TWI680257B - 發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置，包含： 一載體； 一第一發光元件，設置於載體上；以及一包覆體，包覆載體且曝露出第一發光元件。發光裝置具有一大於350流明之光通量。
Description
本發明係關於一種發光裝置，尤關於一種發光裝置，其包含一直接曝露於外界環境中的發光元件。
用於固態照明裝置的發光二極體（Light-Emitting Diode；LED）具有耗能低、壽命長、體積小、反應速度快以及光學輸出穩定等特性，因此發光二極體逐漸取代傳統之照明產品。
在一電流操作下，發光二極體會發光以及發熱。若熱無法適當地被逸散，經過一段時間，發光二極體的溫度會慢慢增加，進而降低發光二極體的效率。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，說明如下。
一種發光裝置，包含： 一載體； 一第一發光元件，設置於載體上；以及一包覆體，包覆載體且曝露出第一發光元件。發光裝置具有一大於350流明之光通量。
第1A圖顯示本發明一實施例中一發光裝置100之立體示意圖。第1B圖顯示第1A圖發光裝置100之爆炸示意圖。第1C圖顯示第1A圖發光裝置100之側視示意圖。第1D圖顯示第1C圖R1處之局部放大圖。參照第1A圖及第1B圖，發光裝置100為一豆燈（capsule lamp），其包含一發光結構11、兩覆蓋件12A、12B、及一包覆體13。發光結構11包含一載體10、第一發光元件14A、第二發光元件14B、電連接件15及複數個電子元件16。電子元件16，例如：電阻、電感、電容、二極體、橋式整流器、開關元件、積體電路單元，設置於載體10上。電連接件15亦設置於載體10上。兩覆蓋件12A、12B各自具有一孔洞121A、121B，且分別覆蓋於發光元件14A、14B上。發光元件14A、14B係穿過孔洞121A、121B而曝露於外界環境中（例如：空氣）。包覆體13包覆載體10、覆蓋件12A、12B、電子元件16及部分電連結件15，但未包覆發光元件14A、14B之全部，藉此上述曝露於覆蓋件12A、12B外之發光元件14A、14B仍同樣地曝露於外界環境中。亦即，在與覆蓋件12A、12B或包覆體13結合後，發光元件14A、14B曝露於外界環境中的面積大體上相同。此外，由於包覆體13僅包覆部分電連接件15，未被包覆的電連接件15亦曝露於外界環境中並可直接與外部電源（例如：電源供應器）電連接。外部電源可為一交流電源或直流電源。外部電源為具有方均根值為100至130伏特或方均根值200至260伏特之電源。發光裝置100的體積小於5000立方毫米以及大於1500立方毫米。在此所描述之體積為發光裝置100所占具的空間體積。
參照第1C圖及第1D圖，發光裝置100具有一中心軸（CC’）。包覆體13具有一上半部131及一下半部132；上半部131及下半部132實質上對稱於中心軸（CC’）。由於上半部131及下半部132係彼此對稱，以下描述僅以上半部131、第一發光元件14A及覆蓋件12A為例。然，下半部132與第二發光元件14B及覆蓋件12B的相對位置可經由以下描述而推得，將不再贅述。上半部131具有一頂部1311、一底部1312、一中間部1313位於頂部1311與底部1312之間、及一凹槽1314位於頂部1311與中間部1313之間。頂部1311與中間部1313的最大厚度實質上相同（Z方向），且頂部1311與中間部1313的最大厚度大於底部1312之最大厚度。覆蓋件12A與第一發光元件14A係位於凹槽1314內且第一發光元件14A未超出頂部1311（或中間部1313）在+Z方向上的最高處。凹槽1314具有一上表面1302，其剖面為一弧形並具有一凹部1303、及兩延伸部1304，其係分別由凹部1303往頂部1311及中間部1313方向向上（+Z方向）延伸。第一發光元件14A係突出於凹部1303，亦即第一發光元件14A的最高點140位於凹部1303之上。在本實施例中，包覆體13不會被第一發光元件14A發出之光穿透（包覆體13為不透光），且藉由以上描述的配置，當第一發光元件14A發光時，朝向延伸部1304的光（如箭頭A1所示）會被反射進而朝向上方射出而離開發光裝置100。
