牆的直徑。

綜上所述，本發明實施例所提供的LED發光裝置及LED燈具，其在能夠以交流電力直接驅動發光的前提下，透過將電子元件圓環狀地排列設置在外容置空間，藉以能進一步縮小基板所使用的尺寸；並且，經由形成圓環狀的反光封裝體，用以使LED發光裝置頂面能有效地反射光線，進而令裝設在LED發光裝置之光學配件開口尺寸能有更大的選用範圍。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

100‧‧‧LED發光裝置

1‧‧‧電路板

11‧‧‧基板

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

12‧‧‧電路層

121‧‧‧LED線路

122‧‧‧電子元件線路

123‧‧‧電極

2‧‧‧內阻隔牆

21‧‧‧內容置空間

3‧‧‧外阻隔牆

31‧‧‧外容置空間

4‧‧‧LED裸晶

5‧‧‧電子元件

51‧‧‧LED驅動元件

52‧‧‧整流元件

53‧‧‧功率元件

6‧‧‧透光封裝體

61‧‧‧出光面

7‧‧‧反光封裝體

71‧‧‧反射面

200‧‧‧光學配件

201‧‧‧反射杯

202、202’‧‧‧開口

300‧‧‧交流電源

圖1為本發明LED發光裝置的立體示意圖。

圖2為圖1的剖視示意圖。

圖3為圖1的分解示意圖。

圖4為圖1的另一分解示意圖。

圖5為圖1的又一分解示意圖。

圖6為本發明LED發光裝置之反射面的反射率示意圖。

圖7為本發明LED發光裝置連接交流電源的發光示意圖。

圖8為本發明LED燈具的示意圖。

圖9為本發明LED燈具另一態樣的示意圖。

請參閱圖1，其為本發明的一實施例，需先說明的是，本實施例對應圖式所提及之相關數量與數量，僅用以具體地說明本發明的實施方式，以便於了解其內容，而非用以侷限本發明的權利範圍。

請參閱圖1和圖2所示，本實施例為一種LED發光裝置100，包括一電路板1、設於電路板1上的一內阻隔牆2與一外阻隔牆3、設在電路板1上的數個LED裸晶4與數個電子元件5、設於電路板1與內阻隔牆2所包圍之空間內的一透光封裝體6、及設於內阻隔牆2外側的一反光封裝體7。本實施例於下述先說明LED發光裝置100各元件之可能的實施構造，而後再適時介紹各元件之間的彼此連接關係。

如圖3至圖5，所述電路板1包含有一基板11與一電路層12，上述基板11大致呈方形(如：長方形或正方形)且具有位於相反側的一第一表面111與一第二表面112。其中，所述基板11可為金屬基板和絕緣基板，當採用金屬基板時，更包含一介電層(圖略)設置於金屬基板和電路層12之間，介電層覆蓋於金屬基板的板面上，且介電層邊緣大致與金屬基板邊緣切齊。金屬基板可為鋁基板或銅基板，不以此為限。絕緣基板可為陶瓷基板或樹脂板。而於本實施例中，基板11是以絕緣基板為例。

所述電路層12設於基板11的第一表面111，且電路層12具有一LED線路121、一電子元件線路122、及兩電極123，上述電子元件線路122電性連接於LED線路121，而兩電極123則電性連接於電子元件線路122。須說明的是，有關電性連接之方式可以透過打線等方式實施，在此不加以侷限。

所述內阻隔牆2之材質較佳為陶瓷材料，但不侷限於此。內阻隔牆2大致呈圓形且固設於電路板1的大致中央部位上(即位於基板11的第一表面111與部分電路層12上)。其中，遠離基板11的內阻隔牆2頂緣，其至基板11第一表面111的距離(相當於內阻隔牆2之高度)大於任一LED裸晶4頂緣至基板11第一表面111的距離(相當於LED裸晶4的高度)。

