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TWI363847B - Light emitting device with positioning function and assembly method thereof - Google Patents

Light emitting device with positioning function and assembly method thereof Download PDF

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TWI363847B
TWI363847B TW097139842A TW97139842A TWI363847B TW I363847 B TWI363847 B TW I363847B TW 097139842 A TW097139842 A TW 097139842A TW 97139842 A TW97139842 A TW 97139842A TW I363847 B TWI363847 B TW I363847B
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Ming Te Lin
Ming Yao Lin
Kuang Yu Tai
Jui Ying Lin
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Ind Tech Res Inst
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Description

1363847
TW4438PA-CI 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發光裝置，且特別是有關於一種 ' 具組裝定位功能之發光裝置。 【先前技術】
用於居家照明、商業照明、辦公室照明等發光裝置、 或是家用電子、車用電子、卫業用電子等發光裝置，、不外 乎為白熾燈、螢光燈、鹵素燈等組合。 近年來，由於發光二極體具備有驅動電壓低、點 =度快、無采污染、不放射紫外光、固態封裝不易破碎 等優點’發光_極體被視為新—代發光裝置的最佳選擇。 料，發光二極體的體積小，更㈣配合許多輕、薄與小 型化應用產品的需求。 ^ 然而，大部分種類的發光裝置，包括發光二 户 屬於點光源。當庫用於驻a姦σ 體夕 田應用於特疋產品作為光源使用時，如何使 /、光源均勾散佈成為所需考量的重點。 此外’無論何種類型的發光裝置於運作時皆合 溫而影響到其週邊的 θ生间 的散熱效率亦為所需解決的二如何有效地増加發光裝置 益，是目:二:各Γ商皆希望所製造產品能符合經濟效 光裝置的可靠度，更為-值得注意的課題。隹持發 5 '1363847 _
TW4438PA-CI 【發明内容】 本發明係有關於一種可應用於許多電子裝置與場合 之發光裝置，不僅具有利於組裝之優點，也可解決熱量不 易排除的問題。 本發明提出一種具組裝定位功能之發光裝置，用以裝 設於一電子裝置之電路板上。此發光裝置包括一發光單元 與一承載支架。承載支架包括一板體與至少一定位臂，其 中，板體具有相對之一第一端與一第二端，板體之第一端 係連接發光單元，定位臂係連接板體之第二端，且定位臂 係朝向第一端之方向延伸。於承載支架嵌入電路板之一貫 穿開口後，定位臂係卡合於貫穿開口内之側壁，藉此以將 發光單元固定於電路板上，而承載支架之板體係穿過貫穿 開口並位於電路板之外側。 本發明另提出一種發光裝置之組裝方法，包括步驟： 使發光裝置之一發光單元與一承載支架對齊一電路板之 一貫穿開口；使承載支架插入貫穿開口；持續移動承載支 架直至承載支架之一板體係穿過貫穿開口並位於電路板 * 之外側，且承載支架之一定位臂卡合於貫穿開口内之側 壁，藉此使發光單元固定於電路板上。 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉較佳 實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 1363847
I I
TW4438PA-CI 實施例一 凊參照第ΙΑ、IB圖，其各別繪示依照本發明實施例 一之具組裝定位功能之發光裝置於不同視角下之示意 圖。發光裝置100包括一發光單元與一承載支架⑺ 承載支架104包括一板體1〇6與至少一定位臂於本實施 例中，是以承載支帛1 〇4具有二個定位臂】〇8、丨丨〇為例 做說明。板體106之-端連接發光單元1〇2，二個定位臂 108 110則連接板體⑺6之另一端且定位臂⑽、 是朝向發光單元102之方向延伸。較佳地，二個定位臂 108、110是對稱於板體ι〇6設置。
由於定位臂1〇8、110是由板體1〇6下方向上延伸， 疋位g 1G8、11G二者本身具有類似於彈性卡勾的特性， 使承載支架104易於組裝至其他元件上。此外，定位臂 ⑽、110與板體1()6之連接處具有弧度設計讓定位臂 108、11〇與板體106間的彈性特徵更為明顯而不會因組 裝承載支架104時損害定位臂1〇8、11〇之結構。 、 為使承載支架1G4穩、固且牢靠地定位於其他 上，於定位臂·、110上各設置有定位凹槽職、u〇A。 定位二槽驢、魏是各別位於定位臂⑽、m鄰近於 發光早7L1 02之一端，用以與其他元件卡合。 ； 除了藉由定位凹槽1〇8Α、11〇A防止承載支架【 上、下方向移動外’亦可於定位冑1〇8、11〇 同元件以限制承載支架1G4於其他方向上移動。例；} ^ 照第1C圖，詩示第1A圖蚊位臂上具有凸出結構之ς 7 1363847 TW4438PA-C1 意圖。於定位臂1〇8、1K)各別之定位凹槽1〇8a、u〇A二 側’係可製作出多個凸出結構l〇8B、hob，這些凸出結 構108B、ΐΐ〇Β用以使部分定位臂ι〇8、之厚度增加。 