第2A圖顯示本發明一實施例中之覆蓋件12A、12B與發光結構11之側面示意圖。第2B圖顯示第2A圖R2處之局部放大圖。載體10具有一第一面101及一相對於第一面101之第二面102。第一發光元件14A設置於第一面101；第二發光元件14B設置於第二面102，且位於與第一發光元件14A相對應的位置，較佳地係實質上與第一發光元件14A完全或部分重疊。在本實施例中，一電阻161、兩電容162及一橋式整流器163設置於第一面101（參考第6A圖）；一電阻164設置於第二面102。電阻161具有一20~50Ω之電阻值。電阻164具有一1~10MΩ之電阻值。兩電容162分別具有0.1~1μF的電容值。橋式整流元件163可包含四個發光或不發光二極體。第2C圖顯示發光裝置100之等效電路圖。第一發光元件14A與第二發光元件14B為並聯連接。此外，本實施例中的驅動裝置為一RC電路。在另一實施例中，驅動裝置可為一線性電路（linear circuit）或切換電路（switch circuit）。
在本實施例中，載體10之第一面101及第二面102僅分別設置一個發光元件14A、14B。然，於其他實施例中，可依據其他需求（例如：光形、電性），可於第一面101或/及第二面102設置複數個具有相同或不同規格之發光元件，此處所稱之規格係包含但不限於：尺寸、顏色、發光角度、演色性等。載體10的基板材料（core layer）包含金屬、熱塑性塑料、熱固性塑料、或陶瓷材料。金屬包含鋁、銅、金、銀或其合金。此外，金屬可以是疊層或單層。熱固性塑料包含酚醛樹脂（Phonetic）、環氧樹脂（Epoxy）、雙馬來醯亞胺三嗪樹脂（Bismaleimide Triazine）、環氧膠化合物（Epoxy Molding Compound；EMC）、矽膠化合物（Silicone Molding Compound；SMC）或其組合。熱塑性塑料包含聚亞醯胺樹脂（Polyimide resin）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene）等。陶瓷材料包含氧化鋁、氮化鋁、碳化矽鋁等。
第3A圖顯示本發明一實施例中之第一發光元件14A與覆蓋件12A之剖面示意圖。第3B圖顯示第3A圖之上視圖。第二發光元件14B與第一發光元件14A可具有相同或不同的結構或規格。參照第3A圖，第一發光元件14A包含杯體141，其具有一底部1411及一側部1412，底部1411與側部1412共同定義一內部空間1413；一電路結構142；複數個發光單元143固定於底部1411及容置於內部空間1413中；及一膠體144填入於內部空間1413中並完全覆蓋發光單元143且形成於杯體141上。在本實施例中，電路結構142為一焊線並電連接複數個發光單元143。第一發光元件14A更包含導電結構146。導電結構146具有一第一區塊1461形成於底部1411上且容置於內部空間1413中；一導電孔1462，從底部1411之上表面14111延伸到底部1411之下表面14112；及一第二區塊1463，形成於底部1411內且藉由導電孔1462與第一區塊1461電連接。第二區塊1463係從導電孔1462向側邊延伸（Y方向）且突出於側部1412，並具有一表面14631與底部1411之下表面14112大體上共平面。此外，一散熱部148形成於底部1411內，且未與發光單元143形成電連接。發光單元143產生的熱可藉由散熱部148傳至載體10再傳至外界環境。導電結構146與散熱部148可具有相同的金屬材料，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。
在另一實施例中，發光單元可為一覆晶式發光單元，且電路結構係形成於載體上，因此發光單元係藉由焊炓（solder）固定於載體上之電路結構並藉由電路結構而彼此形成電連接。
參照第3A圖，膠體144係向上或向外突出（往Z軸延伸）且具有一弧形剖面。第一發光元件14A的最高點140係位於膠體144上。膠體144可包含環氧樹脂（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）。選擇性地，膠體可包含螢光粉及/或擴散粉。螢光粉具有一5 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氟化物（K2
TiF6
:Mn4+
、K2
SiF6
:Mn4+
