TWI363851B

TWI363851B - Lighting device and assembling method thereof

Info

Publication number: TWI363851B
Application number: TW097139844A
Authority: TW
Inventors: Ming Te Lin; Ming Yao Lin; Kuang Yu Tai
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2012-05-11
Also published as: US20090242919A1; TWI387135B; TW200940892A; TW200940893A; US8227827B2; TW200941767A; TWI363847B; US7872273B2; TW200940875A; US20110057225A1; TWI363852B

Description

1363851 TW4438PA-C3 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】種本發明是有關於-種照明裝置’且特別是有關於具組裝定位、散熱佳之照明裝置及其組裝方法。、【先前技術】用於居家照明、商業照明、辦公室照明等發光 =用電子、車用電子、工業用電子等發光裝置广外手為白熾燈、螢光燈、齒素燈等組合。不卜 :年來’由於發光二極體具備有驅動電壓低、點燈汞污染、不放射紫外光、固態封装不易破碎者.·.先—極體被視為新—代發光襄置的最佳選擇。者’《先二極體的體積小’更能夠型化應用產品的需求。夕$工錢小然而，大部分種類的發光裝置，包括當應用於特定產品作為光源使用時，如何ΐ /、先源均勻散佈成為所需考量的重點。吏此外，無論何種類型的發光裝溫而影響到其週邊的電子元件連料白會產生南的散熱效率亦為所需解決的問題有效地增加發光裝置益，是目二’二:各家廠商皆希望所製造產品能符合經濟效疋以如何減少發光裝置的製作片政光裝置的可靠度，，而又能夠維持發罪度t為—值得注意的課題。 TW4438PA-C3

【發明内容J 之昭明本係有職—種可制於許多電子裝置與場合易排=題不僅具有利於崎之優點，也可解決熱量不本發明另提出-種照明裝置，其包括—電路板、一發光裘置—與一 _散熱座。電路板且 ^ 〇〇电I敗具有-一貝穿開-口。發光裝置包一^光單元與-承載支架。承載支架包括—板體與至少定位其中’板體具有相對之—第—端與—第二端， ,體之第一端係連接發光單元，定位臂係連接板體之第二端m臂係朝向第—端之方向延伸。於承載支架嵌入電路板之-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，並與散熱座結合以降低發光裝置之熱度。 …'σσ 本發明更提出一種照明裝置之組裝方法，包括步驟：先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；接著’使承載支架插入貫穿開口中；然後，持續移動承載支架，直到承載支架之一板體穿過貫穿開口並位於電路板之外側，且承載支架之至少一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；接著，將承載支架之板體插置於散熱座之一插槽中。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： 1363851 直 ί 丁 W4438PA-C3 【實施方式】實施例一

