CN201302063Y - 无缝拼接式半导体平面光源模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体照明技术领域，具体地说是一种无缝拼接式半导体平面光源模块，主要由多个LED光源模块串并联组成，所述的LED光源模块主要由电路基板(1)、基板绝缘层(2)、电路电极(3)、高反射率薄膜层(4)、芯片电极引线(6)、LED芯片(5)、封装边框(7)、荧光粉硅胶发光层(8)组成，其特征在于：取消封装边框，或采用透明固化封装边框，并将透明固化封装边框的边距缩小，透明固化封装边框覆荧光粉层。本实用新型同现有技术相比，使得模块之间无缝隙的拼接而发光均匀，且光的利用率高；另外，可使平面光源制作的薄而轻、亮度高、可任意拼接，面积大。

Description

无缝拼接式半导体平面光源模块

[技术领域]

本实用新型涉及半导体照明技术领域，具体地说是一种无缝拼接式半导体平面光源模块。

[背景技术]

进入21世纪，通用照明技术已由传统的白炽灯、荧光灯、气体放电灯等逐步过渡到更节能环保的半导体照明技术的应用，高亮度发光二极管LED已成为半导体照明的核心器件，采用蓝色LED芯片激发黄色荧光粉而产生白光的技术因其发光效率高且成本较低而发展成为通用照明的主流技术。

LED的封装主要以单芯片封装形式为主，单个LED因其光通量有限，对于实际照明应用需要多颗LED集成制作成光源模块而得到所需的光通量，因LED为点光源，在集成后有炫光使人眼感觉不舒适，一般采用另外加导光或散光结构使得点光源转化成为发光均匀的面光源，这样会降低LED照度的利用率，同时会增加成本；另外也有采用LED多芯片连接后直接封装为小的平面光源单元模块，而对于大面积光源采用模块拼接的方式制作，因模块封装的边框和电极焊接点引线区域会占据2-10mm的宽度，这样模块与模块拼接时，模块与模块相邻的LED芯片之间有一定的间距，在发光时，使得模块之间有明显的暗区，从而影响到整个光源的均匀性。

以一般的平面条形LED光源模块为例，如图1所示，主要是在轻质高导热的电路基板1上表面设基板绝缘层2，再在基板绝缘层2上方设可进行串并联的电路电极3，电路电极3上方再设有预留引线孔的高反射率薄膜层4，高反射率薄膜层4上方设有LED芯片5，LED芯片5采用穿过引线孔的电极引线6连接电路电极3，高反射率薄膜层4外设铝边框7，铝边框内填充荧光粉硅胶发光层8组成。这种条形LED模块一般在LED光源模块的两端连接成较长的条形光源，但因模块封装边框以及两端电路电极引线区域31的存在，如单元的边框宽度在2-10mm，两模块相临的LED芯片间距则会大于边框宽度的2倍，会形成暗区32而造成光源的不均匀性。另外，因模块间的边框和引线区域不发光，不均匀性则非常明显。这种条形LED光源模块的模块与模块连接处有一定的间距，一般两模块相临的LED芯片间距则会大于边框宽度的2倍，在LED光源模块发光时，模块与模块之间有暗区，主要是由超出铝封装边框7外的一部分电路电极31有一定的宽度而形成的暗区32，会造成光源的不均匀性。

[发明内容]

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提出了采用无边缘间距的LED多芯片集成的平面光源模块。

为实现上述目的，设计的一种无缝拼接式半导体平面光源模块，主要由多个LED光源模块串并联组成，所述的LED光源模块主要由电路基板1、基板绝缘层2、电路电极3、高反射率薄膜层4、芯片电极引线6、LED芯片5、封装边框7、荧光粉硅胶发光层8组成，其特征在于：电路基板1、基板绝缘层2、LED光源模块边缘的电路电极3与封装边框7两端垂直对齐，封装边框7底部四个边角处预留小孔，使电路电极3露出一部份，作为模块连接用的电路电极的引线焊点区33，或将电路基板1、基板绝缘层2、电路电极3和高反射率薄膜层4的两端垂直对齐，再在高反射率薄膜层4上方采用夹具直接固化连接荧光粉硅胶发光层8，荧光粉硅胶发光层8底部四角预留小孔，使下方的电路电极露出一部分，作为模块连接用的电路电极的引线焊点区33；所述的荧光粉硅胶发光层的两端与高反射率薄膜层的两端垂直对齐；所述的封装边框7在LED光源模块拼接处为透明固化封装边框，封装边框7的宽度小于LED芯片间距的1/3。

