CN106486471A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
一种发光装置，包括一绝缘基板、多个发光二极管芯片以及一图案化导电层。绝缘基板具有一上表面。发光二极管芯片配置于绝缘基板上，且位于上表面上。发光二极管芯片的主要发光波长在一特定色光的波长范围内，且至少有两个发光二极管芯片的主要发光波长不同。图案化导电层配置于绝缘基板与发光二极管芯片之间，且与发光二极管芯片电性接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光装置，尤其涉及一种以发光二极管芯片作为光源的发光装置。
背景技术
发光二极管具有诸如寿命长、体积小、高抗震性、低热产生及低功率消耗等优点，因此已被广泛应用于家用及各种设备中的指示器或光源。近年来，发光二极管已朝高功率发展，因此其应用领域已扩展至道路照明、大型户外看板、交通指示灯及相关领域。在未来，发光二极管甚至可能成为兼具省电及环保功能的主要照明光源。
一般来说，当高功率的发光二极管芯片发出高亮度的光线时，会产生大量的热能。倘若热能无法逸散而不断地堆积在发光二极管芯片内，发光二极管芯片的温度会持续地上升。如此一来，发光二极管芯片可能会因为过热而导致亮度衰减及使用寿命缩短，严重者甚至造成永久性的损坏。再者，为了符合各行各业的需求，制造商大多会同时制造不同尺寸、电压、发光波长或是亮度的发光二极管芯片，由于需制作的规格多元，因此容易发生发光二极管芯片库存的问题，进而造成库存成本增加。
发明内容
本发明提供一种发光装置，其利用多个芯片混搭的方式来提供各种波长、电压或是亮度的需求。
本发明提出一种发光装置，其包括一绝缘基板、多个发光二极管芯片以及一图案化导电层。绝缘基板具有一上表面。发光二极管芯片配置于绝缘基板上，且位于上表面上。发光二极管芯片的主要发光波长在一特定色光的波长范围内，且至少有两个发光二极管芯片的主要发光波长不同。图案化导电层配置于绝缘基板与发光二极管芯片之间，且与发光二极管芯片电性接触。
在本发明的一实施例中，上述的至少两个发光二极管芯片的主要发光波长的差值大于等于5纳米。在本发明的一实施例中，上述的发光二极管芯片为蓝光发光二极管芯片，且特定色光为蓝光。
在本发明的一实施例中，上述的主要发光波长的范围为430纳米至490纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的发光二极管芯片为绿光发光二极管芯片，且特定色光为绿光。
在本发明的一实施例中，上述的主要发光波长的范围为490纳米至570纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的发光二极管芯片为红光发光二极管芯片，且特定色光为红光。
在本发明的一实施例中，上述的主要发光波长的范围为610纳米至700纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的图案化导电层与一外部电路电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的图案化导电层包括：内连接线路以及外连接线路。内连接线路对应于该些发光二极管芯片而设置，通过内连接线路使该些发光二极管芯片以串联和/或并联的方式而彼此电性连接。外连接线路设置于内连接线路的外侧，通过外连接线路而电性连接内连接线路与外部电路。
在本发明的一实施例中，上述的发光装置还包括至少一导电连接结构，连接于图案化导电层与外部电路之间。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘基板的比热高于650J/Kg-K。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘基板的热传导系数大于10W/m-K。在本发明的一实施例中，上述的绝缘基板为一透明绝缘基板，其中材质包括玻璃、砷化镓、碳化硅氮化铝、氮化镓或蓝宝石。
在本发明的一实施例中，上述的发光二极管芯片包括覆晶式发光二极管芯片。
在本发明的一实施例中，上述的图案化导电层内埋于绝缘基板的上表面。
