TWI552393B - 光源模組之封裝方法及運用該光源模組之照明裝置 - Google Patents

Description

光源模組之封裝方法及運用該光源模組之照明裝置

本發明係關於一種光源模組之封裝方法及運用該光源模組之照明裝置，使得光源模組之光衰程度降低，且照明裝置係具有全周光之照明範圍。

按，發光二極體(LED)其具有發光效率高、低耗電及使用壽命長等諸多優點，使得發光二極體目前被廣泛應用於各式照明燈具中，而舊有的傳統型日光燈燈具即逐漸被發光二極體燈具所取代。

惟，發光二極體其照射面積有限，並具有一定之照射方向，因此，應用於燈具時之照明範圍不夠廣，無法像傳統日光燈燈具之光線具有全周光放射形的照明範圍，此外，以市場上之白光發光二極體燈具為例，其係將黃色螢光粉塗佈在藍光發光二極體上，發光二極體發出之光源能量可激發黃色螢光粉發出一黃色螢光，因此，發光二極體所發出之藍光與該黃色螢光混光後，即可形成白光，然而，習知之螢光粉多係直接塗佈在發光二極體上，並一同封裝於同一晶片層中，故螢光粉會受到發光二極體發光時熱能之影響而衰減，造 成整體發光二極體燈具發光時容易產生不穩定現象而發生光衰，且整體發光二極體燈具之發光效率(lm/W)不高，色溫偏移度也較大。

為解決上述課題，本發明提供一種光源模組之封裝方法及運用該光源模組之照明裝置，其中，光源模組中的螢光膠層不與發光二極體封裝於同一層中，故可使光源模組之光衰程度降低，並提高整體發光效率，且照明裝置之整體光源模組係可構成一全周光照明範圍。

為達前述目的，本發明提供一種光源模組之封裝方法及運用該光源模組之照明裝置，其中，光源模組之封裝方法步驟如下：(a)塗佈，係將一螢光膠分別塗佈於兩個第一透明玻璃片之一平面上，其中，螢光膠係由螢光粉、聚甲基丙烯酸甲酯及有機矽溶劑所組成；(b)乾燥，係將塗佈於該兩第一透明玻璃片上之螢光膠進行乾燥步驟，使得該兩第一透明玻璃片上可各形成一螢光膠層；(c)貼合，係將一陽極導片及一陰極導片貼合於其中一第一透明玻璃片之另一平面上，且陽極導片及陰極導片係平行於螢光膠層；(d)固晶，係透過一固晶膠將複數個發光二極體以陣列排列之方式，黏著於陽極導片及陰極導片旁；(e)固化，係透過高溫烘烤之方式使該固晶膠固化，以令該些發光二極體固定於該第一透明玻璃片； (f)打線，係藉由複數條金屬引線將該些發光二極體之電極互相串接，並與陽極導片及陰極導片電性連接；(g)封裝，係透過一光學膠將該些發光二極體、該些金屬引線、陽極導片及陰極導片包覆，以形成一晶片層，並再將另一第一透明玻璃片蓋合於該晶片層上，以形成一光源模組，使得該些發光二極體係封裝於該兩第一透明玻璃片之間，且該兩螢光膠層係遠離於該些發光二極體；以及(h)黏合，係透過一黏合膠將該兩第一透明玻璃片之兩端互相黏合。

而運用上述該光源模組之照明裝置，係包含：一燈殼，其具有一開口，且燈殼遠離開口之一側具有一導電接頭；一燈座，其卡固於燈殼之開口，該燈座朝該開口之一側延伸有一結合部，該結合部環設有複數個等間隔設置之凸塊，該燈殼之開口設有兩個相對並呈倒梯形之滑槽，而其中兩個凸塊係可設於該兩滑槽上，其餘之該些凸塊係可抵於該燈殼之內壁；一燈罩，其具有透光性，並係卡固於燈座，使得燈罩與燈座形成一容置空間；以及三個光源模組，其係分別設於燈座上，並位於容置空間中，其中，各該光源模組係包含有一晶片層，晶片層內部設有複數個以陣列排列之發光二極體，而晶片層係垂直於燈座，並電連接於導電接頭，且任兩相鄰光源模組之晶片層係呈120度夾角。

