TWI557952B - 發光元件 - Google Patents

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Description

發光元件
本發明關於一種發光元件，尤指一種具有至少一表面為非平面之波長轉換層的發光元件。
請參閱第1圖，第1圖為先前技術之發光元件1的示意圖。如第1圖所示，發光元件1包含一發光二極體10以及一螢光膠體12。螢光膠體12以點膠或噴塗的方式形成於發光二極體10上，以對發光二極體10進行封裝。一般而言，螢光膠體12中摻雜有螢光粉，以將發光二極體10發出之光線激發為所需之光色。如第1圖所示，由於螢光膠體12直接覆蓋於發光二極體10上，螢光膠體12中的螢光粉容易因發光二極體10運作時產生的熱而產生光衰現象。此外，螢光膠體12的表面120係為平面，發光二極體10發出的光線在通過表面120時，容易產生全反射效應。再者，發光二極體10發出的光線在通過表面120時，激發螢光粉的面積也有限，使得整體出光量受到限制。
本發明提供一種具有至少一表面為非平面之波長轉換層的發光元件，以解決上述之問題。
根據一實施例，本發明之發光元件包含一發光單元、一封裝膠層以及一波長轉換層。發光單元具有一正出光面。封裝膠層覆蓋發光單元。波長轉換層設置於封裝膠層上。波長轉換層具有一第一表面以及一相對於第一表面的第二表面，其中第一表面位於正出光面與第二表面之間，且第一表面與第二表面的至少其中之一為非平面。
較佳地，第一表面與封裝膠層接觸且為非平面。
較佳地，第二表面為非平面。
較佳地，發光元件更包含一透光板，設置於波長轉換層上，其中第二表面與透光板接觸且為平面。
較佳地，發光元件更包含一透光板，設置於封裝膠層與波長轉換層之間，其中第一表面與透光板接觸且為平面，第二表面為非平面。
較佳地，波長轉換層可受機械力而產生形變。
較佳地，發光元件更包含一反射層，設置於發光單元之環繞正出光面的側出光面上。
綜上所述，本發明係將波長轉換層設置於封裝膠層上，使得波長轉換層不與發光單元接觸，可有效避免波長轉換層中的螢光粉因受熱而產生光衰現象。由於波長轉換層的第一表面與第二表面的至少其中之一為非平面，當波長轉換層與封裝膠層接觸的第一表面為非平面時，兩者間的接觸面積也會增加，可有效增加發光單元發出的光線通過第一表面時激發螢光粉的面積，進而提升整體出光量。當波長轉換層不與封裝膠層接觸的第二表面為非平面時，可有效減少發光單元發出的光線通過第二表面時的全反射效應。此外，本發明可於波長轉換層上或於封裝膠層與波長轉換層之間設置透光板，以對發光單元發出的光線進行導光而增加整體出光量，且對發光元件進行固形而使發光元件整體更為堅固耐用。再者，本發明可於發光單元之側出光面上設置反射層，以反射發光單元之側出光面發出的光線，進而增加整體出光量。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1、2、3、4、5、6、7‧‧‧發光元件
10‧‧‧發光二極體
12‧‧‧螢光膠體
20‧‧‧發光單元
22‧‧‧封裝膠層
24‧‧‧波長轉換層
50、60‧‧‧透光板
70‧‧‧反射層
120‧‧‧表面
200‧‧‧正出光面
202‧‧‧側出光面
240‧‧‧第一表面
242‧‧‧第二表面
244、700‧‧‧側表面
H1、H2‧‧‧垂直高度
第1圖為先前技術之發光元件的示意圖。
第2圖為根據本發明第一實施例之發光元件的示意圖。
第3圖為根據本發明第二實施例之發光元件的示意圖。
第4圖為根據本發明第三實施例之發光元件的示意圖。
第5圖為根據本發明第四實施例之發光元件的示意圖。
第6圖為根據本發明第五實施例之發光元件的示意圖。
第7圖為根據本發明第六實施例之發光元件的示意圖。
請參閱第2圖，第2圖為根據本發明第一實施例之發光元件2的示意圖。如第2圖所示，發光元件2包含一發光單元20、一封裝膠層22以及一波長轉換層24。發光單元20具有一正出光面200。封裝膠層22覆蓋發光單元20。波長轉換層24設置於封裝膠層22上。波長轉換層24具有一第一表面240以及一第二表面242，其中第一表面240位於正出光面200與第二表面242之間。
於此實施例中，發光單元20可為發光二極體，但不以此為限。封裝膠層22之材料可為矽膠(silicone)、環氧樹脂(epoxy)或其它封裝膠體。波長轉換層24可由一透明膠體以及螢光粉混合製成。波長轉換層24可將發光單元20發出之光線的波長轉換為另一波長，進而改變發光單元20發出之光線的顏色。
