TWM601501U - 發光裝置 - Google Patents

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TWM601501U
TWM601501U TW108216573U TW108216573U TWM601501U TW M601501 U TWM601501 U TW M601501U TW 108216573 U TW108216573 U TW 108216573U TW 108216573 U TW108216573 U TW 108216573U TW M601501 U TWM601501 U TW M601501U
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Taiwan
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light
led chips
wall
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TW108216573U
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洪裕萍
黃泓文
劉建男
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億光電子工業股份有限公司
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]

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Abstract

本新型係關於一種發光裝置，其包括支架結構、封裝結構、控制元件、複數個LED晶片及複數膠體。封裝結構設置於支架結構上，包括外圍牆及內隔牆，以構成複數容置腔。控制元件及該些LED晶片位於不同的容置腔中，且通過內隔牆而相阻隔。該些膠體分別設置於該些容置腔中，覆蓋控制元件及該些LED晶片。藉此，本新型之發光裝置可作多種用途並達成緊湊體積，而且控制元件不易被LED晶片之光線照射而損壞。

Description

發光裝置
本新型係關於一種發光裝置，特別關於一種適用於移動載具之發光裝置。
移動載具(例如汽車或機車)包括若干個照明設備，例如頭燈、倒車燈、日行燈、尾燈、方向燈、閱讀燈及氣氛燈等，而目前這些照明設備內的發光裝置(光源)包括發光二極體(light-emitting diode，LED)晶片及封裝體，該LED晶片被封裝於該封裝體內。然後，發光裝置再與位於封裝體外的控制元件相電性連接。
通常為了提供足夠的亮度，需複數個發光裝置及相應數量的控制元件，即每一個發光裝置連接各自的控制元件，線路設計錯綜複雜，難以縮減該些發光裝置與控制元件之間的間距。因此，該些發光裝置及該些控制元件佔據照明設備內不少配置空間。
又，由於LED晶片與控制元件不是一起封裝(即LED晶片與控制元件不是設置於同一個封裝體)，LED晶片與控制元件需個別庫存等，難免增加成本。若將LED晶片與控制元件封裝在一起，又會導致控制元件因為被LED晶片之光線照射而損壞、失效，尤其當LED晶片之光線亮度較高之時。
除此之外，移動載具之照明設備會依據不同用途而發出不同顏色的光線，例如倒車燈及日行燈通常發出白光，而尾燈及方向燈發出紅光及黃光等。
綜上，用於移動載具的發光裝置之技術領域中，有若干課題尚待改善。
本新型之目的在於提供一種發光裝置，其可將LED晶片與控制元件整合於同一個封裝結構中，以縮小發光裝置之體積，而且控制元件不易被LED晶片之光線照射而損壞。
為達上述目的，本新型所提供的發光裝置可包括支架結構、封裝結構、控制元件、複數個LED晶片、第一膠體、第二膠體及第三膠體。支架結構包括複數個導電支架，封裝結構設置於該支架結構上，且包括一外圍牆及一內隔牆，以構成至少一第一容置腔、一第二容置腔及一第三容置腔。控制元件設置於該些導電支架之其中之一上，且位於該第一容置腔中。該些LED晶片設置於該些導電支架之其中另一上，且分別位於該第二容置腔及該第三容置腔中，並電性連接該控制元件。第一膠體設置於該第一容置腔中，且覆蓋該控制元件。第二膠體及第三膠體分別設置於該第二容置腔及該第三容置腔中，且覆蓋該些LED晶片。
為達上述目的，本新型所提供的發光裝置亦可包括支架結構、封裝結構、控制元件、複數個LED晶片、第一膠體及第二膠體。支架結構包括複數個導電支架，封裝結構設置於該支架結構上，且包括一外圍牆及一內隔牆，以構成至少一第一容置腔及一第二容置腔，其中該內隔牆之一頂面低於該外圍牆之一頂面。控制元件設置於該些導電支架之其中之一上，且位於該第一容置腔中，該些LED晶片設置於該些導電支架之其中之另一上，且位於該第二容置腔中，並電性連接該控制元件，其中該控制元件係通過複數個導線電性連接該些LED晶片，而該些導線跨過該內隔牆之一頂面。第一膠體及第二膠體分別設 置於該第一容置腔及該第二容置腔中，且分別覆蓋該控制元件及該些LED晶片。
