CN2664204Y - 内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件，将至少红、绿、蓝三颜色的发光二极管芯片及一驱动集成电路芯片共同封装在一绝缘基材上。该驱动集成电路芯片具有恒电流输出的功能，并可根据不同颜色发光二极管芯片的特性，设定该驱动集成电路芯片各电流输出端口的电流输出量，以调整各发光二极管芯片的发光亮度并得到特定的混光效果。

Description

内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件

技术领域

本发明涉及一种利用发光二极管设计或制造成各色混光的发光半导体器件，如混光式白光发光二极管或可变色式发光二极管，及包括利用该各色混光的发光半导体器件所衍生的应用产品，如液晶显示屏的背光源或可变色式装饰灯具及可变色式照明灯具。

背景技术

目前在发光二极管(LED)产业中产生白光的方式主要是下列二种，一为利用蓝光LED激发萤光物质所产生的白光，如美国专利，Patent No.6,069,440所示。此种产生的方式有色域(color gamut)不足的问题，以致用此种白光作为光源时，会造成被照物体的部分色彩无法反射出来，且萤光的材质会随时间而产生老化致使白光的光度减弱或甚至变色，如变成偏蓝白色或偏绿白色。

第二种方式则是利用三色LED混光产生白光效果，如美国专利，Patent No.6,448,550B1所示。此种方式所达到的白光色域较广，且无上述萤光的材质随时间而产生的老化问题。但受限于当大量制造时，LED的顺向电压的个体差异甚大。除此之外，当以一顺向电流流入LED时，LED亦有亮度不一的现象。因此想通过三色LED混光达到白光效果，生产技术上较难控制，因此无法产出大量且偏差极小的混光式白光发光二极管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件，可产生色域较广、稳定且不老化的混光效果，并适于量产。

为达到上述目的，本发明的发光半导体器件主要包括至少二端点，至少红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光二极管芯片(dice)，一驱动集成电路芯片，一绝缘基材，及一可折射光的包装胶体。

其中，每一发光二极管芯片分别具有二电极接点。每一发光二极管芯片的电极接点之一以可导电的连接方式连接至一共同点，该共同点则连接至发光半导体器件的端点之一。

驱动集成电路芯片具有一连接至发光半导体器件的另一端点的接点，并提供至少三个电流输出端口。

绝缘基材可承载该发光二极管芯片及驱动集成电路芯片。可折射光的包装胶体可封装发光二极管芯片及驱动集成电路芯片，并导引发光二极管芯片所发的光朝向所预设的方向。

发光二极管芯片与驱动集成电路芯片以可导电的连接方式连接。例如，使每一发光二极管芯片的电极接点之一连接至驱动集成电路芯片对应的电流输出端口接点。

通过加电压或电流于发光半导体器件的二端点，即可点亮发光二极管芯片，并产生混光效果。

本发明的发光半导体器件可配合表面粘着技术(surface mounttechnology)，通过发光半导体器件的二端点被粘着于应用电路板上。

本发明可通过设定驱动集成电路芯片中各电流输出端口的电流输出量，获致对应的发光二极管芯片的发光亮度与发光的组合比例。发光的不同组合比例可呈现对应的特定颜色。例如，相似于色温度(color temperature)为6,500～8,000°K的白光；较佳的电流输出量比例则为红(R)∶绿(G)∶蓝(B)＝(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)。

本发明驱动集成电路芯片的电流输出量较佳为恒电流方式，可不受发光二极管芯片的顺向电压差异影响。

本发明的发光半导体器件尚可包括第三个端点，而驱动集成电路芯片则具有二接点，增设的接点以可导电的连接方式连接至该发光半导体器件的第三端点。借此，驱动集成电路芯片的电流输出量可受该发光半导体器件的第三端点的电流或电压控制。