如第2圖所示，波長轉換層24之第一表面240與封裝膠層22接觸且為非平面。此外，波長轉換層24之第二表面242亦為非平面。於此實施例中，波長轉換層24之第一表面240與第二表面242可為波浪狀表面。然而，於另一實施例中，波長轉換層24之第一表面240與第二表面242亦可為鋸齒狀表面、凹凸表面或其它規則/不規則表面，視實際應用而定。
於此實施例中，本發明之波長轉換層24可利用中華民國專利申請號第102132241號所揭示之技術內容製成，但不以此為限。特別的是，本發明之波長轉換層24可受機械力而產生形變，換句話說，波長轉換層24是可撓的，因此當波長轉換層24之第一表面240與封裝膠層22接觸時，只需利 用壓合或其他簡易接合方式即可使接觸面產生非平面，不需過於複雜的半導體製程。
配合第2圖，請參閱第3圖，第3圖為根據本發明第二實施例之發光元件3的示意圖。發光元件3與上述的發光元件2的主要不同之處在於，發光元件3之波長轉換層24之第二表面242為平面。需說明的是，第3圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
配合第2圖，請參閱第4圖，第4圖為根據本發明第三實施例之發光元件4的示意圖。發光元件4與上述的發光元件2的主要不同之處在於，發光元件4之波長轉換層24之第一表面240為平面。需說明的是，第4圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
如第2圖至第4圖所示之發光元件2、3、4，本發明可根據實際出光需求將波長轉換層24之第一表面240與第二表面242的至少其中之一設計為非平面。當波長轉換層24與封裝膠層22接觸的第一表面240為非平面時，兩者間的接觸面積也會增加，例如是，本發明兩者間非平面的接觸面積可為習知兩者間為平面的接觸面積的1.1倍，因此可有效增加發光單元20發出的光線通過第一表面240時激發螢光粉的面積，進而提升整體出光量。當波長轉換層24不與封裝膠層22接觸的第二表面242為非平面時，可有效減少發光單元20發出的光線通過第二表面242時的全反射效應。此外，本發明係將波長轉換層24設置於封裝膠層22上，使得波長轉換層24不與發光單元20接觸，可有效避免波長轉換層24中的螢光粉因受熱而產生光衰現象。
配合第2圖，請參閱第5圖，第5圖為根據本發明第四實施例之發光元件5的示意圖。發光元件5與上述的發光元件2的主要不同之處在於，發光元件5更包含一透光板50。如第5圖所示，透光板50設置於波長轉換層24上，其中波長轉換層24之第二表面242與透光板50接觸且為平面。於此實施例中，透光板50可對發光單元20發出的光線進行導光而增加整體出光量，且對發光元件5進行固形而使發光元件5整體更為堅固耐用。此外， 透光板50的材料可為玻璃、藍寶石或其它透光材料。特別的是，本發明之波長轉換層24可受機械力而產生形變，因此可先配置於透光板50上，再設置於封裝膠層22上利用壓合等方式，而使第一表面240形成非平面，可簡省製程時間和成本。需說明的是，第5圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
配合第2圖，請參閱第6圖，第6圖為根據本發明第五實施例之發光元件6的示意圖。發光元件6與上述的發光元件2的主要不同之處在於，發光元件6更包含一透光板60。如第6圖所示，透光板60設置於封裝膠層22與波長轉換層24之間，其中波長轉換層24之第一表面240與透光板60接觸且為平面，第二表面242為非平面。於此實施例中，透光板60可對發光單元20發出的光線進行導光而增加整體出光量，且對發光元件6進行固形而使發光元件6整體更為堅固耐用。此外，透光板60的材料可為玻璃、藍寶石或其它透光材料。需說明的是，第6圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
