TW201431042A - 雙面發光之ｌｅｄ燈板結構及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種雙面發光之LED燈板結構及其製造方法，LED燈板包括一透光基板，其上形成有透光區；在透光基板上布局有圖案化導電線路，且圖案化導電線路避開透光區；以及LED晶元對應配置於透光區內，且LED晶元之兩電極端分別耦接至圖案化導電線路，使LED晶元發光時能穿過該透光區形成雙面發光。
Description
本發明係為一種LED燈板結構及其製造方法，特別是關於一種雙面發光的LED燈板結構及其製造方法。
發光二極體(以下皆簡稱LED)是一種相當節能省電的發光元件，且具有壽命長、無有害金屬對環境的污染等優點，目前已逐漸取代傳統省電燈泡、日光燈、白熾燈、螢光燈等等，成為日常生活中的照明光源。
目前的LED照明燈為了相容於傳統燈泡或燈管的形狀，大都製成如傳統的各式燈泡狀或燈管狀，然而在某些特殊用途的場合，例如廣告看板、指示板等，燈泡狀或燈管狀的LED燈並不適用，反而不如量身訂製的LED燈發光更有效率。
一般的LED燈都在一不透光的基板上配置複數個LED晶元，且僅能朝向一個特定方向發光，然而若是需要在不同角度，發光的場合時，如雙面發光時，則必需在基板的正面及背面皆需要設置LED晶元，如本國發明公告第511299號專利「金屬基板雙面安置LED之雙面發光單元」所揭露的技術內容。另外如本國發明第I351549號專利「雙面
發光背光模組」，揭露一種利用導光板與反射板將多個LED光源從側邊導入導光板中，再利用導光板中的反射板將光線反射成雙面發光的技術。再如本國新型第M332942號專利「雙向發光散熱的發光二極體」，揭露在一基板上設置通孔，通孔內配置LED晶元，外部再設置透鏡罩罩覆LED晶元，如此可使一顆LED晶元即產生雙面發光的功效。然而在基板上設置通孔，再將晶元配置在通孔中需要相當高精密度的封裝技術，且製程亦相當複雜。
本發明之一實施例揭露一種雙面發光之LED燈板結構，包括一透光基板，其上形成有透光區；在透光基板布局有圖案化導電線路，且圖案化導電線路避開透光區；以及LED晶元對應配置於透光區內，且LED晶元之兩電極端分別耦接至圖案化導電線路，使LED晶元發光時能穿過該透光區形成雙面發光。
本發明之一實施例揭露前述雙面發光之LED燈板結構，其中更包括螢光層塗佈於透光基板相對LED晶元之另一表面。而螢光層可以僅對應塗佈於透光區內。
本發明之一實施例揭露前述雙面發光之LED燈板結構，其中更包括一第一透光板，用以包覆密封螢光層；以及一第二透光板，用以包覆透光基板上之LED晶元，以密封保護LED晶元。而第二透光板面對LED晶元之內表面更塗佈有螢
光層。其中螢光層可以僅對應於透光區。
本發明之一實施例揭露一種LED燈板之製造方法，其步驟包括：備置一透光基板，其上形成至少一透光區；佈局圖案化導電線路於透光基板上，且圖案化導電線路避開透光區；配置LED晶元於透光基板上，並使LED晶元之對應該透光區；以及將LED晶元之兩電極端耦接於圖案化導電線路。
本發明之其他目的，部分將在後續說明中陳述，而部分可由內容說明中輕易得知，或可由本發明之實施而得知。本發明之各方面將可利用後附之申請專利範圍中所特別指出之元件及組合而理解並達成。需了解，先述的一般說明及下列詳細說明均僅作舉例之用，並非用以限制本發明。
上文已相當廣泛地概述本發明之技術特徵及優點，俾使下文之本發明詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本發明之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本發明相同之目的。本發明所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本發明的精神和範圍。
11,31,51,71,81‧‧‧透光基板
12,32,82‧‧‧圖案化導電線路
13,33,53,83‧‧‧透光區
14,34,54,74,84‧‧‧LED晶元
15‧‧‧引線
55,75‧‧‧螢光粉層
76‧‧‧第一透光板
77‧‧‧第二透光板
S101,S103,S105,S107,S109,S110‧‧‧LED燈板製造步驟
圖1為本發明LED燈板之一實施例平面示意圖；圖2為圖1實施例之一側視示意圖；圖3為LED晶元並聯型態的一實施例；圖4為LED晶元並聯型態的另一實施例；圖5為透光基板添加螢光層之一實施例示意圖；圖6A~圖6C為螢光層形狀之實施例示意圖；圖7為密封保護LED晶元之實施例示意圖；圖8為雙面LED晶元之實施例示意圖；及圖9為本發明LED燈板之製造方法流程圖。
為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的較佳實施例中提出詳盡的步驟及結構。顯然地，本發明的施行並未限定於相關領域之技藝者所熟習的特殊細節。然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