）、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。螢光粉於膠體中的重量百分濃度（w/w）介於50~70%。螢光粉可吸收發光單元143所發出的第一光而轉換成與第一光不同頻譜之第二光。第一光與第二光混和會產生第三光，例如：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）。擴散粉包含二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅或氧化鋁，可散射發光單元143所發出的光。擴散粉於膠體中的重量百分濃度（w/w）介於0.1~0.5%且具有一10 nm~100 nm或10~50μm的顆粒尺寸。在一實施例中，擴散粉（或螢光粉）於膠體中的重量百粉濃度可藉由熱重分析儀（ thermogravimetric analyzer 、TGA ）量測。簡要之，在加熱過程中，膠體會由於溫度逐漸升高且在達到一特定溫度後而被移除（蒸發或熱裂解），殘留擴散粉（或螢光粉），此時可得知重量的變化，因此可求得膠體與擴散粉（或螢光粉）各自的重量並推得擴散粉於膠體中之重量百分濃度。或者，可先量測膠體與擴散粉的總重量，再利用溶劑將膠體移除，最後量測擴散粉的重量，進而求得擴散粉於膠體中之重量百分濃度。
複數個發光單元143彼此可串聯、並聯、串並混合連接或橋式連接。每一發光單元143包含一基板1430（可省略）、一第一型半導體層1431、一活性層1432、及一第二型半導體層1433。第一型半導體層1431及第二型半導體層1433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1431中結合以發光。第一型半導體層1431、活性層1432、及第二型半導體層1433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1432之材料，發光單元143可發出一峰值（peak wavelength）或主波長 （dominant wavelength）介於610 nm及650 nm之間的紅光，峰值或主波長介於530 nm及570 nm之間的綠光，或是峰值或主波長介於450 nm及490 nm之間的藍光。發光單元143的主發光方向（如箭頭A2所示）係垂直基板1430。
參照第2B圖及第3A圖，覆蓋件12A設置於並圍繞第一發光元件14A，其孔洞121A最靠近外界環境的孔徑尺寸（例如：直徑S1
、面積 ）可以小於膠體144之尺寸（例如：直徑S2
、面積）以抵住第一發光元件14A，如此可以使得第一發光元件14A整體或其內的元件具有較佳的耐衝擊性。由於覆蓋件12A的最大厚度（Z方向）大於第一發光元件14A之杯體141之最大厚度但小於膠體144的最大厚度，當覆蓋件12A設置於第一發光元件14A上時，會覆蓋部分膠體144之側壁1441，因此第一發光元件14A所發出的光且朝膠體144之側壁1441行進的光（如箭頭A3所示）會被覆蓋件12A吸收、或反射朝向膠體144之上方射出而離開第一發光元件14A。在另一實施例中，覆蓋件12的孔洞121A的孔徑尺寸可等於或大於膠體144尺寸。
參照第3B圖，杯體141實質上為一長方形且具有四邊（長方形虛線）。杯體141可包含一反射物質且材料為環氧膠化合物（Epoxy Molding Compound；EMC）或矽膠化合物（Silicone Molding Compound；SMC）。杯體141於上視圖中的面積尺寸可為7.0mm*9.0mm、5.6mm*3.0mm、或2.8mm*3.5m。膠體144於上視圖中實質上為一圓形。膠體144距離杯體141四邊之最短距離分別為D1、D2、D3、D4；0 mm≦ D1＜1 mm；0 mm≦D2＜ 1 mm；0.1 mm＜ D3＜1 mm；0.1 mm＜ D4＜ 1 mm。覆蓋件12A實質上亦為一長方形；如第3A圖及第3B圖所示，覆蓋件12A具有一階梯狀結構，且具有1 mm≦ D5＜2 mm；1 mm≦ D6＜ 2 mm；1 mm≦ D7＜3 mm；1 mm≦ D8＜ 3 mm的尺寸。關於覆蓋件12A的功用將於後面敘明。
