TW201403789A - 發光二極體陣列 - Google Patents
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Abstract
一種發光二極體陣列在此揭露，其中發光二極體陣列包括導電基板、複數個發光二極體晶片、複數條導線以及絕緣結構。發光二極體晶片配置於導電基板上，導線連接發光二極體晶片，絕緣結構位於導線下方，其中當導線塌陷時，絕緣結構阻隔導線與導電基板，以避免導線接觸導電基板。
Description
本發明係關於一種光源，且特別是關於一種發光二極體陣列。
隨光學技術的發展，以發光二極體所構成的光源由於具備壽命長、開關速度高、體積小等優點，已被廣泛地應用在人們生活當中。
在各式常見的發光二極體陣列中，板上晶片(chips on board,COB)由於體積小、成本低以及發光密集的優點，被大量使用在多種不同的光源中。COB的做法為，首先將複數個發光二極體晶片固晶於具有電極的基板上，而後再以導線連接發光二極體晶片和基板上的電極。一般而言，發光二極體陣列中，在基板上往往會具有部份導電結構，比如說電極或電路。另一方面，基板由於與發光二極體晶片接觸，須具備良好的導電性，故時常選用金屬做為基板。然而當基板上具備導電結構或基板本身為一導電基板時，基板本身或基板的導電結構容易因外力或其它因素而與連接發光二極體晶片的導線並發生短路，而造成系統不穩或毀損。
因此，為使發光二極體陣列更為可靠，新的架構有需要被提出。
本發明之一態樣在於提出一種發光二極體陣列，其可應用於各式高集成之發光光源。根據本發明一實施例，發光二極體陣列包括導電基板、複數個發光二極體晶片、複數條導線以及絕緣結構。發光二極體晶片配置於導電基板上。導線連接發光二極體晶片。絕緣結構位於導線下方，其中當導線塌陷時，絕緣結構阻隔導線與導電基板，以避免導線接觸導電基板。
在本發明一實施例中，上述導電基板為金屬承載板。
在本發明一實施例中，上述絕緣結構以畫膠方式塗佈於導電基板上或將絕緣結構黏著於導電基板上。
在本發明一實施例中，上述絕緣結構的反射率大於90%。
在本發明一實施例中，上述絕緣結構由光學塑膠與高反射粒子之混合物所構成，而高反射粒子為由二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化矽及氧化鋁組成的物質群中選擇的至少一種物質所構成。
在本發明一實施例中，上述絕緣結構為圓弧形、角錐形等幾何形狀。
在本發明一實施例中，絕緣結構的穿透率大於90%。
在本發明一實施例中，上述絕緣結構由光學塑膠所構成。
在本發明一實施例中，上述光學塑膠由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)、聚苯乙烯(PS)、環氧樹脂(epoxy)、聚醯胺(polyamide)、丙烯酸酯(acrylate)及矽膠組成的物質群中選
擇的至少一種物質所構成。
在本發明一實施例中，發光二極體陣列更包括螢光轉換層、電極以及反射框。螢光轉換層覆蓋於導電基板與發光二極體晶片上。電極配置於導電基板上，其中導線連接電極。反射框配置於發光二極體晶片外圍。
綜上所述，應用本發明的實施例，可實現一高穩定度的發光二極體陣列，其至少具有下列優點。一、當發光二極體陣列的導線受外力或其它原因而塌陷時，透過絕緣結構的阻隔，可避免因導線與導電基板接觸而造成的漏電或短路。二、透過絕緣結構在構造或是在材質上的選用，可透過反射發光二極體所發射的光線，以增加發光二極體陣列的發光效率。三、絕緣結構可使用畫膠方式塗佈於導電基板，其製程簡易，而能有效提升發光二極體陣列的可靠度。
以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本揭示內容之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭示內容之較佳實施例後，當可由本揭示內容所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭示內容之精神與範圍。
