TW201324736A - 發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置，包括一絕緣基板、多個發光二極體晶片以及一圖案化導電層。絕緣基板具有一上表面。發光二極體晶片配置於絕緣基板上，且位於上表面上。發光二極體晶片的主要發光波長在一特定色光的波長範圍內，且至少有兩個發光二極體晶片的主要發光波長不同。圖案化導電層配置於絕緣基板與發光二極體晶片之間，且與發光二極體晶片電性接觸。
Description
本發明是有關於一種發光裝置，且特別是有關於一種以發光二極體晶片作為光源之發光裝置。
發光二極體具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點，因此已被廣泛應用於家用及各種設備中的指示器或光源。近年來，發光二極體已朝高功率發展，因此其應用領域已擴展至道路照明、大型戶外看板、交通號誌燈及相關領域。在未來，發光二極體甚至可能成為兼具省電及環保功能的主要照明光源。
一般來說，當高功率的發光二極體晶片發出高亮度的光線時，會產生大量的熱能。倘若熱能無法逸散而不斷地堆積在發光二極體晶片內，發光二極體晶片的溫度會持續地上升。如此一來，發光二極體晶片可能會因為過熱而導致亮度衰減及使用壽命縮短，嚴重者甚至造成永久性的損壞。再者，為了符合各行各業之需求，製造商大多會同時製造不同尺寸、電壓、發光波長或是亮度的發光二極體晶片，由於需製作的規格多元，因此容易發生發光二極體晶片庫存之問題，進而造成庫存成本增加。
本發明提供一種發光裝置，其利用多顆晶片混搭的方式來提供各種波長、電壓或是亮度之需求。
本發明提出一種發光裝置，其包括一絕緣基板、多個發光二極體晶片以及一圖案化導電層。絕緣基板具有一上表面。發光二極體晶片配置於絕緣基板上，且位於上表面上。發光二極體晶片的主要發光波長在一特定色光的波長範圍內，且至少有兩個發光二極體晶片的主要發光波長不同。圖案化導電層配置於絕緣基板與發光二極體晶片之間，且與發光二極體晶片電性接觸。
在本發明之一實施例中，上述之至少兩個發光二極體晶片之主要發光波長的差值大於等於5奈米。在本發明之一實施例中，上述之發光二極體晶片為藍光發光二極體晶片，且特定色光為藍光。
在本發明之一實施例中，上述之主要發光波長的範圍為430奈米至490奈米之間。
在本發明之一實施例中，上述之發光二極體晶片為綠光發光二極體晶片，且特定色光為綠光。
在本發明之一實施例中，上述之主要發光波長的範圍為490奈米至570奈米之間。
在本發明之一實施例中，上述之發光二極體晶片為紅光發光二極體晶片，且特定色光為紅光。
在本發明之一實施例中，上述之主要發光波長的範圍為610奈米至700奈米之間。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化導電層與一外部電路電性連接。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化導電層包括：內連接線路以及外連接線路。內連接線路對應於該些發光二極體單元而設置，藉由內連接線路使該些發光二極體晶片以串聯及/或並聯的方式而彼此電性連接。外連接線路設置於內連接線路之外側，藉由外連接線路而電性連接內連接線路與外部電路。
在本發明之一實施例中，上述之發光裝置更包括至少一導電連接結構，連接於圖案化導電層與外部電路之間。
在本發明之一實施例中，上述之絕緣基板的比熱高於650 J/Kg-K。
在本發明之一實施例中，上述之絕緣基板的熱傳導係數大於10W/m-K。在本發明之一實施例中，上述之絕緣基板為一透明絕緣基板，其中材質包括玻璃、砷化鎵、碳化矽氮化鋁、氮化鎵或藍寶石。
在本發明之一實施例中，上述之發光二極體晶片包括覆晶式發光二極體晶片。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化導電層內埋於絕緣基板的上表面。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化導電層配置於絕緣基板的上表面上。基於上述，本發明是將相同特定色光且至少兩個主要發光波長不同之發光二極體晶片設置於絕緣基板上，即透過亮度高的晶片搭配與亮度低的晶片，來達成具有平均亮度之發光裝置，同樣地，也可接此技術運用在波長混搭上，透過長發光波長的晶片搭配短發光波長的晶片，來達成具有平均波長之發光裝置，藉此來滿足客戶的各類需求。再者，由於本發明採用絕緣基板來作為發光二極體晶片的承載板，因此可將發光二極體晶片所產生的熱傳遞出來並置納於絕緣基板中，以降低熱能堆積在發光二極體晶片內所衍生的發光效率下降的問題。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A為本發明之一實施例之一種發光裝置的立體示意圖。圖1B為沿圖1A之線I-I的剖面示意圖。為了方便說明起見，圖1A中省略繪示圖案化導電層、導電連接結構及外部電路。請同時參考圖1A與圖1B，在本實施例中，發光裝置100a包括一絕緣基板110、多個發光二極體晶片122a、124a、126a、128a(圖1A中僅示意地繪示4個)以及一圖案化導電層140。
