TWM492999U - 廣角型發光二極體及其發光裝置 - Google Patents

Description

廣角型發光二極體及其發光裝置

本創作係有關一種廣角型發光二極體及其發光裝置，尤指一種廣角型發光二極體，可增加發光角度及強化發光強度，使其設置於發光裝置時，不僅減少發光二極體的數量，也能改善整體發光效率。

按，發光二極體的技術日益成熟，並廣泛應用於發光裝置來提供照明，且發光裝置的照明優劣取決於發光二極體的光學設計，該光學設計基本上可分成一次光學與二次光學，如下所述: (1).一次光學: 在發光二極體封裝結構中，係以一透鏡形狀之膠體覆蓋於LED晶片且結合在基座上，該膠體具有光線分布或調整光形之功能，如此一來，該膠體可為一次光學透鏡，且其所產生的光形或光線分布呈固定形態，而其發光角度一般為110~120ﾟ左右。 (2).二次光學:在發光二極體的照明上，係以不同照明應用而有不同光線分佈要求，並搭配二次光學的設計來調整光線分佈，如此一來，該二次光學的設計就是將經過一次光學透鏡後的光再通過一個光學透鏡，亦稱二次光學透鏡，故可改變照明的光學性能。

惟查，該發光二極體利用一次光學或二次光學進行設計，但忽略發光二極體之間所設計一次光學或二次光學的相關性，若彼此相關性低，則對發光裝置影響甚大，例如:光的強度越大，代表光點越集中，發光角度越小，但如此的光集中性，使發光二極體的排列間距需在1.5cm以內，導致使用更多顆數的發光二極體，對產業發展不利，或發光二極體的排列間距拉長，易造成發光二極體之間光線分布不均勻產生黑影區，故發光裝置成本降低或良率提升，需建立在發光二極體之間良好的光學設計，並非以單顆的發光二極體進行光學設計。

是以，習用發光二極體應用於發光裝置，使仍有其未盡完善之處，尚有改進空間。

緣是，本創作之主要目的，係在提供一種廣角型發光二極體及其發光裝置，其發光二極體利用一次光學及二次光學連續折射，建立發光二極體之間呈現交叉重疊的光線分佈，可減少發光二極體的排列間距，並減少發光二極體使用顆數，進而發光二極體設置在發光裝置時，具有降低成本之功效增進。

本創作又一目的，是在提供一種廣角型發光二極體及其發光裝置，其發光二極體強化一次光學，使光線集中發射，以提高光強度，當二次光學折射接續一次光學折射，則產生均勻的光線分佈，進而發光二極體設置在發光裝置時，具有提升良率之功效增進。

本創作所採用之技術手段包含：一基座，係由一對金屬腳座、一金屬散熱座及一長形殼體所構成，該金屬腳座係分別位於該金屬散熱座之前後側，且該長形殼體下半部將該金屬散熱座與金屬腳座包覆定位，並以上半部圍繞於該金屬散熱座周圍形成一長形開口之杯體，再者，令該金屬散熱座及金屬腳座之底緣面呈現顯露，又令該金屬腳座之頂緣面呈現部分顯露；一藍光LED晶片，係位於該金屬散熱座上，並藉導線將其電極分別連接至該金屬腳座；一膠體，係填充於該杯體內，用以封固該藍光LED晶片與導線；一膠體接著劑，係塗佈於該膠體表面上；以及一透鏡，係呈長形體且結合在該膠體接著劑上，其橫向頂面具有兩個隆起且對稱之第一表面區域及一頸縮在該第一表面區域中間的第二表面區域，而其橫向底面具有平整之第三表面區域，且該透鏡之折射率小於該膠體之折射率，再者，該藍光LED晶片位於該第二表面區域下方與該第一表面區域之間；藉此，該藍光LED晶片所發散的藍光穿過該膠體後，該藍光續行進入該第三表面區域產生偏折藍光光線，並聚集該藍光光線至該第一表面區域的預定發光範圍，使該藍光光線透過該第一表面區域呈廣角射出。