參照第1、2圖，第1圖為根據本發明一實施例所繪示的發光二極體陣列100之示意圖。第2圖為根據第1圖的發光二極體陣列模組100沿線段2-2的剖面示意圖。發光二極體陣列100包括導電基板110、複數個發光二極體晶片120、複數條導線130以及絕緣結構140。其中導電基板
110為發光二極體晶片120的載體，可為一金屬基板，一導電材料所製的基板，或為一具有導電結構(舉例而言，電路或電極)的基板。發光二極體晶片120用以發射光線，配置於於導電基板110上。導線130連接發光二極體晶片120，可用金屬或其它導電材質構成。絕緣結構140位於導線130下方，可用各式絕緣物質構成，例如樹脂。
在上述的結構中，由於絕緣結構140設置於導線130下方，是以當導線130受外力或其它因素而塌陷時，絕緣結構140阻隔導線130與導電基板110，以避免導線130接觸導電基板110而造成漏電或短路，進而導致電路不穩定。
在本發明的一些實施例中，在發光二極體陣列100中的全部的發光二極體晶片120可區為分複數列發光二極體120，其中每一列發光二極體由複數條導線130串接複數個發光二極體晶片120所形成，每一列發光二極體大致彼此平行。絕緣結構140可為複數條連續的長條結構，大致垂直於每一列發光二極體，且每一長條結構與複數列發光二極體120交錯，如第1圖所示。在上述發光二極體陣列100的架構中，導線130無論朝任何方向傾倒或塌陷，皆可被絕緣結構140所承接，而避免導線130接觸導電基板110，造成漏電或短路。
在本發明的一些實施例中，導電基板110可特別為一金屬承載板，其具有高導熱的特性，可避免載放於導電基板110上的發光二極體晶片120因溫度上升而導致發光效率下降。
在本發明的一些實施例中，就性質而言，絕緣結構140可具有高光線穿透率，以避免發光二極體晶片120所發射的光線為絕緣結構140所吸收或散射。舉例而言，絕緣結構140的光線穿透率應至少大於光線吸收率與光線散射率的和，亦即，能穿透絕緣結構140的光線能量應至少大於被絕緣結構140所散射的光線能量與所吸收的光線能量之和。
在一些較佳的實施例中，該絕緣結構140的穿透率可大於約90%。以使發光二極體晶片120所發射的光線儘可能不被絕緣結構140所吸收。
就材料上，高光線穿透率的絕緣結構140可由高光線穿透率的光學塑膠所構成。而光學塑膠，舉例而言，可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)、聚苯乙烯(PS)、環氧樹脂(epoxy)、聚醯胺(polyamide)、丙烯酸酯(acrylate)及矽膠組成的物質群中選擇的至少一種物質所構成。值得注意的是，上述材料僅為實施上的例示，絕緣結構140隨實際需求，可由其它不同的高光線穿透率之材質所構成，而不以上述為限。
另一方面，在本發明其它一些實施例中，絕緣結構140可具有高光線反射率，以使發光二極體晶片120所發射的光線為絕緣結構140所反射，而增進發光二極體陣列100發光效率。舉例而言，絕緣結構140的光線反射率應至少大於光線吸收率與光線散射率的和，亦即，在入射絕緣結構140的光線中，被絕緣結構140反射的能量應至少大於被絕緣結構140所散射的光線能量與所吸收的光線能量之
和。
在一些較佳的實施例中，該絕緣結構140的反射率可大於約90%。以使發光二極體晶片120所發射的光線儘可能被絕緣結構140所反射。
就材料上，高光線反射率絕緣結構140可由高光線穿透率的光學塑膠以及高光線反射率高反射粒子之混合物所構成，光學塑膠做為載質以承載高反射粒子，而高反射粒子用以反射入射的光線。光學塑膠部份與前述實施例類似，故在此不贅述。而高反射粒子可為由二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化矽及氧化鋁組成的物質群中選擇的至少一種物質所構成。絕緣結構140的光線反射率部份取決於光學塑膠中的高反射粒子的濃度與特性，當高反射粒子的濃度越高，絕緣結構140的光線反射率也越高，而當高反射粒子本身的光線反射率越高，絕緣結構140的光線反射率也越高。值得注意的是，上述高反射粒子僅為實施上的例示，絕緣結構140隨實際需求，可由其它不同的高反射粒子所構成，而不以上述為限。