其中，該些發光二極體可係藍光發光二極體，而該兩透光板皆係包含一第一透明玻璃片、及一含有螢光粉之螢光膠層，晶片層係位於兩第一透明玻璃片之間，各螢光膠層則係塗佈於各第一透明玻璃片上遠離晶片層之一側。

藉由上述，本發明可達成功效之一，係本發明之光源模組中的螢光膠層不與發光二極體封裝於同一層中，使得螢光膠層之螢光粉不易受到發光二極體發光時熱能之影響而衰減，因此，本發明運用該光源模組之照明裝置，其光源模組之光衰程度可降低，進而可增加整體光源模組之發光效率，且色溫偏移度亦較小。

藉由上述，本發明可達成功效之二，係本發明運用該光源模組之照明裝置，其任兩相鄰光源模組之晶片層係呈120度夾角，使得該些光源模組係可構成一全周光照明範圍，因此，相較於習知之發光二極體燈具，本發明之照明裝置之照明範圍更廣。

100‧‧‧照明裝置

10‧‧‧燈殼

11‧‧‧開口

12‧‧‧導電接頭

13‧‧‧滑槽

20‧‧‧燈座

21‧‧‧結合部

22‧‧‧缺口

23‧‧‧凸塊

24‧‧‧中心部

25‧‧‧限位孔

30‧‧‧燈罩

31‧‧‧容置空間

40‧‧‧光源模組

41‧‧‧透光板

41a‧‧‧第一透明玻璃片

41b‧‧‧螢光膠層

41c‧‧‧第二透明玻璃片

42‧‧‧晶片層

42a‧‧‧透孔

43a‧‧‧陽極導片

43b‧‧‧陰極導片

43c‧‧‧導電端

44‧‧‧發光二極體

45‧‧‧固晶膠

圖1係本發明光源模組之剖面示意圖。

圖2係本發明光源模組之另一實施例。

圖3係本發明照明裝置之外觀示意圖。

圖4係本發明照明裝置之分解示意圖。

圖5係本發明圖3之上視圖。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於列舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖5所示，本發明提供一種光源模組40之封裝方法及運用該光源模組40之照明裝置100，其中，本發明光源模組40之封裝方法，係包含下列步驟：

(a)塗佈，係將一螢光膠分別塗佈於兩個第一透明玻璃片41a之一平面上，其中，各該第一透明玻璃片41a之長度、寬度及厚度係分別為70mm、20mm及0.3mm，而螢光膠係由螢光粉、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，簡稱PMMA，又名壓克力或有機玻璃)及有機矽溶劑所組成，其中，螢光粉可係黃色螢光粉(Sr SiO₄：Eu)，但不以此為限制。

(b)乾燥，係將塗佈於該兩第一透明玻璃片41a上之螢光膠進行乾燥步驟，使得該兩第一透明玻璃片41a上可各形成一玻璃化之螢光膠層41b。

(c)貼合，係將一陽極導片43a及一陰極導片43b貼合於其中一第一透明玻璃片41a之另一平面上，其中，陽極導片43a及陰極導片43b皆係平行於螢光膠層41b，而陽極導片43a及陰極導片43b皆係呈L型，以使陽極導片43a及陰極導片43b可一同環設於第一透明玻璃片41a之另一平面之四周，且陽極導片43a及陰極導片43b皆延伸有一導電端43c，該兩導電端43c係位於同一側，如圖4所示。

(d)固晶，係透過一固晶膠45將複數個發光二極體44以陣列排列之方式，黏著於陽極導片43a及陰極導片43b之內側，其中，固晶膠45可係習知常見之銀膠(Silver Paste)或錫膏(Solder Paste)，但不以此為限。

