发光二极管装置

摘要

本发明公开了一种发光二极管装置，其包含一具一电路图案的基板、一设置于基板上的反光层、至少一设置于反光层的发光芯片、一围绕于发光芯片的反射器、一覆盖于发光芯片的胶体及一设置于胶体上方的一荧光粉层。发光芯片具一导电部，基板的电路图案与导电部相连接。一实施例中，多数个发光芯片线性排列，且两相邻的发光芯片间均设置一间隔件。

权利要求

1.一种发光二极管装置，其特征在于，包含：

一基板，具一电路图案；

一反光层，设置于该基板上；

至少一发光芯片，具一导电部，该发光芯片设置于该反光层上，其中该电路图案连接该导电部以提供该发光芯片驱动电源；

一反射器，围绕于该发光芯片，包含一位于该反射器口的出光面及位于该反射器内缘的一第一反射面；

一胶体，覆盖于该发光芯片；

一荧光粉层，设置于该胶体上方，用于均匀混光；以及一微结构光学膜片，设于该出光面，该荧光粉层收容于该反射器内，并且该微结构光学膜片与该荧光粉层间具一间隙。

2.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，还包含一微结构光学膜片，该荧光粉层设于该出光面且贴附于该微结构光学膜片。

3.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该胶体与该荧光粉层间具一间隙。

4.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，其包含多数个以阵列排列的发光芯片。

5.根据权利要求4所述的发光二极管装置，其特征在于，所述发光芯片为线性排列，两相邻的该发光芯片间设置具一第二反射面的一间隔件。

6.根据权利要求4所述的发光二极管装置，其特征在于，该发光芯片以阵列排列，相邻两列的该些发光芯片间设置具一第二反射面的一间隔件。

7.根据权利要求4所述的发光二极管装置，其特征在于，其还包含网格状且具一第二反射面的间隔件，该间隔件将各该发光芯片单独分隔且以一第二反射面面对各该发光芯片。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的发光二极管装置，其特征在于，该第一反射面与该基板间的角度包含30°至80°，该第二反射面与该基板间的角度包含15°至80°。

9.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该胶体中嵌置重量比为0.1％至20％的光扩散粒子。

10.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该反射器设置于该反光层或该基板上。

11.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该反光层具至少一通孔，该电路图案经由该通孔连接该导电部以提供该发光芯片驱动电源。

12.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，该胶体具一表面，该表面具微光学结构。

13.一种发光二极管装置，其特征在于，包含：

一基板，具一电路图案；

一反光层，设置于该基板上；

至少一发光芯片，具一导电部，该发光芯片设置于该反光层上，该电路图案连接该导电部以提供该发光芯片驱动电源；

一反射器，围绕于该发光芯片，包含一位于该反射器口的出光面及位于该反射器内缘的一第一反射面；

一荧光胶体，覆盖于该发光芯片，具一表面，其中该荧光胶体为荧光粉与硅胶混合制成；以及一微结构光学膜片，设于该出光面，该表面与该微结构光学膜片间具一间隙。

14.根据权利要求13所述的发光二极管装置，其特征在于，该表面具使该发光芯片的发光扩散的微光学结构。

15.根据权利要求14所述的发光二极管装置，其特征在于，该表面为一平面。

16.根据权利要求13所述的发光二极管装置，其包含多数个以阵列排列的发光芯片。

17.根据权利要求16所述的发光二极管装置，其特征在于，该发光芯片为线性排列，两相邻的该发光芯片间设置具一第二反射面的一间隔件。

18.根据权利要求16所述的发光二极管装置，其特征在于，该发光芯片为以阵列排列，相邻两列的该些发光芯片间设置具一第二反射面的一间隔件。

19.根据权利要求16所述的发光二极管装置，其特征在于，其还包含交错设置的多数个各具一第二反射面的间隔件，各该发光芯片为所述间隔件单独分隔。

20.根据权利要求17至19所述的发光二极管装置，其特征在于，该第一反射面与该基板间的角度包含30°至80°间，该第二反射面与该基板间的角度包含15°至80°间。

21.根据权利要求13所述的发光二极管装置，其特征在于，该荧光胶体中嵌置重量比为0.1％至20％的光扩散粒子。

22.根据权利要求13所述的发光二极管装置，其特征在于，该表面为一曲面。

23.根据权利要求13所述的发光二极管装置，其特征在于，该反射器设置于该反光层或该基板上。

24.根据权利要求13所述的发光二极管装置，其特征在于，该反光层具至少一通孔，该电路图案经由该通孔连接该导电部以提供该发光芯片驱动电源。

说明书

发光二极管装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发光二极管装置，尤其涉及一种利用提高混光效果而扩大发光芯片的分选范围的发光二极管装置。

