TWI291251B - LED assembly structure - Google Patents

Description

1291251 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發光二極體封裝結構，且特別是 有關於一種二合一發光二極體封裝結構。 【先前技術】 發光二極體所能的應用的領域越來越廣泛，舉凡照 明、號誌燈、戶外看板及液晶螢幕背光源，發光二極體均 可應用於其上。特定二極體材料所的產生的光，其波長範 圍有限，因此在某些需要特定波長範圍（或特定顏色）的光， 則需要兩種以上的發光二極體晶片所產生的光加以混合而 成。 舉例，若需要白色的光源，則需要藉由紅、藍、綠三 種原色的發光二極體組合發光而混合成白色光源。上述設 計由於其基本發光單元是由3個晶片組合而成，晶片成本 相對較高’也因此而有較高的功率消耗及發熱量。又由於 此種設計必須以三組電路分別來控制三種晶片的發光量， 其整體驅動的電路設計將因此而較為複雜。 【發明内容】 因此本發明的目的就是在提供一種二合一發光二極體 封裝結構’用以製造一低功率消耗且驅動電路設計較簡單 的白色光源。 根據本發明之上述及其他目的，提出一種二合一發光 一極體封裝結構。此二極體封裝結構具有一基座。基座舖 1291251 設所需的電路並包含一反射腔。一長波長發光二極體晶片 固定於該反射腔内，並與基座上舖設之電路連接。一短波 長發光二極體晶片，固定於該反射腔内，並與該基座上舖 設之電路連接。一長波長螢光粉藉封裝材料覆蓋於短波長 發光二極體晶片上，並藉短波長發光二極體晶片所發出的 光激發長波長的光。上述晶片及螢光粉均利用有機樹脂封 裝於基座上。上述兩發光二極體晶片所發出的光及螢光粉 所發出的光於反射腔内混光成一主發光波長可任意調整的 光。 二合一白光二極體需要將上述的長波長發光二極體晶 片之發光波長限制於580nm〜640nm，短波長發光二極體晶 片之發光波長限制於400nm〜480nm，且長波長螢光粉之發 光波長限制於500nm〜580nm或其CIE1931色度座標位於 (0.1，0.2)、（0.05, 0.75)、（0.2, 0.75)、（0.5, 0.48)四點所圍成 的區域内，即可產生一個白光二極體。 由上述可知，應用本發明二合一發光二極體封裝結 構’其整體的晶片成本相對較低，也因此而有較低的功率 消耗及發熱量，且其整體驅動電路的設計將因此而較為簡 單〇 【實施方式】 如上所述’本發明提出一種二合一發光二極體封裝結 構’藉由短波長發光二極體晶片所發出之短波長光與被此 短波長光激發的螢光粉所發出之長波長光結合，加上另一 個長波長發光晶片發出長波長光混合發光。由此不同波長 6 1291251 光源、Ό σ的機制’來構成一個發光顏色可以任意調整的發 光二極體元件。 本毛明的設計原理是將兩顆各自被獨立驅動的發光二 極體曰曰片，以二合一的方式封裝在同一個反射腔中。此兩 曰曰片所發出的不同波長的光加上螢光粉被激發的光，經 由反射腔擴散’將可混成不同主波長的合成光輸出。由此 兩個不同長知'波長發光二極體晶片可選擇的波長變化範 圍’及螢光粉的可調成份變化範圍這三個可變參數的調整 與組合’將可調配出各種不同色座標成份的合成光。以下 將配合較佳實施例來詳細說明此二合一發光二極體封裝結 構。 請參照第1圖，其繪示依照本發明一較佳實施例的一 種二合一發光二極體封裝結構的剖面圖。此封裝結構的發 光二極體晶片均被封裝於材質為金屬、陶瓷、鑽石、類鑽 碳或印刷電路板等的基座1 00上。基座1 00上先形成一絕 緣層104a及104b，作為舖設導電層（或稱為電路層）110a及 ll〇b的基底。絕緣層l〇4a及104b之材質可以是陶瓷材料、 鑽石、類鑽碳或塑膠。導電層110a及ll〇b材質可以是含 銅、金、銘或銀等金屬材料。基座100上還具有一反射腔 105作為固定長波長發光二極體晶片l〇6a及短波長發光二 極體晶片l〇6b的地方。反射腔105的底壁和側壁需鍍上含 鋁、金或銀的金屬材料，使其產生良好的反射率。長發光 二極體晶片l〇6a及短波長發光二極體晶片i〇6b藉由打（金） 線的製程與導電層ll〇a及110b連接。長波長螢光粉ι〇8 藉封裝材料覆蓋於短波長發光二極體晶片106b上，並藉短 7 1291251 波長發光二極體晶片l〇6b所發出的光激發產生長波長的 光。長波長螢光粉108的成份可以是有機螢光色素、高分 子螢光材料、無機螢光材料、量子點螢光材料、混成螢光 材料或半導體材料。上述所有晶片及螢光粉均藉有機樹脂 102封裝於基座100上，兩發光二極體晶片所發出的光及螢 光粉所發出的光於反射腔105内混光成一主發光顏色可任 意調整的光。有機樹脂102的材質可以是矽膠或環氧樹脂。 若製造一二合一白光二極體，上述的長波長發光二極 體晶片之發光波長限制於580nm〜640nm，短波長發光二極 體晶片之發光波長限制於400nm〜480nm，且長波長螢光粉 之發光波長限制於500nm〜580η或其CIE1931色度座標位 於（0.1，0·2)、（〇.〇5, 0.75)、（0.2, 0.75)、（0.5, 0.48)四點所圍 成的區域内，即可產生一個白光二極體。 由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明二合一發 光二極體封裝結構，其整體的晶片成本相對較低，也因此 而有較低的功率消耗及發熱量，且其整體驅動電路的設計 將因此而較為簡單。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，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 神和範圍内，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。 【圖式簡單說明】 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，所附圖式之詳細說明如下： 8 1291251 第1圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種二合一 發光二極體封裝結構的剖面圖；以及 苐2圖係纟會示依照本發明一較佳實施例的一種 CIE1931色度座標區域。 【主要元件符號說明】 100 :基座 106a:長波長發光二極體晶片 102 :有機樹脂 106b:短波長發光二極體晶片 104a/104b :絕緣層 108 :螢光粉 105 :反射腔 110a/110b :導電層