在本發明的一些實施例中，就結構上，絕緣結構140可為圓弧形，換句話說，在垂直於導電基板110的剖面上，絕緣結構140可為圓弧形，如第2圖所示。其中，當絕緣結構140為圓弧形時，可有效反射入射絕緣結構140的光線，並能避免發光二極體晶片120所發射的光線被不規則的形狀結構所散射，而使發光二極體陣列100無法藉由絕緣結構140反射光線以增進其發光效率。值得注意的是，上述圓弧形僅為例示，絕緣結構140可為其它幾何形狀結
構，任何可有效反射光線、避免散射的結構皆可於此處被選用，而不以上述實施例為限。
在本發明的一些實施例中，就實作上，由於絕緣結構140的主要目的在於阻隔導線130與導電基板110的接觸，故絕緣結構140可直接用點膠嘴以畫膠方式塗佈絕緣材料在導電基板110上製成。如此做法的優點在於其製程簡易，不需繁複做法而能有效提升發光二極體陣列的可靠度。
另外，在其它一些實施例中，絕緣結構140具備特定形狀，故無法直接用點膠嘴以畫膠方式塗佈絕緣材料在導電基板110上製成。在此些情況中，絕緣結構140可用模具製成後，再將其黏著於導電基板110上。舉例而言，絕緣結構140可用模具射出成型後，再以接合劑黏著於導電基板110上。但本領域通常知識者當可明瞭，在不同實施例中，不同結構、材質的絕緣結構140當可用不同的方式所製成，故不以上述實施例為限。
在本發明的一些實施例中，發光二極體陣列100更包括螢光轉換層180、反射框150、電極160以及絕緣層170。螢光轉換層180覆蓋於導電基板110與發光二極體晶片120上，用以轉換發光二極體晶片120所發射一特定波長的光線為另一波長的光線。反射框150配置於發光二極體晶片120外圍，用以反射發光二極體陣列100朝四周發射的光線，以提高發光效率。電極160配置於導電基板110上，且導線130連接電極160。電極160用以經由導線130提供發光二極體晶片120電壓，以驅動發光二極體晶片120，使其發光。絕緣層170配置於電極160與導電基板110之
間，用以阻隔電極160與導電基板110，以避免短路或漏電。其中電極160舉例而言可為金屬，而絕緣層170舉例而言可為樹脂。
另外，在本發明的一些實施例中，反射框150可用如同上述的光學塑膠與高反射分子所構成。而由於反射框150的用途在於反射光射，是以可用高穿透率的光學塑膠及高反射粒子所構成。其中，光學塑膠及高反射粒子和參照前述實施例，在此不贅述。在一些情況下(當絕緣結構140以高反射材質構成時)，反射框150可和絕緣結構140由相同材質所構成，而實際上的材質構成當視需求而定。
再者，螢光轉換層180可由光學塑膠與螢光粉之混合物所構成。其中光學塑膠用以承載螢光粉，可為如前所述、具高光穿透率的材質所構成，故在此不贅述。而螢光粉用以轉換波長，當螢光粉受一特定波長區間的光線所激發時，其內電子受激到高能階的激發狀態，而後當電子回到原有的低能階狀態時，電子輻射不同波長的光以釋放能量。由於不同螢光粉會吸收並輻射不同波長區間的光線，故螢光粉的選用當視實際應用而定。舉例而言，若利用波長介於445-475奈米的藍光二極體晶片激發釔鋁石榴石(YAG)，使釔鋁石榴石產生黃光，則可透過混色產生白光以製成白光二極體陣列模組。在一些實施例中，螢光粉也可由鎦鋁石榴石(LuAg)、氮氧化物或其它不同材質的螢光粉所構成。而不以上述實施例為限。
第3圖為根據本發明一實施例的發光二極體陣列100所繪示的剖面圖。發光二極體陣列100包括包括導電基板