在本发明的一实施例中，上述的图案化导电层配置于绝缘基板的上表面上。基于上述，本发明是将相同特定色光且至少两个主要发光波长不同的发光二极管芯片设置于绝缘基板上，即通过亮度高的芯片搭配与亮度低的芯片，来达成具有平均亮度的发光装置，同样地，也可接此技术运用在波长混搭上，通过长发光波长的芯片搭配短发光波长的芯片，来达成具有平均波长的发光装置，藉此来满足客户的各类需求。再者，由于本发明采用绝缘基板来作为发光二极管芯片的承载板，因此可将发光二极管芯片所产生的热传递出来并置纳于绝缘基板中，以降低热能堆积在发光二极管芯片内所衍生的发光效率下降的问题。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A为本发明的一实施例的一种发光装置的立体示意图；
图1B为沿图1A的线I-I的剖面示意图；
图1C为本发明的一实施例的一种发光装置的上视图；
图1D为本发明的另一实施例的一种发光装置的剖面示意图；
图2为本发明的一实施例的一种发光装置的立体示意图；
图3为本发明的一实施例的一种发光装置的立体示意图。
附图标记：
100a、100a’、100b、100c：发光装置；
110：绝缘基板；
112：上表面；
122a、124a、126a、128a：发光二极管芯片；
122b、124b、126b、128b：发光二极管芯片；
122c、124c、126c、128c：发光二极管芯片；
130：导电接点；
140、140’：图案化导电层；
142:内连接线路；
144:外连接线路；
150：导电连接结构；
160：外部电路。
具体实施方式
图1A为本发明的一实施例的一种发光装置的立体示意图。图1B为沿图1A的线I-I的剖面示意图。为了方便说明起见，图1A中省略显示图案化导电层、导电连接结构及外部电路。请同时参考图1A与图1B，在本实施例中，发光装置100a包括一绝缘基板110、多个发光二极管芯片122a、124a、126a、128a(图1A中仅示意地显示4个)以及一图案化导电层140。
详细来说，为了让绝缘基板110来置纳发光过程中发光二极管芯片122a、124a、126a、128a所产生的热能，降低热能堆积在芯片122a、124a、126a、128a而产生的发光效率下降的问题，因此绝缘基板110的比热需高于650J/Kg-K，亦或是通过绝缘基板的热传导系数大于10W/m-K以上，将堆积在芯片122a、124a、126a、128a的热能快速向外传递。再者，为了增加光取出效率，必须避免发光层123b所发出的光线被基板吸收，因此绝缘基板110a为透明的绝缘基板。举例来说，绝缘基板110a可以是玻璃基板、砷化镓基板、氮化镓基板、氮化铝基板、蓝宝石基板、碳化硅基板等，较佳者为蓝宝石基板。发光二极管芯片122a、124a、126a、128a配置于绝缘基板110上，且位于上表面112上，其中发光二极管芯片122a、124a、126a、128a例如是覆晶式发光二极管芯片。图案化导电层140配置于绝缘基板110与发光二极管芯片122a、124a、126a、128a之间，且与发光二极管芯片122a、124a、126a、128a电性接触。更具体来说，图案化导电层140配置于绝缘基板110的上表面112上，且发光二极管芯片122a、124a、126a、128a其通过多个导电接点130与位于绝缘基板110上的图案化导电层140电性连接。请进一步参阅图1C，图1C为本发明的一实施例的一种发光装置的上视图。为了方便说明起见，图1C中省略显示发光二极管芯片、导电连接结构及外部电路。图案化导电层140配置于绝缘基板110的上表面112上，图案化导电层140包括：内连接线路142以及外连接线路144，通过内连接线路142使可使发光二极管芯片彼此以串联和/或并联的形式连接(图1C中仅示意地显示串联形式)，而外连接线路144则设置于内连接线路142的外侧，便于与外部电路作电性连接。特别是，本实施例的发光二极管芯片122a、124a、126a、128a的主要发光波长在一特定色光的波长范围内，且至少有两个发光二极管芯片122a、124a的主要发光波长不同。