Claims (1)

1291251 十、申請專利範圍·· 1·一種二合一發光二極體封裝結構，至少包含： 一基座，其上舖設電路，並具有一反射腔； 一長波長發光二極體晶片，固定於該反射腔内，並與 該基座上舖設之電路連接； 一短波長發光二極體晶片，固定於該反射腔内，並與 該基座上舖設之電路連接； 一長波長螢光粉，藉封裝材料覆蓋於該短波長發光二 極體晶片上，並藉該短波長發光二極體晶片所發出的光激 發長波長的光；以及 一有機樹脂，將上述晶片及螢光粉均封裝於該基座 上’上述兩發光二極體晶片所發出的光及螢光粉所發出的 光於該反射腔内混光成一主發光波長可任意調整的光。 2·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構’其中該基座之材質為金屬、陶竟、鑽石、類鑽碳或印 刷電路板。 3·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構，其中該反射腔的表面材質為含鋁、金或銀的金屬材料。 4·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構，其中該長波長螢光粉的成份為有機螢光色素、高分子 1291251 螢光材料、無機螢光材料、量子點螢光材料、混成螢光材 料或半導體材料。 5·如申請專利範園帛1帛所述之發1二極體封裝結 構其中該基座上更包含一絕緣層，作為電路鋪設的基底。 6·如申請專利範圍第5項所述之發光二極體封裝結 構，其中該絕緣層之材質為陶瓷材料、鑽石、類鑽碳或塑 膠。 7.如申請專利範圍第丨項所述之發光二極體封裝結 構，其中該基座上舖設之電路材質為銅、金、鋁或銀。 8_如申請專利範圍第i項所述之發光二極體封裝結 構’其中該有機樹脂的材質為矽膠或環氧樹脂。 1 9.一種白光二極體封裝結構，至少包含： 一基座，其上舖設電路，並具有一反射腔； 一長波長發光二極體晶片，固定於該反射腔内，並與 該基座上舖設之電路連接，其中該長波長發光二極體晶片 之發光波長為580nm〜640nm; 一短波長發光二極體晶片，固定於該反射腔内，並與 該基座上舖設之電路連接，其中該短波長發光二極體晶片 之發光波長為400nm〜480nm ; 一長波長螢光粉，藉封裝材料覆蓋於該短波長發光二 11 1291251 極體晶片上，並藉該短波長發光二極體晶片所發出的光激 發長波長的光，其中該長波長螢光粉之發光波長為 500nm〜580nm ;以及 一有機樹脂，將上述晶片及螢光粉均封裝於該基座 上’上述兩發光二極體晶片所發出的光及螢光粉所發出的 光於該反射腔内混光成一發光顏色可任意變化之發光源封 裝體結構。 10·如申請專利範圍第9項所述之白光二極體封裝結 構，其中該基座之材質為金屬、陶瓷、鑽石、類鑽碳或印 刷電路板。 11·如申凊專利範圍第9項所述之白光二極體封裝結 構，其中該反射腔的表面材料含铭、金或銀的金屬材料:

”晴專利範圍第9項所述之白光二極體封裝結 構’其中該長波長螢光粉的成份為有機螢光色素、高分子 螢光材料、無機螢光材料、量子點慈 Τ里于點螢先材料、混成螢光材 料或半導體材料。 斯Τ諝寻利範圍第9頊所锍十a , 槿，mi — 項所述之白光二極體封裝結 構，其中该基座上更包含一絕緣 曰作為電路鋪設的基底。 結構 14.如申請專利範圍第13項所述之白光 ’其中該絕緣層之材質為陶瓷材料、鑽石 二極體封裝 、類鑽碳或 1291251 塑膠。 15·如申請專利範圍第9項所述之白光二極體封裝結 構，其中該基座上舖設之電路材質為銅、金、銘或銀。 16·如申請專利範圍第9項所述之白光二極體封裝結 構’其中該有機樹脂的材質為矽膠或環氧樹脂。 17. 一種白光二極體封裝結構，至少包含： 一基座，其上舖設電路，並具有一反射腔； 一長波長發光一極體晶片，固定於該反射腔内，並與 該基座上舖没之電路連接，其中該長波長發光二極體晶片 之發光波長為580nm〜640nm; 一短波長發光二極體晶片，固定於該反射腔内，並與 該基座上舖設之電路連接，其中該短波長發光二極體晶片 之發光波長為400nm〜480nm ; 一長波長螢光粉，藉封裝材料覆蓋於該短波長發光二 極體晶片上，並藉該短波長發光二極體晶片所發出的光激 發長波長的光，其中該長波長螢光粉之CIE1931色度座標 位於（0.1，0.2)、（0.05, 0·75)、（0.2, 0.75)、（0.5, 0.48)四點所 圍成的區域内；以及 一有機樹脂，將上述晶片及螢光粉均封裝於該基座 上，上述兩發光二極體晶片所發出的光及螢光粉所發出的 光於該反射腔内混光成一發光顏色可任意變化之發光源封 裝體結構。 13