CN103531687A - 发光二极管阵列 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管阵列在此揭露，其中发光二极管阵列包括导电基板、多个发光二极管芯片、多条导线以及绝缘结构。发光二极管芯片配置于导电基板上，导线连接发光二极管芯片，绝缘结构位于导线下方，其中当导线塌陷时，绝缘结构阻隔导线与导电基板，以避免导线接触导电基板。
Description
技术领域
本发明是关于一种光源，且特别是关于一种发光二极管阵列。
背景技术
随光学技术的发展，以发光二极管所构成的光源由于具备寿命长、开关速度高、体积小等优点，已被广泛地应用在人们生活当中。
在各式常见的发光二极管阵列中，板上芯片(chips on board,COB)由于体积小、成本低以及发光密集的优点，被大量使用在多种不同的光源中。COB的做法为，首先将多个发光二极管芯片固晶于具有电极的基板上，而后再以导线连接发光二极管芯片和基板上的电极。一般而言，发光二极管阵列中，在基板上往往会具有部分导电结构，比如说电极或电路。另一方面，基板由于与发光二极管芯片接触，须具备良好的导电性，故时常选用金属做为基板。然而当基板上具备导电结构或基板本身为一导电基板时，基板本身或基板的导电结构容易因外力或其它因素而与连接发光二极管芯片的导线并发生短路，而造成系统不稳或毁损。
因此，为使发光二极管阵列更为可靠，新的架构有需要被提出。
发明内容
本发明的一目的在于提出一种发光二极管阵列，其可应用于各式高集成的发光光源。根据本发明一实施例，发光二极管阵列包括导电基板、多个发光二极管芯片、多条导线以及绝缘结构。发光二极管芯片配置于导电基板上。导线连接发光二极管芯片。绝缘结构位于导线下方，其中当导线塌陷时，绝缘结构阻隔导线与导电基板，以避免导线接触导电基板。
在本发明一实施例中，上述导电基板为金属承载板。
在本发明一实施例中，上述绝缘结构以画胶方式涂布于导电基板上或将绝缘结构粘着于导电基板上。
在本发明一实施例中，上述绝缘结构的反射率大于90%。
在本发明一实施例中，上述绝缘结构由光学塑胶与高反射粒子的混合物所构成，而高反射粒子为由二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅及氧化铝组成的物质群中选择的至少一种物质所构成。
在本发明一实施例中，上述绝缘结构为圆弧形、角锥形等几何形状。
在本发明一实施例中，绝缘结构的穿透率大于90%。
在本发明一实施例中，上述绝缘结构由光学塑胶所构成。
在本发明一实施例中，上述光学塑胶由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)、聚苯乙烯(PS)、环氧树脂(epoxy)、聚酰胺(polyamide)、丙烯酸酯(acrylate)及硅胶组成的物质群中选择的至少一种物质所构成。
在本发明一实施例中，发光二极管阵列还包括荧光转换层、电极以及反射框。荧光转换层覆盖于导电基板与发光二极管芯片上。电极配置于导电基板上，其中导线连接电极。反射框配置于发光二极管芯片外围。
综上所述，应用本发明的实施例，可实现一高稳定度的发光二极管阵列，其至少具有下列优点。一、当发光二极管阵列的导线受外力或其它原因而塌陷时，透过绝缘结构的阻隔，可避免因导线与导电基板接触而造成的漏电或短路。二、透过绝缘结构在构造或是在材质上的选用，可透过反射发光二极管所发射的光线，以增加发光二极管阵列的发光效率。三、绝缘结构可使用画胶方式涂布于导电基板，其制程简易，而能有效提升发光二极管阵列的可靠度。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为根据本发明一实施例所绘示的发光二极管阵列的示意图；
图2为根据图1的发光二极管阵列沿线段2-2的剖面示意图；
图3为根据本发明一实施例所绘示的发光二极管阵列的剖面示意图。
【主要元件符号说明】
100：发光二极管阵列
110：导电基板
120：发光二极管芯片
130：导线
140：绝缘结构
150：反射框
160：电极
170：绝缘层
180：荧光转换层
2－2：线段
具体实施方式
以下将以附图及详细叙述清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
参照图1、图2，图1为根据本发明一实施例所绘示的发光二极管阵列100的示意图。图2为根据图1的发光二极管阵列模组100沿线段2－2的剖面示意图。发光二极管阵列100包括导电基板110、多个发光二极管芯片120、多条导线130以及绝缘结构140。其中导电基板110为发光二极管芯片120的载体，可为一金属基板，一导电材料所制的基板，或为一具有导电结构(举例而言，电路或电极)的基板。发光二极管芯片120用以发射光线，配置于导电基板110上。导线130连接发光二极管芯片120，可用金属或其它导电材质构成。绝缘结构140位于导线130下方，可用各式绝缘物质构成，例如树脂。