本发明可使设计者及生产者能通过控制每一发光二极管的流入电流，而精确地控制个别发光二极管的发光亮度，产生较公知技术优异的混光效果。

附图说明

图1为本发明发光半导体器件的侧视图；

图2为本发明发光半导体器件的立体图；

图3为本发明实施例一的电路连接示意图；

图4为本发明实施例二的电路连接示意图；

图5为本发明实施例三的电路连接示意图；

图6为本发明实施例四的电路联机示意图；

图7为本发明实施例三的电路功能示意图；

图8为本发明实施例四的电路功能示意图。

图中标号：

10发光半导体器件

11发光半导体器件的第一端点

12发光半导体器件的第二端点

13发光半导体器件的第三端点

14包装胶体

15红色(R)发光二极管芯片

16绿色(G)发光二极管芯片

17蓝色(B)发光二极管芯片

18绝缘基材

19驱动集成电路芯片

具体实施方式

图1及图2分别为本发明发光半导体器件10的侧视图及立体图。发光半导体器件10配合表面粘着技术(surface mount technology)通过发光半导体器件10的至少二端点11及12被粘着于应用电路板上。图中，发光半导体器件10尚包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光二极管芯片15、16及17，可折射光的包装胶体14，绝缘基材18及驱动集成电路芯片19。除上述的红、绿、蓝三种颜色外，本发明的发光半导体器件亦可包括其它颜色的发光二极管芯片，且每一颜色的发光二极管芯片并不限于一个。

如图1及2所示，本发明的特点在于发光二极管芯片15、16及17及驱动集成电路芯片19使一体(integrally)封装于包装胶体14内的。包装胶体14尚可导引发光二极管芯片15、16及17所发的光朝向预设的方向，通常为离开封装体的方向，使观察者可看到三颜色的混光结果。绝缘基材18可承载发光二极管芯片15、16及17及驱动集成电路芯片19。在绝缘基材18上，可实施导电的连接，如印刷电路板即为一例。

同时参考图3及图4，本发明实施例一及二的电路连接示意图，每一发光二极管芯片15、16、17...皆具有二电极接点，其中一电极接点以可导电的连接方式连接至一共同点，该共同点再连接至发光半导体器件的端点11。可导电的连接方式可为印刷电路板上的电路线及打线(wire bonding)的方式。每一发光二极管芯片15、16、17...的另一电极接点则以可导电的连接方式，连接至驱动集成电路芯片19对应的电流输出端口。

驱动集成电路芯片19的接点连接至发光半导体器件的另一端点12。驱动集成电路芯片19可输出恒电流，当发光二极管芯片15、16、17...的顺向电压差异时，驱动集成电路芯片19的电流输出量维持不变，此谓恒电流。通过三电流输出端口，可将恒电流输出至对应的发光二极管芯片15、16、17...使其发光。此外，使用者可根据个别发光二极管芯片15、16、17...的发光特性，通过设定驱动集成电路芯片19每一电流输出端口的电流输出量，来调整对应发光二极管芯片15、16、17...的发光组合与发光亮度，而得到白光的效果，亦即相似于色温度(color temperature)为6,500～8,000°K的白光。

如图3所示，实施例一的电路连接为共阴极方式。其第一个特征为发光二极管芯片15、16、17...的阴极接点，以印刷电路板上的电路线及打线的方式连接在一共同点上，共同点连接至发光半导体器件10的一端点11。

实施例一的第二个特征为驱动集成电路芯片19的三个电流输出端口，分别连接至发光二极管芯片15、16、17...的阳极接点，以输出电流点亮对应的发光二极管。

实施例一的第三个特征为驱动集成电路芯片19的接点，以印刷电路板上的电路线及打线的方式，连接至发光半导体器件10的另一端点12。

如图4所示，实施例二的电路连接为共阳极方式。图中，发光二极管芯片15、16、17...的阳极接点，以印刷电路板上的电路线及打线的方式连接至一共同点，该共同点再连接至发光半导体器件10的端点11。

图5为本发明实施例三的电路连接示意图，其为共阴极方式。本实施例与实施例一不同之处在于，发光半导体器件增设一第三端点13，并以印刷电路板上的电路线及打线的方式连接至驱动集成电路芯片19增设的另一接点。借此，使用者可通过控制发光半导体器件的第三端点13的电流或电压，来控制驱动集成电路芯片19的电流输出量，并进一步控制发光二极管的亮度。

