CN103972358A - 双面发光的led灯板结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双面发光的LED灯板结构及其制造方法，LED灯板结构包括一透光基板，其上形成有透光区；在透光基板上布局有图案化导电线路，且图案化导电线路避开透光区；以及LED芯片对应配置于透光区内，且LED芯片的两电极端分别耦接至图案化导电线路，使LED芯片发光时能穿过该透光区形成双面发光。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED灯板结构及其制造方法，特别是关于一种双面发光的LED灯板结构及其制造方法。
背景技术
发光二极管(以下皆简称LED)是一种相当节能省电的发光元件，且具有寿命长、无有害金属对环境的污染等优点，目前已逐渐取代传统省电灯泡、日光灯、白炽灯、荧光灯等等，成为日常生活中的照明光源。
目前的LED照明灯为了兼容于传统灯泡或灯管的形状，大都制成如传统的各式灯泡状或灯管状，然而在某些特殊用途的场合，例如广告牌、指示板等，灯泡状或灯管状的LED灯并不适用，反而不如量身订制的LED灯发光更有效率。
一般的LED灯都在一不透光的基板上配置多个LED芯片，且仅能朝向一个特定方向发光，然而若是需要在不同角度发光的场合，如双面发光时，则必需在基板的正面及背面皆设置LED芯片，如中国台湾发明公告第511299号专利“金属基板双面安置LED的双面发光单元”所公开的技术内容。另外如中国台湾发明第I351549号专利“双面发光背光模块”，公开一种利用导光板与反射板将多个LED光源从侧边导入导光板中，再利用导光板中的反射板将光线反射成双面发光的技术。再如中国台湾实用新型第M332942号专利“双向发光散热的发光二极管”，公开在一基板上设置通孔，通孔内配置LED芯片，外部再设置透镜罩罩覆LED芯片，如此可使一颗LED芯片即产生双面发光的功效。然而在基板上设置通孔，再将芯片配置在通孔中需要相当高精密度的封装技术，且工艺也相当复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双面发光的LED灯板结构及其制造方法，使LED芯片发光时能穿过基板双面发光。
为实现上述目的，本发明提供一种双面发光的LED灯板结构，包括一透光基板，其上形成有至少一透光区；至少一图案化导电线路，布局于该透光基板上，且该图案化导电线路避开该透光区；以及至少一LED芯片，对应配置于该透光区内，且该LED芯片的两电极端分别耦接至该图案化导电线路，使该LED芯片发光时能穿过该透光区双面发光。
其中，该透光基板的材质为可透光的玻璃、塑料、树脂、硅胶或陶瓷材料。
其中，该透光基板为可挠性材质的聚乙烯(PE)系列的塑料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚羧酸酯(Polycarbonate，PC)或聚酰亚胺(Polyimide，PI)。
其中，该透光区呈长条状，且该透光区内配置有多个排成一列的该LED芯片。
其中，该图案化导电线路与该LED芯片配置于该透光基板的其中一表面上。
其中，该图案化导电线路与该LED芯片配置于该透光基板的双面，且相对该透光基板两侧的图案化导电线路与该LED芯片是错开配置。
其中，该LED芯片与该图案化导电线路呈条状排列或呈阵列状排列。
其中，更包括至少一荧光层，通过涂布荧光粉于该透光基板相对该LED芯片的另一表面形成所述荧光层。
其中，该荧光层可以仅对应涂布于该透光区内。
其中，更包括一第一透光板，用以包覆密封该荧光层。
其中，更包括一第二透光板，用以包覆该透光基板上的该LED芯片，以密封保护该LED芯片。
其中，该第二透光板面对该LED芯片的内表面更涂布有至少一荧光层。
其中，该荧光层可以仅对应于透光区。
其中，该LED芯片的两电极端耦接于该图案化导电线路上是利用点焊技术焊接。
其中，该LED芯片的两电极端耦接于该图案化导电线路上是利用一引线打线耦合。
本发明提供一种LED灯板的制造方法，其步骤包括：备置一透光基板，其上形成至少一透光区；布局至少一图案化导电线路于该透光基板上，且该图案化导电线路避开该透光区；配置多个LED芯片于透光基板上，并使该LED芯片的发光部对应该透光区；以及将LED芯片的两电极端电性连接于该图案化导电线路，形成电性串联或并联。
其中，该透光基板的材质为可透光的玻璃、塑料、树脂、硅胶或陶瓷材料。
其中，该透光基板为可挠性材质的聚乙烯(PE)系列的塑料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚羧酸酯(Polycarbonate，PC)或聚酰亚胺(Polyimide，PI)。
其中，该LED芯片为条状排列或阵列状排列于该透光基板上。
其中，每一该透光区内对应配置至少一该LED芯片。
其中，备置该透光基板的步骤后，更包括下列步骤：
涂布至少一荧光层于该透光基板相对该LED芯片的另一表面。
其中，该荧光层仅对应涂布于该透光区内。
其中，更包括下列步骤：以一第一透光板包覆密封该荧光层。
其中，电性连接该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路的步骤后，更包括下列步骤：以至少一第二透光板包覆该透光基板上的该LED芯片，以密封该LED芯片。
其中，更包括下列步骤：涂布有至少一荧光层于该第二透光板面对该LED芯片的内部表面。
其中，该荧光层仅对应涂布于该透光区的范围。