依據前揭特徵，該金屬散熱座為一階梯狀之凹槽，該凹槽可承載該藍光LED晶片，使該藍光LED晶片側面所發散的藍光，可經由該凹槽反射集中；該凹槽側邊向外傾斜角度為40~50ﾟ。

依據前揭特徵，該膠體折射率為1.5以上及該透鏡折射率為1.4以上。

依據前揭特徵，該第一表面區域的隆起曲率，以該第三表面區域之預定點為曲率中心，且曲率半徑可設定成1.2~1.4mm，使該藍光透過該第一表面區域呈140~160ﾟ的角度射出。

一種發光裝置，包含:上述廣角型發光二極體；一電路板，其表面電性連接複數廣角型發光二極體，且該廣角型發光二極體之間的距離為1.5cm以上；以及一燈條，其呈半筒狀體，係由一較薄內層之黃色螢光層及一較厚外層之混光層所構成，且該燈條係罩於該廣角型發光二極體結合在該電路板上；藉此，當該電路板通電後，則該廣角型發光二極體之間呈現交叉重疊的藍光光線至該燈條，該藍光光線激發該燈條之黃色螢光層至混光層轉換成均勻發出白光。

依據前揭特徵，該金屬散熱座為一階梯狀之凹槽，該凹槽可承載該藍光LED晶片，使該藍光LED晶片側面所發散的藍光，可經由該凹槽反射集中；該凹槽側邊向外傾斜角度為40~50ﾟ。

依據前揭特徵，該膠體折射率為1.5以上及該透鏡折射率為1.4以上。

依據前揭特徵，該第一表面區域的隆起曲率，以該第三表面區域之預定點為曲率中心，且曲率半徑可設定成1.2~1.4mm，使該藍光透過該第一表面區域呈140~160ﾟ的角度射出。

藉助上揭技術特徵，本創作之廣角型發光二極體及其發光裝置，其一次光學藉由該藍光LED晶片所發散的藍光穿過該膠體，並配合該凹槽來收集側面藍光，該藍光經強化後偏折至透鏡內形成藍光光線分佈，而其二次光學接續一次光學的藍光光線折射出更均勻的藍色光線，建立發光二極體之間呈現交叉重疊的藍光光線分佈，使發光二極體設置在發光裝置時，可減少發光二極體的排列間距，並減少發光二極體使用顆數，除此之外，也可強化藍色光線分佈狀態，進而發光二極體設置在發光裝置時，具有降低成本與提升良率之功效增進。

首先，請參閱圖1~圖8所示，本創作廣角型發光二極體60及其發光裝置90之較佳實施例包含有：一基座10，係由一對金屬腳座11、一金屬散熱座12及一長形殼體13所構成，該金屬腳座11係分別位於該金屬散熱座12之前後側，且該長形殼體13下半部將該金屬散熱座12與金屬腳座11包覆定位，並以上半部圍繞於該金屬散熱座12周圍形成一長形開口之杯體14，再者，令該金屬散熱座12及金屬腳座11之底緣面呈現顯露，又令該金屬腳座11之頂緣面呈現部分顯露。

一藍光LED晶片20，係位於該金屬散熱座12上，並藉導線21將其電極分別連接至該金屬腳座11，本實施例中，該金屬散熱座12為一階梯狀之凹槽，該凹槽表面可為反射面形成為階梯狀，並可承載該藍光LED晶片20，使該藍光LED晶片20側面所發散的藍光(B)，可經由該凹槽反射集中，亦可提高光強度，且該凹槽側邊向外傾斜角度為40~50ﾟ為最佳。

一膠體30，係填充於該杯體14內，用以封固該藍光LED晶片20與導線21來完成第一次封裝，本實施例中，該膠體折射率為1.5以上，亦可為矽膠材質；一膠體接著劑40，係塗佈於該膠體30表面上。