背景技术

[0002] 由于在发光芯片制造上存在着种种的变异，使制成的发光芯片间在亮度或发光波长等特性上会存在着些许的差异。利用发光芯片作为照明之初，以单颗应用者居多，亮度或颜色的控制要求不高，因此发光芯片间的差异影响不明显。

[0003] 然而，将多数个发光芯片排列成阵列来加以运用时，若未经分选过程，在整体上可能导致亮度或颜色不均匀。为了解决此一问题，将发光芯片按照一些特性参数进行分类，在测试过后，分别于不同特性参数上给予一分类值(bincodes)。在使用时，选取相近分类值之发光芯片，如此即可避免发光芯片排成阵列后，所造成的不均匀之问题。可是，分选发光芯片，会增加成本支出，而且，随着大照明面积的运用及对照明质量之要求，分类值的选择范围必须相对地限缩，此无疑造成使用上的不便，更导致成本大幅上扬。

[0004] 另，荧光粉的效率会因环境温度的升高而使其效率降低，且因发光芯片属高热通量的发光组件，倘若散热模块设计不佳或环境条件控制不良，则会影响到荧光粉的效率，因此若要避免荧光粉受热的影响，则需对荧光粉做进一步的保护。

[0005] 又，以发光芯片作为背光模块的光源时，与其它照明应用不同之处在于要让一方向上的发光角度需较大，以进行混光；而同时也要限制另一方向上的发光角度，使较多的入射光能进入背光模块，以提高亮度。

[0006] 综合所述，经分选后组合成的发光芯片阵列，可确保发光质量，然而成本高，不符合经济效益。荧光粉受温度的影响而效率降低，然而，现有技术的设计中仍无防范之道。再者，发光芯片阵列应用在背光模块时，在不同方向上需有不同的发光角度，而现有技艺中，仍未见相对应的技术开发。

发明内容

[0007] 本发明提供一种发光二极管装置，其利用光扩散的手段，提高混光效果，借此加大发光芯片的分选范围。

[0008] 为实现上述目的，本发明一实施例的一种发光二极管装置包含一具一电路图案的基板、一设置于该基板上的反光层、至少一设置于该反光层的发光芯片、一围绕于该发光芯片的反射器、一覆盖于该发光芯片的胶体及一设置于该胶体上方且用于均匀混光的一荧光粉层。该发光芯片具一导电部，该基板的该电路图案与该导电部相连接，该发光芯片借此获取驱动电源。该反射器包含一位于反射器出口的出光面及位于反射器内缘的一第一反射面。

[0009] 而且，为实现上述目的，本发明另一实施例的一种发光二极管装置包含一具一电路图案的基板、一设置于该基板上的反光层、至少一设置于该反光层的发光芯片、一围绕于该发光芯片的反射器及一具一表面且覆盖于该发光芯片的荧光胶体。该发光芯片具一导电部，该基板的该电路图案与该导电部相连接，该发光芯片借此获取驱动电源。该反射器包含一位于反射器出口的出光面及位于反射器内缘的一第一反射面。该荧光胶体为荧光粉与硅胶混合制成。

[0010] 采用本发明的发光二极管装置，可提高混光效果，借此加大发光芯片的分选范围此外，此外，利用胶体将荧光粉层隔开，使其较不易受热的影响，而能保持一定的效率。又，在不同方向上利用光扩散与集光手段，使发光二极管装置在不同方向上具有不同的发光角度。

