CN102543987A - 固态发光组件 - Google Patents

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Abstract

一种固态发光组件，包括阶梯型槽体、多个发光芯片与封装胶体。阶梯型槽体包括底座部与环形阶梯形结构。环形阶梯形结构具有多层环形阶面以及多个连结这些环形阶面的环形竖面，且环形阶梯形结构连接于底座部。底座部具有底面，而环形阶梯结构围绕并高出于底面。这些发光芯片分别装设在这些环形阶面与底面上。封装胶体填满阶梯形槽体，并包覆这些发光芯片，由于多个发光芯片装设在阶梯型槽体的多个环形阶面上与底面上，藉由阶梯型槽体，这些处于不同水平高度的发光芯片所发出的光线能被集中，从而增加固态发光组件的光指向性。

Description

固态发光组件
技术领域
本发明有关于一种发光组件，且特别是有关于一种固态发光组件。
背景技术
现今固态发光组件大多采用发光二极管芯片(Light-EmittingDiode Chip，LED Chip)作为发光源，而发光二极管芯片具有省电与低电压驱动等优点，因此固态发光组件已普遍应用于灯具、交通号志灯以及液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等。
一般而言，目前一些固态发光组件通常包括一块板材与多个发光二极管芯片，其中板材例如是电路板或金属板，并具有平面，而这些发光二极管芯片装设(mounted)在板材的平面上。换句话说，在现有的固态发光组件中，多个发光二极管芯片都是装设在板材的同一平面上。该种排布方式不便于外层发光二极管与内层发光二极管所发出的光线集中，从而降低了固态发光组件的光指向性。
发明内容
本发明提出一种固态发光组件，其包括多个发光芯片所装设的阶梯型槽体，以使这些发光芯片装设在不同水平高度(level)的平面上。
本发明提出一种固态发光组件，包括阶梯型槽体、多个发光芯片与封装胶体。阶梯型槽体包括底座部与环形阶梯形结构。底座部具有底面，环形阶梯形结构具有多层环形阶面以及多个连结该多层环形阶面的环形竖面，且环形阶梯形结构连接配置于底座部上方，且环形阶梯结构围绕并高出于该底面。该多个发光芯片分别装设在该多层环形阶面上与底面上，其中位在底面上的发光芯片与其相邻层的环形阶面上的发光芯片电性连接，而位在其中一层环形阶面上的发光芯片与位在其相邻层的环形阶面上的发光芯片电性连接。封装胶体填满阶梯形槽体，并包覆这些发光芯片。
上述该固态发光组件，多层环形阶面相对于该底面的高度，自最外层朝向该底面而递减。
上述该固态发光组件，封装胶体由一层以上的封装胶材所构成，此时，每一层该封装胶材折射率不同于另一层封装胶材的折射率，或者，每一层封装胶材内的荧光粉不同于另一层封装胶材内的荧光粉。
上述该固态发光组件，其阶梯型槽体为非金属。
上述该固态发光组件，其阶梯型槽体为金属，更包含多个绝缘层，该多个绝缘层分别配置在该底面上以及该多层环形阶面上，该多个发光芯片装设在该多个绝缘层上，更包括多个线路层，该多个线路层分别配置在该多个绝缘层上，并且与该阶梯型槽体电性绝缘，其中各该发光芯片电性连接其中一线路层。
上述该固态发光组件，更包括多个反光层，该多个反光层分别覆盖该多层环形竖面。
上述该固态发光组件，多个发光芯片是以打线接合的方式装设在该多层环形阶面上与该底面上。
上述该固态发光组件，该最外层的环形阶面不设置发光芯片。
基于上述，在本发明的固态发光组件中，这些发光芯片分别装设在环形阶面与底面上，从而能装设在不同水平高度的平面上。
为了能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下详细说明与图式，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的固态发光组件的俯视示意图。
图1B是图1A沿着线1a-1a剖面所绘示的剖面示意图。
图2是本发明第二实施例的固态发光组件的剖面示意图。
具体实施方式
图1A是本发明第一实施例的固态发光组件的俯视示意图。请参阅图1A，本实施例的固态发光组件100可应用于显示器与照明装置(illumination device)，其中显示器例如是液晶显示器或投影机，而照明装置例如是台灯、美术灯、小夜灯、安全门灯或紧急出口灯等灯具。此外，照明装置也可为状态显示灯。举例而言，照明装置可以是烤箱的温度显示灯或音响的状态显示灯等家电产品的指示灯，或者是手机或计算机的电源显示灯等电子设备的指示灯。
