TW202032216A

TW202032216A - 光源裝置

Info

Publication number: TW202032216A
Application number: TW108105117A
Authority: TW
Inventors: 劉古煥; 陳顯彰; 巫季霖
Original assignee: 云光科技股份有限公司
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2020-09-01

Abstract

一種光源裝置，包含並排設置的多個基板、透光結構及導光結構。彼此相鄰的兩個基板之間形成有連接縫，且各個基板設置有多個覆晶式發光晶片。透光結構一體成型地覆蓋多個基板及多個覆晶式發光晶片，導光結構設置於透光結構相反於多個覆晶式發光晶片的一側。多個覆晶式發光晶片所發出的光束，將先後通過透光結構及導光結構而均勻地向外射出。其中，任兩個彼此相鄰的覆晶式發光晶片彼此間的間距相同。

Description

光源裝置

本發明涉及一種光源裝置，特別是一種大尺寸拼接式的光源裝置。

現有的大尺寸光源裝置，例如是廣告看板、顯示器面板等，礙於生產技術及生產良率等限制，並無法直接製作出大尺寸的光源裝置，而目前相關廠商的製作方式是利用固定構件，將多個中尺寸或是小尺寸的光源裝置相互連接，據以形成大尺寸的光源裝置。然，此種拼接方式，於兩個光源裝置相互連拼接的位置，將容易形成有暗區，進而影響光源裝置整體出光的均勻性。

緣此，本發明人乃潛心研究並配合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題的本發明。

本發明的主要目的在於提供一種光源裝置，用以改善現有技術中，利用拼接方式組成的大尺寸光源裝置，容易具有明顯的暗區的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種光源裝置，其包含：多個基板、多個覆晶式發光晶片、一透光結構及一導光結構。多個基板彼此並排設置，彼此相鄰的兩個基板之間形成有一連接縫；各個基板的一寬側面定義為一安裝面。多個覆晶式發光晶片固定設置於多個基板的安裝面。透光結構一體成型地設置於多個基板的安裝面，且透光結構一併覆蓋多個覆晶式發光晶片及多個連接縫；透光結構相反於多個基板的一側形成有一出光面，而被透光結構所包覆的多個覆晶式發光晶片所發出的光束能通過透光結構，一併由出光面向外射出。導光結構設置於透光結構的出光面，導光結構用以使通過出光面的光束均勻地向外射出。其中，任兩個彼此相鄰的覆晶式發光晶片的間距相同。

本發明的有益效果可以在於：由於本發明的光源裝置的透光結構是一體成型地設置於多個覆晶式發光晶片及多個基板上，因此，多個覆晶式發光晶片所發出的光束，將可以通過同一透光結構及導光結構，而均勻地向外射出，藉此可大幅改善現有利用拼接方式所組成的大尺寸光源裝置容易具有暗區的問題。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

