CN117239043B - 一种发光器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发光器件及其制备方法，发光器件包括基体以及叠设在基体上的发光芯片组件，基体包括陶瓷基底以及若干依次交替叠设在陶瓷基底上的导热介质层和电路层，基体顶部设有导电框，底部设有两极性相反的第一电极块和第二电极块，导电框外围设有围坝，导电框内侧壁上设有导电凸起，发光芯片组件包括红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片以及白光芯片，发光芯片组件各发光芯片的两电极分别通过穿设在基体内的两导电柱与基体底部的两电极块电性连接，发光芯片组件上设有封装层，封装层的高度不低于围坝的高度。本发明提供的发光器件可以有效的简化发光器件的尺寸、提高发光器件整体的发光效果和导热效率。

Description

一种发光器件及其制备方法

技术领域

本发明属于LED显示技术领域，具体涉及一种发光器件及其制备方法。

背景技术

LED 即发光二极管，是一种固体半导体发光器件。因其环保节能，而且还能大大满足照明效果和需求的优势，得到迅猛的发展。被广泛应用与装饰照明、演示舞台等领域。目前，LED发光器件主要为集成式灯珠，通过打金线的方式将垂直彩光原色芯片与基板两者进行电性连通，随着大众需求的增加，对产品的功率、散热的要求越来越高。

常规的集成灯珠主要通过打金线的方式或围坝的方式将原色芯片与基板两者进行电性连通，键合金线使用过程中脱落、损坏，造成芯片发光异常，现有的键合线连接结构复杂使得发光器件尺寸较大，不利于发光器件的小型化发展；目前的围坝多采用垂直式，芯片的聚光性能不佳，影响整体的发光效果；另一方面，常规的集成灯珠多采用使用的是BT或AlN材质作为导热层，散热效果不佳，限制了产品的扩展使用。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种发光器件及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明一方面提供一种发光器件，包括基体以及叠设在所述基体上的发光芯片组件，所述基体包括陶瓷基底以及若干依次交替叠设在所述陶瓷基底上的导热介质层和电路层，所述基体上远离所述陶瓷基底一端的电路层上设有导电框，所述导电框外围设有围坝，所述围坝内形成空腔，所述导电框内侧壁上设有导电凸起，所述导电凸起上设有第一导电孔，所述发光芯片组件设于所述空腔内，所述发光芯片组件包括红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片以及白光芯片，所述导电框中间设有与其间隔的导电块，所述导电块上设有第二导电孔，所述陶瓷基底的底部设有极性相反的第一电极块和第二电极块，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第一电极均与所述导电凸起电性连接，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第二电极均与所述导电块电性连接，所述导电凸起通过依次穿过所述第一导电孔、所述基体的第一导电柱，与所述第一电极块连接，所述导电块通过依次穿过所述第二导电孔、所述基体的第二导电柱，与所述第二电极块连接，所述发光芯片组件上设有封装层，所述封装层的高度不低于所述围坝的高度；

其中，所述围坝靠近所述发光芯片组件的一端的宽度小于所述围坝远离所述发光芯片组件的一端的宽度，以使得所述空腔远离所述发光芯片组件的一端的尺寸小于其靠近所述发光芯片组件的一端的尺寸。

优选地，所述空腔的侧壁上设有反射胶。

优选地，所述反射胶由至少包括二氧化钛粉末、钛粉、树脂组成的混合物制成。

优选地，所述第一电极与所述导电凸起之间以及所述第二电极与所述导电块之间均通过固晶胶电性连接。

优选地，所述封装层采用环氧树脂、苯并环丁烯树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种制成。

优选地，所述导热介质层由TCG导热绝缘凝胶制成。

优选地，所述导电框为方形框，所述导电凸起为四个，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片成两行两列的排布，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第一电极分别与对应的所述导电凸起电性连接。

