CN115394899A - 一种led光源及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种LED光源及其制备方法，LED光源包括：陶瓷基板；设置在陶瓷基板的上表面、呈预设形状的发光区域；发光区域可以包括多个相连的LED芯片；设置在发光区域的上表面的荧光粉胶层；设置在陶瓷基板的上表面、与LED芯片相连的线路；设置在陶瓷基板的下表面、与线路相连的电极。本申请公开的技术方案，利用陶瓷基板、设置在陶瓷基板上表面并呈预设形状且包含多个相连的LED芯片的发光区域、设置在陶瓷基板上表面的荧光粉胶层、设置在陶瓷基板下表面且与陶瓷基板上表面所设置的线路相连的电极构成LED光源。由于陶瓷基板、LED芯片耐热性高，陶瓷基板上打样成本比较低，因此，可实现光源的高功率，并可降低光源成本。

Description

一种LED光源及其制备方法

技术领域

本申请涉及光源技术领域，更具体地说，涉及一种LED光源及其制备方法。

背景技术

光源技术的推陈出新迎来了汽车照明的日新月异。驾驶者开始追求更安全、更舒适、更时尚的驾驶体验。

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)作为一种新型的光源技术，在视觉上满足了消费者的喜爱和追求，例如汽车尾灯配置的红光OLED灯片、转向灯配置的OLDE灯片以及汽车内饰导入的白光OLED照明屏体等。OLED虽具有亮度纯正，可以实现高分辨率显示等优点，但由于其采用有机材料制备而成，因此，耐热性比较差，无法实现高功率，在实现高功率时会可能会因耐热性差而出现死灯等情况，且制备OLED时的开模费用比较差，一般在几十万左右，因此，导致OLED光源的制备成本比较高。

综上所述，如何降低光源成本，并实现光源的高功率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种LED光源及其制备方法，用于降低光源成本，并实现光源的高功率。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种LED光源，包括：

陶瓷基板；

设置在所述陶瓷基板的上表面、呈预设形状的发光区域；所述发光区域包括多个相连的LED芯片；

设置在所述发光区域的上表面的荧光粉胶层；

设置在所述陶瓷基板的上表面、与所述LED芯片相连的线路；

设置在所述陶瓷基板的下表面、与所述线路相连的电极。

优选的，所述LED芯片为共晶LED芯片。

优选的，所述共晶LED芯片为共晶LED倒装芯片。

优选的，所述陶瓷基板的下表面设置有散热区域。

优选的，所述散热区域中设置有金属层。

优选的，所述陶瓷基板上设置有通孔，所述通孔中填充有导电材料，所述线路通过所述通孔内的所述导电材料与所述电极相连。

优选的，所述LED芯片为蓝光LED芯片，所述荧光粉胶层中的荧光粉为红色荧光粉或黄色荧光粉。

优选的，还包括设置在所述荧光粉胶层表面的透明保护层。

优选的，所述陶瓷基板为氧化铝陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板。

一种LED光源的制备方法，用于制备如上述任一项所述的LED光源，包括：

在陶瓷基板上设置LED光源的排列方式，按照所述排列方式在所述陶瓷基板的上表面设置各所述LED光源对应的线路，在所述陶瓷基板的下表面设置与各所述LED光源对应且与所述陶瓷基板上表面设置的对应线路相连的电极；

按照所述排列方式在所述陶瓷基板上表面设置LED芯片，以形成与所述排列方式对应的拼版结构；所述拼版结构包括多个呈预设形状的发光区域，每个所述发光区域包括多个相连的LED芯片，且所述发光区域中的LED芯片与对应的线路相连；

利用围坝胶对所述拼版结构进行围坝，在所述围坝胶围成的区域内点荧光粉胶并进行固化，以形成荧光粉胶层；

按照所述发光区域对所述陶瓷基板进行切割，以得到多个所述LED光源。

本申请提供了一种LED光源及其制备方法，其中，LED光源包括：陶瓷基板；设置在陶瓷基板的上表面、呈预设形状的发光区域；发光区域可以包括多个相连的LED芯片；设置在发光区域的上表面的荧光粉胶层；设置在陶瓷基板的上表面、与LED芯片相连的线路；设置在陶瓷基板的下表面、与线路相连的电极。