第4A圖顯示發光結構11之量測方式示意圖。當發光結構11發光時，可利用配光曲線儀（Goniophotometer；阿瑪光電，型號LID-100CS）量得P1圓或P2圓上每一點的發光強度（luminous intensity）。P1圓或P2圓是為量測所定義之虛擬圓。發光結構11之載體10具有一上表面，且第一發元件14A形成於上表面上。上表面形成包含X軸與Y軸之XY平面。發光元件14A、14B的膠體144係沿著Z軸突出。P1圓係位於包含Y軸與Z軸之YZ平面且P2圓係位於XY平面。如第4A圖所示，0度、180度、-180度位於Y軸上；P1圓之90度及-90度位於Z軸上；且P2圓之90度及-90度位於X軸上。在此實施例中，0度點的位置係位於發光結構11的一側，其較靠近第一發光元件14A，且±180度點的位置係相對於0度點而位於發光結構11之的另一側。
載體10之上表面與P1圓交錯（intersect）且P2圓平行於上表面。量測並記錄P1或P2圓上每一點所對應的角度及發光強度；此角度係為第一條線與第二條線間的夾角，其中，第一條線連接P1或P2圓上所被測量的點以及載體10的中心點（PC），第二條線為一通過載體10中心點的座標軸（例如：Y軸）且定義為0度。載體10之中心點為載體10之幾何中心。P1圓的圓心和P2圓的圓心係位於中心點（PC）。
發光結構11具有一第一發光強度分佈於平行於上表面的平面上，例如，P1圓。發光結構11具有一第二發光強度分佈於交錯於上表面的平面上，例如，P2圓。換言之，量測圍繞發光結構11且平行於上表面之平面的發光強度，或是量測圍繞發光結構11且以任一角度與上表面交錯之平面的發光強度。在本實施例中，量測與上表面垂直之表面的發光強度以及與上表面平行之平面的發光強度。類似地，用於定義圓（P1圓或P2圓）的上表面亦可用下表面來定義，其中發光元件14B形成於下表面。在本實施例中，虛擬圓為一正圓；在另一實施例，虛擬圓可為橢圓。
P1圓實質上垂直於P2圓。進一步，將圓上每一點的發光強度與角度作圖即可得一配光曲線圖。第4B圖顯示發光結構11於發光時下所量測到之配光曲線圖。第4C圖顯示發光強度與角度間的關係圖且可就藉由關係圖導出發光角度。如第4B圖所示，實線表示第4A圖之發光結構11於P1圓上所量測之配光曲線圖；虛線表示第4A圖之發光結構11於P2圓上所量測之配光曲線圖。
如第4B圖之實線所示，發光結構11於發光時，約在P1圓90度的角度，具有一38.3燭光（cd）的最大發光強度；P1圓0度的角度具有一10.6燭光（cd）的發光強度。P1圓0度至90度發光強度漸增；P1圓90度至150度發光強度漸減；P1圓150度至180度發光強度幾乎為0；P1圓0度至-180度的曲線大致上與P1圓0度至180度的曲線類似。此外，發光強度於P1圓0度至180度的分布與發光強度於P1圓0度至-180度的分布實質上相對於0-180度之直線軸對稱。發光結構11於P1圓之發光角度約為301度。
如第4B圖之虛線所示，發光結構11於發光時，約P2圓在-95度的角度，具有一13.6燭光（cd）的最大發光強度；P2圓0度的角度具有一10.65燭光（cd）的發光強度。P2圓0度至57.5度發光強度漸增；P2圓57.5度至150度發光強度漸減；P2圓150度至180度發光強度幾乎為0；P2圓0度至-95度發光強度漸減；P2圓-90度至-150度發光強度漸增；P2圓-150度至-180度發光強度幾乎為0。發光結構11於P2圓之發光角度約為291度。
第4B圖所描述之發光角度，其定義為當強度為最大強度之50%時，此時所包含的角度範圍即為發光角度。例如：第4C圖顯示發光強度與角度間的關係圖，其將第4B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（X軸為角度；Y軸為發光強度）。由圖所知，最大發光強度約為38.3燭光，其50%發光強度為19.15燭光；於19.15燭光處畫一條直線且與發光強度曲線圖交於兩點（兩個交點）；計算兩點間的角度範圍，即定義為發光角度。當直線與發光強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。同樣地，將第4B圖中於P2圓上所量測之配光曲線圖（極座標）轉化成直角座標圖，利用相同方法，亦可算得P2圓之發光角度。此外，在本實施例中，僅顯示發光結構11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，每一圓都具有一發光角度。
相較於第4B圖之實線（P1圓）及虛線（P2圓）之配光曲線圖，由於發光單元143的主發光方向（參考第3A圖）為Z方向，因此P2圓所量測到之平均發光強度會小於P1圓整體所量測之平均發光強度。