以定位凹槽1〇8Α與其鄰近的凸出結構1〇8B為例當定位 臂108貫穿一元件之開口（例如是第2A圖之貫穿開口 15〇A )且其疋位凹槽108A卡合於元件上，二個凸出結構 108B可使定位臂丨〇8緊密地與開口内的側壁接觸，因而可 防止定位臂108因開口餘隙而前後晃動。 本貫靶例之發光單元102例如包括一發光二極體晶 片（未標示）’且如第ΙΑ、1B圖所示，發光單元1〇2之底 面設置有二個電極引腳112、114用以將發光單元1〇2電 性連接至其他元件。另外，承載支架1〇4更具有一導柱 116，沒置於板體1〇6之板面上，並鄰近於發光單元⑺2。 導柱116係可與板體106 —體成型，用以輔助承載支芊ι〇4 之固定。此導柱116亦可為其他形式之結構，請參照第 1D、1E圖，第1D圖繪示承載支架具有一對卡勾之示音 第1E圖繪示承載支架具#可拆式薄片之示意圖。 圖所示’前述之導柱116可被一對卡勾118所取代 118鄰近於發光單元1〇2，並位於板體1〇6之二對側， 可用於輔助承載支架104之固定。如筮’、 弗1b圖所示，前述 之二個導柱116也可被結構較為脆弱之二個可拆 m所取代。可拆式薄片⑶係位於發光單元1〇2;妓 板體106二側，於組裝承載支架1〇4 <過祆中，可拆戎壤 片120是依情形被破壞或保留於承载支架丨 潯 工乂作為辅 1363847 1， f
TW4438PA-CI 助固定承載支架104之元件。 本實施例上述之定位t 108、110雖是藉由定位凹槽 I08A 11 〇A與其他元件卡合，然並不以此為限定定位 # 2〇8、110亦可具有其他結構設計。請參照第丨f圖其 '繪不疋位臂具有凹折端之示意圖。定位臂108,、110,於鄰 近發光單兀102處分別向外凹折以形成凹折端1〇8A，、 110A，使定位臂丨〇8’、11〇，於組裝到其他元件上後具有單 方向上的止擔功能。 請參照第1G、1H圖，第1G圖繪示發光裝置具有二 -個承載支架之示意圖，第19圖繪示第1(3圖發光裝置對應 .一電路板之示意圖。發光裝置1〇〇,之二個承載支架1〇4, 分設於其發光單元102,對稱之二側。承載支架1〇4，與前述 承載支架104之結構係可相同或不相同。於此例中，承载 支架104’是由單一板件製作而成的矩形結構。如第lH圖 所示，當發光裝置100,欲裝設到一電路板14〇上時，發光 籲裝置100’之二個承載支架1〇4,始向下凹折’以插入電路板 140之二個貫穿開口 14〇A中。另外，發光裝置1⑻，之電 極引腳112’亦在發光裝置100’裝設到電路板140後與電路 板140電性連接。 另請參照第II圖，其繪示發光裝置可裝設到燈座上 之示意圖。同樣地’發光裝置100”具有二個承載支架 104” ’分設於發光單元1〇2，’下方之二側。二個承載支架 104”所構成之形狀與燈座142之形狀相同，如螺旋狀使 承載支架104”可鎖入燈座M2中，以將發光裝置100”固定 9 1363847 TW4438PA-C1 在燈座142中。 上述各發光裝置具有多種用途，除了可應用在一般照 明設備中，例如是家用燈具、路燈等，也可應用於廣告看 板、店面招牌中，此外，發光裝置更可應用於背光裝置中 作為光源使用。且由於發光裝置具有組裝定位之功能，使 背光裝置之組裝更為簡易且拆卸時更具有彈性，以下附圖 說明。 請參照第2A〜2D圖，其繪示組裝背光裝置之連續示 意圖。並請參照第3圖，其繪示組裝發光裝置與電路板之 方法流程圖。如第3圖所示，發光裝置之組裝方法包括步 驟S31〜S33 :首先，使發光裝置之發光單元與承載支架對 齊電路板之貫穿開口；接著，使承載支架插入貫穿開口 中；然後，持續移動承載支架，直到承載支架之板體穿過 貫穿開口並位於電路板之外側，且承載支架之定位臂係卡 合於貫穿開口内之側壁，如此以使發光單元固定於電路板 上。 如第2A圖所示，背光裝置之電路板150具有一貫穿 開口 150A，此貫穿開口 150A之形狀係實質上搭配發光裝 置100之承載支架104之截面形狀。此外，於電路板150 上具有二個電極接點152、154，是用以與發光裝置110之 電極引腳112、114電性連接。 於步驟S31中，當要將發光裝置100組裝到電路板 150上時，必須先將承載支架104對齊貫穿開口 150A，且 電極引腳112、114之位置也必須對齊電極接點152、154，
TW4438PA-CI 以確保發光裝置100與電路板15〇於結合後可電性連接。 I *接著如步驟S32及S33所示，將承載支架丨04插入 貝牙開口 150A，並持續移動直到承載支架1〇4之定位臂 1〇8。' 110卡合於電路板15〇上。由於定位臂108、110具 •有彈性，當組裝時，由於定位臂108、110受到貫穿開口 丨5〇A之箝制’具有彈性之定位臂1〇8、11〇會朝向板體丨〇6 之方=凹折，使承載支架順利地置入貫穿開口 ι5〇Α 鲁:。當承載支架1〇4移動一段距離使定位臂t⑽、"Ο的 =位凹槽108Α、11〇Α(見第以圖）對應於貫穿開口 15〇八 •時’由於定位臂1G8、11G與電路板15G間的籍制頓時消 .失，因為定位臂108、11〇本身的彈性作用，定位臂1〇8、 會瞬間向外彈出，使定位凹槽108A、11〇A卡合於貫 牙開二150A内之側壁。如此一來，承載支架1〇4便可將 發光單元102定位於電路板15〇上，如第沈圖所示。 此時，電極引腳112、114是對齊於電極接點152、 籲1M。為確貫使發光裝置1〇〇與電路板⑼之間產生電性 連接，組裝背光裝置時，更可包括焊接的步驟。 s幸又仫地，可先於電極接點152、154處設置銲料，例 如是錫、錯、銅等金屬銲料。於發光裝置1〇〇組裝至電路 板150後，如第2B圖所示，可將發光裝置與電路板 150設置於-加熱裝置，例如是—錫爐中加熱。由於電極 接點152、154之體積非常小，電極接點i52、上的 料於受熱後將快速融化，之後，電極接點i52、154便可 確貫與電極引腳112、114結合。 