再者，所述內阻隔牆2與電路板1共同包圍界定出一內容置空間21，而上述LED線路121至少部分顯露於內容置空間21，用以供LED裸晶4作為置晶與打線之用。

所述外阻隔牆3之材質較佳為陶瓷材料，但不侷限於此。外阻隔牆3亦大致呈圓形且設置於電路板1上(即位於基板11的第一表面111與部分電路層12上)，並且外阻隔牆3位於內阻隔牆2外側，而外阻隔牆3的圓心重疊於內阻隔牆2的圓心。其中，遠離基板11的外阻隔牆3頂緣，其至基板11第一表面111的距離(相當於外阻隔牆3之高度)大於任一電子元件5頂緣至基板11第一表面111的距離(相當於電子元件5之高度)。而於本實施例中，所述外阻隔牆3之高度大致等於內阻隔牆2之高度，但實際應用時不受限於此。

再者，所述外阻隔牆3、內阻隔牆2、與電路板1共同包圍界定出一外容置空間31，所述電子元件線路122至少部分顯露於外容置空間31，用以供電子元件5安裝之用；而上述兩電極123至少部分顯露於外阻隔牆3之外，用以供外部電源連接之用。

更詳細地說，所述兩電極123位於外阻隔牆3徑向方向上的相反兩側部位，並且所述兩電極123所在的位置大致位於基板11的相對向之兩角落。並且所述兩電極123用以電性連接於一交流電源300(如圖7)，使交流電源300所提供之交流電力經由電路層12與該些電子元件5之傳輸與轉換，而能令置於LED線路121上的LED裸晶4發光。

所述LED裸晶4(尤指直流LED裸晶)設置於內容置空間21，並且LED裸晶4電性連接於電路層12的LED線路121。其中，上述LED裸晶4於本實施例中是兩種不同發光型態的LED裸晶，但於實際應用時，LED裸晶4的發光型態不受限於此。

所述電子元件5較佳為裸晶態樣且大致呈圓環狀地排列設置於外容置空間31，並且電子元件5電性連接於電路層12的電子元件線路122。進一步地說，本實施例透過將電子元件5以圓環狀排列的方式設置於LED裸晶4的周圍，藉以使電子元件5的排列更為密集，進而令基板11的尺寸能夠縮小。

再者，所述電子元件5於本實施例中分為兩組，而每組電子元件5以包含有LED驅動元件51、整流元件52(如：橋式整流器)、及功率元件53為例，但於實際應用時，電子元件5所包含的元件種類與數量可依設計者需求而加以調整，並不侷限於此。舉例來說，該些電子元件5具有一LED驅動元件51；或者，在一未繪示的實施例中，所述電子元件5亦可以同時包含有線性元件與非線性元件。附帶說明一點，本實施例所指的電子元件5排除LED晶片或LED裸晶。

藉此，當上述LED裸晶4採用兩種不同發光型態時，其能分別電性連接於所述兩組的LED驅動元件51、整流元件52、及功率元件53。而所述兩組的LED驅動元件51、整流元件52、及功率元件53則能分別用以驅動上述兩種不同發光型態的LED裸晶4，藉以調整上述兩種不同發光型態的LED裸晶4的發光比例，進而達到混光的效果。

補充說明一點，上述LED裸晶4與電子元件5裝設於電路層12的方式可以是覆晶(flip chip)、迴焊(reflow)、超音波(ultrasonic)、表面貼裝技術(SMT)、或打線(wire bonding)等方式，在此不加以限制。

所述透光封裝體6可以由矽樹脂(silicone)或是環氧樹脂(epoxy resin)所製成，更進一步地說，所述透光封裝體6可為一種單純的透明膠體或內混有螢光粉的螢光膠體，但本實施例不以此為限。

再者，所述透光封裝體6填設於內阻隔牆2與電路板1所共同圍繞定義的內容置空間21之中，藉以使LED裸晶4能被透光封裝體6所封裝(即LED裸晶4包覆於透光封裝體6之內)。換個角度來看，透過上述透光封裝體6被限位在內阻隔牆2所圍繞的封裝範圍內，以使得透光封裝體6的封裝範圍及填膠量得到有效的控制。