优选地，四个所述导电凸起两个一组，两组所述导电凸起对称设于所述导电框相对的两内侧壁上，所述第一导电孔设于同一内侧壁上的两所述导电凸起之间。

本发明的有益效果是：本申请提供的发光器件，包括红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片，各发光芯片的正负电极分别通过固晶胶与间隔设置的导电框和导电块连接，导电框和导电块通过分别通过穿过基体的第一导电柱和第二导电柱与正负电极连接，导电柱设于基体内，连接可靠、减少了发光器件整体的结构；通过导电框和导电块合理的结构设计实现各个芯片之间的导通，无需另外布线，简化了导通电路的整体结构；再进一步的，在导电框的外侧围设有围坝，围坝内的空腔为“上小下大”的结构，在空腔内的侧壁上还喷涂有反射胶层，防止光线分散，提高发光器件整体的聚光性，进而提高整体的发光亮度；在进一步的，基体包括高导热陶瓷基底以及依次交替叠设在陶瓷基底上的导热介质层和电路层，导热介质层可以采用TCG导热绝缘凝胶导热层，通过陶瓷交替叠设在陶瓷基底上的导热介质层及时的将发光器件产生的热量导出，提高发光器件的使用寿命。

本发明另一方面提供一种发光器件的制备方法，用于制备上述发光器件，包括：

选取基体，其中，所述基体包括陶瓷基底以及若干依次交替叠设在所述陶瓷基底上的导热介质层和电路层，所述基体上远离所述陶瓷基底一端的电路层上设有导电框，所述导电框内侧壁上设有导电凸起，所述陶瓷基底的底部设有极性相反的第一电极块和第二电极块，所述基体内穿设有第一导电柱和第二导电柱，所述第一导电柱的两端分别与所述第一电极块和所述导电凸起连通，所述第二导电柱的两端分别与所述第二电极块和所述导电块连通；

通过固晶胶将红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片固定在所述导电凸起和所述导电块上，其中，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第一电极均与所述导电凸起电性连接，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第二电极均与所述导电块电性连接；

制备围坝，将所述围坝粘接在所述导电框的外侧，并在所述围坝形成的空腔内填入封装材料，将所述封装材料固化后，形成所述封装层。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的发光器件爆炸结构示意图；

图2为图1中基体的断面结构示意图；

图3为图1中导电框和导电块结构示意图；

图4为图1中各发光芯片连接的结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的发光器件断面结构示意图。

主要元件符号说明：

10、基体；11、陶瓷基底；12、导热介质层；13、电路层；14、导电框；141、导电凸起；142、第一导电孔；15、围坝；16、第一电极块；17、第二电极块；18、第一导电柱；19、第二导电柱；20、发光芯片组件；21、红光芯片；22、蓝光芯片；23、绿光芯片；24、白光芯片；25、导电块；251、第二导电孔；30、封装层。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例提供的一种发光器件，包括基体10以及叠设在基体10上的发光芯片组件20，基体10包括陶瓷基底11以及若干依次交替叠设在陶瓷基底上的导热介质层12和电路层13，陶瓷基底11为高导热陶瓷基板，基体10上远离陶瓷基底11一端的电路层上设有导电框14，可选的，在本实施例中，导电框14位于基体10的顶部，导电框14可以视为最上层电路层13的一部分，导电框14外围设有围坝15，围坝15内形成空腔，导电框14内侧壁上设有导电凸起141，导电凸起141与导电框14连接，导电凸起141上设有第一导电孔142，发光芯片组件20设于空腔内，发光芯片组件20为RGBW发光组件，包括红光芯片21、蓝光芯片22、绿光芯片23以及白光芯片24，RGBW发光技术在红（R）绿（G）蓝（B）三原色的基础上增加了白色（W）色子像素，形成四色型发光组件，提升了液晶面板的透光率，在显示相同亮度的画面时，其耗电量更低；而相同功耗的情况下，亮度大幅提高，这使得画面层次更加分明，画面更通透。