一透鏡50，係呈長形體且結合在該膠體接著劑40上來完成第二次封裝，該長形體的長邊向設定成橫向，其橫向頂面51具有兩個隆起且對稱之第一表面區域511及一頸縮在該第一表面區域511中間的第二表面區域512，而其橫向底面52具有平整之第三表面區域521，且該透鏡折射率為1.4以上，使該透鏡50之折射率小於該膠體30之折射率，再者，該藍光LED晶片20位於該第二表面區域512下方與該第一表面區域511之間，並配合該第一表面區域511的隆起曲率，以該第三表面區域521之預定點為曲率中心，且曲率半徑可設定成1.2~1.4mm ，使該藍光(B)透過該第一表面區域511呈140~160ﾟ的角度射出。

如圖4及圖5所示，其揭示廣角型發光二極體60產生長邊藍色光線分佈與短邊藍色光線分佈的狀態，先以該藍光LED晶片20所發散的藍光(B)穿過該膠體30後，該藍光(B)續行進入該第三表面區域521產生偏折藍光光線(L)，並聚集該藍光光線(L)至該第一表面區域511的預定發光範圍(R)，使該藍光光線(L)透過該第一表面區域511呈廣角(θ)射出。

如圖6、圖7及圖8所示，其揭示一種發光裝置90，包含:上述廣角型發光二極體60；一電路板70，其表面電性連接複數廣角型發光二極體60，且該廣角型發光二極體60之間的距離為1.5cm以上；以及一燈條80，其呈半筒狀體，係由一較薄內層之黃色螢光層81及一較厚外層之混光層82所構成，且該燈條80係罩於該廣角型發光二極體60結合在該電路板70上；藉此，當該電路板70通電後，則該廣角型發光二極體60之間呈現交叉重疊的藍光光線(L)至該燈條80，該藍光光線(L)激發該燈條80之黃色螢光層81至混光層82轉換成均勻發出白光(W)，本實施例中，該廣角型發光二極體60採用藍光發光二極體加上釔鋁石榴石黃色螢光粉，利用藍光激發黃色螢光粉產生白光，但不以此為限。

是以，該廣角發光二極體60可增加發光二極體的發光角度，藉由提高發光二極體15%的光效率，且該階梯狀的凹槽與該透鏡50的二次光學產生相互作用，例如:該藍光LED晶片20所發散的藍光(B)藉由該凹槽呈向上集中，並可提高該藍光光線(L)的強度，再利用二次光學設計產生更均勻的藍色光線(L)，使該藍色光線(L)與該黃色螢光層81、混光層82結構產生更高效率的白光轉換，除此之外，也可利用二次封裝結構降低發光二極體的杯體14與膠體30剝離情形，提高發光二極體在嚴苛環境下的壽命，故該廣角發光二極體60、發光裝置90及二次封裝結構達到相輔相乘之效果。

綜上所述，本創作所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請  鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本創作之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧基座
11‧‧‧金屬腳座
12‧‧‧金屬散熱座
13‧‧‧長形殼體
14‧‧‧杯體
20‧‧‧藍光LED晶片
21‧‧‧導線
30‧‧‧膠體
40‧‧‧膠體接著劑
50‧‧‧透鏡
51‧‧‧頂面
511‧‧‧第一表面區域
512‧‧‧第二表面區域
52‧‧‧底面
521‧‧‧第三表面區域
60‧‧‧廣角型發光二極體
70‧‧‧電路板
80‧‧‧燈條
81‧‧‧黃色螢光層
82‧‧‧混光層
90‧‧‧發光裝置
(B)‧‧‧藍光
(L)‧‧‧藍光光線
(R)‧‧‧預定發光範圍
(W)‧‧‧白光
(θ)‧‧‧廣角

圖1係本創作廣角型發光二極體之立體圖。 圖2係圖1中2-2之斷面剖視圖。 圖3係圖2中3-3之斷面剖視圖。 圖4係本創作廣角型發光二極體長邊藍色光線分佈之示意圖。 圖5係本創作廣角型發光二極體短邊藍色光線分佈之示意圖。 圖6係本創作發光裝置之分解立體圖。 圖7係本創作發光裝置之剖視圖。 圖8係圖7中8-8之斷面剖視圖。