100‧‧‧光源裝置

10‧‧‧基板

101‧‧‧安裝面

102‧‧‧側面

20‧‧‧覆晶式發光晶片

201‧‧‧頂發光面

202‧‧‧環發光面

30‧‧‧透光結構

301‧‧‧出光面

31‧‧‧擴散粒子

32‧‧‧螢光粉粒

30A‧‧‧透光膜片

40‧‧‧導光結構

401‧‧‧螢光層

402‧‧‧擴散層

403‧‧‧稜鏡層

50‧‧‧輔助連接件

60‧‧‧遮光結構

70‧‧‧第一輔助擴散層結構

80‧‧‧第二輔助擴散層結構

90‧‧‧半反射層結構

D1‧‧‧距離

D2‧‧‧距離

E‧‧‧空隙

F‧‧‧氣囊構件

H1‧‧‧厚度

H2‧‧‧厚度

H3‧‧‧厚度

H4‧‧‧厚度

T1‧‧‧厚度

T2‧‧‧厚度

S‧‧‧連接縫

P‧‧‧間距

圖1為本發明的光源裝置的第一實施例的上視示意圖。

圖2為本發明的光源裝置的第一實施例的局部側視示意圖。

圖3~圖5為本發明的光源裝置的第一實施例的變化形式的局部側視示意圖。

圖6為本發明的光源裝置的第二實施例的局部側視示意圖。

圖7為本發明的光源裝置的第三實施例的局部側視示意圖。

圖8為本發明的光源裝置的第四實施例的局部側視示意圖。

圖9為本發明的光源裝置的第五實施例的局部側視示意圖。

圖10為本發明的光源裝置的第六實施例的局部側視示意圖。

圖11為本發明的光源裝置的第七實施例的局部側視示意圖。

圖12為本發明的光源裝置的第八實施例的局部側視示意圖。

圖13為本發明的光源裝置的第八實施例的製作過程示意圖。

圖14為本發明的光源裝置的第九實施例的局部側視示意圖。

於以下說明中，如有指出請參閱特定圖式或是如特定圖式所示，其僅是用以強調於後續說明中，所述及的相關內容大部份出現於該特定圖式中，但不限制該後續說明中僅可參考所述特定圖式。

請一併參閱圖1及圖2，圖1為本發明的光源裝置的第一實施例的上視圖，圖2為本發明的光源裝置的第一實施例的局部剖面側視圖。光源裝置100包含有多個基板10、多個覆晶式發光晶片20、一透光結構30及一導光結構40。

多個基板10並排設置，並排設置的兩個基板10之間形成有一連接縫S。於此所指的連接縫S可以是兩個基板10彼此相互抵靠時所對應產生的小縫細；所述連接縫S也可以是位於並排設置的兩個基板10之間的寬度相對較大的空隙(即，並排設置的兩個基板10其邊緣處可以是不相互接觸)。

在實際應用中，光源裝置100的基板10數量及其彼此相互連接據以組成的外型，皆可依據需求變化。舉例來說，如圖1所示，光源裝置100可以是具有5個基板10，而5個基板10可以是共同排列形成類似十字的外型。換言之，本發明的光源裝置100可以是依據使用者需求，排列形成為各種外型，特別是可以排列出非矩形的外型。關於各個基板10的尺寸及其外型，可以是依據需求變化，圖中所示僅為其中一示範態樣，實際應用不以其為限。

如圖2所示，各個基板10的一寬側面定義為一安裝面101，而各個基板10的安裝面101上固定設置有多個覆晶式發光晶片(Flip LED chip)，各個基板10的多個覆晶式發光晶片20彼此間的間距P(Pitch)是彼此相同；在實際應用中，所述間距(Pitch)例如可以是3公釐至7公釐(mm)。

在具體的應用中，各個基板10最接近所述基板10側邊的覆晶式發光晶片20，與其所相鄰的基板10的側邊的距離D1，可以是小於或等於該覆晶式發光晶片20與其相鄰的覆晶式發光晶片20彼此間的間距P的一半，以數學式表示則為：D1≦P/2；如此，相鄰並排的兩個基板10上所設置的多個覆晶式發光晶片20，其彼此間的間距P將大致相等，從而可大幅改善現有技術中所存在的暗區的問題。

由於各個基板10在生產時可能有生產誤差，或者，各個覆晶式發光晶片20設置於基板10時，其設置位置也可能有所誤差，因此，在實際應用中，可以是透過調整兩個基板10彼此間的連接縫S的寬度D2，來使多個基板10上的多個覆晶式發光晶片20其彼此間皆具有大致相同的間距(Pitch)，以數學式表示則為：2D1+D2

P。

如圖3所示，在特殊的應用中，兩個基板10之間可以是設置有一輔助連接件50，輔助連接件50對應位於所述連接縫S，而透過輔助連接件50的設置，將可以更方便地調整並排設置的兩個基板10上的最相鄰的兩個覆晶式發光晶片20的間距P。值得一提的是，輔助連接件50可以是不透光結構，而輔助連接件50能阻擋各覆晶式發光晶片20所發出的光束，通過連接縫S向基板10相反於安裝面101的側面102的方向射出；亦即，在輔助連接件50為不透光結構的實施例中，輔助連接件50能具有防止光源裝置100於多個基板10相反於安裝面101的一側發生漏光的問題。

請復參圖1，透光結構30一體成型地設置於多個基板10的安裝面101，且透光結構30一併覆蓋多個覆晶式發光晶片20及多個連接縫S。透光結構30相反於多個基板10的一側形成有一出光面301，而被透光結構30所包覆的多個覆晶式發光晶片20所發出的光束則能通過透光結構30一併由出光面301向外射出，如此，將可大幅改善習知技術中，拼接式光源裝置100容易存在暗區的問題。