第5A圖顯示發光裝置100之量測方式示意圖。同樣地，為當發光裝置100發光時，可利用配光曲線儀（Goniophotometer；阿瑪光電，型號LID-100CS）量得P1圓或P2圓上每一點的發光強度。P1圓或P2圓是為量測所定義之虛擬圓。類似於第4A圖，發光裝置100具有一表面，且第一發元件14A形成於表面上。表面係形成包含X軸與Y軸之XY平面。發光元件14A、14B的膠體144係沿著Z軸突出。P1圓係位於包含Y軸與Z軸之YZ平面且P2圓係位於XY平面。在此實施例中，0度、180度、-180度位於Y軸上；P1圓之90度及-90度位於Z軸上；且P2圓之90度及-90度位於X軸上。
量測並記錄P1或P2圓上每一點所對應的角度及發光強度；此角度係為第一條線與第二條線間的夾角，其中，第一條線連接P1或P2圓上所被測量的點以及載體10（位於發光裝置100內）的中心點（PC），第二條線為一通過載體10中心點的座標軸（例如：Y軸）且定義為0度。載體10之中心點為載體10之幾何中心。P1圓的圓心和P2圓的圓心係位於中心點（PC）。
第5B圖顯示發光裝置100於發光時下所量測到之配光曲線圖。第5C圖顯示發光強度與角度間的關係圖且可藉由關係圖導出發光角度。發光元件14A形成於載體10之上表面，P1圓與上表面交錯（intersect）且P2圓與上表面平行。發光裝置100具有一第一發光強度分佈於平行於上表面的平面上，以及一第二發光強度分佈於交錯於上表面的平面上。換言之，量測圍繞發光裝置100且平行於上表面之平面的發光強度，或是量測圍繞發光裝置100且以任一角度與上表面交錯之平面的發光強度。在本實施例中，量測與上表面垂直之表面的發光強度以及與上表面平行之平面的發光強度。類似地，用於定義圓（P1圓或P2圓）的上表面亦可用下表面來定義，其中發光元件14B形成於下表面。在本實施例中，虛擬圓為一正圓；在另一實施例，虛擬圓可為橢圓。
如第5B圖所示，實線表示第5A圖之發光裝置於P1圓上所量測之配光曲線圖；虛線表示第5A圖之發光裝置於P2圓上所量測之配光曲線圖。
如第5B圖之實線所示，發光裝置100於發光時，約在P1圓90度的角度，具有一51.47燭光（cd）的最大發光強度；P1圓0度的角度具有一1.12燭光（cd）的發光強度。P1圓0度至90度發光強度漸增；P1圓90度至150度發光強度漸減；P1圓150度至180度發光強度幾乎為0；P1圓0度至-180度的曲線大致上與P1圓0度至180度的曲線類似。此外，發光強度於0度至180度的分布與發光強度於0度至-180度的分布實質上相對於0-180度之直線軸對稱。發光裝置100於P1圓之發光角度約為301度。
如第5B圖之虛線所示，發光裝置100於發光時，約在P2圓-75度的角度，具有一1.36燭光（cd）的最大發光強度；P2圓0度的角度具有一1.2燭光（cd）的發光強度。由圖可之，從P2圓0度至180度以及P2圓0度至-180度的發光強度介於0~2。
如同前述計算發光角度之方法，參照第5C圖，將第5B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，亦可算得P1圓之發光角度。
發光結構11（或發光裝置100）的發光強度會隨著輸入電流（或操作瓦數）越大而越大，因此最大發光強度（燭光）會改變。然，於不同輸入電流下，發光結構11（或發光裝置100）於發光時所量測到的發光強度會有所不同，但配光曲線圖實質上會相同或類似。
第4B圖為不具有包覆體13及覆蓋件12A、12B之配光曲線圖；第5B圖為具有包覆體13及覆蓋件12A、12B之配光曲線圖。比較第4B圖與第5B圖之P1圓之配光曲線圖，於第4A圖之結構中，發光元件14A、14B發出的光朝向側面射出（0度的方向）時，並不會被其他物體（在本實施例中為包覆體13及覆蓋件12A、12B）反射或遮蔽，因此於0度仍可量測到 10.65燭光之發光強度。相對地，參考第5A圖之結構，當朝向側面射出的光（0度的方向）會被覆蓋件12A、12B或/包覆體13吸收或反射而朝向90度的方向，因此0度之發光強度僅為1.12燭光且90度的發光強度增為51.47燭光（在第4B圖中，90度的發光強度為38.3燭光）。
進一步，比較第4B圖與第5B圖之P2圓之配光曲線圖，如前所述，由於發光元件14A、14B發出的光幾乎（百分之98以上的光）都被包覆體13吸收或反射，因此第5B圖之配光曲線圖中，各角度的發光強度僅為1~2燭光。相較於第4B圖，於0度的角度仍具有10.65燭光，且最大發光強度也仍有13.6燭光。
