CN101079461B - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光装置包括一基板、一绝缘层以及至少一发光元件。该绝缘层设置于该基板之上，且该绝缘层具有一图案区暴露部分的该基板，该发光元件设置于该基板之上，且位于该图案区内，其中，对应该图案区的该基板表面具有一提升出光效率的结构，该提升出光效率的结构为波浪状或皱折状。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，特别涉及一种散热效能佳的发光装置。
背景技术
随着光电产业的发展，发光元件例如发光二极管(LED)已被广泛地运用于各种电子产品的显示应用上。
请参照图1所示，一种常规LED发光装置1是在一基板10上设置一绝缘层11，多个LED发光元件12则设置于绝缘层11上，再以引线结合(wirebonding)方式与设置于绝缘层11上的一金属层13形成电连接，最后以一封装层14包覆该等LED发光元件12，以保护发光元件12不受到机械、热、水气或其它因素影响而破坏。
随着发光装置1的高效率与高亮度发展，发光元件12在工作时会散发热量，累积的热量将使得温度升高而对发光元件12的发光效率与使用寿命造成不良影响。然而，常规发光元件12设置于散热性不佳的绝缘层11上，加上封装层14的密闭封装使得发光元件12散发的热能难以消散，是以散热不易的问题更趋明显。
常规技术以提供适当的散热结构用以散热，例如外加一散热片于基板10上或黏贴于发光元件12的底面，但此不仅增加封装工艺的复杂度以及生产成本，且黏着散热片所使用的黏着胶材亦会有热阻及老化等问题产生。
有鉴于此，如何提供一种散热效果及产品可靠度佳，亦同时简化工艺及降低成本的发光装置，实为重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种散热效能及产品可靠度佳的发光装置，同时简化工艺及降低成本。
缘是，为达上述目的，依据本发明的一种发光装置包括一基板、一绝缘层以及至少一发光元件。其中，该绝缘层设置于该基板之上，且该绝缘层具有一图案区暴露部分的该基板，该发光元件设置于该基板之上，且位于该图案区内，其中对应该图案区的该基板表面具有一提升出光效率的结构，该提升出光效率的结构为波浪状或皱折状。
承上所述，因依据本发明的一种发光装置将发光元件设置于基板上，通过热导性(thermal conductivity)佳且大面积的基板(可由金属或合金等热导性佳的材质构成)，导引并消散发光元件工作所产生的热能，而达较佳的散热效果，进而提高发光装置的使用寿命。与常规技术相较，本发明免除散热片的设置与贴附，故能降低产制成本及时间，简化工艺步骤，更避免黏着散热片造成的热阻及老化问题，而能提高散热效能及产品可靠度。
附图说明
图1为一种常规LED发光装置的示意图；
图2为依据本发明优选实施例的一种发光装置的示意图；以及
图3至图7为依据本发明另一优选实施例的一种发光装置的示意图。
主要元件符号说明
1      发光元件
10     基板
11     绝缘层
12     发光元件
13     金属层
14     封装层
2      发光装置
20     基板
201    提升出光效率的结构
21     绝缘层
211    图案区
22     发光元件
23     金属层
24     导线
24’   导电层
25     焊盘
26     连接层
27     引线框架
271    第一电极接脚
272    第二电极接脚
28     反射层
29     保护层
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明优选实施例的一种发光装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图2所示，依据本发明优选实施例的一种发光装置2包括一基板20、一绝缘层21以及至少一发光元件22。
在本实施例中，该基板20的材质可由铜、铝、镁、钛及其合金至少其中之一所构成，以提供较佳的热导性；另外，该基板20的材质也可由陶瓷材料或具导热性的材料构成，以提供较佳的热导性，且该基板20可为刚性(rigid)基板或可挠性(flexible)基板，即该基板20的形状可为平板状、弯曲状或曲折状。
该绝缘层21设置于该基板20之上，且该绝缘层21具有一图案区211，其可通过例如光刻(photolithigraphy)工艺或是网版印刷工艺等方式对该绝缘层21图案化，而暴露出部分的该基板20.其中该绝缘层21的材质可选自铝、镁及钛至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物，以例如氧化、氮化或碳化该基板20表面或是另外以蒸镀方式、溅镀方式、电镀方式或化学气相淀积方式(CVD)等方式形成于该基板20之上.亦即，当该基板20的材质选自铝、镁、钛及其合金时，该绝缘层21可通过氧化、氮化或碳化该基板20表面而形成，另外，当该基板20的材质非选自铝、镁、钛及其合金时，例如氧化铝、氧化镁或氧化钛等材质的该绝缘层21则可利用蒸镀方式、溅镀方式、电镀方式或化学气相淀积方式(CVD)等方式形成于该基板20之上.