凊參照第ΙΑ、1Β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1〇2與一承載支架1〇4。承載支架104包括一板體106與至少一定位臂於本實施例中，是以承載支架1()4具有二個定位臂1〇8、11〇為例做說明。板|| 106之-端連接發光單幻〇2，二個定位臂 108丨10則連接板體1〇6之另一端，且定位臂1〇8、11〇是朝向發光單元1〇2之方向延伸。較佳地，二個定位臂 108、110是對稱於板體ί %設置。由於定位臂刚、110是由板體1〇6下方向上延伸，疋位# 1G8、11G二者本身具有類似於彈性卡勾的特性，使承載支架1G4易於組裝至其他元件上。此外，定位 ⑽、no與板體之連接處具有弧度設計，讓定位臂 1 士08、110與板體106間的彈性特徵更為明顯，而不會因租裝承載支架104時損害定位臂1〇8、11〇之鈐構。、為〜使承載支架制且牢靠地定㈣其他元件，於疋位臂1〇8、110上各設置有定位凹槽1〇8八、。槽：A、11〇A是各別位於定位臂⑽、11〇鄰近於么先早兀102之一端，用以與其他元件卡人。、除了藉由定位凹槽1〇8A、11〇A防止㈣支力 ^元:方向移動外，亦可於定位臂⑽、則上設^ I件以限制承載支架1G4於其他方向上 = 1363851 * TW4438PA-C3 照第1C圖，其繪示第IA圖的定位臂上具有凸出結構之示意圖。於定位臂108、U0各別之定位凹槽108A、n〇A二側係可衣作出多個凸出結構1 〇8B、1 _，這些凸出結構麵、刪用以使部分定位臂⑽、11〇之厚度增加。以定位凹槽職與其鄰近的凸出結構麵為例當定位 …i 108貝牙一元件之開口（倒如是弟2八圖之貫穿開口 15〇幻且其定位凹槽108A卡合於元件上，二個凸出結構麵可使定位f 108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。本實施例之發光單元102例如包括一發光二極體晶片（未標不），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ι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’設置於板體106之板面上，並鄰近於發光單元1〇2。導柱116係可與板體1〇6 —體成型，用以輔助承載支架丨〇4 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意圖，第1E圖繪示承載支架具有可拆式薄片之示意圖。如^ 1〇圖所示，前述之導柱116可被一對卡勾118所取代，卡勾 118鄰近於發光單元102 ’並位於板體1〇6之二對側，亦可用於輔助承載支架丨04之固定。如第ιέ圖^示，前述之二個導柱116也可被結構較為脆弱之二個可拆式薄片 120所取代。可拆式薄片120係位於發光單元1〇2下端之板體106二側’於組裂承載支架1〇4之過裎中，可拆式薄 1363851 r TW4438PA-C3 片120是依情形被破壞或保留於承載支架1〇4上以助固定承載支架104之元件。本實施例上述之定位臂108、η〇雖是藉由定位凹槽 108Α、Ι10Α與其他元件卡合，然並不以此為限定，定^ 臂Κ)8、110亦可具有其他結構設計。請參照g ιρ圖，並繪示定位臂具有凹折端之示意圖。定位臂ι〇8，、ιι〇，於鄰近發光單元102處分別向外凹折以形成凹折端1〇8八，、 110A’ ’使定位f iG8’、11G’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，帛10圖緣示發光裝置具有二個承載支架之示意圖，第^圖繪示第⑴圖發光裝置對應一電路板之示意圖。發光裝f _，之二個承載支架1〇4, 分設於其發光單幻02,對稱之二側。承載支架刚，與前述 '承載支架丨04之結構係可相同或不相同。於此例中，承載支架KM’是由單一板件製作而成的矩形結構。如第汨圖擊所示，當發光裝置1〇〇,欲裝設到一電路板M〇上時，發光裝置100,之二個承載支架1〇4，始向下凹折，以插入電路板 ⑽之二個貫穿開口嶋_。另外，發光裝置剛，之電極引腳m，亦在發光裝置100，裝設到電路…4〇後與電路板140電性連接。另凊參照第II圖’其繪示發光裝置可裝設到燈座上之-意圖。同樣地’發光裝置1〇〇”具有二個承載支架 104，，，分設於發光單^呢”下方之二側。二個承載支架 ⑽’，所構成之形狀與燈座142之形狀相同如螺旋狀使 9 1363851 - TW4438PA-C3 承載支架104”可鎖入燈座142中，以將發光裝置1〇〇，，固定在燈座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，使照明或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，其繪示組裝照明裝置之連續示意圖。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j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π内之側壁，如此以使發光單元固定於電路板上0 如第2A圖所示，照明裝置之電路板15〇具有一貫穿開口此貫穿開口 15〇A之形狀係實質上搭配發光裝置_之承載支架104之截面形狀。此外，於電路板15〇上具有二個電極接點152、154，是用以與發光裝置㈣之電極引腳112、114電性連接。於^驟S31巾，當要將發光裝置1〇〇組裝到電取 150上時，必須先將承載支架iQ4對齊貫穿開口⑼八 1363851 TW4438PA-C3 電極引腳112、114之位置也必須對齊電極接點152、154, 以確保發光裝置1〇〇與電路板15〇於結合後可電性連接。 + *接著，如步驟S32及S33所示’將承載支架1〇4插入貝牙開σ 150A，並持續移動直到承載支架1〇4之定位臂 108、no卡合於電路板150上。由於定位臂108、丨丨〇具有彈性，當組裝時，由於定位臂1〇8、11〇受到貫穿開口 15〇Α之箝制’具有彈性之定位臂1〇8、11〇會朝向板體1〇6 =方=凹折’使承載支架1〇4順利地置入貫穿開口⑼A 〜田承載支架104移動一段距離使定位臂1〇8、u〇的 =位凹槽1G8A、110A(見第1A圖）對應於貫穿開口 15〇A =’由於定位臂丨08、1H)與電路板i5G間的箝制頓時消失，因為定位f 108、110本身的彈性作用，定位臂丨〇8、 ⑽會瞬間向外彈出，使定位凹槽1〇8a =:_内之側壁。如此-來，承載支架二二: X先早疋102定位於電路板150上，如g 2B圖所示。此時’電極引腳112、114是對齊於電極接點⑸、。為確實使發光裝置1〇〇與電路板⑼之間產生電性連接，」衫照明裝置時，更可包括焊接的步驟。幸乂佳地’可先於電極接點152、154處設置鲜料，例鉛、銅等金屬銲料。於發光裝置100組裝至電路 150 = ’如第2β圖所示，可將發光裝置1⑼與電路板 ==於一加熱裝置’例如是一錫爐中加熱。由於電極，· 、154之體積非常小，電極接點152、154上的銲料於受熱後將快速融化’之後，電極接點ΐ52、154便可 1363851 - TW4438PA-C3 確實與電極引腳112、114結合。值得一提的是，由於發光裝置1〇〇組裳於電路板15〇後，其外露於電路板150外的結構（僅為發光單元1〇2) 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1〇8、no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1〇〇從電路板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，照明裝置更具有一散熱座16〇 (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16〇A，其中，插槽160A可由二個散熱片162、164所構成。二個月文熱片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16〇A。發光襄置100之承載支架104是貫穿電路板15〇並部分位於電路板150外，承載支架104接著可插入散熱座16〇之插槽160A中。較佳地，是使承載支架丨〇4與插槽16〇a 以緊配的方式結合，使承載支架1 〇4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1〇4被傳遞到散熱座160以向外逸散，而不是傳遞至電路板15〇上’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丨丁 W4438PA-C3 熱片162、164作說明，然並不以此為限定，請參照第& 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i62、164同時向上凹折以構成插槽16〇A。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，以供電給發光裝置丨〇〇。如第2G圖所示供電端可為一電源插槽166’而電路板丨50可為一插入型引腳156。於組裝發光裝置100至散熱座16〇時，可同時將插入型引腳156插置到電源插槽ι66中，以完成散熱座16〇與電路板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1〇〇之周圍，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1 5 0並直接插接於電路板15 〇下方的散熱座160中’將散熱系統（包括承載支架1 〇4與散熱座160 )與電路系統（包括發光單元1 〇2與電路板15〇 ) 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1〇8、110具有彈性特徵以及定位凹槽108A、110A，可在承載支架1〇4插入電 Ϊ363851 * TW4438PA-C3 路板150後直接與電路板150精確定位，本實施例之發光裝置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。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 14 1363851 < i TW4438PA-C3 與氣室210内的氣體折射率不同，因而可產生全反射的效果。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，籲與螢光膠體層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之螢光粉馨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 1363851 、 TW4438PA-C3 202,並搭配黃色螢光粉製作的螢光膠體層208,如此一來，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200亦可有其他之結構設計。請參照第5A、 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 16 1363851