於一實施例中，第一容置腔之一底面積大於第二容置腔或第三容置腔之一底面積。
於一實施例中，內隔牆之一頂面低於外圍牆之一頂面，但高於該些LED晶片之頂面及該控制元件之一頂面。
於一實施例中，控制元件通過複數導線電性連接該些LED晶片，該些導線跨過該內隔牆之一頂面。
於一實施例中，內隔牆包括一第一內牆及一第二內牆，第一內牆與第二內牆沿不同方向延伸。
於一實施例中，LED晶片包括設置於第二容置腔中的一紅光LED晶片、一綠光LED晶片及一藍光LED晶片，或二紅光LED晶片及一黃光LED晶片，或更包括設置於第三容置腔中的另一藍光LED晶片，第三膠體包括黃色光致發光材料。
於一實施例中，LED晶片更包括設置於第三容置腔中的一白光LED晶片。
於一實施例中，LED晶片沿一方向排列。
於一實施例中，第一膠體包括光散射材料，以使第一膠體為不透光。
為讓上述目的、技術特徵及優點能更明顯易懂，下文係以較佳之實施例配合所附圖式進行詳細說明。
1、2:發光裝置
10、10’:支架結構
11、12、13、14、15、16、11’:導電支架
20、20’:封裝結構
30、30’:控制元件
40、40’:LED晶片
50、50’:第一膠體
60、60’:第二膠體
70:第三膠體
80、80’:導線
210、210’:外圍牆
220、220’:內隔牆
221:第一內牆
222:第二內牆
230、230’:第一容置腔
240、240’:第二容置腔
250:第三容置腔
2101、2101’:頂面
2201、2201’:頂面
40R:紅光LED晶片
40G:綠光LED晶片
40B:藍光LED晶片
40BW:藍光LED晶片
第1圖為依據本新型的第一較佳實施例的發光裝置的俯視圖；
第2圖為依據本新型的第二較佳實施例的發光裝置的立體示意圖；
第3圖為第2圖之發光裝置之俯視圖；
第4圖為第2圖之發光裝置之仰視圖；以及
第5圖為第2圖之發光裝置之剖面圖(沿第3圖之割面線A-A)。
以下說明結合圖式，對本新型的一些實施方式作詳細敘示。在不衝突的情況下，下述的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。除非上下文中清楚地另外指明，否則本文所用之單數形式「一」亦包括複數形式，而所述之方位(如前、後、上、下、兩側、水平、垂直等)係為相對方位，可依據發光裝置的使用狀態而定義，並非明示或暗示發光裝置需有特定方向之構造或操作，亦不能理解為對本發明的限制。
請參閱第1圖所示，為依據本新型的第一較佳實施例的發光裝置1的俯視圖。發光裝置1可用於移動載具(例如汽車、機車等)，作為移動載具的照明設備的光源，以產生照明、指示用光線；於本實施例中，發光裝置1係以四顆LED晶片40為例，然不限於此。發光裝置1可包括一支架結構10、一封裝結構20、一控制元件30、複數LED晶片40、一第一膠體50、一第二膠體60及一第三膠體70，各元件之技術內容依序地說明如後。
支架結構10包括複數相分隔的導電支架(例如導電支架11至導電支架16)，用以傳導電流。導電支架通常由導電率高之金屬材料、金屬合金或金屬鍍層所製成。封裝結構20設置在支架結構10上，且部分地包覆支架結構10。封裝結構20包括沿著支架結構10之周圍形成的一外圍牆210、及位於外圍牆210之內的一內隔牆220。外圍牆210可完全地環繞於支架結構10上，以於支架結構10上定義出一容置空間；該些導電支架的其中幾個可從外圍牆210之側面或底面凸出或暴露在外。內隔牆220設置在前述容置空間中並與外圍牆210相一體連接，以區隔該容置空間為第一容置腔230、第二容置腔240、第三容置腔250。
較佳地，內隔牆220包括第一內牆221及一第二內牆222，且第一、第二內牆221、222為側向延伸，亦即與內隔牆220之高度方向相垂直。於本實施例中，第一、第二內牆221、222彼此相交，但兩者亦可彼此平行。較佳地，第一容置腔230之一底面積大於第二容置腔240及第三容置腔250之底面積，且第二容置腔240之底面積大於第三容置腔250之底面積；如此，第一容置腔230可容置較大尺寸的控制元件30，而第二容置腔240可容置較多數目的LED晶片40。
控制元件30可為水平式晶片、垂直式晶片或是倒裝晶片，設置於導電支架11上，且位於第一容置腔230中。控制元件30通常包括電源端(VCC)、接地端(GND)、資料輸入端(DIN)、資料輸出端(DOUT)以及時脈端(CLK)等接點，但不限於此。該些接點可藉由導線80分別與該些導電支架相電性連接。
