TW201616684A - 覆晶式發光二極體之電路結構 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種覆晶式發光二極體之電路結構，係用以供至少一覆晶式發光二極體組裝，每一覆晶式發光二極體係具有至少兩電極，電路結構係於一基板之表面定義出一光發射面，且光發射面上係具有複數個反射導接面，而反射導接面係用以供前述覆晶式發光二極體之電極組接，使至少一覆晶式發光二極體於光發射面上形成串聯、並聯或串並聯，其中反射導接面之總面積係佔光發射面之面積的80%~99%；藉此，本發明覆晶式發光二極體之電路結構係藉由增加覆晶式發光二極體之電路板上的反射導接面之面積比例，有效達到覆晶式發光二極體元件之發光效率的提升。
Description
本發明係有關於一種覆晶式發光二極體之電路結構，尤其是指一種增加基板上之反射導接面面積的發光二極體電路佈局，主要係藉由增加覆晶式發光二極體之基板上的反射導接面之面積比例，有效達到覆晶式發光二極體元件之發光效率的提升者。
按，發光二極體(light emitting diode， LED)與傳統白熾光源比較，係具有省電、體積小、低電壓驅動、不含汞、無熱輻射、操作反應速度快，以及壽命長等優點，發光二極體是次世代節能照明的最佳光源，已經廣泛應用在家庭用品指示燈、液晶顯示器之背光源、圖文顯示幕或汽車第三煞車燈等照明領域，而發光二極體的發光原理則是在二極體上施加一電壓，驅使二極體裡的電子與電洞結合，此結合產生的能量係以光的形式釋放出來，以完成發光二極體的發光效能。
覆晶式發光二極體是一種為了解決傳統使用銀膠黏合發光二極體晶片基板與封裝基材而產生過高的熱傳導阻抗與不易散熱等嚴重缺點，因此，覆晶式發光二極體係藉由將晶片的電極直接鍵結在封裝基材上，能有效降低熱傳導阻抗，並增進其發光效率；然而，即便式改良後的覆晶式發光二極體，依然會因為封裝基材不佳的光反射特性，而存在有發光效率不彰等缺點；在中華民國過往專利中，例如公告號第I404189號即揭示一種「複晶式發光二極體元件及其製造方法」，該複晶式發光二極體元件，包含一導線架，其中該導線架具有一承載部；複數之晶片配置於該承載部，該等晶片至少包含一第一晶片及一第二晶片；一第一散射層共形地覆蓋該第一晶片，僅露出該第一晶片之電極，其中該第一散射層僅由一散射物質所構成，不包含高分子材料；以及一第二散射層共形地覆蓋該第二晶片，僅露出該第二晶片之電極，其中該第二散射層僅由一散射物質所構成，不包含高分子材料；雖然此發明案係利用相同或不同之散射物質及散射層厚度來分別控制各晶片的發光角度，且該散射層不含除了散射物質以為的其他成份，因此可提昇角度準確性，有效各別掌控不同晶片封裝後之發光角度，並增加其穩定度；然而，在此發光二極體元件中除了發光二極體晶片發出亮光使得附近區域明亮以外，其餘區域皆為絕緣體而反射光線的效果較差，因此，整體的發光二極體元件的發光效率並無法有效提升。
今，發明人即是鑑於傳統之光反射電路之電路板佈局存在發光效率不彰等諸多缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
本發明主要目的為提供一種覆晶式發光二極體之電路結構，尤其是指一種增加基板上之反射導接面面積的發光二極體電路佈局，主要係藉由增加覆晶式發光二極體之基板上的反射導接面之面積比例，有效達到覆晶式發光二極體元件之發光效率的提升。