< I TW4438PA-C3 圖，其繪示第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5 J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231、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 1363851 TW4438PA-C3 5M圖所示，透明封裝體206之上部設置有圓弧狀的反射結構241，下部則設置有圓弧狀之反射結構235，而反射結構24卜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 1363851

， I TW4438PA-C3 粗化結構209’。粗化結構209’可直接形成在透明封裝體 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。 19 1363851 TW4438PA-C3 步驟S63之製作螢光膠體層208之方式同樣可循步驟 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。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 20 1363851

» I TW4438PA-C3 208,。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。 Ί^3Γ一~-----------------_. TW4438PA-C3 —請參照第8Η〜8Μ圖，其繪示透明封裝體具有不同外觀形狀之示意圖。如第8Η〜8Μ圖所示，透明封裝體2〇6 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 8Ν至8Ρ圖。如第8Ν圖所示，螢光膠體層2〇8”之高度可大於透明封裝體206之示意圖。如第8〇圖所示，螢光膠體層208”係可製作在透明封裝體2〇6巾。另如第8ρ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a%。另外，以發光二極體（light emitting diode，LED)為 Ή由於人眼對白光出光顏色之感知程度較高，顏色稍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白光光源感文到的LED出光色澤一致，而又不影響光源原始色溫。以下附圖說明。。月參照第8Q至8T圖。第8Q圖綠示一染料勝體層 91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2〇6二部之示意圖，此染料膠體層293可由螢光粉與染料所構成。另 22 1363851 κ i TW4438PA-C3 外，如第8Τ圖所示，也可直接將染料層292’設置在螢光膠體層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28Γ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 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 23 1363851 TW4438PA-C3 發光單元202本身點光源的輝度，因而可解決前述因高輝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，有效地提升發光裝置200的使用壽命。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 24 1363851

» I TW4438PA-C3 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。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 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 25 1363851 TW4438PA-C3 支架304可採用塑膠、橡膠等多分子材料製作，是以，也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，〇其繪示以套框固定之示意麗。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， 26 1363851 » 1 TW4438PA-C3 可於發光二極體晶片的表面塗佈螢光粉，以製造出所需的混光色彩。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 27 1363851 TW4438PA-C3 能夠藉由簡易插拔的動作進行與其他元件的組裝步驟。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 1363851

策 I TW4438PA-C3 【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疋位功能之發光裝置於不同視角下之示意圖。立第1C圖繪示第^圖的定位臂上:有凸出結構之示意圖。 1D圖緣示承載支架具有_對卡勾之示意圖。 1E圖繪示承載支架具有可拆式薄片之示意圖。 1F圖繪示定位臂具有凹折端之示意圖。 1G圖繪示發光裝置具有二個承載支架之示意圖。 1H圖繪示第1G圖發光裝置與對應一電路板之示第第第 • 第第意圖。第II圖繪示發光裝置可裝設到燈座上之示意圖。 _ 第2A〜2D圖繪示組裝照明裝置之連續示意圖。 - 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。 φ 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

—I35J85I TW4438PA-C3 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5 J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8 A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 1363851 TW4438PA-C3 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不意圖。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。。圖圖意意示示之之定定固固片框伸 W 套延以以示示繪繪圖圖 D F 9 9 、' c E 9 9 第第 Γ36385Ί —--------——— TW4438PA-C3 第9G、9H圖繪示堆疊式發光裝置其他變形之示意圖。第ίο圖繪示發光單元交錯排列之示意圖。第11Α圖繪示堆疊式發光裝置係為柱狀結構之示意圖。 k 第11B圖繪示第11A圖堆疊式發光裝置之側視圖。第12A圖繪示第ha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’、1〇〇” ：具組裴定位功能之發光裝置 102、1〇2’、1〇2”、202、302、402 :發光單元 104、1〇4’、104”、204 :承載支架 106 :板體 108、110、1〇8’、11〇,：定位臂 108A、110A :定位凹槽 108B ' 110B :凸出結構 108A’、110A’ ：凹折端 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 1363851 » j TW4438PA-C3 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 :頂部春 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 33 1363851 TW4438PA-C3 281、 28Γ、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 „ 292、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 熱支架 310、312 :電極腳 316 :固定元件 318 :套框 320 :延伸片 408 :散 34