其中，控制元件30可以是ASIC、CPLD或FPGA。ASIC是英文Application Specific Integrated Circuits的縮寫，即專用積體電路，是指應特定使用者要求和特定電子系統的需要而設計、製造的積體電路。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫，即現場可程式設計門陣列，它是在可程式設計陣列邏輯PAL(Programmable Array Logic)、門陣列邏輯GAL(Gate Array Logic)、可程式設計邏輯器件PLD(Programmable Logic Device)等可程式設計器件的基礎上進一步發展的產物。CPLD(Complex Programmable Logic Device)複雜可程式設計邏輯器件，是從PAL和GAL器件發展出來的器件，相對而言規模大，結構複雜，屬於大規模積體電路範圍。是一種使用者根據各自需要而自行構造邏輯功能的數字積體電路。其基本設計方法是藉助整合開發軟體平臺，用原理圖、硬體描述語言等方法，生成相應的目標檔案，通過下載電纜(“在系統”程式設計)將程式碼傳送到目標晶片中，實現設計的數字系統。
該些LED晶片40設置於導電支架12上，換言之，該些LED晶片40不是設置於控制元件30所在的導電支架11上。該些LED晶片40分別位於第二容 置腔240及第三容置腔250中，換言之，該些LED晶片40的一部分LED晶片位於第二容置腔240中，剩餘之另一部分LED晶片則位於第三容置腔250中；另，第一容置腔230中沒有LED晶片40存在，只有控制元件30存在。
LED晶片40可藉由導線80電性連接承載內隔牆220的導電支架13、14、15及16，進而電性連接控制元件30。於其他實施例(如後述的第二較佳實施例)中，LED晶片40亦可藉由導線80跨越內隔牆220而電性連接控制元件30，此時內隔牆220之頂面2201可低於外圍牆210之頂面2101，但仍高於LED晶片40之頂面及控制元件30之頂面；另，第一內牆221及第二內牆222可具有不同高度的頂面2201，並不限制兩者需等高。
藉此，控制元件30控制該些LED晶片40的運作，使該些LED晶片40能獨立地點亮或熄滅，從而使該些LED晶片40產生不同的色彩及/或亮度組合。控制元件30亦可使該些LED晶片40同時地點亮。此外，該些LED晶片40點亮時，光線可被不透光的內隔牆220反射或吸收，故光線不會直接照射到控制元件30，控制單元30較不會失效或損壞。
再者，根據發光裝置1之可能用途，該些LED晶片40可包括不同顏色組合之LED晶片。舉例而言，若用於移動載具內的氣氛燈，該些LED晶片40可包括一紅光LED晶片40R、一綠光LED晶片40G及一藍光LED晶片40B，皆位於第二容置腔240中，以於第二容置腔240中提供紅光、綠光、藍光及其組合。若用於移動載具的尾燈、方向燈或倒車燈，該些LED晶片40可包括二紅光LED晶片40R及一黃光LED晶片40Y(圖未示)，皆位於第二容置腔240中，以提供煞車及轉向所需的較高亮度的紅光及黃光。
而於第三容置腔250中，該些LED晶片40可包括另一藍光LED晶片40BW，並搭配一光致發光材料或在該另一藍光LED晶片40BW上設置一包括光致發光材料的螢光貼片(圖未示)，以提供倒車所需的白光(藍光與黃光、 綠光或/及紅光混合而成)；光致發光材料可以是黃色螢光粉、綠色螢光粉及紅色螢光粉之任意搭配組合，黃色螢光粉可以是Y3Al5O12：Ce3+(簡稱YAG)與(Sr,Ba)2SiO4：Eu2+(Sr2+含量較高，簡稱Silicate)，綠色螢光粉可以是Si6-zAlzOzN8-z：Eu2+(簡稱β-SiAlON)與Lu3Al5O12Ce3+(簡稱LuAG)，紅色螢光粉可以是CaAlSiN3：Eu2+(簡稱CASN或1113)、Sr2Si5N8：Eu2+(簡稱258)與K2SiF6：Mn4+(簡稱KSF)。該些LED晶片40亦可包括至少一白光LED晶片位於第三容置腔250中(圖未示)，以直接提供白光。
其中，第二容置腔240主要是提供至少一個以上之單色光LED晶片的設置，例如是R、G、B單色光LED晶片。此外，第二容置腔240亦可提供UV LED晶片及/或IR LED晶片的設置。另外，第三容置腔250主要是提供白光LED的設置，白光LED例如是白光LED晶片、藍光LED晶片及黃色螢光粉之組合、藍光LED晶片、黃色螢光粉及綠色螢光粉之組合、藍光LED晶片、黃色螢光粉、綠色螢光粉及紅色螢光粉之組合、UV LED晶片、藍色螢光粉、綠色螢光粉及紅色螢光粉之組合。再者，第三容置腔250主要是提供雷射二極體晶片或VCSEL(垂直共振腔面射型雷射)晶片的設置。又，第三容置腔250主要是提供感測器元件的設置。
其中，此些LED晶片40可以是水平式晶片、垂直式晶片、或倒裝晶片。
位於第二容置腔240中的該些LED晶片40可沿一方向間隔地排列成一排，以縮減第二容置腔240的底面積，但不以此為限。另外，該些LED晶片40位於較小的第二容置腔240中可增強聚光及混光效果。