所述的电路电极的引线焊点区的尺寸小于封装边框宽度。

所述的透明固化封装边框设有荧光粉层。

所述的LED芯片表面涂覆有荧光粉与透明硅胶混合而成的发光层。

所述的LED光源模块为条形或方形或三角形或五边形或六边形。

每个LED光源模块内设2-100颗LED芯片。

本实用新型同现有技术相比，使得模块之间无缝隙的拼接而发光均匀，且光的利用率高；另外，可使平面光源制作的薄而轻、亮度高、可任意拼接，面积大。

[附图说明]

图1a是本实用新型中现有技术的平面条形LED光源模块剖面结构图；

图1b是实用新型中现有技术的平面条形LED光源模块俯视图；

图1c是实用新型中现有技术中两个平面条形LED光源模块连接示意图。

图2a是本实用新型实施例1中平面条形LED光源模块的剖面结构示意图；

图2b是图2a所示的平面条形LED光源模块的俯视图；

图2c是本实用新型实施例1中两个平面条形LED光源模块连接示意图。

图3a是本实用新型实施例2中采用夹具固化的无边框的平面条形LED光源模块的剖面结构示意图；

图3b是图3a所示的采用夹具固化的无边框的平面条形LED光源模块的俯视图；

图3c是本实用新型实施例2中两个去除夹具后无边框的平面条形LED光源模块连接示意图。

图4a是本实用新型实施例3中2×2的正方形LED光源模块线形连接示意图；

图4b是本实用新型实施例3中2×2的正方形LED光源模块上下左右二维拼接的示意图。

图5a是本实用新型实施例4中LED光源模块拼接的条形日光灯剖面结构示意图，51为LED光源模块；52为导热铝板；53为透明有机玻璃外罩；54为电路电极的引线。

图5b是图5a所示的LED光源模块拼接的条形日光灯的左视图。

图6a是本实用新型实施例5中LED光源模块拼接的大面积平面光源结构示意图，61为LED光源模块；62为导热铝板；63为反光层；64为导光板。

图6b是图6a所示的LED光源模块拼接的大面积平面光源的右视图。

指定图2a为摘要附图。

参见附图，1为电路基板；2为基板绝缘层；3为电路电极；4为高反射率薄膜层；5为LED芯片；6为芯片电极引线；7为封装边框；8为荧光粉硅胶发光层；31为超出铝封装边框7外的一部分电路电极；32为暗区；33为电路电极的引线焊点区；37为夹具。

[具体实施方式]

下面对本实用新型作进一步的说明，本实用新型对本技术领域的人来说还是比较清楚的。

最底层的电路基板1采用铝合金或碳-铝、或碳-碳、或碳化硅-铝、或氮化铝的复合板；

电路基板1上方设基板绝缘层2，基板绝缘层2采用的材料氧化铝或氮化铝或氧化钛或氧化镁或金刚石薄膜；

在基板绝缘层2的表面镀有导电性好的薄膜作为导电层，该导电层是作为电路连接用的电路电极3，电路电极3采用的材料为铜膜或银膜或铝膜等薄膜材料；

然后在电路电极3上方涂覆一层导热性较好的高反射率的薄膜材料形成高反射率薄膜层4，高反射率的薄膜4为氧化铝膜或氧化钛膜或氧化镁薄膜。

LED芯片5粘接在高反射率薄膜4表面，电极引线6穿过高反射率薄膜4上的预留引线孔，电极引线6一端焊接LED芯片5另一端焊接在电路电极3表面上。

采用可快速固化的透明环氧胶或硅胶形成一定高度的狭窄边框边作为封装边框7，封装边框7的宽度应小于LED芯片5间距的1/3，在形成封装边框7的透明环氧胶或硅胶中可参入适量的LED可激发的荧光粉；若是线形拼接，只需采用左右两端为透明固化封装边框，另两边可采用具有反光层的封装边框。