由上可知，提供一第一結構（發光結構11）並使其發光時，可於一第一角度（例如 P2圓之0度角），量測到一第一亮度；提供一第二結構（發光裝置100）並使其發光時，可於此第一角度（同為 P2圓之0度角）量測到一第二發光強度；第一發光強度與第二發光強度的比值大於5，或是大於10。
第6A~6E圖顯示本發明一實施例中發光結構之製造流程圖。參照第6A圖，將第一發光元件14A、電子元件16、以及電連接件15利用表面黏結技術（surface mount technology，SMT）固定於載體10上以形成發光結構11。選擇性地，電子元件16、以及/或電連接件15可以插件方式（dip）固定於載體10上。第6A圖僅顯示發光結構11之一側，發光結構11另一側之結構可參考其他相關圖式及段落。參照第6B圖，提供一覆蓋件12A設置於第一發光元件14A上並曝露出部分之第一發光元件14A。
接著，參照第6C、6D圖，提供一上模具201及一下模具202，每一模具201、202具有流道203。於製造過程中，先將發光結構11設置於上模具201及下模具202中。接著，將上模具201與下模具202閉合組裝，一熱塑性之塑料於高溫（235~270℃的溫度）高壓（75~110Mpa的壓力）下沿著流道鑄入模具201、202內。最後，將模具201、202降至60~100℃的溫度以使塑料成形並完成一包覆體13並曝露出第一發光元件14A及電連接件15。上述之方法係描述一射出成形鑄模（injection molding）的方式。於其他實施例中，亦可使用壓縮鑄模（compression molding）的方式形成包覆體13。於本實施例中，參考第3B圖，由於膠體144至杯體141四邊的距離小於1 mm（參照第3B圖之D1~D4），因此在形成包覆體13的過程中，包覆體13會覆蓋到膠體144上，進而影響發光裝置100的光形以及發光亮度（發光強度或光通量）。因此，如第6B圖中，可先提供一覆蓋件12A覆蓋於第一發光元件14A，藉此提供一空間或距離（參照第3B圖之D5~D8），使得在成形包覆體13時，包覆體13僅覆蓋在覆蓋件12A上而不會覆蓋到膠體144上。在另一實施例中，當膠體144至杯體141四邊的距離不小於1 mm （1 mm≦D1＜2 mm；1 mm≦ D2＜ 2 mm；1 mm≦ D3＜3 mm；1 mm≦ D4＜ 3 mm），可省略第6B圖中的步驟，亦即不需要額外提供覆蓋件12A於第一發光元件14A上。
由於包覆體13係藉由鑄模方式成型，因此包覆體13為一實心體，且包覆體13係直接接觸載體10、電子元件16及電連接件15且僅有少量或未有空氣存在於包覆體13內。 進一步，包覆體13可幫助發光結構11的熱傳至外界環境。在本實施例中，包覆體13為一導熱塑膠且為熱塑性材料，並具有一熱傳導係數大於1.5 W/Mk以及一熱變形溫度（Heat deflection temperature，HDT）大於100℃。
參照第6E圖，彎折電連接件15，以完成發光裝置100之製作。於彎折後，電連接件15可符合G9規格之燈具標準。或者，在另一實施中，不彎折電連接件15使其符合G4、GU10等規格之燈具標準。
在本發明中，由於發光元件14A、14B直接曝露於外界環境中，發光結構11可更直接地與外界環境進行熱交換以獲得更佳的散熱效果。此外，包覆體13可幫助發光結構11的熱傳至外界環境；以及當選用載體10的基板材料為鋁金屬時，亦有助於將發光元件14A、14B發出的熱快速傳導至整個載體10而不會使發光元件14A、14B為一熱點（Hot spot）。綜合以上整體設計，當發光裝置100與上述之外部電源連接後，發光裝置100可的消耗功率可介於1~5瓦或者消耗功率介於3~5瓦，且於一熱態下，具有大於350流明的光通量（luminous flux）或具有大於400流明的光通量；並且載體10之平均溫度會小於120℃且包覆體13之平均溫度小於105℃。光通量可藉由積分球（例如：阿瑪光電，型號LBMS-500）量測得知。在此所述之「發光元件14A、14B直接曝露於外界環境」意指使用者可直接視得並直接接觸發光元件14A、14B。或者，「發光元件14A、14B直接曝露於外界環境」意指當發光單元143主發光方向發出的光射出到空氣（外界環境）後，不會再經過一具有折射率大於1.1的物質。
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‧‧‧發光裝置
10‧‧‧載體
101‧‧‧第一面