图6为本发明实施例四的电路连接示意图，其为共阳极方式。本实施例与实施例二不同之处在于，发光半导体器件增设一第三端点13，并以印刷电路板上的电路线及打线的方式连接至驱动集成电路芯片19增设的另一接点。借此，使用者可通过控制发光半导体器件的第三端点13的电流或电压，来控制驱动集成电路芯片19的电流输出量，并进一步控制发光二极管的亮度。

图7为前述实施例三的电路功能示意图。驱动集成电路芯片19的电流输出端口分别连接至对应的发光二极管芯片15、16、17...的阳极。通过驱动集成电路芯片19的电流驱动电路推动发光二极管芯片15、16、17...。

图8为前述实施例四的电路功能示意图。驱动集成电路芯片19的电流输出端口分别连接至对应的发光二极管芯片15、16、17...的阴极。通过驱动集成电路芯片19的电流驱动电路推动发光二极管芯片15、16、17...。

本发明可通过设定驱动集成电路芯片19中各电流输出端口的电流输出量，获致对应的发光二极管芯片15、16、17...的发光亮度与发光的组合比例。发光的不同组合比例可呈现对应的特定颜色。例如，可将电流输出量比例设定为红(R)∶绿(G)∶蓝(B)＝(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)，以得到相似于色温度(color temperature)为6,500～8,000°K的白光。

本发明通过加入一智能型恒驱动集成电路芯片，方便设计者及生产者能以控制个别LED的流入电流的方式即能精确地控制个别LED的发光亮度，致使产生色域较广、稳定且不老化的混光效果，因此有助于大量产出。本发明利用三色LED混光而产生白光效果的方式，不仅可克服公知技术的缺点，且此恒驱动集成电路芯片非常小，因此可放在插件器件级(DIP or SIP class)与表面粘着器件级(SMDclass)的小型封装体内。

Claims (9)

1.一种内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件，其特征在于：包括：

至少二端点；

至少红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光二极管芯片(dice)，且每一发光二极管芯片具有二电极接点；

一驱动集成电路芯片，具有一接点，并提供至少三个电流输出端口；

一绝缘基材，用以承载该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片；

一可折射光的包装胶体，用以一体(integrally)封装该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片，及导引该发光二极管芯片所发的光朝向预设的方向；

其中：

每一该发光二极管芯片的电极接点之一，以可导电的连接方式连接至一共同点，该共同点则连接至该发光半导体器件的端点之一；

该驱动集成电路芯片的接点则连接至该发光半导体器件的另一端点；

通过施加电压或电流于该发光半导体器件的二端点，可点亮该发光二极管芯片；

该发光半导体器件配合表面粘着技术(surface mounttechnology)，通过该发光半导体器件的二端点被粘着于应用电路板上。

2.一种内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件，其特征在于：包括：

至少二端点；

至少红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光二极管芯片(dice)，且每一发光二极管芯片具有二电极接点；

一驱动集成电路芯片，具有一接点，并提供至少三个电流输出端口；

一绝缘基材，用以承载该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片；

一可折射光的包装胶体，用以一体(integrally)封装该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片，及导引该发光二极管芯片所发的光朝向预设的方向；

其中：

该发光二极管芯片与该驱动集成电路芯片，以可导电的连接方式连接，使每一该发光二极管芯片的电极接点之一连接至该驱动集成电路芯片对应的电流输出端口；

每一该发光二极管芯片的另一电极接点，以可导电的连接方式连接至一共同点，该共同点则连接至该发光半导体器件的端点之一；

该驱动集成电路芯片的接点则连接至该发光半导体器件的另一端点；

通过施加电压或电流于该发光半导体器件的二端点，及通过该驱动集成电路芯片的电流输出端口驱动对应的发光二极管芯片，可使对应的发光二极管芯片发光。

3.一种内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件，其特征在于：包括：

至少二端点；

至少红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光二极管芯片(dice)，且每一发光二极管芯片具有二电极接点；

一驱动集成电路芯片，具有一接点，并提供至少三个电流输出端口；

一绝缘基材，用以承载该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片；

一可折射光的包装胶体，用以一体(integrally)封装该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片，及导引该发光二极管芯片所发的光朝向预设的方向；