可选的，导电框14中间设有与其间隔的导电块25，导电块25与导电框14不相连，导电框14和导电块25中涉及到的导电基材可采具有导电性能的金属材料，例如铜、铝、铁、银等材料或由合金材料。导电框14和导电块25可通过现有技术中的图形化电镀蚀刻上层导电基材来实现，此处不再赘述；导电块25上设有第二导电孔251，导电凸起141与导电块25的电极属性相反，陶瓷基底11的底部设有极性相反的第一电极块16和第二电极块17，第一电极块16和第二电极块17间隔设置，例如可以通过绝缘材料或空隙间隔开；可选的，在本实施例中，第一电极块16为正极，第二电极块17为负极，红光芯片21、蓝光芯片22、绿光芯片23和白光芯片24的底部均设有间隔的第一电极和第二电极；各芯片的第一电极均与导电凸起141电性连接，红光芯片21、蓝光芯片22、绿光芯片23和白光芯片24的第二电极均与导电块25电性连接。可选的，导电框14设于围坝15形成的空腔边缘，导电块25为一整块导电基材，设于空腔的中间位置，第二导电孔251设于导电块25的中间位置。

可选的，导电框14的形状以及导电凸起141的数量可根据发光芯片组件中芯片的具体数量要求来设置，例如本实施例中，采用方形的导电框14，导电凸起141设置为四个，四个导电凸起141两个一组，两组导电凸起分别设置在导电框两相对的侧壁上，如图3所示，四个导电凸起141分别设置在导电框14的上下两侧壁上，红光芯片21、蓝光芯片22、绿光芯片23和白光芯片24成两行两列的排布，可选的，红光芯片21和蓝光芯片22的第一电极分别与上侧壁的两导电凸起电性连接，绿光芯片23和白光芯片24的第一电极分别与下侧壁的两导电凸起电性连接，可选的，第一导电孔142设于下侧壁的两导电凸起之间。

应当理解的是，该导电框14的形状不限于方形，且导电凸起141的数量也不限于4个，在一些实施例中，该导电框14可以为八边形、圆形等；相应的导电凸起141可以根据发光芯片组件20中各发光芯片的数量进行相应设置，例如在一些实施例中，发光芯片组件20包括两组红光芯片21、蓝光芯片22、绿光芯片23和白光芯片24的组合，导电凸起141则可以设置为八个，依次类推，根据发光芯片的不同进行相应设置。在本实施例中，导电框14以及与其相连的多个导电凸起141形成第一导电区，间隔设置的导电块25形成第二导电区，第一导电区和第二导电区的极性相反。

导电凸起141通过依次穿过第一导电孔142、基体10的第一导电柱18，与第一电极块16电性连接；也即，各个发光芯片的第一电极通过第一导电柱18与陶瓷基底11下方的第一电极块16电性相连，第一电极块16可以为正极，各个发光芯片的正极通过导电凸起和导电框形成通路，并通过第一导电柱18与下方的正极电极块连通。导电块25通过依次穿过第二导电孔251、基体10的第二导电柱19，与第二电极块17电性连接，各个发光芯片的第二电极通过第二导电柱19与陶瓷基底11基体下方的第二电极块17电性相连，第二电极块17可以为负极，各个发光芯片的负极通过导电块形成通路，并通过第二导电柱19与基体下方的负极电极块连通。从而使得整体电路导通。

在发光芯片组件20上设有封装层30，封装层30的高度不低于围坝的高度，可以理解的是，封装层30填充于围坝15形成的空腔内，通过封装层30将发光器件形成一个完成的封装体，有效的对空腔内的发光芯片提供保护，封装层30的上表面的高度一致，可以保证封装品质，具体在封装时，将介电材料填满腔体之内的空间后固化，使其并高于围坝或与围坝平齐；可选的，可以通过层压工艺使得封装层表面平整，在层压过程中，围坝顶部能够有效承接压力，降低易损器件受压破损失效的可能，封装层30的上表面的高度一致，减少因高度落差起伏导致的封装异常。