TT63S47 TW4438PA-C! 值得一提的是，由於發光裝置100組裝於電路板150 後，其外露於電路板150外的結構（僅為發光單元102) 極少，使製作二次光學元件組裝設計更為容易。此外，由 於承載支架104之定位臂108、110具有彈性，於單一發 光裝置100失效時，僅需以簡單的按壓動作即可將發光裝 置100從電路板150上拆卸下來以更換新的發光裝置，不 論於組裝或拆卸時確實更為便利。 較佳地，背光裝置更具有一散熱座160 (見第2C圖） 用以將發光裝置100之熱度傳遞出去，藉此以防止發光裝 置100產生過熱之情形。散熱座160具有一插槽160A， 其中，插槽160A可由二個散熱片162 ' 164所構成。二個 散熱片162、164是朝相反方向凹折，例如：散熱片162 是朝上凹折，而散熱片164是朝下凹折以構成插槽160A。 發光裝置100之承載支架104是貫穿電路板150並部 分位於電路板150外，承載支架104接著可插入散熱座160 之插槽160A中。較佳地，是使承載支架104與插槽160A 以緊配的方式結合，使承載支架104與二個散熱片162、 164產生實質上的接觸，如第2D圖所示。如此，發光單 元102於運作時所產生的熱能夠直接透過承載支架104被 傳遞到散熱座160以向外逸散，而不是傳遞至電路板150 上，是以可避免高溫對電路板150之電路造成損害，例如 使電路板150上的其他電子元件因高溫而老化。 上述之散熱座160雖是以二個朝相反方向凹折之散 熱片162、164作說明，然並不以此為限定，請參照第2E、 1363847 I ·
TW4438PA-CI 2F圖，其繪示散熱座之散熱片朝相同方向凹折之剖面視 圖。如第2E圖所示，散熱片162、164同時向下凹折以構 成插槽160A。或是如第2F圖所示，散熱片162、164同 - 時向上凹折以構成插槽160A。散熱片162、164實質上可 . 藉由同一板件一體成型地製作出來。 並請參照第2G圖，其繪示散熱座與電路板電性連接 之示意圖。散熱座160具有一供電端是電性連接電路板 150，以供電給發光裝置100。如第2G圖所示，供電端可 鲁為一電源插槽166，而電路板150可為一插入型引腳156。 -於組裝發光裝置100至散熱座160時，可同時將插入型引 腳156插置到電源插槽166中，以完成散熱座160與電路 板150之電性連接。 另外，請參照第2H圖，其繪示電路板上設置反射罩 之示意圖。較佳地，可於電路板150上設置反射罩170， 並使反射罩170位於發光裝置100之周圍，以控制發光裝 置100之出光方向。 * 本實施例之發光裝置100由於具有平板式承載支架 104，可方便地穿過電路板150並直接插接於電路板150 下方的散熱座160中，將散熱系統（包括承載支架104與 散熱座160)與電路系統（包括發光單元102與電路板150) 有效地隔絕開來，如此是可提高整個裝置之操作使用壽 命。此外，承載支架104之定位臂108、110具有彈性特 徵以及定位凹槽108A、110A，可在承載支架104插入電 路板150後直接與電路板150精確定位，本實施例之發光 1363847
TW4438PA-CI 裝置100具有更為簡單且易於生產製作的封裝結構。再 者，在定位之後，更可藉由焊合發光裝置100與電路板150 以增加電路的可靠度，如此於應用到中、高功率的電子產 品時，亦可確保產品具有足夠之可靠度。 一實施例二 請參照第4A圖，其繪示依照本發明實施例二之輝度 均勻之發光裝置之示意圖。發光裝置200包括一發光單元 202、一承載支架204、一透明封裝體206與一螢光膠體層 208。發光單元202設置於承載支架204上。透明封裝體 206覆蓋發光單元202，且透明封裝體206之外側具有一 凹部。透明封裝體206於其凹部具有至少一反射面206A。 螢光膠體層208設置於透明封裝體206外，且螢光膠體層 208與透明封裝體206之凹部係形成一氣室210。其中， 透明封裝體206之反射面206A用以將發光單元202產生 之光線導引至螢光膠體層208之一側壁208A。螢光膠體 層208與透明封裝體206可製作成一圓柱體，讓側壁208A 呈現一環形發光面。 較佳地，透明封裝體206其凹部之位置是位於發光單 元202上方，且凹部呈現一倒錐形，而錐形之頂點是對應 於發光單元202。另外，反射面206A較佳是一圓弧面。 並請參照第4B圖，其繪示第4A圖發光裝置於運作 時之放大示意圖。如第4B圖所示，由於透明封裝體206 與氣室210内的氣體折射率不同，因而可產生全反射的效 14 1363847 4 *
TW4438PA-CI 果。舉例來說，透明封裝體206之折射率例如為1.5，而 氣室210内的空氣折射率約為1，當發光單元202所產生 的光線傳遞至反射面206A時，由於光是由折射率較大之 - 透明封裝體206傳遞到折射率較小的空氣中，因而會產生 . 全反射的現象。是以，發光單元202產生的光線除了部分 穿透過透明封裝體206而到達螢光膠體層208之頂部 208B，大部分是被導引至螢光膠體層208之側壁208A， 與螢光膠體層208中的螢光粉作用，產生螢光。另外，亦 ®可直接在反射面206A上設置具有高反射率之材料、薄膜 -或金屬鍵膜。 螢光膠體層208可為一厚度均勻之膜層。然而，如第 4B圖所示，由於發光單元202產生的光會被導引至螢光膠 體層208之側壁208A，因此，較佳地，可使螢光膠體層 208其側壁208A之厚度大於螢光膠體層208其頂部208B 之厚度；或是，使螢光膠體層208其側壁208A之螢光粉 濃度大於螢光膠體層208其頂部208B之螢光粉濃度。如 *此一來，不僅可增強螢光轉換的效率，更能夠精確控制發 光單元202產生的光與螢光膠體層208轉換的光之間的混 光比例。 本實施例之發光單元202例如是發光二極體晶片，螢 光膠體層208之螢光粉材料種類則可根據所要調配之色光 顏色決定。舉例來說，若發光裝置200是要製作出白光的 效果，則可挑選一藍光發光二極體晶片作為發光單元 202，並搭配黃色螢光粉製作的螢光膠體層208，如此一 15 1363847