在下文中本發明的實施例係配合所附圖式以闡述細節。以下舉一些實施例做為本發明的描述，但是本發明不受限於所舉的一些實施例。又，所舉的多個實施例之間有可以相互適當結合，達成另一些實施例。
請參閱圖1之實施例所示，係為本發明LED燈板
之一實施例平面示意圖，而圖2為圖1實施例之一側視示意圖，請一併參照圖1及圖2，在此一實施例中，LED燈板10使用一板狀之透光基板11，而透光基板11的材質可以為可透光之玻璃、塑膠、樹脂、矽膠或陶瓷...等材料；也可以為可撓性材質之聚乙烯(PE)系列之塑膠、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚羧酸酯(Polycarbonate，PC)或聚醯亞胺(Polyimide，PI)等材質所製成，但本發明透光基板11之材質不受限於上述之材質。
如圖1之實施例中，透光基板11的其中一表面上布局有圖案化導電線路12，且圖案化導電線路12呈多個工字形的排成一列。在每相鄰的兩個工字形導電線路12之間形成有透光區13，在每一透光區13上配置有一個LED晶元14，LED晶元14之兩電極端分別耦接於兩端相鄰的工字形圖案化導電線路12上。在另一實施例中圖案化導電線路、透光區及LED晶元可以在透光基板上排成複數列呈陣列狀，但本發明不受排列數及排列型狀的限制。
如圖1及圖2之實施例中，每一LED晶元14的正端皆與前一LED晶元14的負端耦接，相對地每一LED晶元的負端會與後一LED晶元14的正端耦接，形成多個LED晶元的串聯型式。而本發明LED晶元14的兩電極端耦接於圖案化導電線路12的耦接方式可以是利用一引線15打線耦接，也可以是利用點焊技術直接將LED晶元的電極端焊接於圖案化導
電線路上，但本發明的耦接方式不受實施例的限制。
如圖1及圖2之實施例中，最前端之LED晶元14則耦接至一電源供應端(圖中未示)的正電位，相對地最後端之LED晶元14則耦接至上述電源供應端的負電位，因此當上述電源供應端提供電力時使得上述LED晶元14發光，光線除了會從上方發出外，下方光線會穿過透光基板11的透光區13，形成雙面發光的LED燈板10結構。
因此由上述之實施例可知，本發明之LED燈板10包括有透光基板11，透光基板11上形成有透光區13，而圖案化導電線路12則布局在透光基板11之一表面上並避開透光區13，LED晶元14則對應配置於透光區13中，使LED晶元14發光時的光線能穿過透光區13形成雙面發光。
如圖1及圖2的實施例中，LED晶元是串聯的型態，而LED晶元並聯型態的一實施例請參閱圖3所示，如圖3之實施例中，透光基板31上布局的圖案化導電線路32呈兩條平行線，但在另一實施例中，圖案化導電線路亦可以為四條、六條等偶數條的平行線，因此本發明不受圖案化導電線路的條數限制。
如圖3的實施例中，兩條平行線之間更延伸有複數上下對應的T字狀，且在每一對應之T字狀之間形成有上述的透光區33，上述LED晶元34則配置於透光區33內。而如圖4之另一實施例中，上述圖案化導電線路32沒有T字狀，且
兩條平行線之間形成長條狀的透光區33，在透光區33內配置有排成一列的複數個LED晶元34。
如圖3及圖4之實施例中，上述圖案化導電線路32的兩條平行線分別耦接上述LED晶元34的兩個電極端，例如上列耦接每一LED晶元34的正端，下列耦接每一LED晶元34的負端，形成多個LED晶元34的並聯，上列再耦接至上述電源供應端(圖中未示)之正端，下列再耦接至電源供應端之負端，以提供電力驅動LED發光。
誠如圖1及圖2之實施例所述，本發明之耦接方式可以利用引線打線的方式耦接兩端，亦可以直接點焊的方式耦接，因此本發明耦接的形成不受限制。而本發明以下實施例之耦接方式亦同，故不再贅述。
在本發明另一陣列狀排列的LED晶元(圖中未示)的實施例中，多個LED晶元之間可以僅作串聯、或僅作並聯、或串聯、並聯混合使用，而調配LED晶元串/並聯主要依據上述電源供應端之電壓及電流，使能達到匹配最佳功率因率的目的。
本發明為加強LED晶元的發光效率，因此更有附加螢光層的實施例，如圖5之實施例所示，為透光基板51添加螢光層55之一實施例示意圖，如圖5之實施例中，LED晶元54僅配置於透光基板51的單一表面上，因此在透光基板51相對於LED晶元的另一表面上可塗佈螢光粉形成至少一
層的螢光層55，使LED晶元54穿透上述透光基板51時能藉由螢光層55中螢光粉加強發光效率。
在另一實施例中，透光基板51之螢光層55是對應上述的透光區，如圖6A~圖6C之實施例中，螢光層55對應透光區53可以呈圓形(如圖6A所示)、橢圓形、方形(如圖6B所示)或長條矩形(如圖6C所示)等多邊形狀，然而本發明之螢光層不受上述實施例形狀的限制。
如圖7之實施例所示，為本發明密封保護LED晶元之實施例示意圖，如圖7之實施例中，在透光基板71之螢光層75外更設有一第一透光板76包覆密封該螢光層75外。而在LED晶元74上更設有一第二透光板77包覆上述上述LED晶元74，以密封保護LED晶元74。而為能加強LED晶元上方的發光率能，如圖7之實施例中，更在上述第二透光板77面對上述LED晶元74之內表面塗佈螢光粉，形成至少一層的螢光層75。而上述螢光層75亦同樣可對應上述LED晶元的範圍，而呈現如圖6之實施例的形狀，但不受於圖6實施例形狀的限制。