可选的，围坝15靠近发光芯片组件20的一端的宽度小于围坝15远离发光芯片组件20的一端的宽度，在本实施例中，围坝15底部的宽度小于其顶部的宽度，以使得空腔远离发光芯片组件的一端尺寸小于其靠近发光芯片组件一端的尺寸，也即围坝内的空腔为上小下大的结构，可有效的减少光线的发散，提高发光器件的聚光效果，进一步的， 在空腔的内侧壁上喷涂有反射胶，填充后形成光滑的反光曲面，以在光线照射在围坝的内侧壁后通过反光曲面的循环反射后从空腔的开口射出，可选的，该反射胶由至少包括二氧化钛粉末、钛粉、树脂组成的混合物制成，钛粉优先选用高白度钛粉。

在本实施例中，各发光芯片的第一电极与导电凸起之间以及其第二电极与导电块之间均通过固定胶电性连接，封装层采用环氧树脂、苯并环丁烯树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种制成，优选的，在本实施例中，封装层30采用苯并环丁烯树脂与聚酰亚胺树脂的混合材料制成，导热介质层采用高导热绝缘柔性非导电材质制成，例如可以采用TCG导热绝缘凝胶，目前常用BT树脂材料、AlN陶瓷材料以及本申请采用的TCG材料制备导热介质层材料的及参数如表1所示：

表1

由表1可知，TCG材料制备的导热介质层在保证厚度的情况下保持较高的导热系数和较小的热阻。

综上，本实施例提供的发光器件，在现有的RGB的三原色的基础上增加了白色（W）色子像素，形成四色型发光组件，在新的像素排布方式下色彩表现的一致性，提高发光效果；进一步的，红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片的正负电极分别通过固晶胶与间隔设置的导电框和导电块连接，导电框和导电块通过分别通过穿过基体的第一导电柱和第二导电柱与正负电极连接，导电柱设于基体内，连接可靠、简化了发光器件整体的结构；通过导电框和导电块合理的结构设计实现各个芯片之间的导通，无需另外布线，简化了导通电路的整体结构；再进一步的，在导电框的外侧围设有围坝，围坝内的空腔为“上小下大”的结构，在空腔内的侧壁上喷涂有反射胶层，防止光线分散，提高发光器件整体的聚光性，进而提高整体的发光亮度；在进一步的，基体包括高导热陶瓷基底以及依次交替叠设在陶瓷基底上的导热介质层和电路层，导热介质层可以采用TCG导热绝缘凝胶导热层，通过陶瓷交替叠设在陶瓷基底上的导热介质层及时的将发光器件产生的热量导出，厚度薄、导热效果好，提高发光器件的使用寿命。

实施例2

本实施例提供一种发光器件的制备方法，用于制备实施例1中的发光器件，制备方法具体包括：

选取基体，其中，基体包括陶瓷基底以及若干依次交替叠设在陶瓷基底上的导热介质层和电路层，基体上远离陶瓷基底一端的电路层上设有导电框，导电框内侧壁上设有导电凸起，陶瓷基底的底部设有极性相反的第一电极块和第二电极块，基体内穿设有第一导电柱和第二导电柱，第一导电柱的两端分别与第一电极块和导电凸起连通，第二导电柱的两端分别与第二电极块和导电块连通；

可选的，第一电极块为正极，第二电极块为负极，基体的顶部设有导电框和导电块，基体底部的第一电极块和顶部的导电框通过第一导电柱连通，第二电极块和顶部的导电块通过第二导电柱连通。

通过固晶胶将红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片固定在导电凸起和导电块上，其中，红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片的第一电极均与导电凸起电性连接，红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片的第二电极均与导电块电性连接；

可选的，红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片均设有间隔的第一电极和第二电极，第一电极通过固晶胶与导电框上的导电凸起电性连接，进而通过第一导电柱与底部的正极块电性连接；第二电极通过固晶胶与导电块凸起电性连接，进而通过第二导电柱与底部的负极块电性连接。