所述反光封裝體7較佳為不導電膠體，反光封裝體7主要填設於電路板1、內阻隔牆2、及外阻隔牆3所共同包圍的外容置空間31之中，藉以使反光封裝體7包覆該些電子元件5於其內，也就是說，裸晶態樣的電子元件5能被反光封裝體7所封裝。

藉此，透過反光封裝體7同時一體封裝電子元件5於其內，以大幅度地降低生產LED發光裝置100時所需耗費的封裝成本。並且由於反光封裝體7為不導電膠體，因而使得反光封裝體7能具備有隔絕電路之功能，進而避免LED發光裝置100有跳火之情事發生。

於遠離基板11的透光封裝體6表面(如圖1中的透光封裝體6頂面)與反光封裝體7表面(如圖1中的反光封裝體7頂面)，兩者於本實施例中皆平行於基板11的第一表面111且大致呈共平面設置，但不以此為限。

更詳細地說，所述透光封裝體6具有一遠離基板11的出光面61，而反光封裝體7具有一遠離基板11的反射面71。其中，上述反射面71相對於波長為400nm至500nm的光線具有大於85%之反射率(較佳為90%以上)。亦即，反光封裝體7能使用如圖6所示之任一曲線所代表的材質，或是說，圖6所示之任一曲線即代表上述反射面71的反射率。

再者，所述反射面71覆蓋在遠離基板11的內阻隔牆2頂緣，並且反射面71與出光面61呈無間隙地相連。而在LED發光裝置100的俯視角度下，遠離基板11的內阻隔牆2頂緣完全被反光封裝體7的反射面71所遮蔽，所以無法被看到。藉此，反光封裝體7的反射面71能用以將光線有效地進行反射，以避免遠離基板11的內阻隔牆2頂緣產生吸收光線之情事，進而提升所述LED發光裝置100整體之光效。

附帶說明一點，反光封裝體7除覆蓋遠離基板11的內阻隔牆2頂緣之外，也可一併覆蓋外阻隔牆3的頂緣與外表面，具體實施態樣在此不加以限制。

以上為LED發光裝置100的構造說明，上述LED發光裝置100即為一完整的產品，其能接地被應用(如圖7)或搭配其他裝置使用，可能的應用情況如下述實施例說明之。

請參閱圖8和圖9所示，本發明的另一實施例提供一種LED燈具，包括如上述實施例所載之LED發光裝置100以及裝設於LED發光裝置100的一光學配件200。其中，光學配件200於本實施例中是以一反射杯201為例，但亦可以是其他類型之光學元件(如：透鏡)。

所述反射杯201的外型大致呈中空的截圓錐狀，亦即，反射杯201的兩端各形成有一大致呈圓形且尺寸不同的開口202、202’，並且反射杯201較小的開口202鄰近於LED發光裝置100之反光封裝體7，而上述較小的開口202之圓心對應於內阻隔牆2的圓心。

由於LED發光裝置100之反光封裝體7形成有反射面71，所以上述反射杯201在選用時，只須符合其較小之開口202的直徑大於等於內阻隔牆2的直徑，並小於等於外阻隔牆3的直徑。換言之，LED發光裝置100能與更多尺寸之反射杯201搭配使用而不影響出光效果。

[本發明實施例的可能功效]

綜上所述，本發明實施例所提供的LED發光裝置與LED燈具，其在能夠以交流電力直接驅動發光的前提下，透過將電子元件圓環狀地排列設置在外容置空間，藉以能進一步縮小基板所使用的尺寸；並且，經由形成圓環狀的反光封裝體，用以使LED發光裝置頂面能有效地反射光線，進而令裝設在LED發光裝置之光學配件開口尺寸能有更大的選用範圍。

再者，透過反光封裝體形成相對於波長400nm至500nm的光線具有大於85%反射率的反射面，進而有效地提升LED發光裝置的整體光效。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。