110、複數個發光二極體晶片120、導線130、絕緣結構140、反射框150、電極160、絕緣層170以及螢光轉換層180。在本實施例中，除絕緣結構140為角錐形，即是，在垂直於導電基板110的剖面上為角錐形(如圖所示)外，其餘部份皆與前述實施例相同或相似，故在此不贅述。而當絕緣結構140為角錐型時，可避免發光二極體晶片120所發射的光線被不規則的形狀結構所散射，而無法反射光線增進發光效率。同樣地，絕緣結構140在垂直於導電基板110的剖面上的形狀不以角錐形為限，任何可有助於絕緣結構140反射光線的形狀皆可在此處被選用，而不以上述實施例為限。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光二極體陣列
110‧‧‧導電基板
120‧‧‧發光二極體晶片
130‧‧‧導線
140‧‧‧絕緣結構
150‧‧‧反射框
160‧‧‧電極
170‧‧‧絕緣層
180‧‧‧螢光轉換層
2-2‧‧‧線段
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為根據本發明一實施例所繪示的發光二極體陣列之示意圖。
第2圖為根據第1圖的發光二極體陣列沿線段2-2的剖面示意圖。
第3圖為根據本發明一實施例所繪示的發光二極體陣列之剖面示意圖。
100‧‧‧發光二極體陣列
110‧‧‧導電基板
120‧‧‧發光二極體晶片
130‧‧‧導線
140‧‧‧絕緣結構
150‧‧‧反射框
160‧‧‧電極
170‧‧‧絕緣層
180‧‧‧螢光轉換層
2-2‧‧‧線段
Claims (10)
- 一種發光二極體陣列，包括：一導電基板；複數個發光二極體晶片，配置於該導電基板上；複數條導線，連接該些發光二極體晶片；以及一絕緣結構，位於該些導線下方，其中當該些導線塌陷時，該絕緣結構阻隔該些導線與該導電基板，以避免該些導線接觸該導電基板。
- 如請求項1所述的發光二極體陣列，其中該導電基板為一金屬承載板。
- 如請求項1所述的發光二極體陣列，其中該絕緣結構以畫膠方式塗佈於該導電基板上或將該絕緣結構黏著於該導電基板上。
- 如請求項1所述的發光二極體陣列，其中該絕緣結構的反射率大於90%。
- 如請求項4所述的發光二極體陣列，其中該絕緣結構由光學塑膠與高反射粒子之混合物所構成，而高反射粒子為由二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化矽及氧化鋁組成的物質群中選擇的至少一種物質所構成。
- 如請求項4所述的發光二極體陣列，其中該絕緣結構為圓弧形、角錐形等幾何形狀。
- 如請求項1所述的發光二極體陣列，其中該絕緣結構的穿透率大於90%。
- 如請求項7所述的發光二極體陣列，其中該絕緣結構由光學塑膠所構成。
- 如請求項5或8所述的發光二極體陣列，其中光學塑膠由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)、聚苯乙烯(PS)、環氧樹脂(epoxy)、聚醯胺(polyamide)、丙烯酸酯(acrylate)及矽膠組成的物質群中選擇的至少一種物質所構成。
- 如請求項1所述的發光二極體陣列，更包括：一螢光轉換層，覆蓋於該導電基板與該些發光二極體晶片上；一電極，配置於該導電基板上，其中該些導線連接該電極；以及一反射框，配置於該些發光二極體晶片外圍。
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|---|---|---|---|
| TW101124437A TW201403789A (zh) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | 發光二極體陣列 |
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-
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| CN103531687A (zh) | 2014-01-22 |
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