附图说明

[0011] 图1显示本发明第一实施范例的发光二极管装置的俯视图；

[0012] 图2为图1沿X1-X’1剖面线的剖面图；

[0013] 图3显示本发明第二实施范例的发光二极管装置的剖视图；

[0014] 图4显示本发明第三实施范例的发光二极管装置的剖视图；

[0015] 图5显示本发明第四实施范例的发光二极管装置的剖视图；

[0016] 图6显示本发明第五实施范例的发光二极管装置的剖视图；

[0017] 图7显示本发明第六实施范例的发光二极管装置的剖视图；

[0018] 图8显示本发明第七实施范例的发光二极管装置的俯视图；

[0019] 图9显示本发明第八实施范例的发光二极管装置的立体示意图；

[0020] 图10为图9沿X2-X’2剖面线的剖面图；

[0021] 图11显示本发明第九实施范例的发光二极管装置的立体示意图；

[0022] 图12显示本发明第十实施范例的发光二极管装置的俯视图；

[0023] 图13显示本发明第十一实施范例的发光二极管装置的俯视图；及[0024] 图14显示本发明第十二实施范例的发光二极管装置的俯视图。

[0025] 其中，附图标记：

[0026] 100：发光二极管装置

[0027] 102a、102b：基板

[0028] 104：电路图案 106：反光层

[0029] 108：发光芯片 110：反射器

[0030] 112a、112b、112c、112d、112e：胶体

[0031] 114：荧光粉层 116：出光面

[0032] 118：第一反射面 120：通孔

[0033] 122：微结构光学膜片 124：间隙

[0034] 300、400、500：发光二极管装置

[0035] 502：表面 109：导电部

[0036] 600、700、800、900：发光二极管装置

[0037] 902：间隔件 904：第二反射面

[0038] 1002：表面

[0039] 1100：发光二极管装置 1102：灯条

[0040] 1200、1300：发光二极管装置

[0041] 1302：间隔件 1304：第二反射面

[0042] 1400：发光二极管装置 1402：间隔件

[0043] 1404：第二反射面

具体实施方式

[0044] 图1显示本发明第一实施范例的发光二极管装置100的俯视图。图2为图1沿X1-X’1剖面线的剖面图。发光二极管装置100包含一具一电路图案104的基板102a、一设置于基板102a上的反光层106、至少一设置于该反光层106的发光芯片108、一围绕于该发光芯片108的反射器110、一覆盖于发光芯片108的胶体112a及一设置于该胶体112a上方且用于均匀混光的一荧光粉层114。发光芯片108具一导电部109，基板102a的电路图案104与该导电部相连接，借此以提供发光芯片108驱动电源。

[0045] 该反射器110包含一位于反射器出口的出光面116及位于反射器内缘的一第一反射面118。第一反射面118为一倾斜面，利用第一反射面118可使发光芯片108的侧向光往出光面116反射。反射器110设置于反光层106上，然此非为必要，其也可设置于基板102a上。于本实施例中，该第一反射面118与基板102a间的角度θ1包含30°至80°间。反射器110具反射发光芯片108的发光的能力，故其材料为一反射材料。反射器110的材质可包含金属材质或非金属材质。金属材质可包含如钛、金、铝、银、铂、钯或前述金属的复合金属等。非金属材质可选自聚邻苯二甲酰胺、陶瓷、聚碳酸酯。非金属材质也可为掺杂具反射效果的材料的高分子材料，其中该掺杂的材料包含具反射效果的非金属材料或金属材料。

[0046] 反光层106具至少一通孔120，电路图案104经由通孔120连接发光芯片108的导电部109。电路图案104中设置与外部电源连接的接点，使外部电源得通过电路图案104提供发光芯片108驱动电源。反光层106具高反射率，其可为一金属反光层，金属反光层的材质可包含钛、金、铝、银、铂、钯或前述金属的复合金属；反光层106的材料也可为无机材料，包含二氧化钛(titaniumdioxide)、氧化铝(aluminum oxide)、氧化锌(zinc oxide)、硫化锌(zincsulfide)、硫酸钡(barium sulfate)、氧化锑(antimony oxide)、氧化镁(magnesium oxide)、氟化镁(magnesium fluoride)、碳酸钙(calciumcarbonate)、硼氮化物(boron nitride)或上述的组合。

[0047] 本实施例中，荧光粉层114设置于胶体112a表面上，且收容于反射器110内。相较于现有技艺，由于胶体112a将荧光粉层114与基板102a隔离，发光芯片108的发热不易影响到荧光粉层114，而使其可维持一稳定的发光效率。荧光粉层114的构成可为荧光粉与硅胶的混合或为荧光粉与环氧树脂的混合。

[0048] 反射器110的出光面116可设置至少一微结构光学膜片122，微结构光学膜片122与荧光粉层114间可具一间隙124(如图2所示)，或者两者间为无间隙的密合状。微结构光学膜片122的设置用于提供集光与扩散等复合式光学效果，其可以多数具单一光学效果的光学膜所组成，或为具集光与扩散等复合式光学效果的单一光学膜。

