发光装置

技术领域

本发明是关于一种发光装置及一种发光模组定位电路板，尤指一种可 以增进发光二极管发光模组的散热效率的发光装置及一种适用于大量生 产场合的发光装置及发光模组定位电路板。

背景技术

发光二极管是目前照明产业的热门产品，其应用领域逐渐地扩大。以往 发光二极管仅应用于发光二极管跑马灯或红绿灯，但目前已经应用于小型 白光发光二极管手电筒等可携式照明设备领域。相信，发光二极管未来更 具有取代目前液晶显示器的冷阴极荧光灯管(CCFL)光源的潜力。其原因在 于发光二极管具有较一般光源(如日光灯、钨丝灯)体积小及所需电力较少 的优点，况且其所需的周围装置(如电源供应器)所占据的体积也远较以往 的光源小。

可是，目前市面上的瓦级(其功率约为1瓦或1瓦以上)发光二极管发光 装置的安装程序复杂，而且需要大量人力，使得其成本无法更进一步降低。 其原因在于安装时，必须先用人力将每一个发光二极管依序利用固定材质 (如螺丝、胶等任何可协助固定的物质)固定于一基板的特定位置上。接着， 再用人力利用焊接的方式，将每一个发光二极管的每一个接脚与相关的导 线连接，才能完成整个发光二极管发光装置的安装程序。因此，此种安装 程序除了程序复杂及必须使用大量人力以外，每一个发光二极管的安装位 置也无法标准化，而人为造成的导线焊接过程的失败率更无法降低，导致 发光二极管发光装置的产量无法进一步提升。

此外，由于近来瓦级发光二极管的发光效率逐渐提升，导致瓦级发光二 极管所产生的热能也大幅增加，间接造成瓦级发光二极管发光装置发光时 的温度骤增。而且，当整体发光二极管发光装置的温度达到某一程度以后， 便会造成其内部元件的损坏，并影响其发光效率。而目前市面上的发光二 极管发光装置并未有较具体完整的散热相关装置，仅依靠空气传导的方式 移除其内部的热能，并无法克服此一散热地难题。另一方面，在目前市面 上的瓦级发光二极管发光装置中，各个瓦级发光二极管之间，因目前单颗 瓦级发光二极管模组本身设计的关系，是以并联电路的方式互相连接，所 以驱动整体瓦级发光二极管发光装置所需的电流较大，造成供应其电流的 电源供应器的负担增加。此种情况除了会使整体瓦级发光二极管模组的使 用寿命进一步缩短以外，同时也会使其温度进一步升高，形成恶性循环。

因此，产业界亟需一种除了可以利用大量且标准化的生产方式生产、 可以迅速移除热能及利用低电流即可使用复数个发光二极管模组，以降低 其生产成本、增加其产量并延长其使用寿命。

发明内容

本发明的发光装置，包括：复数个发光二极管模组、一定位单元及一散 热单元。其中，每一发光二极管模组皆具有一发光二极管基座、一金属散 热板以及至少一发光二极管发光单元，此定位单元包括一具有复数个贯孔 及一电路图样的定位板。此等发光二极管模组产生的热能通过由其发光二 极管基座及金属散热板传递至此散热单元，并由此散热单元移除到外界。 在安装本发明的发光装置时，此等发光二极管模组被放置于此定位板的复 数个贯孔中，此等发光二极管模组并通过由位于其发光二极管基座表面的 复数个电气接点与此定位板所具的电路图样达成电气连接。

本发明的发光模组定位电路板，是配合复数个具有至少一发光二极管发 光单元、一发光二极管基座及一与此发光二极管基座相连接的金属散热板 的发光二极管模组，而此发光模组定位电路板是包括：一具有复数个贯孔 的基板及一设于此基板表面的电路图样。其中，此等贯孔是贯穿此基板并 容置此等发光二极管模组，而当此等发光二极管模组容置于此等贯孔后， 此等发光二极管模组电气连接于此电路图样。

因此，本发明的发光装置及发光模组定位电路板可以简化整体发光二极 管发光装置的安装程序，并可以利用标准化的生产流程大量生产以减低生 产所需的成本及时间，同时减少人为安装失误造成的损失。除此之外，由 于本发明的发光装置包括一金属材质的散热鳍片，并搭配至少一散热风 扇，所以本发明的发光装置的散热效率较以往的发光装置大幅增进，并使 其使用寿命大幅延长。

本发明的发光二极管模组所使用的发光二极管可为任何种类的发光二 极管，较佳为磊晶发光二极管。本发明的发光二极管模组可具有任何数目 的发光二极管，较佳为三个发光二极管。本发明的发光二极管所发出的光 线可为任何波长范围，较佳为为蓝光范围、红光范围、绿光范围或白光。 本发明的金属散热板可为任何可传导热能的金属材质，较佳为铝。本发明 的印刷电路板的可为任何种类的印刷电路板，较佳为单层印刷电路板或双 层印刷电路板。本发明的印刷电路板所具有的贯孔可为任何形状的贯孔， 较佳方孔或圆孔。本发明的散热单元可为任何可以移除热能的结构，较佳 为散热鳍片或热导管。本发明的散热单元可为任何可传导热能的金属材 质，较佳为铜或铝。本发明的发光装置可具有任何数目的散热风扇，较佳 为一个散热风扇。本发明的保护层可为有任何具有保护功能的材质，较佳 为透明高分子层，次佳为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。本发明的印刷电路板 可为任何现有的印刷电路板，较佳为一具串联电路的印刷电路板。本发明 的固定板的材质可为任何易于加工的材质，较佳为金属或聚甲基丙烯酸甲 酯(PMMA)。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的发光装置的立体图；