TW4438PA-CI 來，當藍光發光二極體晶片產生的藍光導至螢光膠體層 208時，藍光會先激發黃色螢光粉以產生黃光，當黃光再 與藍光結合後，便可產生出白光的混光效果。另外，亦可 利用紫外光之發光單元混合具有紅、綠、藍三波長的螢光 粉製作出白光的發光裝置。 發光裝置_2 0 0亦可有其他之結構設計。請參照弟5 A、 5B圖，其繪示發光裝置具有透明膠體層之示意圖。如第 5A圖所示，此透明膠體層220係設置於螢光膠體層208 外，可用以保護螢光膠體層208。另外，如第5B圖所示， 亦可先將透明膠體層220設置於透明封裝體206外以形成 氣室210,再將螢光膠體層208設置於透明膠體層220外。 本實施例之螢光膠體層亦可有其他的結構設計，以下 以圖示說明。請先參照第5C圖，其繪示螢光膠體層頂部 具有開口之示意圖。由於發光單元202產生的光大多被導 引至螢光膠體層208’之側壁，是以，可在螢光膠體層208’ 之頂部製作出開口 208A’，藉此以節省螢光粉材料。開口 208A’係對應於透明封裝體206之凹部位置，且較佳地， 使開口 208A’之大小約等於凹部之大小。另外請參照第5D 圖，其繪示第5C圖的螢光膠體層208’未完全包覆住透明 封裝體206之示意圖。由於螢光膠體層208’僅覆蓋住透明 封裝體206之部分側壁，發光單元202部分光線會直接從 透明封裝體206射出，另外部分的光線會激發螢光膠體層 208’，以製造出更多不同的混光效果。接著請參照第5E 圖，其繪示第5D圖的螢光膠體層僅覆蓋住透明封裝體之 1363847 * ，
TW4438PA-CI 示意圖。第5E圖的螢光膠體層208’僅沿著透明封裝體206 之部分側壁配置，使螢光膠體層208’之開口範圍大小等於 透明封裝體206之凹部範圍大小。並請參照第5F圖，其 - 繪示第5D圖的螢光膠體層亦包蓋住透明封裝體其凹部之 . 示意圖。螢光膠體層208’同樣可直接罩設在透明封裝體 206之上端，以與透明封裝體206之凹部形成一氣室。 為增加裝置之出光效率，可在透明封裝體206上設置 反射結構，以下附圖說明。請參照第5G至51圖，其繪示 鲁在發光裝置中設置反射結構之示意圖。如第5G圖所示， .於透明封裝體206之反射面上設置有一圓錐狀之反射結構 .231。由發光單元202產生的光線會直接由反射結構231 反射並導引而從透明封裝體206之側壁出光。此外，如第 5H、51圖所示，於發光單元202及透明封裝體206之下端 可設置反射結構233，以避免發光單元202的光線從下方 散失而造成光源的浪費。 並請參照第5J至5P圖，其繪示反射結構具有其它變 ® 化之示意圖。如第5J圖所示，透明封裝體206之上下各設 置有反射結構23 1、235，反射結構235係沿著透明封裝體 206下端形成一圓弧狀的反射結構。如第5K圖所示，透 明封裝體206之上下各設置有圓弧狀的反射結構237、 235，然反射結構237、235係凸點對凸點的配置方式。如 第5L圖所示，透明封裝體206之上部設置有平板狀的反 射結構239，下部則設置有圓弧狀之反射結構235。如第 5M圖所示，透明封裝體206之上部設置有圓弧狀的反射 1363847
TW4438PA-CI 結構241，下部則設置有圓弧狀之反射結構235，而反射 結構241、235係凹點對凸點的配置方式。如第5N圖所示， 透明封裝體206之上部設置有圓錐狀的反射結構243，下 部則設置有圓弧狀之反射結構235。如第50圖所示，透 明封裝體206之上部設置有剖面為鋸齒狀的反射結構 245。如第5P圖所示，透明封裝體206之上部設置有剖面 為多個圓弧狀的反射結構247。上述之鋸齒狀或多個圓弧 狀反射結構245、247之配置方式請參照第5Q及5R圖。 反射結構245、247可為同心圓的排列方式（如第5Q圖所 示），亦可為平行排列方式（如第5R圖所示）。上述各個 反射結構係可為金屬材料製作之金屬鍍膜，另外，亦可為 高反射率材質製作之薄膜。 以先形成螢光膠體層208之結構，再將螢光膠體層 208套設到透明封裝體206為例，由於透明封裝體206與 螢光膠體層208之間容易產生間隙而對出光造成影響，因 此，如第5S圖所示，可在透明封裝體206與螢光膠體層 208之間填補一間隙層材料207，且較佳地，間隙層材料 207之填補折射係數是接近透明封裝體206與螢光膠體層 208，以避免二者之間的空隙造成全反射。 為增加透明封裝體206其反射面206A導引光線至螢 光膠體層208其側面出光的效率，可於反射面206A上設 計出粗化結構209，如第5T圖所示。另外，如第5U圖所 示，透明封裝體206與螢光膠體層208之交接處也可製作 粗化結構209’。粗化結構209’可直接形成在透明封裝體 1363847 » « TW4438PA-C1 206之結構外表面，或是先形成於螢光膠體層208之内壁， 再由螢光膠體層208套設到透明封裝體206上。粗化結構 209、209’之設計亦可應用在前述第5D〜5G圖、第5J〜5P • 圖中。 . 以下說明發光裝置200之製作方法。請參照第6圖， 其繪示製造第4A圖發光裝置之方法流程圖。製作發光裝 置200之方法包括步驟S61〜S63:先使一發光單元固定於 一承載支架上；接著，於發光單元上形成一透明封裝體， •且透明封裝體之外側具有一凹部；然後，於透明封裝體外 •製作一螢光膠體層，且此螢光膠體層與透明封裝體之凹部 .形成一氣室。 並請參照第7A〜7D圖，其繪示製作第4A圖發光裝 置之連續示意圖。請見第7A圖，於步驟S61中，發光單 元202是以固晶打線之方式製作於承載支架204上。 接著，於步驟S62之製作透明封裝體206時，可藉由 模穴之輔助使用，以將透明封裝體206之材料定型於發光 ® 單元202與承載支架204上。製作時，可先於第一模穴250 (見第7B圖）中灌入透明封裝體206之材料，其中，第 一模穴250之内穴形狀即為透明封裝體206之外部形狀。 接著，使承載支架204連同發光單元202反轉並置入第一 模穴250中。然後，進行烘烤以將透明封裝體206之材料 定型並與發光單元202及承載支架204結合。接著，將第 一模穴250脫去後（如第7C圖所示）便完成步驟S62。 步驟S63之製作螢光膠體層208之方式同樣可循步驟 19 Γ3^3847