(e)固化，係透過高溫烘烤之方式使固晶膠45固化，以令該些發光二極體44固定於第一透明玻璃片41a。

(f)打線，係藉由複數條金屬引線(圖中未示)將該些發光二極體44之電極互相串接，並與陽極導片43a及陰極導片43b電性連接。

(g)封裝，係透過一光學膠(Optically Clear Adhesive，簡稱為OCA)將該些發光二極體44、該些金屬引線、陽極導片43a及陰極導片43b包覆，以形成一晶片層42，並再將另一第一透明玻璃片41a蓋合於晶片層42上，以形成本發明之光源模組40，如圖1所示，使該些發光二極體44係封裝於該兩第一透明玻璃片41a之間，且該兩螢光膠層41b係遠離於該些發光二極體44。

(h)黏合，係透過一黏合膠(圖中未示)將該兩第一透明玻璃片41a之兩端互相黏合，以更加固定該兩第一透明玻璃片41a，而黏合膠係由重量百分比20%~40%之有機矽溶劑、及重量百分比60%~80%之矽膠所組成。

此外，本發明之較佳實施例，係可再將與第一透明玻璃片41a長度、寬度及厚度皆相同之兩個第二透明玻璃片41c，分別設於步驟(b)之該兩螢光膠層41b遠離第一透明玻璃片41a之一側，如圖2所示，可避免光源模組40之螢光膠層41b暴露於空氣中，用以防止螢光膠層41b內之螢光粉變色變質，且亦可增加該些發光二極體44發出光源之散射效果。

而本發明運用上述該光源模組40之照明裝置100，係包含：一燈殼10，其具有一開口11，其中，燈殼10遠離開口11之一側具有一導電接頭12，且燈殼10之開口11係設有兩個相對並呈倒梯形之滑槽13。

一燈座20，其設於燈殼10之開口11，其中，燈座20朝開口11之一側延伸有一結合部21，燈座20及結合部21係一體成型，並皆係鋁合金製成，而結合部21係具有一缺口22，使得結合部21具有些微變形之能力，且結合部21 之外徑係大於燈殼10之內徑，使得整體燈座20可藉由結合部21卡固於燈殼10之開口11，而結合部21環設有複數個等間隔設置之凸塊23，其中一個凸塊23係位於缺口22處，且其中另一個凸塊23及位於缺口22處之凸塊23係可分別設於燈殼10之兩滑槽13上，而其餘之凸塊23則係可抵於燈殼10之內壁，因此，整體燈座20可更緊密卡固於燈殼10，不易脫落。燈座20之中心具有一中心部24，且由中心部24往燈座20之周緣方向延伸設有三個長條狀之限位孔25，且任兩相鄰之限位孔25之夾角θ係呈120度，如圖5所示。

一燈罩30，其具有透光性，並係卡固於燈座20，使得燈罩30與燈座20可形成一容置空間31。

三個光源模組40，其皆係包含有一晶片層42及兩透光板41，其中，晶片層42係垂直於燈座20，該兩透光板41係分別設於晶片層42之兩側，而該些光源模組40其係分別卡合於燈座20上之三個限位孔25，如圖3及圖4所示，使得該些光源模組40係位於容置空間31中，且任兩相鄰光源模組40之晶片層42之夾角θ亦係呈120度。

晶片層42內部包含有複數個以陣列排列之發光二極體44、一陽極導片43a、一陰極導片43b及複數條金屬引線(圖中未示)，其中，陽極導片43a及陰極導片43b皆係呈L型，以使陽極導片43a及陰極導片43b可一同環設於晶片層42之內部，而該些發光二極體44係設於陽極導片43a及陰極導片43b之內側，且該些發光二極體44之電極係藉由該些金屬引線互相串接，並與陽極導片43a及陰極導片43b電性連接，而陽極導片43a及陰極導片43b皆延伸有一導電端43c，該兩導電端43c係位於同一側，並可電連接於燈殼10之導電接頭12，而該 些發光二極體44於本發明之較佳實施例中係藍光發光二極體，但不以此為限制。