其中，电性连接该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路的步骤中，该LED芯片的两电极端是焊接于该图案化导电线路上。
其中，电性连接该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路的步骤中，是利用一引线打线耦合该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路上。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明LED灯板的一实施例平面示意图；
图2为图1实施例的一侧视示意图；
图3为LED芯片并联形态的一实施例；
图4为LED芯片并联形态的另一实施例；
图5为透光基板添加荧光层的一实施例示意图；
图6A~图6C为荧光层形状的实施例示意图；
图7为密封保护LED芯片的实施例示意图；
图8为双面LED芯片的实施例示意图；
图9为本发明LED灯板的制造方法流程图。
其中，附图标记：
10：LED灯板
11,31,51,71,81：透光基板
12,32,82：图案化导电线路
13,33,83：透光区
14,34,54,74,84：LED芯片
15：引线
55,75：荧光层
76：第一透光板
77：第二透光板
S101,S103,S105,S107,S109,S110：LED灯板制造步骤
具体实施方式
为了能彻底地了解本发明，将在下列的较佳实施例中提出详尽的步骤及结构。显然地，本发明的施行并未限定于本领域技术人员所熟悉的特殊细节。然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其它实施例中，且本发明的范围不受限定，其以之后的权利要求为准。
在下文中本发明的实施例为配合所附图式以阐述细节。以下举一些实施例做为本发明的描述，但是本发明不受限于所举的一些实施例。又，所举的多个实施例之间有可以相互适当结合，达成另一些实施例。
请参考图1的实施例所示，为本发明LED灯板的一实施例平面示意图，而图2为图1实施例的一侧视示意图，请一并参照图1及图2，在此一实施例中，LED灯板10使用一板状的透光基板11，而透光基板11的材质可以为可透光的玻璃、塑料、树脂、硅胶或陶瓷等材料；也可以为可挠性材质的聚乙烯(PE)系列的塑料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚羧酸酯(Polycarbonate，PC)或聚酰亚胺(Polyimide，PI)等材质所制成，但本发明透光基板11的材质不受限于上述的材质。
如图1的实施例中，透光基板11的其中一表面上布局有图案化导电线路12，且图案化导电线路12呈多个工字形的排成一列。在每相邻的两个工字形导电线路12之间形成有透光区13，在每一透光区13上配置有一个LED芯片14，LED芯片14的两电极端分别耦接于两端相邻的工字形图案化导电线路12上。在另一实施例中图案化导电线路、透光区及LED芯片可以在透光基板上排成多列呈阵列状，但本发明不受排列数及排列形状的限制。
如图1及图2的实施例中，每一LED芯片14的正端皆与前一LED芯片14的负端耦接，相对地每一LED芯片的负端会与后一LED芯片14的正端耦接，形成多个LED芯片的串联型式。而本发明LED芯片14的两电极端耦接于图案化导电线路12的耦接方式可以是利用一引线15打线耦接，也可以是利用点焊技术直接将LED芯片的电极端焊接于图案化导电线路上，但本发明的耦接方式不受实施例的限制。
如图1及图2的实施例中，最前端的LED芯片14则耦接至一电源供应端(图中未示)的正电位，相对地最后端的LED芯片14则耦接至上述电源供应端的负电位，因此当上述电源供应端提供电力时使得上述LED芯片14发光，光线除了会从上方发出外，下方光线会穿过透光基板11的透光区13，形成双面发光的LED灯板10结构。
因此由上述的实施例可知，本发明的LED灯板10包括有透光基板11，透光基板11上形成有透光区13，而图案化导电线路12则布局在透光基板11的一表面上并避开透光区13，LED芯片14则对应配置于透光区13中，使LED芯片14发光时的光线能穿过透光区13形成双面发光。
如图1及图2的实施例中，LED芯片是串联的形态，而LED芯片并联形态的一实施例请参考图3所示，如图3的实施例中，透光基板31上布局的图案化导电线路32呈两条并行线，但在另一实施例中，图案化导电线路亦可以为四条、六条等偶数条的并行线，因此本发明不受图案化导电线路的条数限制。
如图3的实施例中，两条并行线之间更延伸有多个上下对应的T字状，且在每一对应的T字状之间形成有上述的透光区33，上述LED芯片34则配置于透光区33内。而如图4的另一实施例中，上述图案化导电线路32没有T字状，且两条并行线之间形成长条状的透光区33，在透光区33内配置有排成一列的多个LED芯片34。
如图3及图4的实施例中，上述图案化导电线路32的两条并行线分别耦接上述LED芯片34的两个电极端，例如上列耦接每一LED芯片34的正端，下列耦接每一LED芯片34的负端，形成多个LED芯片34的并联，上列再耦接至上述电源供应端(图中未示)的正端，下列再耦接至电源供应端的负端，以提供电力驱动LED发光。
诚如图1及图2的实施例所述，本发明的耦接方式可以利用引线打线的方式耦接两端，亦可以直接点焊的方式耦接，因此本发明耦接的形成不受限制。而本发明以下实施例的耦接方式亦同，故不再赘述。
在本发明另一阵列状排列的LED芯片(图中未示)的实施例中，多个LED芯片之间可以仅作串联、或仅作并联、或串联、并联混合使用，而调配LED芯片串/并联主要依据上述电源供应端的电压及电流，使能达到匹配最佳功率因数的目的。