在上述的结构中，由于绝缘结构140设置于导线130下方，是以当导线130受外力或其它因素而塌陷时，绝缘结构140阻隔导线130与导电基板110，以避免导线130接触导电基板110而造成漏电或短路，进而导致电路不稳定。
在本发明的一些实施例中，在发光二极管阵列100中的全部的发光二极管芯片120可区为分多列发光二极管120，其中每一列发光二极管由多条导线130串接多个发光二极管芯片120所形成，每一列发光二极管大致彼此平行。绝缘结构140可为多条连续的长条结构，大致垂直于每一列发光二极管，且每一长条结构与多列发光二极管120交错，如图1所示。在上述发光二极管阵列100的架构中，导线130无论朝任何方向倾倒或塌陷，皆可被绝缘结构140所承接，而避免导线130接触导电基板110，造成漏电或短路。
在本发明的一些实施例中，导电基板110可特别为一金属承载板，其具有高导热的特性，可避免载放于导电基板110上的发光二极管芯片120因温度上升而导致发光效率下降。
在本发明的一些实施例中，就性质而言，绝缘结构140可具有高光线穿透率，以避免发光二极管芯片120所发射的光线为绝缘结构140所吸收或散射。举例而言，绝缘结构140的光线穿透率应至少大于光线吸收率与光线散射率的和，亦即，能穿透绝缘结构140的光线能量应至少大于被绝缘结构140所散射的光线能量与所吸收的光线能量之和。
在一些较佳的实施例中，该绝缘结构140的穿透率可大于约90%。以使发光二极管芯片120所发射的光线尽可能不被绝缘结构140所吸收。
就材料上，高光线穿透率的绝缘结构140可由高光线穿透率的光学塑胶所构成。而光学塑胶，举例而言，可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)、聚苯乙烯(PS)、环氧树脂(epoxy)、聚酰胺(polyamide)、丙烯酸酯(acrylate)及硅胶组成的物质群中选择的至少一种物质所构成。值得注意的是，上述材料仅为实施上的例示，绝缘结构140随实际需求，可由其它不同的高光线穿透率的材质所构成，而不以上述为限。
另一方面，在本发明其它一些实施例中，绝缘结构140可具有高光线反射率，以使发光二极管芯片120所发射的光线为绝缘结构140所反射，而增进发光二极管阵列100发光效率。举例而言，绝缘结构140的光线反射率应至少大于光线吸收率与光线散射率的和，亦即，在入射绝缘结构140的光线中，被绝缘结构140反射的能量应至少大于被绝缘结构140所散射的光线能量与所吸收的光线能量之和。
在一些较佳的实施例中，该绝缘结构140的反射率可大于约90%。以使发光二极管芯片120所发射的光线尽可能被绝缘结构140所反射。
就材料上，高光线反射率绝缘结构140可由高光线穿透率的光学塑胶以及高光线反射率高反射粒子的混合物所构成，光学塑胶做为载质以承载高反射粒子，而高反射粒子用以反射入射的光线。光学塑胶部分与前述实施例类似，故在此不赘述。而高反射粒子可为由二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅及氧化铝组成的物质群中选择的至少一种物质所构成。绝缘结构140的光线反射率部分取决于光学塑胶中的高反射粒子的浓度与特性，当高反射粒子的浓度越高，绝缘结构140的光线反射率也越高，而当高反射粒子本身的光线反射率越高，绝缘结构140的光线反射率也越高。值得注意的是，上述高反射粒子仅为实施上的例示，绝缘结构140随实际需求，可由其它不同的高反射粒子所构成，而不以上述为限。
在本发明的一些实施例中，就结构上，绝缘结构140可为圆弧形，换句话说，在垂直于导电基板110的剖面上，绝缘结构140可为圆弧形，如图2所示。其中，当绝缘结构140为圆弧形时，可有效反射入射绝缘结构140的光线，并能避免发光二极管芯片120所发射的光线被不规则的形状结构所散射，而使发光二极管阵列100无法通过绝缘结构140反射光线以增进其发光效率。值得注意的是，上述圆弧形仅为例示，绝缘结构140可为其它几何形状结构，任何可有效反射光线、避免散射的结构皆可于此处被选用，而不以上述实施例为限。
在本发明的一些实施例中，就实作上，由于绝缘结构140的主要目的在于阻隔导线130与导电基板110的接触，故绝缘结构140可直接用点胶嘴以画胶方式涂布绝缘材料在导电基板110上制成。如此做法的优点在于其制程简易，不需繁复做法而能有效提升发光二极管阵列的可靠度。
另外，在其它一些实施例中，绝缘结构140具备特定形状，故无法直接用点胶嘴以画胶方式涂布绝缘材料在导电基板110上制成。在这些情况中，绝缘结构140可用模具制成后，再将其粘着于导电基板110上。举例而言，绝缘结构140可用模具射出成型后，再以接合剂粘着于导电基板110上。但本领域通常知识者当可明了，在不同实施例中，不同结构、材质的绝缘结构140当可用不同的方式所制成，故不以上述实施例为限。