TW4438PA-CI S62完成。於第二模穴260 (見第7D圖）中可先置入螢光 膠體層208之材料，然後，將第7C圖中之承載支架204、 發光單元202連同透明封裝體206 —併反轉置入第二模穴 260中。此時，透明封裝體206之凹部與螢光膠體層208 - 之材料會自然形成氣室210。再經過烘烤與脫模的過程 後，螢光膠體層208之材料便成型於透明封裝體206外， 如第4A圖所示。 另外，也可以先將螢光膠體層208單獨製作完成後， 再將螢光膠體層208套到透明封裝體206上。 籲 由於螢光膠體層208可透過模具製作以控制其厚 度，因此與透明封裝體206搭配時可有效均勻混光，以提 高光色澤均勻性。再者，可適度的增加螢光膠體層208之 厚度，亦能達到降低光源輝度的效果。 若是要在發光裝置200中多設置一透明膠體層220 (見第5A至5B圖），則可於步驟S63之製作螢光膠體層 208完成後，進一步製作出透明膠體層220。或是可在步 驟S62之製作透明封裝體206完成後，先進行透明膠體層 ® 220之製作以形成密閉的氣室210，再進入步驟S63。 至於第5C、5D、5E圖中具有開口 208A’之螢光膠體 層208’之製作，其可透過第二模穴260 (見第7D圖）内 適當的結構變化達成，例如於第二模穴260底面製作出一 突起結構，使螢光膠體層208’之材料不填滿第二模穴260 之底面，即可於後續製作出具開口 208A’之螢光膠體層 208,。 20 1363847 » <
TW4438PA-CI 請參照第8A圖，其繪示第4A圖發光裝置裝設有碗 狀反射罩之示意圖。當光線由螢光膠體層208之側壁208A 出光時，可藉由合適的二次光學元件組合，例如是於發光 單元202下方設置一碗狀反射罩270，以調變出所需的光 _ 形。另外，請參照第8B圖，其繪示第8A圖的反射罩中填 滿物質之示意圖。於圖示之斜線處可填滿透明膠體或是螢 光粉膠體。 以下附圖說明螢光膠體層與透明封裝體之其他結構 鲁設計。請參照第8C〜8G圖，其繪示螢光膠體層具多層結 -構之示意圖。如第8C圖所示，螢光膠體層280可由多個 .螢光層，例如是第一螢光層281、第二螢光層282與第三 螢光層283所組成，其中第二螢光層282覆蓋在第一螢光 層281外，第三螢光層283覆蓋在第二螢光層282外。這 些螢光層之材質例如是紅色螢光粉、綠色螢光粉、藍色螢 光粉或是其他顏色之螢光粉。如第8D圖所示，第一螢光 層281、第二螢光層282與第三螢光層283之間可設置多 ®個透明間隔層290。如第8E圖所示，第三螢光層283外也 可設置一透明間隔層290以保護第三螢光層283。 另外，如第8F圖所示，螢光膠體層280’也可僅設置 在透明封裝體206之側面。除了上述由内向外層疊設置的 方式，如第8G圖所示，螢光膠體層280’之不同螢光層亦 可由上向下（或相反之方向）依序設置在透明封裝體206 之側面，不同螢光層之厚度係可相同或不相同。 請參照第8H〜8M圖，其繪示透明封裝體具有不同外 21 I363847
TW4438PA-CI 觀形狀之示意圖。如第8H〜8M圖所示，透明封裝體206 其截面形狀可為圓形、橢圓形、三角形、正方形、長方形 甚或多邊形等。 螢光膠體層與透明封裝體另具有其他設計，請參照第 8N至8P圖。如第8N圖所示，螢光膠體層208”之高度可 大於透明封裝體206之示意圖。如第80圖所示，螢光膠 體層208”係可製作在透明封裝體206中。另如第8P圖所 示，透明封裝體206之上部形狀輪廓係可更改，而螢光膠 體層208”之高度更可大於透明封裝體206。 另外，以發光二極體（light emitting diode, LED)為 例，由於人眼對白光出光顏色之感知程度較高，顏色稱有 不同即可以馬上判別出來，因此常用來當作LED出貨篩選 的初步標準。是以，可以利用染料的濾光效果，來改變人 眼對白光光源的色溫感知，使得人眼直視LED白光光源感 受到的LED出光色澤一致，而又不影響光源原始色溫。以 下附圖說明。 請參照第8Q至8T圖。第8Q圖繪示一染料膠體層 291包覆住發光單元202之示意圖，染料膠體層291可由 透明膠與染料製作，使發光單元202發出的光（如白光） 透過染料膠體層291之濾光效果以改變顏色。另外，如第 8R圖所示，亦可將一染料層292設置在結構最外層。第 8S圖繪示一染料螢光層293設置在透明封裝體206外部之 示意圖，此染料膠體層293可由螢光粉與染料所構成。另 外，如第8T圖所示，也可直接將染料層292’設置在螢光 1363847 • « TW4438PA-C1 膠體層208’之外側。另外，如第8U圖所示，亦可直接將 一擴散層294設置在透明封裝體206外側。擴散層294含 有擴散劑，其可用來來改變LED出光的指向性，使得出光 • 較為均勻。 . 如第8V圖所示，於最外層實質上也可同時設置擴散 層294’、第一螢光層281’與第二螢光層282’。假定發光單 元為藍光的發光晶片，則擴散層294’會發出原來的藍光， 則第一螢光層281’可選用黃色螢光粉製作，而第二螢光層 籲282”可選用綠色或紅色螢光粉製作。 不同於第8V圖之設計，如第8W圖所示，於最外層 .實質上可使第一螢光層281”（黃色螢光粉）之面積最大， 於下部分依序設置有擴散層294”、第二螢光層282”與第三 螢光層283”，其中，第二螢光層282’’例如是以綠色螢光粉 製作，而第三螢光層283”例如是以紅色螢光粉製作。 多層螢光層之顏色分佈係可為規則或是不規則，且其 製作方式可為灌膠、沾粉、貼印或是喷塗方式。 * 由於發光二極體可視為一點光源，若光源的亮度過度 集中於一小點的區域範圍内，光源的輝度會過高，使人眼 無法直視，以致於無法有效應用於照明產品中。 然而，本實施例二之發光裝置200是將發光單元202 之光線導引至螢光膠體層208之側壁208A而形成側向 光，此側向光部分經螢光膠體層208轉換成螢光，再與原 側向光相混合，因而具有較大的發光面積，有效地降低了 發光單元202本身點光源的輝度，因而可解決前述因高輝 23 1363847