第一膠體50、第二膠體60及第三膠體70可為熱固性塑料或熱塑性塑料，例如包括苯丙醇胺(Phenylpropanolamine,PPA)、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate,PCT)、片狀模壓複合材 料(Sheet moulding compound,SMC)、環氧模壓複合材料(Epoxy Molding Compound,EMC)、不飽和聚酯材料(Unsaturated Polyester,UP)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、環烯烴共聚物(Cyclic olefin copolymers,COC)等；第一膠體50設置於第一容置腔230中，以覆蓋控制元件30，而第二膠體60及第三膠體70分別設置於第二容置腔240及第三容置腔250中，以覆蓋該些LED晶片40。第一膠體50、第二膠體60及第三膠體70之頂面不高於內隔牆220之頂面2201及外圍牆210之頂面2101。
第一膠體50較佳地包括光散射材料，例如包括二氧化鈦、二氧化矽、二氧化鋯或氮化硼等，以使第一膠體50為不透光(可反射或吸收LED晶片40之光線)；如此，LED晶片40之光線不會照射到控制元件30而使之失效(即便光線無法被第一膠體50完全反射或吸收，進入至第一膠體50內的光線也難以損害控制元件30)。第二膠體60及第三膠體70為可透光，而第三膠體70可包括前述的光致發光材料。
請參閱第2圖至第5圖所示，為依據本新型的第二較佳實施例的發光裝置2的立體圖、俯視圖、仰視圖及剖視圖。發光裝置2亦可用於移動載具的照明設備中，且如同第一較佳實施例，發光裝置2也包括支架結構10’、封裝結構20’、控制元件30’、LED晶片40’、第一膠體50’及第二膠體60’等，這些元件的相同技術部分將省略或簡化描述，且在不衝突的情況下，第一及第二較佳實施例中的技術特徵可相互組合或套用。
於發光裝置2中，封裝結構20’包括外圍牆210’及內隔牆220’，其中內隔牆220’分隔外圍牆210’定義出之容置空間為第一容置腔230’及第二容置腔240’(無第三容置腔)，而內隔牆220’之頂面2201’低於外圍牆210’之頂面2101’。藉此，電性連接控制元件30’及該些LED晶片40’的複數導線80’可跨過內隔牆220’ 之頂面2201’以避免內隔牆220’因熱膨脹係數較高而擠壓導線80’造成損壞，且導線80’不會凸出於外圍牆210’之頂面2101’。再者，第二膠體60’可覆蓋內隔牆220’之頂面2201’及第一膠體50’之頂面以包覆導線80’，而第二膠體60’之頂面可高於、低於或齊平於外圍牆210’之頂面2101’。
另說明的是，移動載具的照明設備通常會包括複數個發光裝置1及/或發光裝置2(相互串聯或並聯，圖未示)，而該些發光裝置1或2之控制元件30或30’可共同地連接至一控制裝置(例如移動載具的電子控制單元(Electronic Control Unit,ECU)或稱行車電腦)，控制裝置可以發出指令給該些控制元件30或30’，例如使部分的發光裝置1或2點亮，部分的發光裝置1或2熄滅，以達到不同使用目的。
綜合上述，本新型之發光裝置將控制元件與LED晶片設置在同一封裝結構中，以減少複雜的接線，並縮小發光裝置之外觀尺寸。此外，控制元件較佳地被不透光的膠體覆蓋，或被不透光的內隔牆阻隔，故控制元件不會被LED晶片之光線照射而失效或損壞。再者，導線較佳地可跨過內隔牆之頂面，以避免導線受內隔牆擠壓而損壞。本新型之發光裝置除了可提供紅光、綠光及藍光之光線組合，亦可提供白光，以滿足移動載具的各種照明需求。
上述之實施例僅用來例舉本新型之實施態樣，以及闡釋本新型之技術特徵，並非用來限制本新型之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本新型所主張之範圍，本新型之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
1‧‧‧發光裝置
10‧‧‧支架結構
11、12、13、14、15、16‧‧‧導電支架
20‧‧‧封裝結構
30‧‧‧控制元件
40‧‧‧LED晶片
40R‧‧‧紅光LED晶片
40G‧‧‧綠光LED晶片
40B‧‧‧藍光LED晶片
40BW‧‧‧藍光LED晶片
50‧‧‧第一膠體
60‧‧‧第二膠體
70‧‧‧第三膠體
80‧‧‧導線
210‧‧‧外圍牆
220‧‧‧內隔牆
230‧‧‧第一容置腔
240‧‧‧第二容置腔
250‧‧‧第三容置腔
221‧‧‧第一內牆
222‧‧‧第二內牆
2101‧‧‧頂面
2201‧‧‧頂面

Claims (20)

  1. 一種發光裝置，包括：
    一支架結構，包括複數相分隔的導電支架；
    一封裝結構，設置於該支架結構上，包括一外圍牆及一內隔牆，以構成至少一第一容置腔、一第二容置腔及一第三容置腔；
    一控制元件，設置於該些導電支架的其中之一上，並位於該第一容置腔中；
    複數LED晶片，設置於該些導電支架的其中另一上，並分別位於該第二容置腔及該第三容置腔中，且電性連接該控制元件；