在本发明的一些实施例中，发光二极管阵列100还包括荧光转换层180、反射框150、电极160以及绝缘层170。荧光转换层180覆盖于导电基板110与发光二极管芯片120上，用以转换发光二极管芯片120所发射一特定波长的光线为另一波长的光线。反射框150配置于发光二极管芯片120外围，用以反射发光二极管阵列100朝四周发射的光线，以提高发光效率。电极160配置于导电基板110上，且导线130连接电极160。电极160用以经由导线130提供发光二极管芯片120电压，以驱动发光二极管芯片120，使其发光。绝缘层170配置于电极160与导电基板110之间，用以阻隔电极160与导电基板110，以避免短路或漏电。其中电极160举例而言可为金属，而绝缘层170举例而言可为树脂。
另外，在本发明的一些实施例中，反射框150可用如同上述的光学塑胶与高反射分子所构成。而由于反射框150的用途在于反射光射，是以可用高穿透率的光学塑胶及高反射粒子所构成。其中，光学塑胶及高反射粒子和参照前述实施例，在此不赘述。在一些情况下(当绝缘结构140以高反射材质构成时)，反射框150可和绝缘结构140由相同材质所构成，而实际上的材质构成当视需求而定。
再者，荧光转换层180可由光学塑胶与荧光粉的混合物所构成。其中光学塑胶用以承载荧光粉，可为如前所述、具高光穿透率的材质所构成，故在此不赘述。而荧光粉用以转换波长，当荧光粉受一特定波长区间的光线所激发时，其内电子受激到高能阶的激发状态，而后当电子回到原有的低能阶状态时，电子辐射不同波长的光以释放能量。由于不同荧光粉会吸收并辐射不同波长区间的光线，故荧光粉的选用当视实际应用而定。举例而言，若利用波长介于445－475纳米的蓝光二极管芯片激发钇铝石榴石(YAG)，使钇铝石榴石产生黄光，则可透过混色产生白光以制成白光二极管阵列模组。在一些实施例中，荧光粉也可由镏铝石榴石(LuAg)、氮氧化物或其它不同材质的荧光粉所构成。而不以上述实施例为限。
图3为根据本发明一实施例的发光二极管阵列100所绘示的剖面图。发光二极管阵列100包括导电基板110、多个发光二极管芯片120、导线130、绝缘结构140、反射框150、电极160、绝缘层170以及荧光转换层180。在本实施例中，除绝缘结构140为角锥形，即是，在垂直于导电基板110的剖面上为角锥形(如图所示)外，其余部分皆与前述实施例相同或相似，故在此不赘述。而当绝缘结构140为角锥型时，可避免发光二极管芯片120所发射的光线被不规则的形状结构所散射，而无法反射光线增进发光效率。同样地，绝缘结构140在垂直于导电基板110的剖面上的形状不以角锥形为限，任何可有助于绝缘结构140反射光线的形状皆可在此处被选用，而不以上述实施例为限。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种发光二极管阵列，其特征在于，包括：
一导电基板；
多个发光二极管芯片，配置于该导电基板上；
多条导线，连接所述多个发光二极管芯片；以及
一绝缘结构，位于所述多条导线下方，其中当所述多条导线塌陷时，该绝缘结构阻隔所述多条导线与该导电基板，以避免所述多条导线接触该导电基板。
2.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于，该导电基板为一金属承载板。
3.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于，该绝缘结构以画胶方式涂布于该导电基板上或将该绝缘结构粘着于该导电基板上。
4.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于，该绝缘结构的反射率大于90%。
5.根据权利要求4所述的发光二极管阵列，其特征在于，该绝缘结构由光学塑胶与高反射粒子的混合物所构成，而高反射粒子为由二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅及氧化铝组成的物质群中选择的至少一种物质所构成。
6.根据权利要求4所述的发光二极管阵列，其特征在于，该绝缘结构为圆弧形或角锥形。
7.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于，该绝缘结构的穿透率大于90%。
8.根据权利要求7所述的发光二极管阵列，其特征在于，该绝缘结构由光学塑胶所构成。
9.根据权利要求5或8所述的发光二极管阵列，其特征在于，光学塑胶由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯基二甘醇碳酸酯、聚苯乙烯、环氧树脂、聚酰胺、丙烯酸酯及硅胶组成的物质群中选择的至少一种物质所构成。
10.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于，还包括：
一荧光转换层，覆盖于该导电基板与所述多个发光二极管芯片上；
一电极，配置于该导电基板上，其中所述多条导线连接该电极；以及
一反射框，配置于所述多个发光二极管芯片外围。
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