為了達到上述實施目的，本發明人提出一種覆晶式發光二極體之電路結構，係用以供至少一覆晶式發光二極體組裝，每一覆晶式發光二極體係具有至少兩電極，電路結構係於一基板之表面定義出一光發射面(light emitting surface，LES)，且光發射面上係具有複數個反射導接面，而反射導接面係用以供前述覆晶式發光二極體之電極組接，使至少一覆晶式發光二極體於光發射面上形成串聯、並聯或串並聯，其中反射導接面之總面積係佔光發射面之面積的80%~99%。
如上所述的覆晶式發光二極體之電路結構，其中兩兩鄰近之反射導接面的最小間距係介於75微米~250微米之間。
如上所述的覆晶式發光二極體之電路結構，其中反射導接面係由金屬材質所構成。
如上所述的覆晶式發光二極體之電路結構，其中基板表面係形成有一絕緣層，而反射導接面係設置於絕緣層上。
如上所述的覆晶式發光二極體之電路結構，其中絕緣層由一具高反射之材質所構成。
如上所述的覆晶式發光二極體之電路結構，其中絕緣層之材質係為矽化合物或環氧化合物等其中之一種。
如上所述的覆晶式發光二極體之電路結構，其中基板係為鋁基板、銅基板或其他適當之金屬基板等其中之一種。
如上所述的覆晶式發光二極體之電路結構，其中基板係由一陶瓷材料所構成。
藉此，本發明之覆晶式發光二極體之電路結構係藉由將覆晶式發光二極體之電路板上的複數個反射導接面之面積比例提升至整體光發射面面積的80%~99%，使覆晶式發光二極體發射的光線可經由以金屬材質構成的反射導接面進行反射，以使覆晶式發光二極體元件擁有較大的出光光量，有效達到覆晶式發光二極體元件之發光效率的提升。
本發明之目的及其結構設計功能上的優點，將依據以下圖面所示之較佳實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。
首先，請參閱第一、二圖所示，為本發明覆晶式發光二極體之電路結構其一較佳實施例之電路結構立體圖，以及電路結構俯視圖，其中本發明之覆晶式發光二極體之電路結構係用以供至少一覆晶式發光二極體(1)組裝，每一覆晶式發光二極體(1)係具有至少兩電極(11)，電路結構係於一基板(2)之表面定義出一光發射面(21)，且光發射面(21)上係具有複數個反射導接面(211)，而反射導接面(211)係用以供前述覆晶式發光二極體(1)之電極(11)組接，使至少一覆晶式發光二極體(1)於光發射面(21)上形成串聯、並聯或串並聯，其中反射導接面(211)之總面積係佔光發射面(21)之面積的80%~99%；此外，而基板(2)的外型輪廓係可例如為圓形，但並不以此為限；再者，兩兩鄰近之反射導接面(211)的最小間距(22)係介於75微米~250微米之間；此外，反射導接面(211)係由金屬材質所構成，在本發明其一較佳實施例中，覆晶式發光二極體(1)與反射導接面(211)係以共晶接合方式連接成通路，而覆晶式發光二極體(1)係可發射出相同顏色的光線或是不同顏色的光線，其中以金屬材質所構成的反射導接面(211)即是傳統之覆晶式發光二極體之金屬墊(pad)結構，用以將外界電源施加之電壓經由金屬墊(pad)與電極以提供覆晶式發光二極體之所需。
此外，請一併參閱第三圖所示，為本發明覆晶式發光二極體之電路結構其一較佳實施例之元件剖面示意圖，其係以第二圖之AA’線為剖線之覆晶式發光二極體元件的內部垂直架構圖，其中基板(2)表面係形成有一絕緣層(3)，而反射導接面(211)係設置於絕緣層(3)上，而絕緣層(3)係由一具高反射之材質所構成，可例如為矽化合物或環氧化合物等其中之一種，且基板(2)係為鋁基板、銅基板或其他適當之金屬基板等其中之一種；在本發明其一較佳實施例中，覆晶式發光二極體之電路結構係包括有一基板(2)，基板(2)表面係形成有一絕緣層(3)，而反射導接面(