本申请公开的上述技术方案，利用陶瓷基板、设置在陶瓷基板上表面并呈预设形状且包含多个相连的LED芯片的发光区域、设置在陶瓷基板上表面的荧光粉胶层、设置在陶瓷基板下表面且与陶瓷基板上表面所设置的线路相连的电极构成LED光源，以代替OLED光源。由于陶瓷基板、LED芯片等均为无机材料，耐热性比较高，因此，可以实现光源的高功率，并保证光源在高功率下的可靠性。而且在陶瓷基板上进行线路设置、在陶瓷基板上将LED芯片排布成预设形状的成本比OLED开模成本低的多，因此，采用陶瓷基板、LED芯片形成LED光源的成本比较低。另外，本申请通过在LED光源中设置多个相连的LED芯片来实现面发光，并提高发光的均匀性；而且本申请将LED光源中的发光区域设置成预设形状，以满足用户对于光源形状的需求，提高用户体验度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的LED光源的截面示意图；

图2为本申请实施例提供的一种LED光源正面的线路示意图；

图3为图2中的LED光源的背面示意图；

图4为图2中的LED光源中LED芯片的排布示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种LED光源正面的线路示意图；

图6为图5中的LED光源的背面示意图；

图7为图5中的LED光源中LED芯片的排布示意图；

图8为本申请实施例提供的LED光源中的荧光粉胶层的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种LED光源的制备方法的流程图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种LED光源及其制备方法，用于降低光源成本，并实现光源的高功率。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1至图8，其中，图1示出了本申请实施例提供的LED光源的截面示意图，图2示出了本申请实施例提供的一种LED光源正面的线路示意图，图3示出了图2中的LED光源的背面示意图，图4示出了图2中的LED光源中LED芯片的排布示意图，图5示出了本申请实施例提供的另一种LED光源正面的线路示意图，图6示出了图5中的LED光源的背面示意图，图7示出了图5中的LED光源中LED芯片的排布示意图，图8示出了本申请实施例提供的LED光源中的荧光粉胶层的示意图。本申请实施例提供的一种LED光源，可以包括：

陶瓷基板1；

设置在陶瓷基板1的上表面、呈预设形状的发光区域2；发光区域2可以包括多个相连的LED芯片3；

设置在发光区域2的上表面的荧光粉胶层4；

设置在陶瓷基板1的上表面、与LED芯片3相连的线路5；

设置在陶瓷基板1的下表面、与线路5相连的电极6。

本申请所提供的LED(Light Emitting Diode，半导体发光二极管)光源可以包括陶瓷基板1、设置在陶瓷基板1上表面且呈预设形状的发光区域2、设置在陶瓷基板1的上表面的线路5(具体可以为铜线路等)、设置在发光区域2的上表面的荧光粉胶层4、设置在陶瓷基板1下表面且与陶瓷基板1的上表面的线路5相连的电极6(电极6所采用的材料与线路5所采用的材料可以相同)，且电极6具体包括正电极和负电极。其中，该LED光源为一个独立的发光光源，后续用户可以根据自身使用需求而对LED光源进行排列组合，如将多个LED光源排列组合成各种表情、英文单词等(各LED光源单独控制)，以满足用户自身使用需求。

陶瓷基板1具有良好的耐热性和导热性，因此，将陶瓷基板1应用在LED光源中可以便于提高LED光源的耐热性和高功率，提高LED光源的可靠性。

LED光源所包括的发光区域2所呈现的预设形状具体是根据用户需求进行设定的，例如可以为三角形、平行四边形、正方形、菱形等。LED光源所包括的发光区域2内包含有多个相连的LED芯片3(这些LED芯片3具体可以利用铜线路或者其他导电线路进行连接)，这些LED芯片3采用串并联的方式进行连接，以使得电压满足用户需求，例如以单个LED芯片3的电压为3V，客户需要单个LED光源的电压为9V为例，则可以串联3个LED芯片3。同时为了提高LED光源发光的均匀性和亮度，实现面发光，则可以在LED光源中设置尽可能多的LED芯片3，例如可以设置10组相互并联的LED芯片3组(每一个LED芯片组包含3个串联的LED芯片3)，即在此种情况下，LED发光区域2中可以包含30个相连的LED芯片3，当然，也可以根据实际需要而设置其他组数的LED芯片组，具体所包含的LED芯片组的组数可以根据陶瓷基板1的尺寸、预设形状进行设定。也即是说，发光区域2中所包含的LED芯片3的个数可以根据用户需要的LED光源的电压、单个LED芯片3的电压而进行设置，且LED芯片3的个数可以尽可能地多，具体而言，用U1表示用户需要的LED光源的电压、U2表示单个LED芯片3的电压，则发光区域2中的一组LED芯片组可以包含有