換言之，本發明的光源裝置100透過使設置於多個基板10上的多個覆晶式發光晶片20彼此間具有大致相同的間距(Pitch)，以及使透光結構30一體式地覆蓋於設置於多個基板10上的多個覆晶式發光晶片20的設計，將可大幅改善習知拼接式光源裝置，因為存在有暗區，而導致發光不均勻的問題。

關於本發明的光源裝置100的生產方式可以是：先將已設置有多個覆晶式發光晶片20的多個基板10，固定設置於一載台上，並使多個覆晶式發光晶片20彼此間的間距(Pitch)大致相同(例如是透過前述調整連接縫S的寬度的方法)；而後，於多個基板10及多個覆晶式發光晶片20上設置膠狀的透光體；最後，固化透光體，以使其形成為所述透光結構30；透過上述生產方式，將可於多個基板10的多個覆晶式發光晶片20上，形成有一體成型的透光結構30。在實際應用中，透光結構30的材質可以是選用B級環氧樹脂(B-stage silicone)或C級環氧樹脂(C-stage silicone)，在選用B級環氧樹脂的實施例中，透光結構30將具有支撐的功能；各個基板10及設置於其上的多個覆晶式發光晶片20可以是利用COB(Chip On Board)封裝技術生產製作。

值得一提的是，本發明的光源裝置100是利用覆晶式發光晶片20作為發光源，因此，覆晶式發光晶片20設置於基板10上時，不會有任何外露的導線，如此，透光結構30可以透過上述簡單的成型方式，形成於已設置有多個覆晶式發光晶片20的基板10上，而覆晶式發光晶片20於透光結構30成型的過程中將不容易發生損壞的問題。

如圖4所示，在實際應用中，依據生產方式的不同，透光結構30也可以是對應形成於連接縫S中。舉例來說，光源裝置100以上述生產方式製造時，多個基板10設置於載台上時，各個連接縫S可以是未被設置有任何構件，如此，在膠狀的透光體設置於多個基板10及多個覆晶式發光晶片20的過程中，膠狀的透光體將會對應填充於多個連接縫S中，而膠狀的透光體經固化後，將成為所述透光結構30。其中，填充於連接縫S的透光結構30將可用來輔助加強多個基板10彼此間的連接強度。

如圖5所示，特別說明的是，在實際應用中，為了避免行進於透光結構30中的光束，通過位於連接縫S的透光結構30，而向各個基板10相反於具有安裝面101的一側射出，多個基板10相反於安裝面101的一側面102可以是設置有一遮光結構60，例如是遮光片等，或者也可以使填充於連接縫S的透光結構30，其位於相反於所述安裝面101的一側形成有遮光層(例如是利用塗佈的方式形成)。

請復參圖2，導光結構40設置於透光結構30的出光面301，導光結構40用以使通過出光面301的光束均勻地向外射出，如此，將可使光源裝置100能發出更均勻的光束，而可大幅改善現有拼接式光源裝置所存在的暗區的問題。關於導光結構40的具體實施方式，可以是依據需求為任何可以輔助使光束更為柔和、均勻的結構，於此實施例中，不加以限制。

請參閱圖6，其為本發明的光源裝置的第二實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與前述實施例最大不同之處在於：導光結構40可以是包含有一螢光層401、一擴散層402及一稜鏡層403，螢光層401貼附於透光結構30的出光面301設置，擴散層402設置於螢光層401相反於出光面301的一側，稜鏡層403設置於擴散層402相反於螢光層401的一側。換言之，導光結構40由靠近多個基板10的一側向遠離基板10的一側，可以是依序包含有螢光層401、擴散層402(Diffuser Film)及稜鏡層403(Prism Sheet)。其中，在實際應用中，稜鏡層403的設置數量不以單一層為限，在稜鏡層403為片狀結構的實施例中，也可以是依據需求設置有兩片。