211)係設置於絕緣層(3)上，絕緣層(3)係用以隔絕同為金屬材質之基板(2)與反射導接面(211)，以避免兩者產生短路之缺點，第三圖之架構主要係先以黃光微影製程與濕式或乾式蝕刻之蝕刻製程在基板(2)上鑿設有複數個凹洞，再以沉積製程於基板(2)表面形成有一絕緣層(3)，最後在於凹洞處形成金屬材質之反射導接面(211)，而兩兩鄰近之反射導接面(211)的最小間距(22)係介於75微米~250微米之間，且覆晶式發光二極體(1)係跨設在反射導接面(211)之最小間距(22)上，且以至少兩電極(11)分別共晶接合於兩不相同之反射導接面(211)上，以形成一完整的覆晶式發光二極體元件之架構。
再者，請再參閱第四圖所示，為本發明覆晶式發光二極體之電路結構其二較佳實施例之元件剖面示意圖，其亦是以第二圖之AA’線為剖線之覆晶式發光二極體元件的內部垂直架構圖，其中基板(2)係由一具絕緣性質之陶瓷材料所構成，其架構係先以黃光微影製程與濕式或乾式蝕刻之蝕刻製程在基板(2)上鑿設有複數個凹洞，再以沉積製程於基板(2)之凹洞處形成金屬材質之反射導接面(211)，而兩兩鄰近之反射導接面(211)的最小間距(22)係介於75微米~250微米之間，且覆晶式發光二極體(1)係跨設在反射導接面(211)之最小間距(22)上，且以至少兩電極(11)分別共晶接合於兩不相同之反射導接面(211)上，以形成一完整的覆晶式發光二極體元件之架構。
根據上述之用以增加光反射之覆晶式發光二極體電路結構於實際實施時，首先，係於一基板(2)之表面定義出一光發射面(21)；接著，請再參閱第二、三圖所示，主要係以黃光微影製程與濕式或乾式蝕刻之蝕刻製程在基板(2)上鑿設有2個凹洞，再以沉積製程於基板(2)之凹洞處形成2個反射導接面(211)，其中反射導接面(211)係由金屬材質所沉積而成，而兩兩反射導接面(211)間的最小間距(22)係介於75微米~250微米之間，且覆晶式發光二極體(1)係跨設在反射導接面(211)之最小間距(22)上，且以至少兩電極(11)分別共晶接合於兩不相同之反射導接面(211)上，以形成一完整的覆晶式發光二極體元件之架構；另外，請一併參閱第五圖所示，為本發明覆晶式發光二極體之電路結構其三較佳實施例之電路結構俯視圖，其中於基板(2)上定義之光發射面(21)上係形成有13個金屬材質之反射導接面(211)，而兩兩反射導接面(211)間的最小間距(22)係介於75微米~250微米之間，且覆晶式發光二極體(1)之至少兩電極(11)係分別共晶接合於兩不相同之反射導接面(211)上，以形成另一完整的覆晶式發光二極體元件之架構，然而必須注意的是，第五圖所標示之覆晶式發光二極體(1)之設置位置是為說明方便起見，而非以本發明所舉為限，且熟此技藝者當知道覆晶式發光二極體(1)之設置方式會因不同的電路結構與佈局而有不同的覆晶式發光二極體(1)設置位置，並不會影響本發明的實際實施；另外，請再參閱第六圖所示，為本發明覆晶式發光二極體之電路結構其四較佳實施例之電路結構俯視圖，其中基板(2)上定義之光發射面(21)上係形成有35個金屬材質之反射導接面(211)，其中光反射區域(111)亦由金屬材質所構成，且覆晶式發光二極體(1)之至少兩電極(11)係分別共晶接合於兩不相同之反射導接面(211)上，以形成另一完整的覆晶式發光二極體元件之架構，然而必須注意的是，第六圖所標示之覆晶式發光二極體(1)之設置位置是為說明方便起見，而非以本發明所舉為限，且熟此技藝者當知道覆晶式發光二極體(1)之設置方式會因不同的電路結構與佈局而有不同的覆晶式發光二極體(1)設置位置，並不會影響本發明的實際實施；由下表之反射導接面(211)面積比例的計算結果可得知，樣本一~樣本六之覆晶式發光二極體元件之反射導接面(211)的總面積係佔光發射面(21)之面積的85%~99%之間，與其他之反射導接面(211)總面積之比例小於85%的覆晶式發光二極體元件比較，樣本一~樣本六之覆晶式發光二極體元件係具有更優異的發光效率，可有效達到發光效率提升的目標。