該兩透光板41皆包含有一第一透明玻璃片41a、一螢光膠層41b、以及一第二透明玻璃片41c，其中，第一透明玻璃片41a及第二透明玻璃片41c之長度、寬度及厚度皆係分別為70mm、20mm及0.3mm，螢光膠層41b係含有螢光粉，且螢光粉可係黃色螢光粉(Sr SiO₄：Eu)，但不以此為限制，而晶片層42係位於兩第一透明玻璃片41a之間，各螢光膠層41b則係塗佈於各第一透明玻璃片41a上遠離晶片層42之一側，而兩第二透明玻璃片41c，其可分別設於各螢光膠層41b遠離各第一透明玻璃片41a之一側，如圖2所示。

以上即為本發明之結構及形狀概述，並將本發明所能達成之功效原理及使用方法陳述如下：當本發明照明裝置100之三個光源模組40運作時，各個發光二極體44發出之光源能量即可激發各光源模組40之螢光膠層41b發出一黃色螢光，因此，各個發光二極體44發出之藍光經由第一透明玻璃片41a折射到達螢光膠層41b後，即可與黃色螢光混光成一白光後，再經由第二透明玻璃片41c折射而出，進而使本發明之照明裝置100係一白光發光二極體燈具。

而本發明光源模組40之螢光膠層41b不與該些發光二極體44封裝於同一層中，使得螢光膠層41b之螢光粉不易受到發光二極體44發光時熱能之影響而衰減，因此，本發明運用該光源模組40之照明裝置100，其光源模組40之光衰程度可降低，進而可增加整體光源模組40之發光效率，且色溫偏移度亦較小。

為進一步佐證本發明之照明裝置100具有良好之發光效率，且色溫偏移度小，申請人委託中區金屬工業研究發展中心進一步進行測試，如附件一所示，將本發明之照明裝置100經過連續照射500小時，其發光效率亦可達到每瓦194.79流明，與習知常見發光二極體燈具的發光效率(約70lm/w)比較，本發明之照明裝置100具有較高之發光效率，此外，本發明之照明裝置100經過連續照射500小時，與一開始0小時照射時之色溫差距非常小(5090K與5072K)，因此，可得證藉由本發明光源模組40之封裝方法，可增加照明裝置100之光源模組40之發光效率，並可降低光源模組40之色溫偏移度。

而由於本發明光源模組40之各個發光二極體44，其係具有六面發光之特性，再加上本發明照明裝置100之任兩相鄰光源模組40之晶片層42係呈120度夾角，可使得照明裝置100之該些光源模組40構成一全周光照明範圍，故相較於習知之發光二極體燈具，本發明之照明裝置100之照明範圍更廣。

此外，本發明光源模組40之各晶片層42於該些發光二極體44周圍可形成複數個大小不一之透孔42a，如圖2所示，以令本發明之該些發光二極體44之散熱效果佳，不用習知之散熱鰭片即可達到散熱之效果。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

100‧‧‧照明裝置

10‧‧‧燈殼

11‧‧‧開口

12‧‧‧導電接頭

13‧‧‧滑槽

20‧‧‧燈座

21‧‧‧結合部

22‧‧‧缺口

23‧‧‧凸塊

24‧‧‧中心部

25‧‧‧限位孔

30‧‧‧燈罩

40‧‧‧光源模組

41‧‧‧透光板

42‧‧‧晶片層

43a‧‧‧陽極導片

43b‧‧‧陰極導片

43c‧‧‧導電端

44‧‧‧發光二極體

Claims (12)

