TWI491075B - 用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構 - Google Patents

Description

用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封 裝結構

本發明係有關於一種發光二極體封裝結構，尤指一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構。

按，電燈的發明可以說是徹底地改變了全人類的生活方式，倘若我們的生活沒有電燈，夜晚或天氣狀況不佳的時候，一切的工作都將要停擺；倘若受限於照明，極有可能使房屋建築方式或人類生活方式都徹底改變，全人類都將因此而無法進步，繼續停留在較落後的年代。

發光二極體(LED)與傳統光源比較，發光二極體係具有體積小、省電、發光效率佳、壽命長、操作反應速度快、且無熱輻射與水銀等有毒物質的污染等優點，因此近幾年來，發光二極體的應用面已極為廣泛。過去由於發光二極體之亮度還無法取代傳統之照明光源，但隨著技術領域之不斷提升，目前已研發出高照明輝度之高功率發光二極體，其足以取代傳統之照明光源。然而，傳統發光二極體封裝結構所能夠呈現的空間色彩均勻度與配光曲線皆無法達到最佳情況且皆不能隨著不同的需要來進行調整。故，如何藉由結構的設計，來得到所想要的空間色彩均勻度與配光曲線，已成為該項事業人事所欲解決的重要課題。

本發明實施例在於提供一種發光二極體封裝結構，其可透過非等厚的螢光膠體來調整所能夠呈現的空間色彩均勻度與配光曲線。

本發明其中一實施例提供一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元、一發光單元、一透明封裝單元、及一螢光封裝單元。一基板單元，其包括至少一基板本體；發光單元包括至少一設置於基板本體上且電性連接於基板本體之發光元件，其中發光元件所產生的發射光源呈現一特定的配光曲線。透明封裝單元包括一成形於基板本體上且覆蓋發光元件之透明封裝膠體，其中透明封裝膠體的上表面為一固定弧面，且透明封裝膠體為一厚度固定透明膠體。發光元件所產生的發射光源通過透明封裝膠體以形成一經過光源，且經過光源呈現一特定的配光曲線。螢光封裝單元包括一成形於基板本體上且覆蓋透明封裝膠體之螢光封裝膠體，其中螢光封裝膠體的上表面為一依據上述發射光源或經過光源所呈現的特定的配光曲線來調整之可調整弧面，且螢光封裝膠體的厚度係依據可調整弧面相對於基板本體的高度來調整，以使得螢光封裝膠體形成一非等厚的螢光膠體。發光元件所產生的發射光源依序通過透明封裝膠體與螢光封裝膠體以形成一投射光源，投射光源的空間色彩均勻度與配光曲線係依據上述非等厚的螢光膠體來調整。

本發明另外一實施例提供一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元、一發光單元、一透明封裝單元、及一螢光封裝單元。基板單元包括至少一基板本體。發光單元包括至少一設置於基板本體上且電性連接於基板本體之發光元件。透明封裝單元包括一成形於基板本體上且覆蓋發光元件之透 明封裝膠體，其中發光元件所產生的發射光源通過透明封裝膠體以形成一經過光源，且經過光源呈現一特定的配光曲線，其中透明封裝膠體的上表面為一依據上述特定的配光曲線來調整之可調整弧面，且透明封裝膠體為一厚度可調整透明膠體。螢光封裝單元包括一成形於基板本體上且覆蓋透明封裝膠體之螢光封裝膠體，其中螢光封裝膠體的上表面為一固定弧面，且螢光封裝膠體的厚度係依據透明封裝膠體的可調整弧面相對於基板本體的高度來調整，以使得螢光封裝膠體形成一非等厚的螢光膠體。發光元件所產生的發射光源依序通過透明封裝膠體與螢光封裝膠體以形成一投射光源，投射光源的空間色彩均勻度與配光曲線係依據上述非等厚的螢光膠體來調整。

綜上所述，本發明實施例所提供的發光二極體封裝結構，其可透過“非等厚的螢光膠體”的設計，以使得本發明的發光二極體封裝結構所呈現的空間色彩均勻度與配光曲線可隨著非等厚的螢光膠體來任意調整。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