制备围坝，将围坝粘接在导电框的外侧，并在围坝形成的空腔内填入封装材料，将封装材料固化后，形成封装层。

需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的发光器件只有上述几种实施流程，相反的，只要能够将本申请的发光器件实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。另外，本发明的实施方式中发光器件的结构部分与本发明制备发光器件的方法部分是相对应的，其具体实施细节也是相同的，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种发光器件，其特征在于，包括基体以及叠设在所述基体上的发光芯片组件，所述基体包括陶瓷基底以及若干依次交替叠设在所述陶瓷基底上的导热介质层和电路层，所述基体上远离所述陶瓷基底一端的电路层上设有导电框，所述导电框外围设有围坝，所述围坝内形成空腔，所述导电框内侧壁上设有导电凸起，所述导电凸起上设有第一导电孔，所述发光芯片组件设于所述空腔内，所述发光芯片组件包括红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片以及白光芯片，所述导电框中间设有与其间隔的导电块，所述导电块上设有第二导电孔，所述陶瓷基底的底部设有极性相反的第一电极块和第二电极块，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第一电极均与所述导电凸起电性连接，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第二电极均与所述导电块电性连接，所述导电凸起通过依次穿过所述第一导电孔、所述基体的第一导电柱，与所述第一电极块连接，所述导电块通过依次穿过所述第二导电孔、所述基体的第二导电柱，与所述第二电极块连接，所述发光芯片组件上设有封装层，所述封装层的高度不低于所述围坝的高度，其中，所述围坝靠近所述发光芯片组件的一端的宽度小于所述围坝远离所述发光芯片组件的一端的宽度，以使得所述空腔远离所述发光芯片组件的一端的尺寸小于其靠近所述发光芯片组件的一端的尺寸；

所述导电框为方形框，所述导电凸起为四个，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片成两行两列的排布，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第一电极分别与对应的所述导电凸起电性连接；

所述第一电极与所述导电凸起之间以及所述第二电极与所述导电块之间均通过固晶胶电性连接；

所述导热介质层由TCG导热绝缘凝胶制成；

所述封装层的高度高于所述围坝的高度，且所述封装层的上表面的高度一致。

2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述空腔的侧壁上设有反射胶。

3.根据权利要求2所述的发光器件，其特征在于，所述反射胶由至少包括二氧化钛粉末、钛粉、树脂组成的混合物制成。

4.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述封装层采用环氧树脂、苯并环丁烯树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种制成。

5.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，四个所述导电凸起两个一组，两组所述导电凸起对称设于所述导电框相对的两内侧壁上，所述第一导电孔设于同一内侧壁上的两所述导电凸起之间。

6.一种如权利要求1至5任意一项所述的发光器件的制备方法，其特征在于，包括：

选取基体，其中，所述基体包括陶瓷基底以及若干依次交替叠设在所述陶瓷基底上的导热介质层和电路层，所述基体上远离所述陶瓷基底一端的电路层上设有导电框，所述导电框内侧壁上设有导电凸起，所述陶瓷基底的底部设有极性相反的第一电极块和第二电极块，所述基体内穿设有第一导电柱和第二导电柱，所述第一导电柱的两端分别与所述第一电极块和所述导电凸起连通，所述第二导电柱的两端分别与所述第二电极块和所述导电块连通；

通过固晶胶将红光芯片、蓝光芯片、绿光芯片和白光芯片固定在所述导电凸起和所述导电块上，其中，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第一电极均与所述导电凸起电性连接，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第二电极均与所述导电块电性连接；

制备围坝，将所述围坝粘接在所述导电框的外侧，并在所述围坝形成的空腔内填入封装材料，将所述封装材料固化后，形成封装层；

所述导电框为方形框，所述导电凸起为四个，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片成两行两列的排布，所述红光芯片、所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述白光芯片的第一电极分别与对应的所述导电凸起电性连接；

所述第一电极与所述导电凸起之间以及所述第二电极与所述导电块之间均通过固晶胶电性连接；

所述导热介质层由TCG导热绝缘凝胶制成；

所述封装层的高度高于所述围坝的高度，且所述封装层的上表面的高度一致。