如圖8係為本發明雙面皆設有LED晶元之實施例示意圖，如圖8之實施例中，透光基板81的雙面皆佈局有圖案化導電線路82，其佈局方式可以呈對稱或不對稱的條狀排列或呈陣列狀排列，如同圖1及圖3所述，此不再贅述。在透光基板81上形成有複數的透光區83，且圖案化導電線
路82避開上述透光區83，複數LED晶元84則配置於透光區83內，並且每個LED晶元84的兩電極端分別耦接至該圖案化導電線路，其耦接方式可為串聯或並聯，同圖1及圖3所述，此不再贅述。
本發明要強調的是在，如圖8之實施例，透光基板81兩側的透光區83是相互錯開配置的，換言之，透光基板81兩側的每一條狀排列的圖案化導電線路82與LED晶元84是相互錯開的，例如相鄰兩條排列的LED晶元之間，間隔配置至少一LED晶元寬度的距離，而在此間隔距離內是配置透光基板的另一表面的LED晶元。在另一實施例中，也可複數LED晶元陣列排列於在透光基板的一表面，而兩相鄰兩LED晶元陣列之間，間隔至少一LED晶元陣列的距離，且此間隔距離則對應透光基板另一表面的複數LED晶元陣列。
同樣地，圖8中透光基板81雙面配置LED晶元84的實施例也可以使用圖7之實施例，以第二透光板包覆透光基板兩側的LED晶元，以密封保護LED晶元。且第二透光板同樣可以塗佈螢光層以加強LED晶元的發光效能。其實施方式如圖7所示，因此不再贅述。
如圖9之實施例所示，係為本發明LED燈板之製造方法流程圖。如圖9之實施例中製造LED燈板的方法首先如步驟S101備置一透光基板，其透光基板上形成有透光區；接著如步驟S103在透光基板上佈局圖案化導電線路，
且圖案化導電線路避開透光區，而佈局圖案化導電線路的步驟可以使用印刷或電鍍的方式將導電線路佈局到透光基板上，然而本發明尚可使用其它的佈局導電線路的方式，不受本實施例描述方式的限制。
接著如步驟S105將LED晶元配置於透光基板上，並使LED晶元之對應透光區；再如步驟S107將LED晶元之兩電極端耦接於圖案化導電線路上，使多個LED晶元形成串聯或並聯。
再接著如步驟S109在透光基板相對該些LED晶元之另一表面塗佈螢光粉，形成至少一層的螢光層。而上述螢光層可對應塗佈於透光區內。再如步驟S110以一第一透光板包覆密封螢光層。並以一第二透光板包覆透光基板上之LED晶元，以密封該些LED晶元。其中第二透光板在面對該LED晶元之內表面亦同樣塗佈有螢光層。而螢光層可以僅對應塗佈於透光區。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本發明所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍所界定之本發明精神和範圍內，本發明之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多元件可以不同之結構實施或以其它相同功能的結構予以取代，或者採用上述二種方式之組合。
此外，本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之
特定實施例的裝置、元件或結構。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本發明教示及揭示裝置、元件或結構，無論現在已存在或日後開發者，其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本發明。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋此類裝置、元件或結構。
11‧‧‧透光基板
12‧‧‧圖案化導電線路
13‧‧‧透光區
14‧‧‧LED晶元
15‧‧‧引線
Claims (28)
- 一種雙面發光之LED燈板結構，包括：一透光基板，其上形成有至少一透光區；至少一圖案化導電線路，布局於該透光基板上，且該圖案化導電線路避開該透光區；以及至少一LED晶元，對應配置於該透光區內，且該LED晶元之兩電極端分別耦接至該圖案化導電線路，使該LED晶元發光時能穿過該透光區形成雙面發光。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED燈板結構，其中該透光基板之材質為可透光之玻璃、塑膠、樹脂、矽膠或陶瓷材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED燈板結構，其中該透光基板為可撓性材質之聚乙烯(PE)系列之塑膠、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚羧酸酯(Polycarbonate，PC)或聚醯亞胺(Polyimide，PI)。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED燈板結構，其中該透光區呈長條狀，且該透光區內配置有複數排成一列之該LED晶元。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED燈板結構，其中該圖案化導電線路與該LED晶元係配置於該透光基板之其中一表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED燈板結構，其中該圖案化導電線路與該LED晶元係配置於該透光基板之雙面，且相對該透光基板兩側的圖案化導電線路與該LED晶 元是錯開配置。