TW4438PA-CI 度特性所產生的問題，此外，也可避免對人眼造成的眩光 或刺眼等問題。也由於透明封裝體206將螢光膠體層208 與發光單元202隔離開來，使螢光膠體層208不與發光單 元202直接接觸，如此，可避免螢光膠體層208因受到發 光單元202的高溫影響所產生的老化問題，有效地提升發 先.裝-置2..0—0一的—使用—哥命； 此外，本實施例發光裝置200其承載支架204之設計 並不侷限於第4A圖所示之結構，承載支架204亦可為第 1A圖之承載支架104所示之結構，以利於發光裝置200 之組裝與散熱。且以較佳的實施方式而言，以承載支架104 取代承載支架204時，係可適度放大承載支架104之面積 以避免發光單元202的光線從下方散失而造成光源的浪 費，亦可提升發光裝置200之發光效率。 實施例三 本實施例之堆疊式發光裝置包括一主體支架、至少一 散熱支架與至少一發光單元，其中，散熱支架是設置於主 體支架之一側面，而發光單元是設置於散熱支架上，並電 性連接至主體支架上的一對電極腳。由於主體支架與承載 有發光單元之散熱支架是以堆疊之方式組合，各個元件可 以在單獨加工後再行組裝，如此不僅可提升結構尺寸之加 工精度，且可達到電熱分離的目的。以下舉例說明。 請參照第9A、9B圖，第9A圖繪示依照本發明實施 例三之堆疊式發光裝置之示意圖，第9B圖繪示第9A圖堆 24 1363847 I ·
TW4438PA-CI 疊式發光裝置之爆炸圖。堆疊式發光裝置300包括多個發 光單元302 (為使圖示清晰，僅標示三個發光單元302)、 一主體支架304、二散熱支架306、308。於主體支架304 • 上設有一對電極腳310、312。散熱支架306、308分別設 . 置於主體支架304之二個相對側面。發光單元302則區分 為二群以分別設置於散熱支架306、308上，並電性連接 至電極腳310、312。此外，散熱支架306、308上之發光 單元302是成排設置，且散熱支架306上之每一發光單元 鲁302皆對應於散熱支架308上之另一發光單元302設置。 主體支架304上可為一絕緣體不導電材料。主體支架 .304除了用以固定二個散熱支架306、308之位置，並可使 二個電極腳310、312與其他元件絕緣。如第9B圖所示， 散熱支架306、308為片狀結構，其係整片抵靠於主體支 架304之二個側面上，因而有利於發光單元302之散熱。 二個電極腳310、312是由主體支架304之底面向外延伸 出來，使整個堆疊式發光裝置300呈現一直立可插接的狀 •態。另外，於主體支架304上係設計有一排氣槽304A， 其係從電極腳310、312之鄰近位置朝主體支架304内的 方向延伸，排氣槽304A用以排除製程中不必要之氣體。 散熱支架306、308是分別由主體支架304之二側裝 設到主體支架304上，而散熱支架306、308與主體支架 304之間可藉由至少一固定元件316結合。此固定元件316 可以是任何形式的扣件，例如是鉚釘或螺絲。另外，主體 支架304可採用塑膠、橡膠等多分子材料製作，是以，也 25 T363847
TW4438PA-CI 可藉由熱壓成型方式，使散熱支架306、308與主體支架 304結合。 散熱支架306、308與主體支架304之間亦可藉由焊 接之方式結合，或是透過其他元件。請參照第9C、9D圖， 其繪示以套框固定之示意圖。當散熱支架306、308組裝 到主體支架304上之後，套框318.再套設到上述組裝完成 之裝置上。套框之材質例如是與散熱支架306、308類似 之金屬。另外，請參照第9E、9F圖，其繪示以延伸片固 定之示意圖。如第9E圖所示，於散熱支架306、308上設 計出二個延伸片320，將延伸片320向主體支架304的方 向凹折後，延伸片320便會夾持住主體支架304之二對側 (如第9F圖所示），藉此使散熱支架306、308固定到主 體支架304上。 並請參照第9G、9H圖，其繪示堆疊式發光裝置其他 變形之示意圖。如第9G圖所示，散熱支架306’、308’邊 緣延伸出來的部分可為弧形且將主體支架304之邊緣整個 包覆起來。另外，如第9H圖所示，散熱支架306”、308” 之邊緣亦可具有折角。 本實施例之發光單元302例如是一發光二極體晶 片，其可藉由打線（wire bonding)的方式與電極腳310、 312完成電性連接。所使用的打線平台可用兩層疊加的方 式形成4或8引腳（pin)，此外，打線點可配置於發光單 元302之二側或對外之一側。若要產生不同顏色的色光， 可於發光二極體晶片的表面塗佈螢光粉，以製造出所需的 26 1363847 « »