10‧‧‧基座

11‧‧‧金屬腳座

12‧‧‧金屬散熱座

13‧‧‧長形殼體

14‧‧‧杯體

20‧‧‧藍光LED晶片

21‧‧‧導線

30‧‧‧膠體

40‧‧‧膠體接著劑

50‧‧‧透鏡

51‧‧‧頂面

511‧‧‧第一表面區域

512‧‧‧第二表面區域

521‧‧‧第三表面區域

60‧‧‧廣角型發光二極體

Claims (10)

1. 一種廣角型發光二極體，包含:   一基座，係由一對金屬腳座、一金屬散熱座及一長形殼體所構成，該金屬腳座係分別位於該金屬散熱座之前後側，且該長形殼體下半部將該金屬散熱座與金屬腳座包覆定位，並以上半部圍繞於該金屬散熱座周圍形成一長形開口之杯體，再者，令該金屬散熱座及金屬腳座之底緣面呈現顯露，又令該金屬腳座之頂緣面呈現部分顯露；   一藍光LED晶片，係位於該金屬散熱座上，並藉導線將其電極分別連接至該金屬腳座；   一膠體，係填充於該杯體內，用以封固該藍光LED晶片與導線；   一膠體接著劑，係塗佈於該膠體表面上；以及   一透鏡，係呈長形體且結合在該膠體接著劑上，其為橫向頂面具有兩個隆起且對稱之第一表面區域及一頸縮在該第一表面區域中間的第二表面區域，而其為橫向底面具有平整之第三表面區域，且該透鏡之折射率小於該膠體之折射率，再者，該藍光LED晶片位於該第二表面區域下方與該第一表面區域之間；   藉此，該藍光LED晶片所發散的藍光穿過該膠體後，該藍光續行進入該第三表面區域產生偏折藍光光線，並聚集該藍光光線至該第一表面區域的預定發光範圍，使該藍光光線透過該第一表面區域呈廣角射出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之廣角型發光二極體，其中，該金屬散熱座為一階梯狀之凹槽，該凹槽可承載該藍光LED晶片，使該藍光LED晶片側面所發散的藍光，可經由該凹槽反射集中。
3. 如申請專利範圍第2項所述之廣角型發光二極體，其中，該凹槽側邊向外傾斜角度為40~50ﾟ。
4. 如申請專利範圍第1項所述之廣角型發光二極體，其中，該膠體折射率為1.5以上及該透鏡折射率為1.4以上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之廣角型發光二極體，其中，該第一表面區域的隆起曲率，以該第三表面區域之預定點為曲率中心，且曲率半徑可設定成1.2~1.4mm，使該藍光透過該第一表面區域呈140~160ﾟ的角度射出。
6. 一種依請求項1之廣角型發光二極體所製成之發光裝置，包含:   一個以上之廣角型發光二極體；   一電路板，其表面電性連接複數廣角型發光二極體，且該廣角型發光二極體之間的距離為1.5cm以上；以及   一燈條，其呈半筒狀體，係由一較薄內層之黃色螢光層及一較厚外層之混光層所構成，且該燈條係罩於該廣角型發光二極體結合在該電路板上；   藉此，當該電路板通電後，則該廣角型發光二極體之間呈現交叉重疊的藍光光線至該燈條，該藍光光線激發該燈條之黃色螢光層至混光層轉換成均勻發出白光。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中，該金屬散熱座為一階梯狀之凹槽，該凹槽可承載該藍光LED晶片，使該藍光LED晶片側面所發散的藍光，可經由該凹槽反射集中。
8. 如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中，該凹槽側邊向外傾斜角度為40~50ﾟ。
9. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中，該膠體折射率為1.5以上及該透鏡折射率為1.4以上。
10. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中，該第一表面區域的隆起曲率，以該第三表面區域之預定點為曲率中心，且曲率半徑可設定成1.2~1.4mm，使該藍光透過該第一表面區域呈140~160ﾟ的角度射出。