TW447150B - Method and structure for light emitting diode to generate white light - Google Patents

Description

447150 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（/ ) 本發明係關於一種使發光二極體產生白色光的方法及 結構’尤指一種以藍色反黃綠色光晶片為光源並利用調整 d過電流大小並由封裝樹脂進行混色以產生白色光的發光 二極體。 按’利用紅、綠、藍色等三種晶片可產生全彩的發光 二極體（LED)及顯示器（DISPLAY)為已知的技術，而前述的 全彩LED在符合CIE色度系統原理及混色原理的前提下， 可k由S周整二色光晶片的色度比例以產生白色光。然而， 由紅色'綠色光晶片可以混色產生黃綠色光的原理可知， 理論上’僅使用兩種顏色（藍、黃綠）的晶片即可產生白 色光，此一原理可由CIE色度系統予以證明。 如第七圖所示’為CIE系統的XY色度圖，圖中線段包 圍的二角形區域為實際存在的顏色，在線段附近的座標區 域係接近純色系，如綠、藍、紫、牡丹紅、紅、黃、黃綠 4 ’愈接近中央座標者則其顏色愈趨近於白色。而前述的 黃綠色度座標約在（〇.5，0.52)，又綠藍色度座標則約在 (〇 · 15，0 · 〇 15 )，如將此一兩點色度座標以線段相連， 該線段必然會通過白色的色度座標。由此可以證明，只利 用兩種顏色的晶片製作而成的發光二極體或顯示器，經過 混色後確實可產生白色光。然而前述理論雖屬可行，卻缺 乏足以付諸實現的技術手段，故有待積極開發。 因此，本發明主要目的即在提供一種僅以藍色及黃綠 色光晶片為光源即可產生白色光的發光二極體。 為達成前述目的採取的主要技術手段係分別設定通過 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（2】0 X 297公釐） --------------------訂-------- ,- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 471 5 0 A7 B7 五、發明說明（二） li色及百綠色光晶片的電流大小，以調整其色度比例，經 過膠色較白的樹脂混色援產生白色光；又以掃瞄方式使藍 色及黃綠色光晶片同時通電而點亮，在人類視覺的暫留現 象下將可產生白色光。 前述的藍色光晶片規格為C430-CB290，黃綠色光晶片 規格為1]100570或11-112丫01]，其通過電流為8.5〜11111八 〇 前述藍色及黃綠色光晶片所產生的色光經過樹脂構成 封裝層將產生混色，該樹脂的成分比例為： EP700A : EP700B ： D20S = 100 ： 1〇〇 ； 20 以前列比例混合的樹脂膠色較白，可利於色光混合為 白色。 前述可產生白色光的發光二極體包括有： 一印刷電路板’其表面分別於適當位置設有反光線路 及連接線路； 多組發光單元’係由一藍色光晶片及一黃綠色光晶片 組成’其分別連接於印刷電路板上各反光線路兩端與對應 的連接線路間； 一封裝體’其表面於各適當位置分別形成有鏤空的透 空部’各透空部係分別對正於印刷電路板上的各組反光線 路’其間充填有封裝樹脂’以封裝對應位置之反光線路及 其兩端的晶片。 前述的發光二極體係一七段顯示器。 前述的藍色及黃綠色光晶片係固設於反光線路兩端， 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------ 訂---------線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 447150 A7 ------ B7__ 五、發明說明（$ ) 再透過打線與對應的連接線路連接。 為使貴審查委員ά 一步暸解前述目的及本發明之技 術特徵’茲附以圖式詳細說明如后： (一） 圖式部分： 第一圖：係本發明一較佳實施例之結構平面示意圖。（顯 示器之印刷電路板部份） 第二圖：係本發明一較佳實施例之局部放大結構示意圖。 (顯示器之印刷電路板部份） 第二圖：係本發明一較佳實施例之電路圖。 