- 如申請專利範圍第6項所述之雙面發光之LED燈板結構，其中該LED晶元與該圖案化導電線路呈條狀排列或呈陣列狀排列。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED燈板結構，其中該更包括：至少一螢光層，塗佈螢光粉於該透光基板相對該些LED晶元之另一表面。
- 如申請專利範圍第8項所述之雙面發光之LED載板結構，其中該螢光層係對應於該些透光區。
- 如申請專利範圍第8項所述之雙面發光之LED載板結構，其中更包括：一第一透光板，包覆密封該螢光層。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED結構，其中更包括：一第二透光板，包覆該透光基板上之該些LED晶元，以密封該些LED晶元。
- 如申請專利範圍第11項所述之雙面發光之LED結構，其中該第二透光板面對該LED晶元之內表面塗佈有至少一螢光層。
- 如申請專利範圍第12項所述之雙面發光之LED結構，其中該螢光層僅對應於該LED晶元之範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED結構，其中該些LED晶元之兩電極端耦接於該圖案化導電線路上是 利用點銲技術銲接。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙面發光之LED結構，其中該些LED晶元之兩電極端耦接於該圖案化導電線路上是利用一引線打線耦合。
- 一種LED燈板之製造方法，包括：備置一透光基板，其上形成至少一透光區；佈局至少一圖案化導電線路於該透光基板上，且該圖案化導電線路避開該些透光區；配置複數LED晶元於透光基板上，並使該些LED晶元之發光部對應該透光區；以及電性連接該LED晶元之兩電極端於該圖案化導電線路，形成電性串聯或並聯。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法，其中該透光基板之材質為可透光之玻璃、塑膠、樹脂、矽膠或陶瓷材料。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法，其中該透光基板為可撓性材質之聚乙烯(PE)系列之塑膠、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚羧酸酯(Polycarbonate，PC)或聚醯亞胺(Polyimide，PI)。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法，其中該些LED晶元係條狀排列或陣列狀排列於該透光基板上。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法，其中每一該透光區內對應配置至少一該LED晶元。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法， 其中備置該透光基板之步驟後，更包括下列步驟：塗佈至少一螢光粉層於該透光基板相對該些LED晶元之另一表面。
- 如申請專利範圍第21項所述之LED燈板之製造方法，其中該螢光粉層係僅對應塗佈於該些透光區內。
- 如申請專利範圍第21項所述之LED燈板之製造方法，其中更包括下列步驟：以一第一透光板包覆密封該螢光粉層。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法，其中電性連接該LED晶元之兩電極端於該圖案化導電線路之步驟後，更包括下列步驟：以至少一第二透光板包覆該透光基板上之該些LED晶元，以密封該些LED晶元。
- 如申請專利範圍第24項所述之LED燈板之製造方法，其中更包括下列步驟：塗佈有至少一螢光粉層於該第二透光板面對該LED晶元之內部表面。
- 如申請專利範圍第25項所述之LED燈板之製造方法，其中該螢光粉層僅對應塗佈於該透光區之範圍。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法，其中電性連接該LED晶元之兩電極端於該圖案化導電線路之步驟中，該些LED晶元之兩電極端是銲接於該圖案化導電線路上。
- 如申請專利範圍第16項所述之LED燈板之製造方法， 其中電性連接該LED晶元之兩電極端於該圖案化導電線路之步驟中，是利用一引線打線耦合該LED晶元之兩電極端於該圖案化導電線路上。
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