TW4438PA-CI 混光色彩。 上述之發光單元302雖是以一對一方式設置於散熱 支架306、308上，然並不以此為限定，請參照第10圖， • 其繪示發光單元交錯排列之示意圖。散熱支架306上之發 . 光單元302與散熱支架308上之發光單元302係交錯設 置，且排成一列，如此可減少整個堆疊式發光裝置300之 厚度。 請參照第11A、11B圖，第11A圖繪示堆疊式發光裝 鲁置係為柱狀結構之示意圖，第11B圖繪示第11A圖堆疊式 -發光裝置之側視圖。並請參照第12A ' 12B圖，第12A圖 .繪示第11A圖的主體支架之示意圖，第12B圖繪示第11A 圖的散熱支架之示意圖。堆疊式發光裝置400之二個散熱 支架406、408係各為一具有弧度之片狀結構（如第12B 圖所示），從主體支架404 (見第12A圖）之二對側將主 體支架404夾住，而發光單元402是呈環狀設置在散熱支 架406、408之上表面。發光單元402上設置有透明封裝 •體410,而於透明封裝體410外可設置一螢光膠體層412。 本實施例之堆疊式發光裝置是將主體支架與散熱支 架以堆疊之方式組合，且散熱支架位於主體支架之二側， 使得電性傳導是於結構中進行，而導熱路徑則位於外側， 本實施例之堆疊式發光裝置充分實現電走内、熱走外的目 的。另外，電極腳是由主體支架底面向外延伸，使堆疊式 發光裝置呈現一直立可插接的狀態，堆疊式發光裝置因而 能夠藉由簡易插拔的動作進行與其他元件的組裝步驟。 27 1363847
TW4438PA-CI 再者，較高瓦數的發光裝置必須搭配熱載能力較佳的 散熱支架（一般為較厚的結構）。本實施例之堆疊式發光 裝置300其各元件可先各別加工後再進行組裝，不僅於尺 寸調整時更具有彈性，且可以強化結構尺寸精度以利於量 產化所需的精度需求，並可降低其他封裝元件在製造過程 中的干涉現象，以應付未來可應用於照明或需集成瓦數高 的發光裝置相關應用技術。 綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然 其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常 知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之 更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專 利範圍所界定者為準。 28 1363847 • '
TW4438PA-CI 【圖式簡單說明】 第ΙΑ、1B圖各別繪示依照本發明實施例一之具組裝 定位功能之發光裝置於不同視角下之示意圖。 第1C圖繪示第1A圖的定位臂上具有凸出結構之示 意圖。 第1D圖繪示承載支架具有一對卡勾之示意圖。 第1E圖繪示承載支架具有可拆式薄片之示意圖。 第1F圖繪示定位臂具有凹折端之示意圖。 第1G圖繪示發光裝置具有二個承載支架之示意圖。 第1H圖繪示第1G圖發光裝置與對應一電路板之示 意圖。 第II圖繪示發光裝置可裝設到燈座上之示意圖。 第2A〜2D圖繪示組裝背光裝置之連續示意圖。 第2E、2F圖繪示散熱座之散熱片朝相同方向凹折之 剖面視圖。 第2G圖繪示散熱座與電路板電性連接之示意圖。 第2H圖繪示電路板上設置反射罩之示意圖。 第3圖繪示組裝發光裝置與電路板之方法流程圖。 第4A圖繪示依照本發明實施例二之輝度均勻之發光 裝置之示意圖。 第4B圖繪示第4A圖發光裝置於運作時之放大示意 圖。 第5A、5B圖繪示發光裝置具有透明膠體層之示意圖。 第5C圖繪示螢光膠體層頂部具有開口之示意圖。 29 1363847 TW4438PA-C1 第5D圖繪示第5C圖的螢光膠體層未完全包覆住透 明封裝體之示意圖。 第5E圖繪示第5D圖的螢光膠體層僅覆蓋住透明封 裝體之示意圖。 第5F圖繪示第5D圖的螢光膠體層亦包蓋住透明封 裝體其凹部之示意圖。 第5G至51圖繪示在發光裝置中設置反射結構之示意 圖。 第5J至5P圖繪示反射結構具有其它變化之示意圖。 第5Q及5R圖分別繪示反射結構為同心圓與平行排 列之示意圖。 第5S圖繪示透明封裝體與螢光膠體層之間填補一間 隙層材料之示意圖。 第5T圖繪示透明封裝體之反射面上設計出粗化結構 之示意圖。 第5U圖繪示透明封裝體與螢光膠體層之交接處具有 粗化結構之示意圖。 第6圖繪示製造第4A圖發光裝置之方法流程圖。 第7A〜7D圖繪示製作第4A圖發光裝置之連續示意 圖。 第8A圖繪示第4A圖發光裝置裝設有碗狀反射罩之 示意圖。 第8B圖繪示第8A圖的反射罩中填滿物質之示意圖。 第8C〜8G圖繪示螢光膠體層具多層結構之示意圖。 30 1363847 « »
TW4438PA-CI 第8H〜8M圖繪示透明封裝體具有不同外觀形狀之 示意圖。 第8N圖繪示螢光膠體層之高度大於透明封裝體之示 意圖。 第80圖繪示螢光膠體層製作在透明封裝體中之示意 圖。 第8P圖繪示透明封裝體形狀改變且螢光膠體層之高 度大於透明封裝體之示意圖。 第8Q圖繪示一染料膠體層包覆住發光單元之示意 圖。 第8R圖繪示一染料層設置在結構最外層之示意圖。 第8S圖繪示一染料螢光層設置在透明封裝體外部之 示意圖。 第8T圖繪示直接將染料層設置在螢光膠體層外側之 示意圖。 第8U圖繪示一擴散層設置在透明封裝體外側之示意 圖。 第8V、8W圖繪示發光裝置具有擴散層與多層螢光層 之示意圖。 第9A圖繪示依照本發明實施例三之堆疊式發光裝置 之示意圖。 第9B圖繪示第9A圖堆疊式發光裝置之爆炸圖。 第9C、9D圖繪示以套框固定之示意圖。 第9E、9F圖緣示以延伸片固定之示意圖。 1363847 TW4438PA-CI τ 第9G、9H圖繪示堆疊式發光裝置其他變形之示意圖。 第10圖繪示發光單元交錯排列之示意圖。 第11A圖繪示堆疊式發光裝置係為柱狀結構之示专 圖。 第11B圖繪示第11A圖堆疊式發光裝置之側視圖。 第12 A圖繪示第11A圖的主體支架之示意圖。 第12B圖繪示第11A圖的散熱支架之示意圖。 【主要元件符號說明】 · 100、100’、100” ：具組裝定位功能之發光裝置 102、102’、102”、202、302、402 :發光單元 104、104’ ' 104”、204 :承載支架 106 :板體 108、110、108’、11〇’ ：定位臂 108A、110A :定位凹槽 108B、110B :凸出結構 108A’、110A’ ：凹折端 鲁 112、112、114 :電極引腳 116 :導柱 118 :卡勾 120 :可拆式薄片 140、150 :電路板 140A、150A :貫穿開口 142 :燈座 32 1363847 I »