图1B是图1A中沿着线1a-1a剖面所绘示的剖面示意图。请参阅图1A与图1B，固态发光组件100包括阶梯型槽体110、多个发光芯片120以及封装胶体130。阶梯型槽体110包括环形阶梯结构112以及底座部114，其中环形阶梯结构112配置(disposed)于底座部114上，并且连接底座部114。这些发光芯片120装设于环形阶梯结构112，而封装胶体130填满阶梯型槽体110，并且包覆这些发光芯片120。
阶梯型槽体110的材料为金属，例如铝或铜，而制造阶梯型槽体110的方法包括化学加工或机械加工，其中化学加工例如是化学蚀刻，而机械加工例如是冲压或铣床。以冲压为例，制造阶梯型槽体110的方法可以是对金属板材，例如铜箔，施予一次或一次以上的冲压程序，以在金属板材上进行模具压印，从而形成环形阶梯结构112与底座部114。
底座部114具有底面114a，而环形阶梯结构112具有多层环形阶面112a以及多个连结这些环形阶面112a的环形竖面112b，其中这些发光芯片120分别装设在这些环形阶面112a上与底面114a上。环形阶梯结构112围绕并高出于底面114a，而环形竖面112b连接在相邻二层环形阶面112a之间。此外，最外层环形阶面112a相对于底面114a的高度H 1，自最外层向最内层，相对于底面114a的高度递减，而最外层的环形阶面112a可不设置任何发光芯片120。
在本实施例中，这些环形竖面112b的宽度W1可彼此相等，而这些环形阶面112a的宽度W2也可彼此相等。然而，在其它实施例中，至少二个环形竖面112b的宽度W1可不相等，而至少二个环形阶面112a的宽度W2可不相等，即其中一面环形竖面112b的宽度W1与另一面环形竖面112b的宽度W1不相等，其中一面环形阶面112a的宽度W2与另一面环形阶面112a的宽度W2不相等。因此，本实施例并不限定这些环形竖面112b的宽度W1要彼此相等，以及这些环形阶面112a的宽度W2要彼此相等。
发光芯片120可以是可发光的半导体组件，其例如是发光二极管，而这些发光芯片120可采用打线接合(wire bonding)的方式装设在底面114a上与环形阶面112a上。也就是说，固态发光组件100可更包括多条电性连接发光芯片120的键合导线160。藉由这些键合导线160，位在底面114a上的发光芯片120电性连接于其相邻层的环形阶面112a上的发光芯片120，而位在其中一层环形阶面112a上的发光芯片120与位在其相邻层的环形阶面112a上的发光芯片120电性连接。
固态发光组件100可以更包括多层绝缘层140与多层线路层150。绝缘层140配置于环形阶面112a上与底面114a上，而这些线路层150分别配置于这些绝缘层140上。线路层150可以作为在这些发光芯片120之间传递电流的组件，而在本实施例中，各个发光芯片120电性连接其中一层线路层150。
在各层环形阶面112a中，绝缘层140位于线路层150与阶梯型槽体110之间，以至于绝缘层140将线路层150与阶梯型槽体110隔开。虽然阶梯型槽体110的材料为金属，但由于绝缘层140将线路层150与阶梯型槽体110隔开，因此线路层150不电性接触阶梯型槽体110，即线路层150与环形阶梯结构112电性绝缘。如此，电性连接线路层150的发光芯片120也与环形阶梯结构112电性绝缘。
在本实施例中，位在最外层环形阶面112a上的线路层150可经由键合导线160而连接相邻层环形阶面112a上的发光芯片120。同理，位于其中一层环形阶面112a上的发光芯片120与其相邻层的环形阶面112a上的发光芯片120两者也可以通过键合导线160而连接。此外，其中二个发光芯片120可以彼此串联或并联。
封装胶体130可由多层封装胶材132所组成，而这些封装胶材132可以逐层填满阶梯型槽体110，其中每一层的封装胶材132覆盖至少一层环形竖面112b以及至少一层环形阶面112a，又最外层的封装胶材132可以凸出于最外层的环形阶面112a。
承上述，封装胶材132可为热固性树脂，且这些封装胶材132可以分别具有不同的折射率及/或分别添加不同的荧光粉。也就是说，其中一层封装胶材132的折射率不同于另一封装胶材132的折射率，或是其中一层封装胶材132内的荧光粉不同于另一层封装胶材132内的荧光粉。因此，可依每一层封装胶材132的折射率差异或掺混不同种类的荧光粉来产生出多样化的灯光效果。
图2是本发明第二实施例的固态发光组件的剖面示意图。请参阅图2，第二实施例的固态发光组件200与第一实施例的固态发光组件100者结构相似。例如，固态发光组件200也包括多个发光芯片120、阶梯形槽体210以及封装胶体230，其中这些发光芯片120装设于阶梯形槽体210，而封装胶体230填满阶梯形槽体210，并且包覆这些发光芯片120。