〔第一實施例〕

請參閱圖1A至圖1C所示，圖1A為半成品的側視剖面示意圖，圖1B為成品的側視剖面示意圖，圖1C為用於顯示空間色彩均勻度的色空間分佈圖(color space distribution diagram)，圖1D為用於顯示配光曲線的配光曲線圖(light distribution curve diagram)。本發明第一實施例 提供一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構Z，其包括：一基板單元1、一發光單元2、一透明封裝單元3、及一螢光封裝單元4。

首先，基板單元1包括至少一基板本體10。舉例來說，基板本體10可為一電路基板，其上表面具有多個導電線路(圖未示)。

再者，發光單元2包括至少一設置於基板本體10上且電性連接於基板本體10之發光元件20，其中發光元件20所產生的發射光源(light-emitting source)L1可呈現一特定的配光曲線(此配光曲線可顯示在不同發光角度下所相對應的不同發光強度(lm/sr或candela((燭光))。當然，依據不同的設計需求，本發明的發光單元2亦可包括多個同時設置於基板本體10上且同時電性連接於基板本體10之發光元件20。舉例來說，發光元件20可為一藍色發光二極體裸晶(blue LED bare die)，且發光元件20可透過打線(wire-bonding)或覆晶(flip-chip)的方式以電性連接於基板本體10。

此外，透明封裝單元3包括一成形於基板本體10上且覆蓋發光元件20之透明封裝膠體30(如圖1A所示)，其中透明封裝膠體30的上表面為一固定弧面300A，且透明封裝膠體30為一不需調整厚度的厚度固定透明膠體。依據不同的設計需求，透明封裝膠體30可為一由矽膠30A或環氧樹脂30B所形成之透明膠體。舉例來說，可先透過壓模的方式將液態矽膠或液態環氧樹脂成形於基板本體10上以覆蓋發光元件20，然後再透過烘烤的方式來固化液態矽膠或液態環氧樹脂，最後即可完成上述由矽膠30A 或環氧樹脂30B所形成之透明封裝膠體30。

另外，螢光封裝單元4包括一成形於基板本體10上且覆蓋透明封裝膠體30之螢光封裝膠體40(如圖1B所示)，其中螢光封裝膠體40的上表面為一可依據上述發射光源L1所呈現的一特定的配光曲線來進行調整之可調整弧面400A，且螢光封裝膠體40的厚度係依據可調整弧面400A相對於基板本體10的高度來進行調整，以使得螢光封裝膠體40可形成一非等厚的螢光膠體。依據不同的設計需求，螢光封裝膠體40可為一由矽膠40A及多個螢光顆粒40C相互混合或一由環氧樹脂40B及多個螢光顆粒40C相互混合所形成之螢光膠體。舉例來說，可先透過壓模的方式將混有多個螢光顆粒40C的液態矽膠或液態環氧樹脂成形於基板本體10上以覆蓋透明封裝膠體30，然後再透過烘烤的方式來固化上述混有多個螢光顆粒40C的液態矽膠或液態環氧樹脂，最後即可完成上述由矽膠40A及多個螢光顆粒40C相互混合或上述由環氧樹脂40B及多個螢光顆粒40C相互混合所形成之螢光封裝膠體40。

因此，發光元件20所產生的發射光源L1依序通過透明封裝膠體30與螢光封裝膠體40以形成一投射光源L3(如圖1B所示)，且投射光源(light-projecting source)L3的空間色彩均勻度與配光曲線係依據上述非等厚的螢光膠體來進行調整。換言之，當發光元件20所產生的發射光源L1依序通過透明封裝膠體30與螢光封裝膠體40時，即可產生一從螢光封裝膠體40的可調整弧面400A向外投射出去的投射光源L3。此外，由於螢光封裝膠體40的厚度可依據可調整弧面400A相對於基板本體10的高度來進行調 整，所以設計者可依據上述非等厚的螢光膠體來調整投射光源L3的空間色彩均勻度(如圖1C所示)與配光曲線(如圖1D所示)。