其中：

该发光二极管芯片与该驱动集成电路芯片，以可导电的连接方式连接，使每一该发光二极管芯片的电极接点之一连接至该驱动集成电路芯片对应的电流输出端口；

每一该发光二极管芯片的另一电极接点，以可导电的连接方式连接至一共同点，该共同点则连接至该发光半导体器件的端点之一；

该驱动集成电路芯片的接点则连接至该发光半导体器件的另一端点；

通过施加电压或电流于该发光半导体器件的二端点，及通过该驱动集成电路芯片的电流输出端口驱动对应的发光二极管芯片，可使对应的发光二极管芯片发光；

通过设定该驱动集成电路芯片中各电流输出端口的电流输出量比例，可获致该发光二极管芯片的发光亮度与发光的组合比例，该发光的不同组合比例可呈现对应的特定颜色。

4.根据权利要求3所述的发光半导体器件，其特征在于：该对应的特定颜色相似于色温度(color temperature)为6,500～8,000°K的白光。

5.根据权利要求4所述的发光半导体器件，其特征在于：该驱动集成电路芯片中各电流输出端口的电流输出量比例为红(R)∶绿(G)∶蓝(B)＝(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)。

6.一种内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件，其特征在于：包括：

至少二端点；

至少红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光二极管芯片(dice)，且每一发光二极管芯片具有二电极接点；

一驱动集成电路芯片，具有一接点，并提供至少三个电流输出端口，且该驱动集成电路芯片的电流输出量为恒电流方式，不受该发光二极管芯片的顺向电压差异影响；

一绝缘基材，用以承载该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片；

一可折射光的包装胶体，用以一体(integrally)封装该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片，及导引该发光二极管芯片所发的光朝向预设的方向；

其中：

该发光二极管芯片与该驱动集成电路芯片，以可导电的连接方式连接，使每一该发光二极管芯片的电极接点之一连接至该驱动集成电路芯片对应的电流输出端口；

每一该发光二极管芯片的另一电极接点，以可导电的连接方式连接至一共同点，该共同点则连接至该发光半导体器件的端点之一；

该驱动集成电路芯片的接点则连接至该发光半导体器件的另一端点；

通过施加电压或电流于该发光半导体器件的二端点，及通过该驱动集成电路芯片的电流输出端口驱动对应的发光二极管芯片，可使对应的发光二极管芯片发光。

7.一种内置驱动集成电路芯片的发光半导体器件，其特征在于：包括：

至少三端点；

至少红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光二极管芯片(dice)，且每一发光二极管芯片具有二电极接点；

一驱动集成电路芯片，该驱动集成电路芯片具有二接点，并提供至少三电流输出端口；

一绝缘基材，用以承载该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片；

一可折射光的包装胶体，用以一体(integrally)封装该发光二极管芯片及该驱动集成电路芯片，及导引该发光二极管芯片所发的光朝向预设的方向；

其中：

该发光二极管芯片与该驱动集成电路芯片，以可导电的连接方式连接，使每一该发光二极管芯片的电极接点之一连接至该驱动集成电路芯片对应的电流输出端口；

每一该发光二极管芯片的另一电极接点，以可导电的连接方式连接至一共同点，该共同点则连接至该发光半导体器件的端点之一；

该驱动集成电路芯片的二接点则分别连接至该发光半导体器件的另二端点，其中一端点的电流或电压用以控制该驱动集成电路芯片的电流输出量；

通过施加电压或电流于该发光半导体器件的端点，及通过该驱动集成电路芯片的电流输出端口驱动对应的发光二极管芯片，可使对应的发光二极管芯片发光。

8.根据权利要求7所述的发光半导体器件，其特征在于：是根据每一发光二极管芯片的特性，设定该驱动集成电路芯片中对应的电流输出端口的电流输出量，以调整该发光二极管芯片的发光亮度与发光的组合比例，而得到特定颜色光；且该驱动集成电路芯片的电流输出量，受该发光半导体器件的第三端点之电流或电压控制。

9.根据权利要求8所述的发光半导体器件，其特征在于：该特定颜色为相似于色温度(color temperature)为6,500～8,000°K的白光。

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