TW4438PA-CI 152、154 :電極接點 156 :插入型引腳 160 :散熱座 • 160A :插槽 . 162、164 :散熱片 166 :電源插槽 170 :反射罩 200 :輝度均勻之發光裝置 • 206、410 :透明封裝體 206A :反射面 . 207:間隙層材料 208、208’、208”、280、280’、280”、412 :螢光膠體 層 208A :側壁 208A，：開口 208B :頂部 ® 209、209,：粗化結構 210 :氣室 220 :透明膠體層 231 、 233 、 235 、 237 、 239 、 241 、 243 、 245 、 247 : 反射結構 250 :第一模穴 260 :第二模穴 270 :碗狀反射罩 1363847
TW4438PA-CI 281、 281’、281” ··第一螢光層 282、 282’、282” ：第二螢光層 283、 283” ：第三螢光層 290 :透明間隔層 291 :染料膠體層 2犯' 292，- :染料層 293 :染料螢光層 294、294’、294” ：擴散層 300、400 :堆疊式發光裝置 304、404 :主體支架 304A:排氣槽 306、308、306,、308,、306，，、308，，、406、408 :散 熱支架 310、312 :電極腳 316 :固定元件 318 :套框 320 :延伸片 34

Claims (1)

1363847 磉 % TW4438PA-C1 十、申請專利範圍： 1. 一種具組裝定位功能之發光裝置用以裝設於一 +电子裝置中’其中’該電子裝置具有—電路板，該電路板 :·具有一貫穿開口，該發光裝置包括： 一發光單元；以及 承載支架’用以將該發光單元固定於該電路板上， 該^載支，包括一板體與至少一定位臂，該板體具有相對 Ϊ —第；：與一第二端，該板體之該第-端係連接該發光 平兀，叙位臂係連接該板體之該第二端且該定位臂係 朝向該第一端之方向延伸； /、中°亥承载支架嵌入該電路板之該貫穿開口後，該 定位^系卡合於該貫穿開口内之側壁，藉此以將該發光單 =疋亥電路板上，而該承載支架之該板體係穿過該貫 穿開口並位於該電路板之外側。 發光。如Vf專利範圍第1項所述之具組裝定位功能之 X衣，/、中該定位臂與該板體之連接處具有弧度。 發先】置如申4專二ΓΛΓ所述之具組襄定位功能之 體之+ 凹槽’係、鄰近於該板 合 ^ ’該定位凹槽用以與該貫穿㈤口内之側壁卡 發光專，圍第3項所述之具組襄定位功能之 於該定位㈣位臂更具有至少—凸出結構，係鄰近 内之側壁緊=凸出結構用以使該定位臂與該貫穿開口 35 1363847 — TW4438PA-CI 發光f置Λ範㈣1項所述之具㈣定位功能之 該底面係連接該板體之該第一：=::固電極引腳， 該底面m性連接該電路板/一 I㈣腳係位於 6·如申請專利範圍第丨項所 發光裝置，1中哕宏#辟目女 ”，，且裝疋位功此之 之該第-端植#具有1拆端，係鄰近於該板體 發光置如申 =專利範圍第1項所述之具組裝定位功能之 ^板載支架更包括至少—導柱，係設置於 板體之—板面上，鄰近該板體之該第一端。 8·如申請料m㈣1項所叙具㈣ :光裝置，其中該承載支架更包括至少-可拆式薄片: δ又置㈣板體之—板面上’鄰近該板體之該第一端。 9·如申請專利範圍第！項所述之具組裝定位功能之 發f裝置’其中該承載支架更包括二個卡勾，鄰近該板體 之该第一端，並位於該板體之二對側。 10. 如申請專利範圍第丨項所述之具組裝定位功能之 毛光裝置其中έ玄發光單元係包括一發光二極體晶片。 11. 如申請專利範圍第丨項所述之具組裝定位功能之 發光裴置，其中該承載支架包括二個定位臂，設置在該板 體之二對側。 °χ 12.如申請專利範圍第1項所述之具組裝定位功能之 發光裝置，係包括二個該承載支架，分別設置於該發光單 元下緣之二對側。 36 ^63847 TW4438PA-CI -丨3·—種發光裝置之組裝方法，包括： a使一發光裝置之一發光單元與一承載支架對齊一 電路板之一貫穿開口； b.使該承載支架插入該貫穿開口；以及 c•持續移動該承載支架直至該承載支架之一板體係 牙過該貫穿開口並位於該電路板之外側，且該承載支架之 一疋位臂係卡合於該貫穿開口内之側壁藉此使該發光單 元固定於該電路板上。 ^ 14.如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，其中 s亥步驟c更包括： 使遠定位臂之一定位凹槽卡合於該貫穿開口内之側 壁。 上I5.如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，其中 該步驟c更包括： 使該定位臂之一凹折端抵靠在該貫穿開口内之側壁。 16.如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，其中 5亥步驟c更包括： 使該板體上之一導柱卡入該貫穿開口内。 17·如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，其中 "亥步驟c更包括： 使該板體上之一可拆式薄片卡入該貫穿開口内。 該步:8C=:專利範圍第13項所述之組裝方法，其中 使該板體二對側之二個卡勾卡入該貫穿開口内。 37 1363847 TW4438PA-C1 19.如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，於該 步驟c後更包括： d.加熱使該發光單元之二電極引腳焊接於該電路板
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