承上述，阶梯形槽体210也包括环形阶梯结构212以及连接环形阶梯结构212的底座部214，而与第一实施例相同的是，环形阶梯结构212具有多层环形阶面212a以及多个连结这些环形阶面212a的环形竖面212b，其中这些发光芯片120也是分别装设在这些环形阶面212a上与底面214a上，而且是以打线接合的方式装设在这些环形阶面212a上与底面214b上。所以，固态发光组件200也包括多条电性连接发光芯片120的键合导线160。
不过，第二实施例与第一实施例之间仍存有一些差异。详细而言，阶梯形槽体210是由非金属材料所构成，例如塑料或陶瓷，其中此非金属材料为绝缘体，所以阶梯形槽体210具有绝缘性而不会导电。因此，这些发光芯片120不会经由阶梯形槽体210而发生短路，即阶梯形槽体210与发光芯片120两者之间电性绝缘。相较于第一实施例，固态发光组件200不一定要包括绝缘层140，且发光芯片120可直接装设在环形阶面212a与底面214a上。
此外，固态发光组件200也可包括线路层150，而在本实施例中，线路层150可以只设置于最外层的环形阶面212a，而不设置于底面214a或其它环形阶面212a。虽然发光芯片120可不设置于最外层的环形阶面212a，但利用键合导线160，发光芯片120能电性连接线路层150，如图2所示。不过，图2中的线路层150仅供举例说明，而本实施例不限制线路层150的数量与配置。
有别于第一实施例的固态发光组件100，封装胶体230是由单一层封装胶材所组成，其中此封装胶材可以是第一实施例中的封装胶材132。此外，固态发光组件200可更包括多层反光层170，而这些反光层170分别覆盖于这些环形竖面212b，其中反光层170可由反光材料所形成的膜层(film)，而此反光材料例如是玻璃微珠、颜料(特别是白色颜料)、高分子材料的复合物或金属薄膜。这些反光层170能反射并聚集发光芯片120所发出的光线，从而增加固态发光组件200的亮度。
综上所述，在本发明中，由于多个发光芯片装设在阶梯型槽体的多个环形阶面上与底面上，因此这些发光芯片能分别装设在这些环形阶面与底面上，从而能装设在不同水平高度的平面上。另外，藉由阶梯型槽体，这些处于不同水平高度的发光芯片所发出的光线能被集中，从而增加固态发光组件的光指向性。
以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种固态发光组件，其特征在于，该固态发光组件包括：
阶梯型槽体，包括：
底座部，具有底面；以及
环形阶梯结构，具有多层环形阶面以及多个连结该多层环型阶面的环形竖面，该环形阶梯结构连接配置于该底座部上方，且该环形阶梯结构围绕并高出于该底面；
多个发光芯片，分别装设在该多层环形阶面上与该底面上，其中位于该底面上的该发光芯片电性连接于其相邻层的环形阶面上的发光芯片，而位于其中一层环形阶面上的发光芯片与位于其相邻层的环形阶面上的发光芯片电性连接；以及
封装胶体，填满该阶梯型槽体，并包覆该多个发光芯片。
2.根据权利要求1所述的固态发光组件，其特征在于，该多层环形阶面相对于该底面的高度，自最外层朝向该底面而递减。
3.根据权利要求2所述的固态发光组件，其特征在于，该封装胶体由一层以上的封装胶材所构成。
4.根据权利要求3所述的固态发光组件，其特征在于，每一层该封装胶材覆盖至少一环形竖面以及至少一层环形阶面。
5.根据权利要求4所述的固态发光组件，其特征在于，该封装胶材至少两层的折射率不同或该封装胶材至少两层的荧光粉不同。
6.根据权利要求1所述的固态发光组件，其特征在于，该阶梯型槽体的材料为非金属。
7.根据权利要求1所述的固态发光组件，其特征在于，该阶梯型槽体的材料为金属。
8.根据权利要求7所述的固态发光组件，更包括多个绝缘层，该多个绝缘层分别配置在该底面上以及该多层环形阶面上，该多个发光芯片装设在该多个绝缘层上。
9.根据权利要求8所述的固态发光组件，更包括多个线路层，该多个线路层分别配置在该多个绝缘层上，并且与该阶梯型槽体电性绝缘，其中各该发光芯片电性连接其中一线路层。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的固态发光组件，更包括多个反光层，该多个反光层分别覆盖该多层环形竖面。
11.根据权利要求1～9任意一项所述的固态发光组件，其特征在于，该多个发光芯片是以打线接合的方式装设在该多层环形阶面上与该底面上。
12.根据权利要求1～9任意一项所述的固态发光组件，其特征在于，该最外层的环形阶面不设置发光芯片。
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