图2是图1中，沿着A-A’线段所得的剖面图；

图3是本发明一较佳实施例的发光二极管模组发光二极管基座的平面 图；

图4是本发明一较佳实施例的电路架构的示意图；

图5是本发明另一较佳实施例的发光装置的立体图。

具体实施方式

如图1及图2所示，本发明的发光装置是由发光二极管模组10、印刷电 路板20(基板)、散热鳍片30及散热风扇40所构成。

其中，发光二极管模组10是由铝制的导热板11、发光二极管基座12、 发光二极管装置13构成；印刷电路板20(基板)则具有复数个贯孔21及位 于其表面的印刷电路22。此外，发光二极管模组10并可选择性设置配光 片14(透镜)，以增加其发光的效率。

在安装本发明的发光装置时，首先将各个发光二极管模组10分别置入 于相对应的位于印刷电路板20(基板)的贯孔21中，并以导电胶23(焊料) 将位于发光二极管模组10的发光二极管基座12的各接脚(图中未示)分别 与贯孔21周围的印刷电路22相连接。接着，将散热风扇40置放于散热 鳍片30的下方并利用螺丝(图中未示)将两者固定成一体。最后，将印刷 电路板20(基板)及容置于其贯孔21中的各个发光二极管模组10置放于已 与散热风扇40结合成一体的散热鳍片30的上表面31上，再利用导热胶 贴或其他固定方式将两者结合。此时，各个发光二极管模组10的铝制导 热板11皆与铝制的散热鳍片30接触，完成本发明的发光装置的安装程序。

此外，如图1及图2所示，本发明的发光模组定位电路板即为具有复数 个贯孔21及印刷电路22的印刷电路板20(基板)。如前所述，各个发光二 极管模组10在安装时是被容置于贯孔21中并通过由导电胶23(焊料)将位 于发光二极管模组10的发光二极管基座12的各接脚(图中未示)分别与贯 孔21周围的印刷电路22相连接。因此，本发明的发光模组定位电路板可 以大幅减低在制造发光装置时，固定各个发光二极管模于一基板所需要的 时间，并且可以提高各个发光二极管的定位精确度，同时减低人为安装失 误所造成的损失。除此之外，本发明的发光模组定位电路板更可以应于大 量生产的场合，大幅减低生产的成本。

图3是本发明的发光二极管模组的发光二极管基座12的平面图。在发 光二极管模组10中，三个发光二极管构成其发光二极管装置13，其中发 光二极管131对应连接于接脚151与接脚156，发光二极管132对应连接 于接脚153与接脚154，而发光二极管133对应连接于接脚155与接脚152， 亦即每一个发光二极管皆具有两个接脚。如前所述，经由利用导电胶(焊 料)将各个接脚与印刷电路板所具有的印刷电路电气连接，发光二极管 131、发光二极管132及发光二极管133便可分别与印刷电路22连结，形 成一整体的电路架构50，并由一控制电路控制各个发光二极管的发光强 度。此外，在本较佳实施例中，发光二极管131、发光二极管132及发光 二极管133分别提供位于蓝光、绿光及红光波长范围的光源，使得本发明 的发光装置可以经由控制电路适当地调整各个发光二极管的发光强度，提 供一彩的光源。

图4是前述的电路架构的示意图。需注意的是，在此电路架构50中， 提供同一波长范围光源的各个发光二极管是以串联电路相连接。其中，电 路51是为提供在本发明的发光装置的每一个发光二极管模组中，各个提 供蓝波长范围光源的发光二极管驱动电流；电路52是为提供在本发明 的发光装置的每一个发光二极管模组中，各个提供绿波长范围光源的发 光二极管驱动电流；电路53是为提供在本发明的发光装置的每一个发光 二极管模组中，各个提供红波长范围光源的发光二极管驱动电流。所以， 本发明的发光装置仅需一电路架构50，便可以控制所有位于其中的发光二 极管模组的发光强度。况且，由于本发明的发光装置的电路架构是为一串 联电路，因此所需的驱动电流极低并可减轻电源供应装置的负担，更使得 整体发光装置的尺寸可以进一步小型化，便于应用于可携式装置中提供光 源。

如图5所示，本发明另一较佳实施例的发光装置是由发光二极管模组 10、固定及导电结构50、散热鳍片30及散热风扇40所构成。其中，发光 二极管模组10包括铝制的导热板11、发光二极管基座12、发光二极管装 置13及配光片14(透镜)；固定及导电结构50则由具有复数个贯孔51的 固定板52及具有印刷电路53于其表面的印刷电路板54构成。相较于前 述的具有复数个贯孔21及印刷电路22的印刷电路板20(基板)，此较佳实 施例的固定及导电结构50则由提供固定功能的固定板52及导电功能的印 刷电路板54两种不同元件构成。另一方面，包括此种分离式的固定及导 电结构的发光装置的安装程序与前一较佳实施例的发光装置的安装程序 相同，于此不再赘述。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自 应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。