个LED芯片3，其中，

表示取比自己大的最小整数，在一组LED芯片组中，这些LED芯片3相互串联，且具体可以包含N(正整数)组LED芯片组，N的大小可以根据陶瓷基板1的尺寸、预设形状进行设定，这N组LED芯片组相互并联。通过在发光区域2内设置多个相连的LED芯片3实现LED光源的面发光，并提高发光的均匀性和亮度，且实现LED光源的高功率。

另外，发光区域2内的LED芯片3还与陶瓷基板1上表面所设置的线路5相连，且陶瓷基板1上表面上所设置的线路还与陶瓷基板1下表面的正电极和负电极相连，以便于后续电极6可以和PCB板(Printed Circuit Board，印刷电路板)上的焊盘焊接在一起，从而通过PCB板实现对LED光源中LED芯片3的控制，且便于在对多个LED光源进行排列组合时通过PCB板实现对各LED光源的单独控制。

荧光粉胶层4的设置使得LED光源可以发出其他颜色的光(具体指的是不同于LED芯片3所发出的光)，从而满足用户对于光源发光色的需求。而且，荧光粉胶层4具体可以是由荧光粉和硅胶的混合体所形成的，以提高LED光源发光的可靠性和稳定性。

在本申请中，可以一次性制备多个LED光源，其中，LED光源的制备方式具体可以为：

1)在预设尺寸的陶瓷基板(这里提及的预设尺寸具体可以是陶瓷基板厂商所能提供的一个陶瓷基板的尺寸)上根据LED光源所包含的发光区域的尺寸、LED光源的尺寸(LED光源的尺寸具体可以由用户进行提供)设计多个LED光源的排列方式，也即在尺寸比较大的陶瓷基板上具体设置LED光源呈多少行、多少列排列；

2)按照1)中设计的排列方式在陶瓷基板上表面设置每个LED光源对应的线路(具体可以通过溅射、电镀等方式设置各LED光源对应的线路)，并可以采用溅射、电镀等方式在陶瓷基板的下表面设置与各LED光源对应且与陶瓷基板上表面所设置的相应线路相连接的电极(具体包括正电极和负电极)；

3)按照1)中设计的排列方式在陶瓷基板上表面设置各LED光源对应的LED芯片，以使得所有LED光源对应的LED芯片一起构成与排列方式对应的拼版结构；其中，在拼版结构中包含分别与各LED光源对应且呈预设形状的发光区域，也即每个LED光源均对应一个呈预设形状的发光区域；

4)利用围坝机，采用围坝胶对拼版结构进行围坝，以形成大的发光区域；

5)在围坝胶围成的区域内(也即4)中提及的大的发光区域内)点上荧光粉与硅胶的混合体(也即荧光粉胶)，并对所点的荧光粉胶进行固化，以形成荧光粉胶层；

6)按照预设形状的发光区域对陶瓷基板进行切割，从而得到多个独立的LED光源。

通过上述方式可以一次性制备多个LED光源，从而提高LED光源制备的便捷性和效率。

由于陶瓷基板1、LED芯片3等耐热性均比采用有机材料的OLED光源高，且陶瓷基板1具有良好的散热性，因此，本申请采用陶瓷基板1、LED芯片3可以实现LED光源的高功率，并可以减少LED光源在高功率下工作时的死灯等情况，提高LED光源的可靠性。另外，在陶瓷基板1上进行排列方式的确定、线路5设计、预设形状的设计的成本比OLED开模成本低的多(OLED的开模成本为数十万元，而在陶瓷基板1上打样的成本为数千元)，因此，本申请可以降低光源的制备成本，且本申请的LED光源可以进行不同的排列组合，以形成不同的外形结构，从而提高最终使用的灵活性，并提高用户体验度。