進一步來說，各個覆晶式發光晶片20可以是能發出藍色光束的發光二極體晶片，而導光結構40的螢光層401可以是對應具有黃色螢光粉粒，藉此，各個覆晶式發光晶片20所發出的藍色光束將可激發黃色螢光粉粒，據以產生白光光束。所述擴散層402內可以是具有擴散粒子，而使光束能於其內進行特定方向的折射、反射，據以使通過的光束，能更均勻地向外射出。所述稜鏡層403可以是包含有多個微結構(圖未示)，而多個微結構可以用來改變光束的路徑，據以使光源裝置100所發出的光束，集中於預定的可視角範圍中。依上所述，透過上述導光結構40的設計，將可以使光源裝置100發出均勻的白光光束。

請參閱圖7，其為本發明的光源裝置的第三實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與前述實施例最大不同之處在於：透光結構30中還可以是摻有擴散粒子31，且透光結構30的厚度H1可以是介於50微米(μm)至500微米之間。如此，將可使多個覆晶式發光晶片20所發出的光束，於透光結構30中即被擴散粒子反射、折射，而更均勻地向導光結構40射出。

請參閱圖8，其為本發明的光源裝置的第四實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與前述實施例最大不同之處在於：導光結構40可以是僅包含有一擴散層402及一稜鏡層403，擴散層402貼附於出光面301設置，稜鏡層403設置於擴散層402相反於透光結構30的出光面301的一側，而透光結構30中可以是摻有螢光粉粒32。關於擴散層402及稜鏡層403的詳細說明，與前述實施例相同，於此不加以贅述。關於摻有螢光粉粒32的透光結構30，其大致可達到與前述實施例所舉螢光層(401)相同的功能，於此不再贅述。

請參閱圖9及圖10，其分別為本發明的光源裝置的第五實施例及第六實施例的示意圖。如圖9所示，此實施例與前述實施例最大不同之處在於：光源裝置100還可以包含有一第一輔助擴散層結構70，第一輔助擴散層結構70位於透光結構30及導光結構40之間，第一輔助擴散層結構70的厚度H2可以是介於2微米至300微米。

如圖10所示，此實施例與前述實施例最大不同之處在於：光源裝置100除了包含所述第一輔助擴散層結構70外，光源裝置100還可以包含有一第二輔助擴散層結構80，第二輔助擴散層結構80 位於透光結構30及多個覆晶式發光晶片20之間，第二輔助擴散層結構80的厚度H3介於2微米至300微米。當然，在不同的應用中，光源裝置100也可以是僅包含有第二輔助擴散層結構80，而不具有所述第一輔助擴散層結構70。

所述第一輔助擴散層結構70或是第二輔助擴散層結構80是用來使光束更均勻地向外射出，在具體的應用中，第一輔助擴散層結構70可以是片狀結構，而直接貼附於透光結構30的出光面301，第二輔助擴散層結構80則可以是由包含有擴散粒子的膠體，塗佈於多個基板10的安裝面101及多個覆晶式發光晶片20後固化所形成。

請參閱圖11，其分別為本發明的光源裝置的第八實施例的示意圖。本實施例與前述實施例最大不同之處在於：光源裝置100還可以包含有一半反射層結構90，半反射層結構90設置於透光結構30及多個覆晶式發光晶片20之間，半反射層結構90的厚度H4介於2微米至300微米。於此所指的半反射層結構90，即為：能使各個覆晶式發光晶片20所發出的部份光束穿過，並反射另一部份的光束。

各個覆晶式發光晶片20相反於其所對應的基板10的安裝面101的一側定義為一頂發光面201，各個覆晶式發光晶片20的其餘發光面則定義為一環發光面202；由各個覆晶式發光晶片20的頂發光面201所發出的部份光束能直接通過覆蓋於其上的半反射層結構90而向外射出，而由各個覆晶式發光晶片20的頂發光面201所發出的另一部份光束則能被覆蓋於其上的半反射層結構90反射，以由環發光面202的方向外向射出。

依上所述，由於各個覆晶式發光晶片20通過頂發光面201所發出的光束，並非完全地直接射出，而部分光束將被半反射層結構90反射而由朝環發光面202的方向射出，因此，將可大幅提升相鄰的兩個覆晶式發光晶片20之間的區域的亮度，再搭配透光結構30及導光結構40的設計，將可使光源裝置100各個區域所發出的光束的亮度更趨近一致。