詳細來說，為了讓絕緣基板110來置納發光過程中發光二極體晶片122a、124a、126a、128a所產生的熱能，降低熱能堆積在晶片122a、124a、126a、128a而產生的發光效率下降的問題，因此絕緣基板110的比熱需高於650 J/Kg-K，亦或是藉由絕緣基板的熱傳導係數大於10W/m-K以上，將堆積在晶片122a、124a、126a、128a的熱能快速向外傳遞。再者，為了增加光取出效率，必須避免發光層123b所發出之光線被基板吸收，因此絕緣基板110a為透明的絕緣基板。舉例來說，絕緣基板110a可以是玻璃基板、砷化鎵基板、氮化鎵基板、氮化鋁基板、藍寶石基板、碳化矽基板等，較佳者為藍寶石基板。發光二極體晶片122a、124a、126a、128a配置於絕緣基板110上，且位於上表面112上，其中發光二極體晶片122a、124a、126a、128a例如是覆晶式發光二極體晶片。圖案化導電層140配置於絕緣基板110與發光二極體晶片122a、124a、126a、128a之間，且與發光二極體晶片122a、124a、126a、128a電性接觸。更具體來說，圖案化導電層140配置於絕緣基板110的上表面112上，且發光二極體晶片122a、124a、126a、128a其透過多個導電接點130與位於絕緣基板110上之圖案化導電層140電性連接。請進一步參閱圖1C，圖1C為本發明之一實施例之一種發光裝置的上視圖。為了方便說明起見，圖1C中省略繪示發光二極體晶片、導電連接結構及外部電路。圖案化導電層140配置於絕緣基板110的上表面112上，圖案化導電層140包括：內連接線路142以及外連接線路144，藉由內連接線路142使可使發光二極體晶片彼此以串聯及/或並聯的形式連接(圖1C中僅示意地繪示串聯形式)，而外連接線路144則設置於內連接線路142之外側，便於與外部電路作電性連接。特別是，本實施例之發光二極體晶片122a、124a、126a、128a的主要發光波長在一特定色光的波長範圍內，且至少有兩個發光二極體晶片122a、124a的主要發光波長不同。
更具體來說，本實施之發光二極體晶片122a、124a、126a、128a為藍光發光二極體晶片，且特定色光為藍光，其中主要發光波長的範圍例如是介於430奈米至490奈米之間。特別是，發光二極體晶片122a與發光二極體晶片124a之主要發光波長的差值大於等於5奈米，例如是發光二極體晶片122a之主要發光波長為450奈米，而發光二極體晶片124a之主要發光波長為470奈米。而，發光二極體晶片126a、128a的主要發光波長可與發光二極體晶片122a或發光二極體晶片124a的主要發光波長相同或不同，在此並不加以限定。於此，發光二極體晶片126a、128a的主要發光波長是以不同於發光二極體晶片122a的主要發光波長及發光二極體晶片124a的主要發光波長為例進行說明，其中發光二極體晶片126a、128a的主要發光波長例如是460奈米。
此外，為了增加發光裝置100a的應用性，圖案化導電層140亦可與一外部電路160電性連接。詳細來說，在本實施例中，發光裝置100a可更包括至少一導電連接結構150(圖1B中示意地繪示二條)，其中導電連接結構150連接於圖案化導電層140與外部電路160之間。於此，外部電路160例如是一導線架、一線路基板或一印刷電路板。
由於本實施例之發光裝置100a是將激發相同藍色色光且主要發光波長相同與相近之發光二極體晶片122a、124a、126a、128a設置於絕緣基板110上，因此當發光二極體晶片122a、124a、126a、128a所發出的藍色光彼此混光後，即可得到具有一平均波長為460奈米(即(450+470+460+460)/4=460)的藍色光，可使得發光裝置100a呈現均勻的亮度表現。如此一來，可有效解決習知發光二極體晶片的庫存問題，以降低庫存成本。再者，由於本實施例是採用絕緣基板110來作為發光二極體晶片122a、124a、126a、128a的承載板，因此除了可有效將發光二極體晶片122a、124a、126a、128a所產生的熱傳遞至外界，以增加發光裝置100a的散熱效果外，亦可減少吸光問題，以增加發光裝置100a的發光亮度。此外，由於本實施例之發光二極體晶片122a、124a、126a、128a為覆晶式發光二極體晶片，因此相對於習知透過打線方式來電性連接發光二極體晶片與圖案化導電層的方式而言，本實施例可有效降低發光裝置100a的厚度與體積。