需要说明的是，本申请所提供的LED光源不限定应用在汽车领域，当然，也可以应用在其他照明领域。

本申请公开的上述技术方案，利用陶瓷基板、设置在陶瓷基板上表面并呈预设形状且包含多个相连的LED芯片的发光区域、设置在陶瓷基板上表面的荧光粉胶层、设置在陶瓷基板下表面且与陶瓷基板上表面所设置的线路相连的电极构成LED光源，以代替OLED光源。由于陶瓷基板、LED芯片等均为无机材料，耐热性比较高，因此，可以实现光源的高功率，并保证光源在高功率下的可靠性。而且在陶瓷基板上进行线路设置、在陶瓷基板上将LED芯片排布成预设形状的成本比OLED开模成本低的多，因此，采用陶瓷基板、LED芯片形成LED光源的成本比较低。另外，本申请通过在LED光源中设置多个相连的LED芯片来实现面发光，并提高发光的均匀性；而且本申请将LED光源中的发光区域设置成预设形状，以满足用户对于光源形状的需求，提高用户体验度。

本申请实施例提供的一种LED光源，LED芯片3为共晶LED芯片。

本申请所提供的LED光源中的LED芯片3具体可以为共晶LED芯片，即LED芯片3可以通过共晶工艺(具体可以采用热超声共晶、直接共晶、助焊剂共晶中的任一种工艺进行共晶)固定在陶瓷基板1上，以便于实现LED光源的高功率，且便于提高LED光源的可靠性。

本申请实施例提供的一种LED光源，共晶LED芯片为共晶LED倒装芯片。

在本申请中，共晶LED芯片具体可以为共晶LED倒装芯片，该芯片的正电极和负电极均位于共晶LED倒装芯片的底部，因此，可以直接采用共晶工艺设置在陶瓷基板1上，无需先利用额外的线缆进行连接之后才进行共晶工艺，以提高LED光源器件的制备效率，并提高LED光源的耐热性，从而实现高功率LED光源的可靠性和稳定性。

本申请实施例提供的一种LED光源，陶瓷基板1的下表面设置有散热区域7。

在本申请中，还可以在陶瓷基板1的下表面设置散热区域7，其中，该散热区域7并不与陶瓷基板1下表面所设置的电极6相连，也即散热区域7位于陶瓷基板1的下表面且为一个孤立的区域。

在LED光源工作时，利用所设置的散热区域7进行散热，以减少热量对LED光源的影响，从而提高LED光源工作的稳定性和可靠性。

本申请实施例提供的一种LED光源，散热区域7中设置有金属层。

在本申请中，具体可以在陶瓷基板1下表面所设置的散热区域7中设置金属层，且金属层所采用的材料和线路5所采用的材料、电极6所采用材料相同，例如均可以为铜等，也即在陶瓷基板1的下表面设置电极6时，可以同时设置金属层(例如可以对陶瓷基板1的整个下表面进行电镀，然后，可以对不需要的区域进行刻蚀，而保留陶瓷基板1下表面的电极6和金属层)，且金属层与电极6并不连接，也即金属层为一个孤立的区域，以利用金属层进行散热。

当然，也可以直接利用陶瓷基板1下表面除设置电极6外的位置作为散热区域7，也即散热区域7具体可以由裸露的陶瓷基板1形成，以直接利用陶瓷基板1进行散热，从而既保证散热，又降低LED光源的复杂度和成本。

本申请实施例提供的一种LED光源，陶瓷基板1上设置有通孔，通孔中填充有导电材料，线路5通过通孔内的导电材料与电极6相连。

在本申请中，陶瓷基板1上可以设置有通孔，该通孔内可以填充有导电材料(例如铜等)，且该导电材料具体可以和电极6所用材料相同。具体地，通孔内所填充的导电材料和陶瓷基板1下表面所设置的电极6可以一起制备，以降低LED光源的制备复杂度，提高LED光源的制备效率。

陶瓷基板1上表面所设置的线路5具体可以通过陶瓷基板1上所设置的通孔内填充的导电材料与陶瓷基板1下表面所设置电极6相连，以降低线路5与电极6连接的复杂度，且便于LED光源之间可以较为紧密地排列在一起。

本申请实施例提供的一种LED光源，LED芯片3可以为蓝光LED芯片，荧光粉胶层4中的荧光粉可以为红色荧光粉或黄色荧光粉。

在本申请中，LED光源所包含的LED芯片3具体可以为蓝光LED芯片，荧光粉胶层4中的荧光粉可以为红色荧光粉，以实现白转红，也即使得LED光源可以发出红光，或者荧光粉胶层4中的荧光粉可以为黄色荧光粉，以实现白转黄，也即使得LED光源可以发出黄光，从而提高LED光源发光色的多样性，并满足用户对于光源发光色的需求。