[0049] 胶体112a包含硅胶及环氧树脂，而胶体112a中可嵌置光扩散粒子，使通过的光线可均匀扩散。一般而言，若使用粒径较小的光扩散粒子，混入的光扩散粒子的重量比需较高，如此才可具较好的混光效果。于本案实施例中，胶体112a中可嵌置重量比为0.1％至20％的光扩散粒子。较佳地，当使用粒径为1至30微米的光扩散粒子时，混入的重量比为
0.2％至10％。

[0050] 基板102a的材质可选自玻璃、陶瓷、电木、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚酰胺、氰酯、双顺丁烯二酸酰亚胺/三氮阱、玻璃纤维的耐燃性积层板材第四级材质(FR4)及玻璃纤维的耐燃性积层板材第五级材质(FR5)所组群组的其中一者。

[0051] 图3显示本发明第二实施范例的发光二极管装置300的剖视图。发光二极管装置300包含一具一电路图案104的基板102a、一设置于该基板102a上的反光层106、至少一设置于该反光层106的发光芯片108、一围绕于该发光芯片108的反射器110及一覆盖于发光芯片108的胶体112a。反射器110包含一位于反射器出口的出光面116，而至少一微结构光学膜片122设置于出光面116。一荧光粉层114涂覆于微结构光学膜片122上，且设置于微结构光学膜片122与出光面116间，借以促进均匀混光。由于荧光粉层114远离基板
102a，使其不易受发光芯片108的发热影响，而能维持一稳定的发光效率。于本实施例中，胶体112a与荧光粉层114间留存一间隙124。于其它实施例中，胶体112a与荧光粉层114间也可密合贴附。胶体112a中可嵌置光扩散粒子，使通过的光线可均匀扩散。

[0052] 图4显示本发明第三实施范例的发光二极管装置400的剖视图。发光二极管装置400包含一具一电路图案104的基板102a、一设置于该基板102a上的反光层106、至少一设置于该反光层106的发光芯片108、一围绕于发光芯片108的反射器110及一覆盖于发光芯片108的胶体112b，其中胶体112b中混入荧光粉。胶体112b中可另嵌置光扩散粒子，使通过的光线可更均匀地扩散。反射器110包含一位于反射器出口的出光面116，而至少一微结构光学膜片122设置于该出光面116。于本实施例中，胶体112b与微结构光学膜片122间留存一间隙124。于其它实施例中，胶体112b与微结构光学膜片122间也可密合贴附。

[0053] 图5显示本发明第四实施范例的发光二极管装置500的剖视图。发光二极管装置500包含一具一电路图案104的基板102a、一设置于该基板102a上的反光层106、至少一设置于反光层106的发光芯片108、一围绕于该发光芯片108的反射器110及一覆盖于该发光芯片108的胶体112c，其中胶体112c中混入荧光粉，且胶体112c的一表面502具微光学结构。微光学结构包含棱镜及微透镜。胶体112c中可另嵌置光扩散粒子，使通过的光线可均匀扩散。反射器110包含一位于反射器出口的出光面116，而至少一微结构光学膜片122设置于出光面116。

[0054] 图6显示本发明第五实施范例的发光二极管装置600的剖视图。发光二极管装置600包含一具一电路图案104的基板102a、一设置于基板102a上的发光芯片108、一围绕于发光芯片108且设置于基板102a上的反射器110、一设置于反射器110的底部，介于基板102a与发光芯片108间的反光层106及一覆盖于发光芯片108的胶体112d，其中胶体
112d中混入荧光粉，且于制作时，使其形成一具曲面的透镜。胶体112d中可另嵌置光扩散粒子，使通过的光线可更均匀地扩散。反射器110包含一位于反射器出口的出光面116，而至少一微结构光学膜片122设置于出光面116。

[0055] 图7显示本发明第六实施范例的发光二极管装置700的剖视图。发光二极管装置700包含一具一电路图案104的基板102a、一设置于基板102a上的发光芯片108、一围绕于发光芯片108且设置于基板102a上的反射器110、一设置于反射器110的底部，介于基板
102a与发光芯片108间的反光层106及一覆盖于该发光芯片108的胶体112e，其中该胶体
112e中混入荧光粉，且于制作时，使其形成一表面具微光学结构的透镜形状。该微光学结构可包含棱镜及微透镜。胶体112e中可另嵌置光扩散粒子，使通过的光线可更均匀地扩散。
该反射器110包含一位于反射器出口的出光面116，至少一微结构光学膜片122设置于出光面116上。