该发光元件22设置于该基板20之上，且位于该图案区211内，在本实施例中，该发光元件22包括一第一电极、一第二电极与一发光层(图未显示)，具体来说该发光元件22可为一发光二极管(LED)、一激光二极管(LD)或一有机发光二极管(OLED)。
本实施例的该发光装置2还可包括一金属层23设置于该绝缘层21之上，该金属层23可通过至少一导线24分别与该发光元件22的该第一电极与该第二电极形成电连接。其中，该金属层23同时作为一焊盘(bondingpad)，可用以与外部电路电连接。该金属层23的材质可为银、金、铜、铝及其合金至少其中之一。
为了将该金属层23可以设置于该绝缘层21之上，于该金属层23与该绝缘层21之间还可包括一连接层26，该连接层26具有黏着性，或是具有可使该金属层23形成于其上的特性，例如当以电镀方式形成该金属层23时所需要的起始层，其材质可选自铬、钛、镍及其合金至少其中之一与内含铜、银、锡等导电物质的导电胶。
另外，该发光元件22与外部电路电连接的方式，如图3所示，亦可通过设置于该绝缘层21之上的一引线框架27(lead frame)与该发光元件22电连接，其中该引线框架27具有一第一电极接脚271与一第二电极接脚272，并可通过该导线24将该第一电极接脚271与该第二电极接脚272分别连接于该发光元件22的该第一电极与该第二电极。
如图4所示，本实施例的该绝缘层21也可包覆相对该图案区211之外的该基板20表面，于该绝缘层21除该图案区211以外的表面具有金属层23，并与该发光元件22电连接。相对该基板20两侧可设置多个焊盘25，上侧的该等金属层23分别与该发光元件22的该第一电极与该第二电极电连接，下侧的该等焊盘25则可通过导线或导电层24’分别与上侧的该等金属层23相互导通，但不以此为限，若以一U形金属(图中未显示)夹持于该发光装置2的一侧，以同时形成金属层与焊盘，也可以具有与上述相同的功效，是以可利用下侧的该等焊盘25来与电路电连接，例如以表面安装技术(surface mount technology，SMT)达成。
如图5所示，在本实施例中，对应该图案区211的该基板20表面上具有一提升出光效率的结构201，用以反射并聚集该发光元件22所产生的侧向光。如图5所示，该提升出光效率的结构201可为一凹槽，该发光元件22则设置于该凹槽中，于此利用该凹槽的形状设置使容置于其中的该发光元件22所产生的侧向光得以聚集而往一显示方向发出。
此外，该提升出光效率的结构201也可为一不规则结构，例如呈波浪状或皱折状(如图6所示)；该提升出光效率的结构201也可为多个凸出部的结构，其中凸出部的剖面可为多边形、半圆形、圆形或椭圆形，如上所述，通过结构的设计使该发光元件22的侧向光得以聚集往一显示方向发光。
为加强该发光装置2的发光效率，如图5所示，本实施例的发光装置2还可包括一反射层28设置于该图案区211内的该基板20上，且邻设于该发光元件22周围，用以加强该发光元件22的侧向光的反射并聚集。其中该反射层28的材质可包括银、金、镍或铝。
如图7所示，在本实施例中，相对容置于该图案区211的该发光元件22之上也可设置一保护层29，作为保护发光元件22之用，同时保护层29的表面可以形成如透镜的形状，藉该保护层29表面形状的设计以发散或聚集该发光元件22所发出的光线，来符合不同的显示需求.