更具体来说，本发明的发光二极管芯片122a、124a、126a、128a为蓝光发光二极管芯片，且特定色光为蓝光，其中主要发光波长的范围例如是介于430纳米至490纳米之间。特别是，发光二极管芯片122a与发光二极管芯片124a的主要发光波长的差值大于等于5纳米，例如是发光二极管芯片122a的主要发光波长为450纳米，而发光二极管芯片124a的主要发光波长为470纳米。而发光二极管芯片126a、128a的主要发光波长可与发光二极管芯片122a或发光二极管芯片124a的主要发光波长相同或不同，在此并不加以限定。于此，发光二极管芯片126a、128a的主要发光波长是以不同于发光二极管芯片122a的主要发光波长及发光二极管芯片124a的主要发光波长为例进行说明，其中发光二极管芯片126a、128a的主要发光波长例如是460纳米。
此外，为了增加发光装置100a的应用性，图案化导电层140亦可与一外部电路160电性连接。详细来说，在本实施例中，发光装置100a可还包括至少一导电连接结构150(图1B中示意地显示二条)，其中导电连接结构150连接于图案化导电层140与外部电路160之间。于此，外部电路160例如是一导线架、一线路基板或一印刷电路板。
由于本实施例的发光装置100a是将激发相同蓝色色光且主要发光波长相同与相近的发光二极管芯片122a、124a、126a、128a设置于绝缘基板110上，因此当发光二极管芯片122a、124a、126a、128a所发出的蓝色光彼此混光后，即可得到具有一平均波长为460纳米(即(450+470+460+460)/4＝460)的蓝色光，可使得发光装置100a呈现均匀的亮度表现。如此一来，可有效解决现有发光二极管芯片的库存问题，以降低库存成本。再者，由于本实施例是采用绝缘基板110来作为发光二极管芯片122a、124a、126a、128a的承载板，因此除了可有效将发光二极管芯片122a、124a、126a、128a所产生的热传递至外界，以增加发光装置100a的散热效果外，亦可减少吸光问题，以增加发光装置100a的发光亮度。此外，由于本实施例的发光二极管芯片122a、124a、126a、128a为覆晶式发光二极管芯片，因此相对于现有通过打线方式来电性连接发光二极管芯片与图案化导电层的方式而言，本实施例可有效降低发光装置100a的厚度与体积。
值得一提的是，本发明并不限定图案化导电层140的配置位置，虽然此处所提及的图案化导电层140具体化为配置于绝缘基板110的上表面112上。但于其他实施例中，请参考图1D，图案化导电层140’亦可内埋于绝缘基板110的上表面112，如此一来，可有效降低发光装置100a’的厚度，以符合现今薄型化的趋势。
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图2为本发明的一实施例的一种发光装置的立体示意图。请参考图2，本实施例的发光装置100b与图1A的发光装置100a相似，惟二者主要差异之处在于：发光装置100b的发光二极管芯片122b、124b、126b、128b为绿光发光二极管芯片，且特定色光为绿光，其中主要发光波长的范围大于等于490纳米且小于570纳米。
在本实施例中，发光二极管芯片122b、124b、126b、128b的主要发光波长皆不同于彼此，其中发光二极管芯片122b、124b、126b、128b的主要发光波长依序例如是500纳米、530纳米、550纳米以及570纳米。于此，发光二极管芯片128b最大的主要发光波长(即570纳米)与发光二极管芯片122b最小的主要发光波长(即500纳米)的差值等于70纳米。
由于本实施例的发光装置100b是将激发相同绿色色光且主要发光波长不同的发光二极管芯片122b、124b、126b、128b设置于绝缘基板110上，因此当发光二极管芯片122b、124b、126b、128b所发出的绿色光彼此混光后，即可得到具有一平均波长约为537.5纳米(即(500+530+550+570)/4＝537.5)的绿色光，可使得发光装置100b呈现均匀的亮度表现。如此一来，可有效利用主要发光波长差值甚大(例如是70纳米)的发光二极管芯片122b、128b，以解决现有发光二极管芯片的库存问题，可降低库存成本。
图3为本发明的一实施例的一种发光装置的立体示意图。请参考图3，本实施例的发光装置100c与图1A的发光装置100a相似，惟二者主要差异之处在于：发光装置100c的发光二极管芯片122c、124c、126c、128c为红光发光二极管芯片，且特定色光为红光，其中主要发光波长的范围大于等于610纳米且小于700纳米。