将荧光粉与透明硅胶混合后涂敷在LED芯片5表面形成发光层8，如黄光荧光粉涂于蓝光芯片表面可产生白光。

LED光源模块可为条形、方形、三角形、五边形、六边形，同类型的LED光源模块可相互拼接形成大面积平面光源灯具，每个LED光源模块内的LED芯片数目为2-100颗范围，可根据需要进行串联或串并联，因为LED光源模块的封装边框7为透明的窄边拼接，并且在封装边框的材料中添加了荧光粉材料本身也可发光，所拼成的模块单元之间无暗区，可形成均匀照明的面光源。

实施例1

参见图2a-2c，采用4颗LED芯片串联式条形LED光源模块，在电极引线3上方的高反射率薄膜4的边缘处采用印刷或点胶的方法制备可快速固化的透明封装边框7，在四个角处预留有模块边接用的电路电极的引线焊点区33，焊点的尺寸应不超过封装边框宽度，便于LED光源模块之间的相互拼接。

实施例2

参见图3a-3c，与实施例1相似，只是在左右两端采用夹具34，将具有荧光粉的硅胶8直接添满在夹具34内，固化后将夹具34去掉，左右两端则不用另外加封装边框，这样单元模块之间的相互拼接更为紧密。

实施例3

参见图4a，采用2×2的正方形模块，可进行左右相连的一维线形拼接；参见图4b，也可进行左右上下的二维拼接。

实施例4

参见图5，为采用LED光源模块所拼接的条形日光灯管，将4个LED光源模块51直接粘接在导热铝板52上，然后在导热铝板52表面安装具有散光功能的透明有机玻璃外罩53，LED光源模块51的电路电极的引线54从两端引出，如制作成600mm长的LED平面光源的灯管，功耗为8W，可替代相同长度功率为18W的荧光灯管；制作成1200mm长的LED平面光源的灯管，功耗为16W，可替代相同长度功率为36W的荧光灯管。

实施例5

参见图6，为LED光源模块所拼接成的薄型大面积平面光源，将LED光源模块51直接粘接在导热铝板52的内侧板上，导热铝板52的表面涂有反光层63，在反光层63上安装有机玻璃导光板64，导光板64表面贴上具有散光结构的有机薄膜，这样拼接出来的大面积发光均匀的平面光源，具有非常薄的特点，厚度小于10mm，可用于大面积液晶显示器的背光源、大面积广告灯箱、照明光源等。

Claims (6)

1、一种无缝拼接式半导体平面光源模块，主要由多个LED光源模块串并联组成，所述的LED光源模块主要由电路基板(1)、基板绝缘层(2)、电路电极(3)、高反射率薄膜层(4)、芯片电极引线(6)、LED芯片(5)、封装边框(7)、荧光粉硅胶发光层(8)组成，其特征在于：电路基板(1)、基板绝缘层(2)、LED光源模块边缘的电路电极(3)与封装边框(7)两端垂直对齐，封装边框(7)底部四个边角处预留有模块连接用的电路电极的引线焊点区(33)；或将电路基板(1)、基板绝缘层(2)、电路电极(3)和高反射率薄膜层(4)的两端垂直对齐，再在高反射率薄膜层(4)上方采用夹具直接固化连接荧光粉硅胶发光层(8)，荧光粉硅胶发光层(8)底部四角预留有模块连接用的电路电极的引线焊点区(33)；所述的荧光粉硅胶发光层的两端与高反射率薄膜层的两端垂直对齐；所述的封装边框7在LED光源模块拼接处为透明固化封装边框，封装边框7的宽度小于LED芯片间距的1/3。

2、如权利要求1所述的无缝拼接式半导体平面光源模块，其特征在于：所述的电路电极的引线焊点区的尺寸小于封装边框宽度。

3、如权利要求1所述的无缝拼接式半导体平面光源模块，其特征在于：所述的透明固化封装边框设有荧光粉层。

4、如权利要求1所述的无缝拼接式半导体平面光源模块，其特征在于：所述的LED芯片表面涂覆有荧光粉与透明硅胶混合而成的发光层。

5、如权利要求1所述的无缝拼接式半导体平面光源模块，其特征在于：所述的LED光源模块为条形或方形或三角形或五边形或六边形。

6、如权利要求1或6所述的无缝拼接式半导体平面光源模块，其特征在于：每个LED光源模块内设2-100颗LED芯片。

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