舉例來說，首先，設計者可先將發光元件20電性連接於基板本體10。然後，由發光元件20所產生的發射光源L1來取得一特定的配光曲線。接著，將透明封裝膠體30覆蓋發光元件20，且將螢光封裝膠體40覆蓋透明封裝膠體30。緊接著，可依據可調整弧面400A相對於基板本體10的高度來調整螢光封裝膠體40的厚度，以使得螢光封裝膠體40形成一非等厚的螢光膠體。舉例來說，例如圖1B所示，螢光封裝膠體40的可調整弧面400A由下往上漸漸遠離透明封裝膠體30的固定弧面300A，以使得螢光封裝膠體40的厚度由下往上漸漸變厚。最後，依序通過透明封裝膠體30與螢光封裝膠體40時所產生的投射光源L3能夠依據上述非等厚的螢光膠體來呈現設計者所想要的空間色彩均勻度(如圖1B所示)與配光曲線(如圖1C所示)。

當然，如圖1A所示，發光元件20所產生的發射光源L1通過透明封裝膠體20時可形成一“經過光源(light-passing source)”L2，且經過光源L可呈現一特定的配光曲線。因此，如圖1B所示，螢光封裝膠體40的上表面亦可為一依據經過光源L2所呈現的一特定的配光曲線來進行調整之可調整弧面400A，且螢光封裝膠體40的厚度係依據可調整弧面400A相對於基板本體10的高度來進行調整，以使得螢光封裝膠體40形成一非等厚的螢光膠體。由於螢光封裝膠體40的厚度可依據可調整弧面400A 相對於基板本體10的高度來進行調整，所以設計者亦可依據上述非等厚的螢光膠體來調整投射光源L3的空間色彩均勻度與配光曲線。換言之，形成於螢光封裝膠體40上表面的可調整弧面400A可選擇性地依據發射光源L1所呈現的一特定的配光曲線或依據經過光源L2所呈現的一特定的配光曲線來進行調整。

〔第二實施例〕

請參閱圖2所示，本發明第二實施例提供一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構Z。由圖2與圖1的比較可知，第二實施例與第一實施例最大的不同在於：在第二實施例中，發光單元2包括至少兩個設置於基板本體10上且電性連接於基板本體10之發光元件20。螢光封裝膠體40可被分成至少兩個相對稱的螢光層40’，上述至少兩個螢光層40’的交接處形成一第一厚度D1，每一個螢光層40’的其中一末端接觸基板本體10以形成一第二厚度D2，且第一厚度D1小於第二厚度D2。因此，由於螢光封裝膠體40的厚度可依據可調整弧面400A相對於基板本體10的高度來進行調整，以使得螢光封裝膠體40可形成一非等厚的螢光膠體，所以設計者亦可依據上述非等厚的螢光膠體來調整投射光源L3的空間色彩均勻度與配光曲線。

〔第三實施例〕

請參閱圖3A及圖3B所示，圖3A為半成品的側視剖面示意圖，圖3B為成品的側視剖面示意圖。本發明第三實施例提供一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構Z。由圖3A與圖1A的比較及圖3B 與圖1B的比較可知，第三實施例與第一實施例最大的不同在於：在第三實施例中，發光元件20所產生的發射光源L1通過透明封裝膠體30以形成一經過光源L2，且經過光源L2呈現一特定的配光曲線，其中透明封裝膠體30的上表面為一依據上述經過光源L2所呈現的一特定配光曲線來進行調整之可調整弧面300B，且透明封裝膠體30為一厚度可調整透明膠體。此外，螢光封裝膠體40的上表面為一固定弧面400B，且螢光封裝膠體40的厚度係依據透明封裝膠體30的可調整弧面300B相對於基板本體10的高度來進行調整，以使得螢光封裝膠體40形成一非等厚的螢光膠體。舉例來說，螢光封裝膠體40可被分成至少兩個相對稱的螢光層40’，上述至少兩個螢光層40’的交接處形成一第一厚度D1，每一個螢光層40’的其中一末端接觸基板本體10以形成一第二厚度D2，且第一厚度D1大於第二厚度D2。

因此，當發光元件20所產生的發射光源L1依序通過透明封裝膠體30與螢光封裝膠體40以形成一投射光源L3時(如圖3B所示)，投射光源L3的空間色彩均勻度與配光曲線可依據上述非等厚的螢光膠體來進行調整。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明實施例所提供的發光二極體封裝結構，其可透過“非等厚的螢光膠體”的設計，以使得本發明的發光二極體封裝結構所呈現的空間色彩均勻度與配光曲線可隨著非等厚的螢光膠體來任意調整。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容 所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。