本发明为加强LED芯片的发光效率，更有附加荧光层的实施例，如图5的实施例所示，为透光基板51添加荧光层55的一实施例示意图，如图5的实施例中，LED芯片54仅配置于透光基板51的单一表面上，因此在透光基板51相对于LED芯片的另一表面上可涂布荧光粉形成至少一层的荧光层55，使LED芯片54穿透上述透光基板51时能借由荧光层55中荧光粉加强发光效率。
在另一实施例中，透光基板51的荧光层55是对应上述的透光区，如图6A~图6C的实施例中，荧光层55对应透光区可以呈圆形(如图6A所示)、椭圆形、方形(如图6B所示)或长条矩形(如图6C所示)等多边形状，然而本发明的荧光层不受上述实施例形状的限制。
如图7的实施例所示，为本发明密封保护LED芯片的实施例示意图，如图7的实施例中，在透光基板71的荧光层75外更设有一第一透光板76包覆密封该荧光层75。而在LED芯片74上更设有一第二透光板77包覆上述LED芯片74，以密封保护LED芯片74。而为能加强LED芯片上方的发光率能，如图7的实施例中，更在上述第二透光板77面对上述LED芯片74的内表面涂布荧光粉，形成至少一层的荧光层75。而上述荧光层75亦同样可对应上述LED芯片的范围，而呈现如图6的实施例的形状，但不受图6实施例形状的限制。
如图8为本发明双面皆设有LED芯片的实施例示意图，如图8的实施例中，透光基板81的双面皆布局有图案化导电线路82，其布局方式可以呈对称或不对称的条状排列或呈阵列状排列，如同图1及图3所述，此不再赘述。在透光基板81上形成有多个的透光区83，且图案化导电线路82避开上述透光区83，多个LED芯片84则配置于透光区83内，并且每个LED芯片84的两电极端分别耦接至该图案化导电线路82，其耦接方式可为串联或并联，同图1及图3所述，此不再赘述。
本发明要强调的是在，如图8的实施例，透光基板81两侧的透光区83是相互错开配置的，换言之，透光基板81两侧的每一条状排列的图案化导电线路82与LED芯片84是相互错开的，例如相邻两条排列的LED芯片之间，间隔配置至少一LED芯片宽度的距离，而在此间隔距离内是配置透光基板的另一表面的LED芯片。在另一实施例中，也可多个LED芯片阵列排列于透光基板的一表面，而两相邻两LED芯片阵列之间，间隔至少一LED芯片阵列的距离，且此间隔距离则对应透光基板另一表面的多个LED芯片阵列。
同样地，图8中透光基板81双面配置LED芯片84的实施例也可以使用图7的实施例，以第二透光板包覆透光基板两侧的LED芯片，以密封保护LED芯片。且第二透光板同样可以涂布荧光层以加强LED芯片的发光效能。其实施方式如图7所示，因此不再赘述。
如图9的实施例所示，为本发明LED灯板的制造方法流程图。如图9的实施例中制造LED灯板的方法首先如步骤S101备置一透光基板，其透光基板上形成有透光区；接着如步骤S103在透光基板上布局图案化导电线路，且图案化导电线路避开透光区，而布局图案化导电线路的步骤可以使用印刷或电镀的方式将导电线路布局到透光基板上，然而本发明尚可使用其它的布局导电线路的方式，不受本实施例描述方式的限制。
接着如步骤S105将LED芯片配置于透光基板上，并使LED芯片对应透光区；再如步骤S107将LED芯片的两电极端耦接于图案化导电线路上，使多个LED芯片形成串联或并联。
再接着如步骤S109在透光基板相对该LED芯片的另一表面涂布荧光粉，形成至少一层的荧光层。而上述荧光层可对应涂布于透光区内。再如步骤S110以一第一透光板包覆密封荧光层。并以一第二透光板包覆透光基板上的LED芯片，以密封该LED芯片。其中第二透光板在面对该LED芯片的内表面亦同样涂布有荧光层。而荧光层可以仅对应涂布于透光区。
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权利要求的保护范围。
Claims (28)
1.一种双面发光的LED灯板结构，其特征在于，包括：
一透光基板，其上形成有至少一透光区；
至少一图案化导电线路，布局于该透光基板上，且该图案化导电线路避开该透光区；以及
至少一LED芯片，对应配置于该透光区内，且该LED芯片的两电极端分别耦接至该图案化导电线路，使该LED芯片发光时能穿过该透光区双面发光。
2.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该透光基板的材质为可透光的玻璃、塑料、树脂、硅胶或陶瓷材料。
3.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该透光基板为可挠性材质的聚乙烯系列的塑料、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羧酸酯或聚酰亚胺。
4.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该透光区呈长条状，且该透光区内配置有多个排成一列的该LED芯片。
5.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该图案化导电线路与该LED芯片配置于该透光基板的其中一表面上。
6.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该图案化导电线路与该LED芯片配置于该透光基板的双面，且相对该透光基板两侧的图案化导电线路与该LED芯片是错开配置。