配合第2圖，請參閱第7圖，第7圖為根據本發明第六實施例之發光元件7的示意圖。發光元件7與上述的發光元件2的主要不同之處在於，發光元件7更包含一反射層70。如第7圖所示，反射層70設置於發光單元20之一環繞正出光面200的側出光面202上。於此實施例中，反射層70可反射發光單元20之側出光面202發出的光線，進而增加整體出光量。較佳地，反射層70之垂直高度H1可大於或等於發光單元20之側出光面202的垂直高度H2，以有效反射發光單元20之側出光面202發出的光線。此外，反射層70之側表面700可與波長轉換層24之側表面244切齊。再者，反射層70的材料包含高分子材料(例如，矽膠或環氧樹脂等)、金屬氧化物材料(例如，二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋁或氧化鋅等)、金屬材料(例如，鋁、銀等)或上述材料的組合。其中反射層70之材料較佳地是高分子材料與金屬氧化物材料的組合，可具有較低的成本以及製備簡易性。需說明的是，第7圖中與第 2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
綜上所述，本發明係將波長轉換層設置於封裝膠層上，使得波長轉換層不與發光單元接觸，可有效避免波長轉換層中的螢光粉因受熱而產生光衰現象。由於波長轉換層的第一表面與第二表面的至少其中之一為非平面，當波長轉換層與封裝膠層接觸的第一表面為非平面時，兩者間的接觸面積也會增加，可有效增加發光單元發出的光線通過第一表面時激發螢光粉的面積，進而提升整體出光量。當波長轉換層不與封裝膠層接觸的第二表面為非平面時，可有效減少發光單元發出的光線通過第二表面時的全反射效應。此外，本發明可於波長轉換層上或於封裝膠層與波長轉換層之間設置透光板，以對發光單元發出的光線進行導光而增加整體出光量，且對發光元件進行固形而使發光元件整體更為堅固耐用。再者，本發明可於發光單元之側出光面上設置反射層，以反射發光單元之側出光面發出的光線，進而增加整體出光量。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，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。
2‧‧‧發光元件
20‧‧‧發光單元
22‧‧‧封裝膠層
24‧‧‧波長轉換層
200‧‧‧正出光面
240‧‧‧第一表面
242‧‧‧第二表面

Claims (10)

  1. 一種發光元件，包含：一發光單元，具有一正出光面；一封裝膠層，覆蓋該發光單元；一波長轉換層，設置於該封裝膠層上，該波長轉換層具有一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面，該第一表面位於該正出光面與該第二表面之間；以及一透光板，設置於該波長轉換層上；其中該第一表面與該封裝膠層接觸且為非平面，該第二表面與該透光板接觸且為平面。
  2. 一種發光元件，包含：一發光單元，具有一正出光面；一封裝膠層，覆蓋該發光單元；一波長轉換層，設置於該封裝膠層上，該波長轉換層具有一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面，該第一表面位於該正出光面與該第二表面之間；以及一透光板，設置於該封裝膠層與該波長轉換層之間，該第一表面與該透光板接觸且為平面，該第二表面為非平面。
  3. 如請求項1或2所述之發光元件，其中該波長轉換層可受機械力而產生形變。
  4. 如請求項1或2所述之發光元件，更包含一反射層，設置於該發光單元之一環繞該正出光面的側出光面上。
  5. 如請求項4所述之發光元件，其中該反射層之一側表面與該波長轉換層之一側表面切齊。
  6. 如請求項4所述之發光元件，其中該反射層的材料包含高分子材料、金屬 氧化物材料、金屬材料或上述材料的組合。
  7. 一種發光元件，包含：一發光單元，具有一正出光面；一封裝膠層，覆蓋該發光單元；一波長轉換層，設置於該封裝膠層上，該波長轉換層具有一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面，該第一表面位於該正出光面與該第二表面之間，該第一表面與該第二表面的至少其中之一為非平面。；以及一反射層，設置於該發光單元之一環繞該正出光面的側出光面上；其中該反射層之一側表面與該波長轉換層之一側表面切齊。
  8. 如請求項7所述之發光元件，其中該第一表面與該封裝膠層接觸且為非平面。
  9. 如請求項7所述之發光元件，其中該波長轉換層可受機械力而產生形變。
  10. 如請求項7所述之發光元件，其中該反射層的材料包含高分子材料、金屬氧化物材料、金屬材料或上述材料的組合。
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