[0056] 图8显示本发明第七实施范例的发光二极管装置800的俯视图。发光二极管装置800包含多数个排列成单行或列的发光芯片108收容于反射器110内，使发光二极管装置
800形成一线性光源。反射器110内可施以覆盖该等发光芯片108的胶体(如前述实施例所载)，胶体中可包含光扩散粒子。一实施例中，胶体中混入荧光粉；而另一实施例中，于胶体上施以一荧光粉层。

[0057] 图9显示本发明第八实施范例的发光二极管装置900的俯视图。图10为图9沿X2-X’2剖面线的剖面图。发光二极管装置900包含多数个线性排列成单行或列的发光芯片108收容于反射器110内，使发光二极管装置900形成一线性光源。反射器110相邻发光芯片108的侧面形成第一反射面118。两相邻的该发光芯片108间设置一间隔件902，该间隔件902具有一第二反射面904，利用第二反射面904可将各发光芯片108旁射的光反射至出光面116。间隔件902的高度l2可小于反射器110的高度l1；间隔件902的第二反射面904也是一倾斜角，其与基板102b间的夹角θ2可不同于反射器110的第一反射面118与基板102b间的夹角θ1。于本实施例中，该第一反射面118与该基板102b间的角度θ1包含30°至80°，而该第二反射面904与该基板102b间的角度θ2包含15°至80°。间隔件902与反射器110可为一体制作，反射器110与间隔件902具反射发光芯片108的发光的能力，故两者的材料为一反射材料。反射器110与间隔件902的材质可包含金属材质或非金属材质。金属材质可包含如钛、金、铝、银、铂、钯或前述金属的复合金属等。非金属材质可选自聚邻苯二甲酰胺、陶瓷、聚碳酸酯。非金属材质也可为掺杂具反射效果的材料的高分子材料，其中该掺杂的材料包含具反射效果的非金属材料或金属材料。

[0058] 各发光芯片108上可覆盖胶体112，胶体112中可包含光扩散粒子。一实施例中，胶体112中混入荧光粉；而另一实施例中，于胶体上施以一荧光粉层。一实施例中，各该发光芯片108与其相对应的荧光粉配合发出白光。在另一实施例中，该等发光芯片108包含红光(R)、蓝光(B)与绿光(G)发光芯片，且该些发光芯片108以RGB、GRGB或RGRGB等方式排列，借此排列方式，使RGB颜色可均匀地混合而发出白光。胶体112可为该些间隔件902所分开、可填盖该些间隔件902或填充至出光面116。

[0059] 胶体112可包含一表面1002，该表面1002可具微光学结构，利用该微光学结构可使发光芯片108的发光，于发光二极管装置900的长边方向上扩散，而于发光二极管装置900的短边方向上集光。

[0060] 出光面116上也可设置至少一微结构光学膜片122，其可以为具集光与扩散等复合式光学效果的光学膜片，利用微结构光学膜片122也可以达到于发光二极管装置900的长边方向上扩散，而于发光二极管装置900的短边方向上集光的效果。

[0061] 图11显示本发明第九实施范例的发光二极管装置1100的立体示意图。发光二极管装置1100可为多数条灯条1102组合而成一平面发光装置。各灯条1102包含多数个线性排列成单行或列的发光芯片108设置于基板102b且收容于反射器110内(如实施例八或九所示的结构)。各发光芯片上可覆盖胶体，胶体中可包含光扩散粒子。反射器110的出光面上设置至少一微结构光学膜片122。一实施例中，胶体中混入荧光粉；另一实施例中，于胶体上施以一荧光粉层；又一实施例中，荧光粉层设置于微结构光学膜片122与反射器110的出光面116间。

[0062] 图12显示本发明第十实施范例的发光二极管装置1200的俯视图。发光二极管装置1200包含多数个阵列排列的发光芯片108收容于反射器110内，使发光二极管装置1200形成一平面光源，其中行与列内的发光芯片108排列间距可相同或不同。

[0063] 图13显示本发明第十一实施范例的发光二极管装置1300的俯视图。发光二极管装置1300包含多数个阵列排列的发光芯片108收容于包含第一反射面作为侧壁的反射器110内，其中相邻两列或行的该些发光芯片108间设置具第二反射面1304的一间隔件1302。

[0064] 图14显示本发明第十二实施范例的发光二极管装置1400的俯视图。发光二极管装置1400包含多数个阵列排列的发光芯片108收容于包含第一反射面作为侧壁的反射器110内，反射器110内设置如网格状且具一第二反射面1404的间隔件1402，该间隔件1402将各该发光芯片108单独分隔且以一第二反射面1404面对各该发光芯片108。

[0065] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。