    一第一膠體，設置於該第一容置腔中，且覆蓋該控制元件；以及
    一第二膠體及一第三膠體，分別設置於該第二容置腔及該第三容置腔中，且覆蓋該些LED晶片。
  2. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一容置腔之一底面積大於該第二容置腔或該第三容置腔之一底面積。
  3. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該內隔牆之一頂面低於該外圍牆之一頂面，但高於該些LED晶片之頂面及該控制元件之一頂面。
  4. 如請求項3所述之發光裝置，其中，該些LED晶片通過複數導線電性連接該控制元件，且該些導線跨過該內隔牆之該頂面。
  5. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該內隔牆包括一第一內牆及一第二內牆，該第一內牆與該第二內牆彼此相交。
  6. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該內隔牆包括一第一內牆及一第二內牆，該第一內牆與該第二內牆彼此平行。
  7. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該些LED晶片包括位於該第二容 置腔中的一紅光LED晶片、一綠光LED晶片及一藍光LED晶片。
  8. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該些LED晶片包括位於該第二容置腔中的二紅光LED晶片及一黃光LED晶片。
  9. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該些LED晶片包括位於該第三容置腔中的另一藍光LED晶片，且該第三膠體包括黃色光致發光材料。
  10. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該些LED晶片包括位於該第三容置腔中的另一藍光LED晶片，且該另一藍光LED晶片上設置一包括光致發光材料的螢光貼片。
  11. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該些LED晶片包括位於該第三容置腔中的一白光LED晶片。
  12. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該些LED晶片沿一方向排列。
  13. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一膠體包括光散射材料，以使該第一膠體為不透光。
  14. 一種發光裝置，包括：
    一支架結構，包括複數導電支架；
    一封裝結構，設置於該支架結構上，包括一外圍牆及一內隔牆，以構成至少一第一容置腔及一第二容置腔，且該內隔牆之一頂面低於該外圍牆之一頂面；
    一控制元件，設置於該些導電支架的其中之一上，並位於該第一容置腔中；
    複數LED晶片，設置於該些導電支架的其中另一上，並位於該第二容置腔中，且電性連接該控制元件，該控制元件通過複數導線電性連接該些LED晶片，且該些導線跨過該內隔牆之該頂面；以及
    一第一膠體及一第二膠體，分別設置於該第一容置腔及該第二 容置腔中，且分別覆蓋該控制元件及該些LED晶片。
  15. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該第一容置腔之一底面積大於該第二容置腔之一底面積。
  16. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該內隔牆之該頂面高於該些LED晶片之頂面及該控制元件之一頂面。
  17. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該些LED晶片包括設置於該第二容置腔中的一紅光LED晶片、一綠光LED晶片及一藍光LED晶片。
  18. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該些LED晶片包括設置於該第二容置腔中的二紅光LED晶片及一黃光LED晶片。
  19. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該第一膠體包括光散射材料，以使該第一膠體為不透光。
  20. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該第二膠體更覆蓋該內隔牆之該頂面及該第一膠體之一頂面。
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