Z‧‧‧發光二極體封裝結構

1‧‧‧基板單元

10‧‧‧基板本體

2‧‧‧發光單元

20‧‧‧發光元件

L1‧‧‧發射光源

L2‧‧‧經過光源

L3‧‧‧投射光源

3‧‧‧透明封裝單元

30‧‧‧透明封裝膠體

300A‧‧‧固定弧面

300B‧‧‧可調整弧面

30A‧‧‧矽膠

30B‧‧‧環氧樹脂

4‧‧‧螢光封裝單元

40‧‧‧螢光封裝膠體

40’‧‧‧螢光層

400A‧‧‧可調整弧面

400B‧‧‧固定弧面

40A‧‧‧矽膠

40B‧‧‧環氧樹脂

40C‧‧‧螢光顆粒

D1‧‧‧第一厚度

D2‧‧‧第二厚度

圖1A為本發明用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構為半成品時的第一實施例的側視剖面示意圖；圖1B為本發明用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構為成品時的第一實施例的側視剖面示意圖；圖1C為本發明用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構的第一實施例的色空間分佈圖；圖1D為本發明用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構的第一實施例的配光曲線圖；圖2為本發明用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構的第二實施例的側視剖面示意圖；以及圖3A為本發明用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構為半成品時的第三實施例的側視剖面示意圖；以及圖3B為本發明用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構為成品時的第三實施例的側視剖面示意圖。

Z‧‧‧發光二極體封裝結構

1‧‧‧基板單元

10‧‧‧基板本體

2‧‧‧發光單元

20‧‧‧發光元件

L1‧‧‧發射光源

L3‧‧‧投射光源

3‧‧‧透明封裝單元

30‧‧‧透明封裝膠體

300A‧‧‧固定弧面

30A‧‧‧矽膠

30B‧‧‧環氧樹脂

4‧‧‧螢光封裝單元

40‧‧‧螢光封裝膠體

400A‧‧‧可調整弧面

40A‧‧‧矽膠

40B‧‧‧環氧樹脂

40C‧‧‧螢光顆粒

Claims (8)