值得一提的是，本發明並不限定圖案化導電層140的配置位置，雖然此處所提及的圖案化導電層140具體化為配置於絕緣基板110的上表面112上。但於其他實施例中，請參考圖1D，圖案化導電層140’亦可內埋於絕緣基板110的上表面112，如此一來，可有效降低發光裝置100a’的厚度，以符合現今薄型化的趨勢。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2為本發明之一實施例之一種發光裝置的立體示意圖。請參考圖2，本實施例之發光裝置100b與圖1A之發光裝置100a相似，惟二者主要差異之處在於：發光裝置100b之發光二極體晶片122b、124b、126b、128b為綠光發光二極體晶片，且特定色光為綠光，其中主要發光波長的範圍大於等於490奈米且小於570奈米。
在本實施例中，發光二極體晶片122b、124b、126b、128b的主要發光波長皆不同於彼此，其中發光二極體晶片122b、124b、126b、128b的主要發光波長依序例如是500奈米、530奈米、550奈米以及570奈米。於此，發光二極體晶片128b最大的主要發光波長(即570奈米)與發光二極體晶片122b最小的主要發光波長(即500奈米)的差值等於70奈米。
由於本實施例之發光裝置100b是將激發相同綠色色光且主要發光波長不同之發光二極體晶片122b、124b、126b、128b設置於絕緣基板110上，因此當發光二極體晶片122b、124b、126b、128b所發出的綠色光彼此混光後，即可得到具有一平均波長約為537.5奈米(即(500+530+550+570)/4=537.5)的綠色光，可使得發光裝置100b呈現均勻的亮度表現。如此一來，可有效利用主要發光波長差值甚大(例如是70奈米)之發光二極體晶片122b、128b，以解決習知發光二極體晶片的庫存問題，可降低庫存成本。
圖3為本發明之一實施例之一種發光裝置的立體示意圖。請參考圖3，本實施例之發光裝置100c與圖1A之發光裝置100a相似，惟二者主要差異之處在於：發光裝置100c之發光二極體晶片122c、124c、126c、128c為紅光發光二極體晶片，且特定色光為紅光，其中主要發光波長的範圍大於等於610奈米且小於700奈米。
在本實施例中，發光二極體晶片122c、124c、126c、128c的主要發光波長皆不同於彼此，其中發光二極體晶片122c、124c、126c、128c的主要發光波長依序例如是641奈米、643奈米、645奈米以及647奈米。於此，發光二極體晶片128c最大的主要發光波長(即647奈米)與發光二極體晶片122c最小的主要發光波長(即641奈米)的差值等於6奈米。
由於本實施例之發光裝置100c是將激發相同紅色色光且主要發光波長相近之發光二極體晶片122c、124c、126c、128c設置於絕緣基板110上，因此當發光二極體晶片122c、124c、126c、128c所發出的紅色光彼此混光後，即可得到具有一平均波長約為644奈米(即(641+643+645+647)/4=644)的紅色光，可使得發光裝置100c呈現均勻的亮度表現。如此一來，可有效利用主要發光波長相近之發光二極體晶片122c、124c、126c、128c，以解決習知發光二極體晶片的庫存問題，可降低庫存成本。
此外，於其他未繪示的實施例中，本領域的技術人員當可參照前述實施例的說明，依據實際需求，而參考前述搭配方式，以達到所需的技術效果。
綜上所述，本發明是將激發相同特定色光且至少兩個主要發光波長不同之發光二極體晶片設置於絕緣基板上，即透過亮度高的晶片搭配與亮度低的晶片，來達成具有平均亮度之發光裝置，藉此來滿足客戶的各式波長的需求，同時也減少發光二極體晶片的庫存問題，以有效降低庫存成本。再者，由於本發明是採用透明絕緣基板來作為發光二極體晶片的承載板，因此除了可有效將發光二極體晶片所產生的熱傳遞至晶片外界，以增加發光裝置的散熱效果外，亦可減少吸光問題，以增加發光裝置的發光亮度。此外，本發明是採用覆晶式發光二極體晶片來作為發光光源，因此本發明之發光裝置可具有較薄之厚度與體積。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