Claims

1363851 4 TW4438PA-C3 十、申請專利範圍： 1. 一種照明裝置，包括：一電路板，具有一貫穿開口；一發光裝置，包括：一發光單元；以及承載支木，包括一板體與至少一定位臂，該板體具有相對之-第一端與—第二端，該板體之該第一端係連接該發光單元定位臂係連接該板體之該第二端’且該定位臂係朝向該第—端之方向延伸，其中該承載支架係散人該電路板之該貫穿開σ，使該定位臂卡合於該貫穿開Π内之側壁’以將該發光單^較於該電路板上，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；以及一散熱座’具有至少—插槽’該承載支架之該板體係插置於該插槽中。 2·如申請專利範圍第】項所述之照明裝置，其中該月丈…、座’、有至一政熱片用以構成該插槽，該二散熱片係分別抵靠該承載支架之該板體二側。 ’、 _ 3·如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，盆中續二個散熱片係朝相同方向凹折並抵靠該板體二側。—— 4.如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，其中續 —個散熱片係朝相反方向凹折並抵靠該板體二側。^ —5.如中請專利範圍第2項所述之照明裝置，一個散熱片係一體成型。 35 U63851 TW4438PA-C3 6·如申請專利範嗖所述之照明裝息，丹甲該散熱座更具有-供電端，係電性連接電路板，用以供^ 該發光單元。 ” t 7. 如申請專利範圍第6項所述之照明裝置豆供電端係-電源插槽，該電路板更具有一插入型引腳，= …插八型引腳係插置於談電源插槽中。 8. 如申請專利範圍帛！項所述之照明裝置，更包括^ 月圍以^罩’設置於該電路板上，並位於該發光單元之周圍以反射該發光單元發出之光線。定位^圍第1項所述之照明裝置，其中該疋位，與δ玄板體之連接處具有弧度。定位二利範圍第1項所述之照明裝置，其中該疋位凹槽，係鄰近於該板體之該第一端，琴疋位凹槽用以與該貫穿開口内之側壁卡合。 μ 今定二Γ請專利範圍第1G項所述之照日㈣置，1中有至少-凸出結構，係鄰近於該定位凹槽，接t 4用以使該定位臂與該貫穿開口内之側壁緊密 12.如申請專利範圍第發光單元具有_底面與 =之:、、' 月裴置，其中該體之該第-端，兮一：腳，6亥底面係連接該板連接該電路I個電極引腳係位於該底面，用以電性定位名二3且Γ申請專利範圍第1項所述之照明裝置，盆中嗲有—凹折端，係鄰近於該板體之該第—端 36 1363851 « » TW4438PA-C3 14.如申請專利範圍第】承載支架更包括至少一導柱上，鄰近該板體之該第一端。項所述之照明裝置，其中該係設置於該板體之—板面 15.如曱清專利範圍第〗 J革巳固弟1項所述之照明裝置，承載支架更包括至少一可拆式餐μ〆/、中5玄序'4片’係設置於該板體 — 板面上，鄰近該板體之該第—端。 16·如U利㈣第丨項所述之照明裝置，兑中，

承載支架更包括二個卡勾’係設置於該板體之該第二端？鄰近該板體之二對側。 17.如申清專利範圍第丨項所述之照明裝置，复中兮貫穿開口之開口形狀係與該承載支架之截面形狀相同/ 1如申請專利範圍第i項所述之照明裝置，其中該發光單元係包括一發光二極體晶片。 19. 一種照明裝置之組裝方法，包括： a.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； b·使該承載支架插入該貫穿開口； c. 持續移動該承載支架直至該承載支架之_板體係穿過该貫穿開口並位於該電路板之外側，且該承載支架之 —定位臂係卡合於該貫穿開口内之側壁，藉此使該發光單凡固定於該電路板上；以及 d. 將該承載支架之該板體插置於一散熱座之一插槽中。 a 20.如申請專利範圍第19項所述之照明裝置之組裝 37 1363851 TW4438PA-C3 方法’於5亥步驟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 21.如申請專·圍第19項所述之照明裝置之組裝方法’於5亥步驟^後更包括： d.使該電路板電性連接至該散熱座之一供電端。 22·如申請專利範圍第21項所述之照明裝置之組裝方法，其中於該步驟d中，係使該電路板之一插入型引腳插置於該供電端之_電源插槽中。

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