7.根据权利要求6所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该LED芯片与该图案化导电线路呈条状排列或呈阵列状排列。
8.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该更包括：
至少一荧光层，通过涂布荧光粉于该透光基板相对该LED芯片的另一表面形成所述荧光层。
9.根据权利要求8所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该荧光层对应于该透光区。
10.根据权利要求8所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，更包括：
一第一透光板，包覆密封该荧光层。
11.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，更包括：
一第二透光板，包覆该透光基板上的该LED芯片，以密封该LED芯片。
12.根据权利要求11所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该第二透光板面对该LED芯片的内表面涂布有至少一荧光层。
13.根据权利要求12所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该荧光层仅对应于该透光区的范围。
14.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该LED芯片的两电极端耦接于该图案化导电线路上是利用点焊技术焊接。
15.根据权利要求1所述的双面发光的LED灯板结构，其特征在于，该LED芯片的两电极端耦接于该图案化导电线路上是利用一引线打线耦合。
16.一种LED灯板的制造方法，其特征在于，包括：
备置一透光基板，其上形成至少一透光区；
布局至少一图案化导电线路于该透光基板上，且该图案化导电线路避开该透光区；
配置多个LED芯片于透光基板上，并使该LED芯片的发光部对应该透光区；以及
电性连接该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路，形成电性串联或并联。
17.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，该透光基板的材质为可透光的玻璃、塑料、树脂、硅胶或陶瓷材料。
18.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，该透光基板为可挠性材质的聚乙烯系列的塑料、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羧酸酯或聚酰亚胺。
19.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，该LED芯片为条状排列或阵列状排列于该透光基板上。
20.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，每一该透光区内对应配置至少一该LED芯片。
21.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，备置该透光基板的步骤后，更包括下列步骤：
涂布至少一荧光层于该透光基板相对该LED芯片的另一表面。
22.根据权利要求21所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，该荧光层仅对应涂布于该透光区内。
23.根据权利要求21所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，更包括下列步骤：
以一第一透光板包覆密封该荧光层。
24.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，电性连接该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路的步骤后，更包括下列步骤：
以至少一第二透光板包覆该透光基板上的该LED芯片，以密封该LED芯片。
25.根据权利要求24所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，更包括下列步骤：
涂布有至少一荧光层于该第二透光板面对该LED芯片的内部表面。
26.根据权利要求25所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，该荧光层仅对应涂布于该透光区的范围。
27.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，电性连接该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路的步骤中，该LED芯片的两电极端是焊接于该图案化导电线路上。
28.根据权利要求16所述的LED灯板的制造方法，其特征在于，电性连接该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路的步骤中，是利用一引线打线耦合该LED芯片的两电极端于该图案化导电线路上。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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