102‧‧‧第二面
11‧‧‧發光結構
12A、12B‧‧‧覆蓋件
121A、121B‧‧‧孔洞
13‧‧‧包覆體
1302‧‧‧上表面
1303‧‧‧凹部
1304‧‧‧延伸部
131‧‧‧上半部
1311‧‧‧頂部
1312‧‧‧底部
1313‧‧‧中間部
1314‧‧‧凹槽
132‧‧‧下半部
14A、14B‧‧‧發光元件
140‧‧‧最高點
141‧‧‧杯體
1411‧‧‧底部
14111‧‧‧上表面
14112‧‧‧下表面
1412‧‧‧側部
1413‧‧‧內部空間
142‧‧‧電路結構
143‧‧‧發光單元
1430‧‧‧基板
1431‧‧‧第一型半導體層
1432‧‧‧活性層
1433‧‧‧第二型半導體層
144‧‧‧膠體
146‧‧‧第一導電結構
1461‧‧‧第一區塊
1462‧‧‧導電孔
1463‧‧‧第二區塊
14631‧‧‧表面
148‧‧‧散熱部
15‧‧‧電連接件
16‧‧‧電子元件
161、164‧‧‧電阻
162‧‧‧電容
163‧‧‧橋式整流器
201‧‧‧上模具
202‧‧‧下模具
203‧‧‧流道
第1A圖顯示本發明一實施例中一發光裝置之立體示意圖。
第1B圖顯示本發明一實施例中一發光裝置之爆炸示意圖。
第1C圖顯示本發明一實施例中一發光裝置之側視示意圖。
第1D圖顯示第1C圖之局部放大圖。
第2A圖顯示本發明一實施例中之一覆蓋件與一發光結構之側面示意圖。
第2B圖顯示第2A圖之局部放大圖。
第2C圖顯示本發明一實施例中之發光結構之等效電路圖。
第3A圖顯示本發明一實施例中之發光元件與覆蓋件之剖面示意圖。
第3B圖顯示第3A圖之上視示意圖。
第4A圖顯示本發明一實施例中一發光結構之量測方式示意圖。
第4B圖顯示本發明一實施例中一發光結構於發光時所量測到之配光曲線圖。
第4C圖顯示本發明一實施例中一發光結構之發光強度與角度關係圖。
第5A圖顯示本發明一實施例中一發光裝置之量測方式示意圖。
第5B圖顯示本發明一實施例中一發光裝置於發光時所量測到之配光曲線圖。
第5C圖顯示本發明一實施例中一發光裝置之發光強度與角度關係圖。
第6A~6E圖顯示本發明一實施例中一發光結構之製造流程示意圖。
Claims (10)
- 一種發光裝置，包含：一載體，該載體具有一第一面及相對於該第一面之一第二面；一第一發光元件，設置於該第一面上；一第二發光元件，設置於該第二面上；一第一覆蓋件，設置於該第一發光元件上，且該第一覆蓋件包含一第一孔洞以露出該第一發光元件；一第二覆蓋件，設置於該第二發光元件上，且該第二覆蓋件包含一第二孔洞以露出該第二發光元件；以及一包覆體，包覆該載體，且該包覆體具有複數個開口以露出該第一發光元件及該第二發光元件。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該發光裝置具有一消耗功率介於1~5瓦。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該發光裝置於一熱態下，該載體具有一平均溫度小於120℃。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第二發光元件與該第一發光元件重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第二發光元件與該第一發光元件並聯連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該包覆體包含一凹槽，該第一發光元件設置於該凹槽內。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該包覆體具有一最高處，該第一發光元件未超出該最高處。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第一發光元件包含一杯體、複數個發光單元設置於該杯體內、及一膠體覆蓋該複數個發光單元。
- 如申請專利範圍第8項所述之發光裝置，其中，該杯體具有一底部及一側部，該底部與該側部共同定義一內部空間，該膠體填入於該內部空間。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該發光裝置於一熱態下，該發光裝置具有一大於350流明之光通量。
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