第四圖：係本發明一較佳實施例之平面圖。（顯示器之封 裝體部分） 第五圖：係本發明一可行實施例之驅動電路線路圖。 第六圖：係本發明又一較佳實施例之平面圓。（發光二極 體） 第七圖：係CIE系統之色度圖。 (二） 圖號部分： (1 0)印刷電路板 (110)金屬線路 (13) (14)外接焊點 (2 1 )藍色光晶片 (3 0)封裴體 (3 3)封裝樹脂 (41) ( 4 2 )電晶體 有關本發明之白色光發光二極體及其產生白色光的方 5 (11) 反光線路 (12) 連接線路 (2 0 )發光單元 (2 2 )黃綠色光晶片 (3 1 ) ( 3 2)透空部 (4 0 )解碼器 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A<3規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注惠事項再填寫本頁) 裏·--- 訂---------線· 447150 A7 B7 --------------- 五、發明說明（β ) 法，詳如以下所述： 本發明主要係利用‘種顏色的晶片作為光源，其分別 為藍色光晶片及黃綠色光晶片，而利用混色原理以產生白 色光，在混色部份’藍色光晶片及黃綠色光晶片的色度比 例，攸關白色光是否可順利產生，因此，吾人係透過調整 通過藍色光晶片及更綠色光晶片的電流大小，分別設定其 通電後產生的亮度，進而決定其色度比例，在具體實施例 部分，吾人可選用如下列規格的晶片： 藍色光晶片，可採用編號C430-CB290之規格者； 黃綠色光晶片，可採用編號ULC-0570或TK-112YGU之 規格者； 前述藍色及黃綠色光晶片經通以電流8. 5〜11 mA，即 被分別點亮，其光線通過封裝樹脂構成的封裝層時，將形 成混色而產生白色光。於本實施例中，最佳的輸入電流為 10 mA 〇 又前述樹脂的組成比例可為： EP700A : EP700B ： D20S - 100 : 100 ： 20 透過前列比例所混合的樹脂膠色較白，可利於色光混 合為白色。 在具體實施時，前述的藍色及黃綠色光晶片係以掃瞄 方式掃瞄點亮，其二者在同時點亮的狀態下，係利用人類 的視覺暫留現象產生白色光。 有關本發明應用於發光二極體的具體實施例詳如以下 所述： 6 本紙張K度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 447150 A7 ----------B7_ 五、發明說明（y ) 如第~圖所示，揭示有一七段顯示器内部的印刷電路 板（1 0 )’忒印刷電咸板（1 〇 )表面分別於適當位置 形成有反光線路（1 1 )及對應於各反光線路（i i )的 連接線路（12)，其中： 每—反光線路（11)係由一對平行且具適當長度的 金屬線路（1 1 0)組成，又各組反光線路（1 1 )分別 位於特定位置而排列成一曰字形，意即一般七段顯示器的 七個顯示筆劃； 各連接線路（1 2 )係用以在印刷電路板（1 〇 )表 面構成一電流迴路，以提供晶片點亮時所須工作電流，又 每一連接線路（1 2 )係分別對應位於各反光線路（1 1 )的兩端’並形成有適當距離； 又每一反光線路（1 1 )與對應的連接線路（1 2 ) 間分設有一發光單元（2 0 )，請配合參閱第二圖所示， 該發光單元（20)包括有一藍色光晶片（21)及一黃 綠色光晶片（2 2 )’該藍色光晶片（2 1 )及黃綠色光 晶片（2 2 )係分別電連接於反光線路（1 1 )上各金屬 線路（1 1 0)的端部或連接線路（1 2 )的端部上，如 第二圖所示’如該藍色光晶片（21)及黃綠色光晶片（ 2 2 )係分別電連接於反光線路（1 1 )上各金屬線路（ 1 1 0)的端部上，則藍色光晶片（2 1 )及黃綠色光晶 片（2 2 )即分別透過打線方式或覆晶方式（FLIP CHIP)與 對應的連接線路（1 2)連接；又，如該藍色光晶片（2 1 )及黃綠色光晶片（2 2 )係分別電連接於連接線路（ 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） ---------------------訂--------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 447150 A7 ' -___B7___ 五'發明說明（厶） 1 2 )的端部時，則藍色光晶片（2 1 )及黃綠色光晶片 (2 2 )係分別透過打‘或電鍍線路連接至對應的反光線 路（1 1 )各金屬線路（1 1 〇 )的端部上。 