更具體來說，設置有多個覆晶式發光晶片20的多個基板10，在未設置有透光結構30、導光結構40及半反射層結構90時，各個覆晶式發光晶片20所發出的光束，由頂發光面201向外射出的比例是高於由環發光面202向外射出的比例，因此，位於相鄰的兩個覆晶式發光晶片20之間的區域的亮度，將低於兩個覆晶式發光晶片20的頂發光面201的亮度。在此狀態下，透過設置透光結構30及導光結構40的設置，雖然已可大幅改善亮度不均的問題，但，隨著覆晶式發光晶片20的功率提升，光源裝置100的亮度不均的問題將可能再度浮現。

本實施例所提出的半反射層結構90，將可以把各個覆晶式發光晶片20由頂發光面201所發出的部分光束，導向至朝向環發光面202方向射出，如此，光源裝置100在未設置有透光結構30及導光結構40時，相鄰的兩個覆晶式發光晶片20彼此間的亮度將被提升，而通過各個覆晶式發光晶片20的頂發光面201所射出的光束亮度將相對降低，藉此將可大幅改善多個覆晶式發光晶片20在未設置有透光結構30或導光結構40時，亮度明顯不均勻的問題。

也就是說，在光源裝置100同時設置有半反射層結構90、透光結構30及導光結構40的實施例中，光源裝置100所發出的光束的均勻度，將可以優於未設置有半反射層結構90的光源裝置100，特別是在各個覆晶式發光晶片20為高功率形式的實施例中。

關於半反射層結構90形成的方式可以是：先將薄型反射片體，覆蓋於多個覆晶式發光晶片20的頂發光面201；而後，加熱薄型反射片體，並透過擠壓的方式，使薄型反射片體變形以包覆各個覆晶式發光晶片20；最後，使變形後的薄型反射片體固化，以使其變成為半反射層結構90。透過此種方式形成的半反射層結構90，其位於各個頂發光面201的厚度T1，將比位於各個環發光面202的厚度T2厚，而各個覆晶式發光晶片20所產生的光束，將相對容易由環發光面202向外射出。

在不同的應用中，半反射層結構90也可以是僅形成於各個覆晶式發光晶片20的頂發光面201，舉例來說，半反射層結構90可以是透過塗佈的方式，僅形成於各個覆晶式發光晶片20的頂發光面201，而不形成於各個環發光面202。

請一併參閱圖12及圖13，圖12為本發明的光源裝置的第七實施例的示意圖，圖13為本發明的光源裝置的製作過程示意圖。如圖12所示，本實施例與前述實施例最大不同之處是：透光結構30與導光結構40之間可以是形成有多個空隙E，而導光結構40是對應遮蔽多個空隙E。

如圖13所示，本實施例的透光結構30的具體製作方式可以是：先將設置有多個覆晶式發光晶片20的多個基板10設置於一封閉空間中；而後，將一透光膜片30A覆蓋於多個覆晶式發光晶片20遠離多個基板10的一側，並且於透光膜片相反於多個覆晶式發光晶片20的一側設置一氣囊構件F；隨後，對氣囊構件F充氣，從而使氣囊構件F擠壓透光膜片30A，以使透光膜片30A對應貼附於多個基板10的安裝面101及多個覆晶式發光晶片20的表面；最後，使被擠壓後的透光膜片30A固化成為所述透光結構30。關於前述第二實施例至第六實施例所舉的各種變化態樣，皆可依據需求，應用於本實施例中，相關說明復參前載實施例於此不再贅述。

請參閱圖14，其為本發明的光源裝置的第九實施例的示意圖。本實施例與前述第八實施例最大差異在於：光源裝置100還可以包含有一第一輔助擴散層結構70，第一輔助擴散層結構70位於透光結構30及導光結構40之間。第一輔助擴散層結構70可以是以任何方式形成於透光結構30及導光結構40之間，舉例來說，第一輔助擴散層結構70可以是先形成於透光結構30的一側，而後第一輔助擴散層結構70及透光結構30，再一同以上述製作方式(如圖13所示)形成於多個覆晶式發光晶片20遠離基板10的一側。關於第一輔助擴散層結構70的詳細說明，請參閱前述實施例，於此不再贅述。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。