综上所述，因依据本发明的一种发光装置将发光元件直接接触基板，通过热导性佳且大面积的基板，导引并消散发光元件工作所产生的热能，而达较佳的散热效果，进而提高发光装置的使用寿命。与常规技术相较，本发明免除散热片的设置与贴附，故能降低产制成本及时间，简化工艺步骤，更避免黏着散热片造成的热阻及老化问题，而能提高散热效能及产品可靠度。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求范围中。

Claims (20)

1.一种发光装置，包括：
一基板；
一绝缘层，设置于该基板之上，且该绝缘层具有一图案区暴露部分的该基板；以及
至少一发光元件，设置于该基板之上，且位于该图案区内，
其中对应该图案区的该基板表面具有一提升出光效率的结构，该提升出光效率的结构为波浪状或皱折状。
2.一种发光装置，包括：
一基板；
一绝缘层，设置于该基板之上，且该绝缘层具有一图案区暴露部分的该基板；
至少一发光元件，设置于该基板之上，且位于该图案区内；以及
一金属层，设置于该绝缘层之上，该发光元件与该金属层电连接，
一连接层，设置于该金属层与该绝缘层之间，用以使该金属层可以设置于该绝缘层之上。
3.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该基板的材质选自铜、铝、镁、钛及其合金至少其中之一。
4.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该基板的材质为陶瓷材料。
5.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该绝缘层的材质选自铝、镁及钛至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物。
6.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该绝缘层通过氧化、氮化或碳化该基板表面而形成。
7.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该绝缘层的材质为陶瓷材料或具导热性的材料。
8.如权利要求1或2所述的发光装置，还包括一反射层，其相邻该发光元件设置于该基板上，其中该反射层的材质包括银、金、镍或铝。
9.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该基板为刚性基板或可挠性基板，该基板的形状为平板状、弯曲状或是曲折状。
10.如权利要求1所述的发光装置，其中该提升出光效率的结构具有多个凸出部，其中该等凸出部的剖面为多边形、半圆形、圆形或椭圆形。
11.如权利要求1所述的发光装置，其中该图案区上设置一保护层，该保护层的表面形状为一透镜，用以发散或是聚集该发光元件所产生的光线。
12.如权利要求1所述的发光装置，还包括一金属层，设置于该绝缘层之上，其中该金属层的材质为银、金、铜、铝及其合金至少其中之一，该发光元件与该金属层通过至少一导线或是导电层电连接。
13.如权利要求12所述的发光装置，还包括一连接层，设置于该金属层与该绝缘层之间，用以使该金属层可以设置于该绝缘层之上，其中该连接层的材质选自于下列群组：铬、钛、镍及其合金至少其中之一与内含铜、银、锡等导电物质的导电胶。
14.如权利要求13所述的发光装置，其中该连接层具有黏着性。
15.如权利要求1所述的发光装置，还包括一引线框架，其具有一第一电极接脚与一第二电极接脚设置于该绝缘层之上，并分别与该发光元件电连接。
16.如权利要求2或14所述的发光装置，其中该发光元件与该第一电极接脚通过至少一导线电连接，该发光元件与该第二电极接脚通过至少一导线电连接。
17.如权利要求1所述的发光装置，其中于该绝缘层的表面上设置至少一焊盘，其中该发光元件与该焊盘通过至少一导线或是导电层电连接。
18.如权利要求17所述的发光装置，其中该发光元件与该焊盘通过一导电层或是一U形金属而电连接。
19.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该发光元件包括一第一电极、一第二电极以及一发光层，其中该发光元件为一发光二极管、一激光二极管或一有机发光二极管。
20.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该绝缘层以光刻工艺或网版印刷工艺的方式图案化。
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