1. 一種光源模組之封裝方法，係包含下列步驟：(a)塗佈，係將一螢光膠分別塗佈於兩個第一透明玻璃片之一平面上，該螢光膠係由螢光粉、聚甲基丙烯酸甲酯及有機矽溶劑所組成；(b)乾燥，係將塗佈於該兩第一透明玻璃片上之螢光膠進行乾燥步驟，使得該兩第一透明玻璃片上可各形成一螢光膠層；(c)貼合，係將一陽極導片及一陰極導片貼合於其中一第一透明玻璃片之另一平面上，且該陽極導片及該陰極導片皆係平行於該螢光膠層；(d)固晶，係透過一固晶膠將複數個發光二極體以陣列排列之方式，黏著於該陽極導片及該陰極導片旁；(e)固化，係透過高溫烘烤之方式使該固晶膠固化，以令該些發光二極體固定於該第一透明玻璃片；(f)打線，係藉由複數條金屬引線將該些發光二極體之電極互相串接，並與該陽極導片及該陰極導片電性連接；(g)封裝，係透過一光學膠將該些發光二極體、該些金屬引線、該陽極導片及該陰極導片包覆，以形成一晶片層，並再將另一第一透明玻璃片蓋合於該晶片層上，以形成一光源模組，使該些發光二極體係封裝於該兩第一透明玻璃片之間，且該兩螢光膠層係遠離於該些發光二極體；以及(h)黏合，係透過一黏合膠將該兩第一透明玻璃片之兩端互相黏合。
2. 如請求項1所述之光源模組之封裝方法，其中，可再將兩個第二透明玻璃片，分別設於步驟(b)之該兩螢光膠層遠離該第一透明玻璃片之一側。
3. 如請求項1所述之光源模組之封裝方法，其中，該黏合膠係由重量百分比20%~40%之有機矽溶劑、及重量百分比60%~80%之矽膠所組成。
4. 如請求項1所述之光源模組之封裝方法，其中，各該第一透明玻璃片之長度、寬度及厚度係分別為70mm、20mm及0.3mm。
5. 如請求項1所述之光源模組之封裝方法，其中，該陽極導片及該陰極導片皆係呈L型，以使該陽極導片及該陰極導片可一同環設於該第一透明玻璃片之另一平面之四周，且該些發光二極體係設於該陽極導片及該陰極導片之內側。
6. 一種照明裝置，係包含：一燈殼，其具有一開口，且該燈殼遠離該開口之一側具有一導電接頭；一燈座，其卡固於該開口，該燈座朝該開口之一側延伸有一結合部，該結合部環設有複數個等間隔設置之凸塊，該燈殼之開口設有兩個相對並呈倒梯形之滑槽，而其中兩個凸塊係可設於該兩滑槽上，其餘之該些凸塊係可抵於該燈殼之內壁；一燈罩，其具有透光性，並係卡固於該燈座，使得該燈罩與該燈座形成一容置空間；以及三個光源模組，其係分別設於該燈座上，並位於該容置空間中，其中，各該光源模組係包含有一晶片層，該晶片層內部設有複數個以陣列排列之發光二極體，而該晶片層係垂直於該燈座，並電連接於該導電接頭，且任兩相鄰光源模組之晶片層係呈120度夾角。
7. 如請求項6所述之照明裝置，其中，各該光源模組更包含有兩透光板，該兩透光板係分別設於該晶片層之兩側。
8. 如請求項6所述之照明裝置，其中，各該晶片層內部更包含有一陽極導片、一陰極導片及複數條金屬引線，該些發光二極體之電極係藉由該些金屬引線互相串接，並與該陽極導片及該陰極導片電性連接，而該陽極導片及該陰極導片係電連接於該導電接頭。
9. 如請求項7所述之照明裝置，其中，該兩透光板皆包含一第一透明玻璃片及一螢光膠層，該晶片層係位於該兩第一透明玻璃片之間，該兩螢光膠層係分別塗佈於該兩第一透明玻璃片遠離該晶片層之一側，且該兩螢光膠層係含有螢光粉。
10. 如請求項7所述之照明裝置，其中，該燈座之中心具有一中心部，且由該中心部往該燈座之周緣方向延伸設有三個長條狀之限位孔，且任兩相鄰之限位孔係呈120度夾角，而該三個光源模組係可分別卡合於該三個限位孔。
11. 如請求項6或10所述之照明裝置，其中，該結合部之外徑係大於該燈殼之內徑，使得該燈座可藉由該結合部卡固於該燈殼之開口。
12. 如請求項9所述之照明裝置，其中，該兩透光板皆更包含有一第二透明玻璃片，其可分別設於各該螢光膠層遠離該第一透明玻璃片之一側。