当然，LED芯片3也可以为其他色LED芯片，荧光粉胶层4中的荧光粉也可以为其他颜色的荧光粉，具体可以根据用户需求进行设置，本申请对此不做限定。

本申请实施例提供的一种LED光源，还可以包括设置在荧光粉胶层4表面的透明保护层。

在本申请中，还可以在荧光粉胶层4的上表面设置透明保护层，以利用透明保护层对荧光粉胶层4进行保护，提高LED光源的可靠性和稳定性，并降低对LED光源发光色的影响。

其中，具体可以利用透明硅胶层作为透明保护层，以实现对荧光粉胶层4的保护。

本申请实施例提供的一种LED光源，陶瓷基板1为氧化铝陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板。

在本申请中，具体可以利用氧化铝陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板作为LED光源中的陶瓷基板1，以提高耐热性，从而便于实现LED光源的高功率，且提高散热性，以提高LED光源的稳定性和可靠性。

本申请实施例还提供了一种LED光源的制备方法，参见图9，其示出了本申请实施例提供的一种LED光源的制备方法的流程图，该LED光源制备方法用于制备上述任一种LED光源，可以包括：

S91：在陶瓷基板上设置LED光源的排列方式，按照排列方式在陶瓷基板的上表面设置各LED光源对应的线路，在陶瓷基板的下表面设置与各LED光源对应且与陶瓷基板上表面设置的对应线路相连的电极；

S92：按照排列方式在陶瓷基板上表面设置LED芯片，以形成与排列方式对应的拼版结构；拼版结构可以包括多个呈预设形状的发光区域，每个发光区域可以包括多个相连的LED芯片，且发光区域中的LED芯片与对应的线路相连；

S93：利用围坝胶对拼版结构进行围坝，在围坝胶围成的区域内点荧光粉胶并进行固化，以形成荧光粉胶层；

S94：按照发光区域对陶瓷基板进行切割，以得到多个LED光源。

本申请提供的一种LED光源的制备方法中相关部分的说明可以参见本申请实施例提供的一种LED光源中对应部分的详细说明，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种LED光源，其特征在于，包括：

陶瓷基板；

设置在所述陶瓷基板的上表面、呈预设形状的发光区域；所述发光区域包括多个相连的LED芯片；

设置在所述发光区域的上表面的荧光粉胶层；

设置在所述陶瓷基板的上表面、与所述LED芯片相连的线路；

设置在所述陶瓷基板的下表面、与所述线路相连的电极。

2.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述LED芯片为共晶LED芯片。

3.根据权利要求2所述的LED光源，其特征在于，所述共晶LED芯片为共晶LED倒装芯片。

4.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述陶瓷基板的下表面设置有散热区域。

5.根据权利要求4所述的LED光源，其特征在于，所述散热区域中设置有金属层。

6.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述陶瓷基板上设置有通孔，所述通孔中填充有导电材料，所述线路通过所述通孔内的所述导电材料与所述电极相连。

7.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述LED芯片为蓝光LED芯片，所述荧光粉胶层中的荧光粉为红色荧光粉或黄色荧光粉。

8.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，还包括设置在所述荧光粉胶层表面的透明保护层。

9.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述陶瓷基板为氧化铝陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板。

10.一种LED光源的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至9任一项所述的LED光源，包括：

在陶瓷基板上设置LED光源的排列方式，按照所述排列方式在所述陶瓷基板的上表面设置各所述LED光源对应的线路，在所述陶瓷基板的下表面设置与各所述LED光源对应且与所述陶瓷基板上表面设置的对应线路相连的电极；

按照所述排列方式在所述陶瓷基板上表面设置LED芯片，以形成与所述排列方式对应的拼版结构；所述拼版结构包括多个呈预设形状的发光区域，每个所述发光区域包括多个相连的LED芯片，且所述发光区域中的LED芯片与对应的线路相连；

利用围坝胶对所述拼版结构进行围坝，在所述围坝胶围成的区域内点荧光粉胶并进行固化，以形成荧光粉胶层；

按照所述发光区域对所述陶瓷基板进行切割，以得到多个所述LED光源。

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