由上述之實施說明可知，本發明覆晶式發光二極體之電路結構與現有技術相較之下，本發明具有以下優點：
1.本發明之覆晶式發光二極體之電路結構係藉由將覆晶式發光二極體之電路板上的複數個反射導接面之面積比例提升至整體光發射面面積的80%~99%，使覆晶式發光二極體發射的光線可經由以金屬材質構成的反射導接面進行反射，以使覆晶式發光二極體元件擁有較大的出光光量，有效達到覆晶式發光二極體元件之發光效率的提升。
綜上所述，本發明覆晶式發光二極體之電路結構，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。
(1)‧‧‧覆晶式發光二極體
(11)‧‧‧電極
(2)‧‧‧基板
(21)‧‧‧光發射面
(211)‧‧‧反射導接面
(22)‧‧‧最小間距
(3)‧‧‧絕緣層
第一圖：本發明覆晶式發光二極體之電路結構其一較佳實施例之電路結構立體圖
第二圖：本發明覆晶式發光二極體之電路結構其一較佳實施例之電路結構俯視圖
第三圖：本發明覆晶式發光二極體之電路結構其一較佳實施例之元件剖面示意圖
第四圖：本發明覆晶式發光二極體之電路結構其二較佳實施例之元件剖面示意圖
第五圖：本發明覆晶式發光二極體之電路結構其三較佳實施例之電路結構俯視圖
第六圖：本發明覆晶式發光二極體之電路結構其四較佳實施例之電路結構俯視圖
(1)‧‧‧覆晶式發光二極體
(2)‧‧‧基板
(21)‧‧‧光發射面
(211)‧‧‧反射導接面
(22)‧‧‧最小間距
Claims (8)
- 一種覆晶式發光二極體之電路結構，係用以供至少一覆晶式發光二極體組裝，每一覆晶式發光二極體係具有至少兩電極，該電路結構係於一基板之表面定義出一光發射面，且該光發射面上係具有複數個反射導接面，而該等反射導接面係用以供前述覆晶式發光二極體之電極組接，使該至少一覆晶式發光二極體於該光發射面上形成串聯、並聯或串並聯，其中該等反射導接面之總面積係佔該光發射面之面積的80%~99%。
- 如申請專利範圍第1項所述之覆晶式發光二極體之電路結構，其中兩兩鄰近之反射導接面的最小間距係介於75微米~250微米之間。
- 如申請專利範圍第2項所述之覆晶式發光二極體之電路結構，其中該等反射導接面係由金屬材質所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之覆晶式發光二極體之電路結構，其中該基板表面係形成有一絕緣層，而該等反射導接面係設置於該絕緣層上。
- 如申請專利範圍第4項所述之覆晶式發光二極體之電路結構，其中該絕緣層由一具高反射之材質所構成。
- 如申請專利範圍第5項所述之覆晶式發光二極體之電路結構，其中該絕緣層之材質係為矽化合物或環氧化合物其中之一。
- 如申請專利範圍第4項所述之覆晶式發光二極體之電路結構，其中該基板係為鋁基板或銅基板其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之覆晶式發光二極體之電路結構，其中該基板係由一陶瓷材料所構成。
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