1. 一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元，其包括至少一基板本體；一發光單元，其包括至少一設置於上述至少一基板本體上且電性連接於上述至少一基板本體之發光元件，其中上述至少一發光元件所產生的發射光源呈現一特定的配光曲線；一透明封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋上述至少一發光元件之透明封裝膠體，其中該透明封裝膠體的上表面為一固定弧面，且該透明封裝膠體為一厚度固定透明膠體；以及一螢光封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋該透明封裝膠體之螢光封裝膠體，其中該螢光封裝膠體的上表面為一依據上述特定的配光曲線來調整之可調整弧面，且該螢光封裝膠體的厚度係依據該可調整弧面相對於上述至少一基板本體的高度來調整，以使得該螢光封裝膠體形成一非等厚的螢光膠體；其中，上述至少一發光元件所產生的發射光源依序通過該透明封裝膠體與該螢光封裝膠體以形成一投射光源，該投射光源的空間色彩均勻度與配光曲線係依據上述非等厚的螢光膠體來調整；其中，該螢光封裝膠體的可調整弧面由下往上漸漸遠離該透明封裝膠體的固定弧面，以使得該螢光封裝膠體的厚度由下往上漸漸變厚。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，上述至少一基板本體為一電路基板，且上述至少一發光元件為一藍色發光二極體裸晶。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其中該透明封裝膠體為一由矽膠或環氧樹脂所形成之透明膠體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其中該螢光封裝膠體為一由矽膠及多個螢光顆粒相互混合或一由環氧樹脂及多個螢光顆粒相互混合所形成之螢光膠體。
5. 一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元，其包括至少一基板本體；一發光單元，其包括至少一設置於上述至少一基板本體上且電性連接於上述至少一基板本體之發光元件，其中上述至少一發光元件所產生的發射光源呈現一特定的配光曲線；一透明封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋上述至少一發光元件之透明封裝膠體，其中該透明封裝膠體的上表面為一固定弧面，且該透明封裝膠體為一厚度固定透明膠體；以及一螢光封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋該透明封裝膠體之螢光封裝膠體，其中該螢光封裝膠體的上表面為一依據上述特定的配光曲線來調整之可調整弧面，且該螢光封裝膠體的厚度係依據 該可調整弧面相對於上述至少一基板本體的高度來調整，以使得該螢光封裝膠體形成一非等厚的螢光膠體；其中，該螢光封裝膠體被分成至少兩個相對稱的螢光層，上述至少兩個螢光層的交接處形成一第一厚度，每一個螢光層的其中一末端接觸上述至少一基板本體以形成一第二厚度，且該第一厚度小於該第二厚度。
6. 一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元，其包括至少一基板本體；一發光單元，其包括至少一設置於上述至少一基板本體上且電性連接於上述至少一基板本體之發光元件；一透明封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋上述至少一發光元件之透明封裝膠體，其中該透明封裝膠體的上表面為一固定弧面，且該透明封裝膠體為一厚度固定透明膠體，其中上述至少一發光元件所產生的發射光源通過該透明封裝膠體以形成一經過光源，且該經過光源呈現一特定的配光曲線；以及一螢光封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋該透明封裝膠體之螢光封裝膠體，其中該螢光封裝膠體的上表面為一依據上述特定的配光曲線來調整之可調整弧面，且該螢光封裝膠體的厚度係依據該可調整弧面相對於上述至少一基板本體的高度來調整，以使得該螢光封裝膠體形成一非等厚的螢光膠體； 其中，上述至少一發光元件所產生的發射光源依序通過該透明封裝膠體與該螢光封裝膠體以形成一投射光源，該投射光源的空間色彩均勻度與配光曲線係依據上述非等厚的螢光膠體來調整；其中，該螢光封裝膠體的可調整弧面由下往上漸漸遠離該透明封裝膠體的固定弧面，以使得該螢光封裝膠體的厚度由下往上漸漸變厚。
7. 一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元，其包括至少一基板本體；一發光單元，其包括至少一設置於上述至少一基板本體上且電性連接於上述至少一基板本體之發光元件；一透明封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋上述至少一發光元件之透明封裝膠體，其中該透明封裝膠體的上表面為一固定弧面，且該透明封裝膠體為一厚度固定透明膠體，其中上述至少一發光元件所產生的發射光源通過該透明封裝膠體以形成一經過光源，且該經過光源呈現一特定的配光曲線；以及一螢光封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋該透明封裝膠體之螢光封裝膠體，其中該螢光封裝膠體的上表面為一依據上述特定的配光曲線來調整之可調整弧面，且該螢光封裝膠體的厚度係依據該可調整弧面相對於上述至少一基板本體的高度來調整，以使得該螢光封裝膠體形成一非等厚的螢光膠體； 其中，該螢光封裝膠體被分成至少兩個相對稱的螢光層，上述至少兩個螢光層的交接處形成一第一厚度，每一個螢光層的其中一末端接觸上述至少一基板本體以形成一第二厚度，且該第一厚度小於該第二厚度。
8. 一種用於調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元，其包括至少一基板本體；一發光單元，其包括至少一設置於上述至少一基板本體上且電性連接於上述至少一基板本體之發光元件；一透明封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋上述至少一發光元件之透明封裝膠體，其中上述至少一發光元件所產生的發射光源通過該透明封裝膠體以形成一經過光源，且該經過光源呈現一特定的配光曲線，其中該透明封裝膠體的上表面為一依據上述特定的配光曲線來調整之可調整弧面，且該透明封裝膠體為一厚度可調整透明膠體；以及一螢光封裝單元，其包括一成形於上述至少一基板本體上且覆蓋該透明封裝膠體之螢光封裝膠體，其中該螢光封裝膠體的上表面為一固定弧面，且該螢光封裝膠體的厚度係依據該透明封裝膠體的可調整弧面相對於上述至少一基板本體的高度來調整，以使得該螢光封裝膠體形成一非等厚的螢光膠體；其中，上述至少一發光元件所產生的發射光源依序通過該透明封裝膠體與該螢光封裝膠體以形成一投射光源，該投射光源的空間色彩均勻度與配光曲線係依據上述非等厚的螢光膠體來調整； 其中，該螢光封裝膠體被分成至少兩個相對稱的螢光層，上述至少兩個螢光層的交接處形成一第一厚度，每一個螢光層的其中一末端接觸上述至少一基板本體以形成一第二厚度，且該第一厚度大於該第二厚度。