在本实施例中，发光二极管芯片122c、124c、126c、128c的主要发光波长皆不同于彼此，其中发光二极管芯片122c、124c、126c、128c的主要发光波长依序例如是641纳米、643纳米、645纳米以及647纳米。于此，发光二极管芯片128c最大的主要发光波长(即647纳米)与发光二极管芯片122c最小的主要发光波长(即641纳米)的差值等于6纳米。
由于本实施例的发光装置100c是将激发相同红色色光且主要发光波长相近的发光二极管芯片122c、124c、126c、128c设置于绝缘基板110上，因此当发光二极管芯片122c、124c、126c、128c所发出的红色光彼此混光后，即可得到具有一平均波长约为644纳米(即(641+643+645+647)/4＝644)的红色光，可使得发光装置100c呈现均匀的亮度表现。如此一来，可有效利用主要发光波长相近的发光二极管芯片122c、124c、126c、128c，以解决现有发光二极管芯片的库存问题，可降低库存成本。
此外，于其他未显示的实施例中，本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，依据实际需求，而参考前述搭配方式，以达到所需的技术效果。
综上所述，本发明是将激发相同特定色光且至少两个主要发光波长不同的发光二极管芯片设置于绝缘基板上，即通过亮度高的芯片搭配与亮度低的芯片，来达成具有平均亮度的发光装置，藉此来满足客户的各式波长的需求，同时也减少发光二极管芯片的库存问题，以有效降低库存成本。再者，由于本发明是采用透明绝缘基板来作为发光二极管芯片的承载板，因此除了可有效将发光二极管芯片所产生的热传递至芯片外界，以增加发光装置的散热效果外，亦可减少吸光问题，以增加发光装置的发光亮度。此外，本发明是采用覆晶式发光二极管芯片来作为发光光源，因此本发明的发光装置可具有较薄的厚度与体积。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种发光装置，包括：
一绝缘基板；
多个发光二极管芯片，配置于所述绝缘基板上，其中所述多个发光二极管芯片的主要发光波长属于同一色光且其平均值为WA，所述多个发光二极管芯片中的主要发光波长最大者或最小者与平均值WA具有一差值WD，其中WD不大于10纳米；以及
一图案化导电层，配置于所述绝缘基板与所述多个发光二极管芯片之间，且与所述多个发光二极管芯片电性接触。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述差值WD不大于等于3纳米。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述色光为蓝光或红光。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述图案化导电层包括：
一内连接线路，对应于所述多个发光二极管芯片而设置，通过所述内连接线路使所述多个发光二极管芯片彼此电性连接；以及
一外连接线路，设置于所述内连接线路的外侧。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述绝缘基板的比热高于650J/Kg-K或热传导系数大于10W/m-K。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述绝缘基板包括蓝宝的成分。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述多个发光二极管芯片包括覆晶式发光二极管芯片。
8.一种发光装置，包括：
一绝缘基板，其中所述绝缘基板的热传导系数大于10W/m-K；
多个覆晶式发光二极管芯片，配置于所述绝缘基板上，其中所述多个覆晶式发光二极管芯片的主要发光波长属于同一色光且其平均值为WA，所述多个覆晶式发光二极管芯片中的主要发光波长最大者或最小者与平均值WA具有一差值WD，其中WD不大于10纳米；以及
一图案化导电层，配置于所述绝缘基板与所述多个覆晶式发光二极管芯片之间，且与所述多个覆晶式发光二极管芯片电性接触。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其中所述差值WD不大于等于3纳米。
10.根据权利要求8所述的发光装置，其中所述色光为蓝光或红光。
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