100a、100a’、100b、100c．．．發光裝置
110．．．絕緣基板
112．．．上表面
122a、124a、126a、128a．．．發光二極體晶片
122b、124b、126b、128b．．．發光二極體晶片
122c、124c、126c、128c．．．發光二極體晶片
130．．．導電接點
140、140’．．．圖案化導電層
142．．．內連接線路
144．．．外連接線路
150．．．導電連接結構
160．．．外部電路
圖1A為本發明之一實施例之一種發光裝置的立體示意圖。
圖1B為沿圖1A之線I-I的剖面示意圖。
圖1C為本發明之一實施例之一種發光裝置的上視圖。
圖1D為本發明之另一實施例之一種發光裝置的剖面示意圖。
圖2為本發明之一實施例之一種發光裝置的立體示意圖。
圖3為本發明之一實施例之一種發光裝置的立體示意圖。
100a．．．發光裝置
110．．．絕緣基板
112．．．上表面
122a、124a、126a、128a．．．發光二極體晶片
130．．．導電接點
Claims (18)
- 一種發光裝置，包括：一絕緣基板，具有一上表面；多個發光二極體晶片，配置於該絕緣基板上，且位於該上表面上，其中該些發光二極體晶片的主要發光波長在一特定色光的波長範圍內，且至少有兩個該些發光二極體晶片的主要發光波長不同；以及一圖案化導電層，配置於該絕緣基板與該些發光二極體晶片之間，且與該些發光二極體晶片電性接觸。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中至少兩個該些發光二極體晶片之主要發光波長的差值大於等於5奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體晶片為藍光發光二極體晶片，且該特定色光為藍光。
- 如申請專利範圍第3項所述之發光裝置，其中該主要發光波長的範圍大於等於430奈米且小於490奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體晶片為綠光發光二極體晶片，且該特定色光為綠光。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該主要發光波長的範圍大於等於490奈米且小於570奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體晶片為紅光發光二極體晶片，且該特定色光為紅光。
- 如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中該主要發光波長的範圍大於等於610奈米且小於700奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該圖案化導電層包括：一內連接線路，對應於該些發光二極體晶片而設置，藉由該內連接線路使該些發光二極體單元彼此電性連接；以及一外連接線路，設置於該內連接線路之外側。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該圖案化導電層與一外部電路電性連接。
- 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，更包括至少一導電連接結構，連接於該圖案化導電層與該外部電路之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該絕緣基板的比熱高於650 J/Kg-K。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該絕緣基板的熱傳導係數大於10W/m-K。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該絕緣基板為一透明絕緣基板。
- 如申請專利範圍第14項所述之發光裝置，其中該透明絕緣基板為藍寶石基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體晶片包括覆晶式發光二極體晶片。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該圖案化導電層內埋於該絕緣基板的該上表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該圖案化導電層配置於該絕緣基板的該上表面上。
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