仍請參閱第一圖所示，除反光線路（1 1 )與對應的 連接線路（1 2 )間連接有發光單元（2 〇 )外，在印刷 電路板（1 0 )右下角處的相鄰連接線路（1 2 )間亦設 有一發光單元（2〇)，用以構成七段顯示器右下角處的 點。 又前述部分的連接線路（1 2 )係以一端連接至印刷 電路板（1 0 )於兩端上形成的外接焊點（1 3 )( 1 4 )上，供作外部連接之用。 則述各發光單元（2 0 )透過連接線路（1 2 )構成 的迴路係如第三圖所示，由該迴路可明顯看出，各發光單 元（2 0 )中的藍色光晶片（2 1 )及黃綠色光晶片（2 2 )可被單獨或同時點亮，當藍色光晶片（2丄）與黃綠 色光晶片（2 2 )被分別通以電源而點亮時，即可分別產 生藍色光及黃綠色光，如藍色光晶片（2 i )及黃綠色光 -片（2 2)被同時通電而點亮或透過掃瞄方式同時點亮 時’亦形成混色而產生白色光。 再請參閱第四圖所示，係一用以封裝前述印刷電路板 (10)的中空封裝體（30)，實際上即為一般七段顯 示器的外殼部分，該封裝體（3 0 )底面為透空狀，以便 由底面裝入印刷電路板（1 〇)，其表面分別於適當位置 形成有長條狀的透空部（31)(32)，其中構^七^ 8 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^47150 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7) 顯示的透空部（3 1 )係分別對正於印刷電路板（工〇) 上的各個反光線路（1i)，另—呈點狀的透空部（32 )則對正於印刷電路板（10)右下角所設的發光單元（ 2 0)。 剛述透空部（3 1 )( 3 2 )係分別構成一獨立空間 ，其内壁可供反射發光單元（2 0)所產生的光線，又透 空部（3 1 ) ( 3 2 )内部分別充填有封裝樹月旨（3 3 ) ’以密封對應反光線路（1 1 )兩端分設的發光單元（2 〇)，如前揭所述，該封裝樹脂（3 3)可由EP7〇〇a、 EP雇、D20S等編號的樹脂以⑽：剛：2()之比例混 合而成，其將具備透光性且膠色較白，可利於藍色、黃綠 色光混色為白色光。 ' 又如請參㈣五®所示，揭露有具備前述構造的七段 顯示器及一可行的驅動電路，請配合參閱第三圖所示，顯 示器内部迴路的接腳1同時與各發光單元（2〇)中的藍 色光晶片（2 1 ) —端連接，接腳5則同時與各發光單元 (20)中的黃綠色光晶片（22)-端連接，又各發光 單元（2 0 )則令藍色光晶月（2 1 )及黃綠色光晶片（ Z 2)另端共接而自成一接腳2〜4、6〜1 〇。 再請參閱第五圖所示，前述顯示器的接腳2〜4、6 〜1 0係連接於一解碼器（40)的各個輸出端，又前述 顯示器的接腳1、5則分別透過一電晶體（4 1 ) (42 )連接電源+VDD1、+VDD2。利用前述驅動電路，可透過解 碼器（4 0 )控制顯示數字，電晶體（4丄）（4 2)則 9 本紙張尺度適用中國舀家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------：--裝·--I----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i 5 Ο Α7 __Β7_____ 五、發明說明（f ) 可用以控制光源的顏色，電晶體（4 1 )導通時，發光單 元（2 0 )係由藍色光晶片（2丄）通電點亮，故顯示器 之數字係以藍色光顯示，若電晶體（4 2 )導通時，則發 光單元（2 0 )係由黃綠色光晶片（2 2 )通電點亮，故 顯示器之數字係以黃綠光顯示。 如電晶體（4 1 ) ( 4 2 )同時導通時，意即發光單 元（2 0 )中的藍色光晶片（2丄）及黃綠色光晶片（2 2 )以掃瞄方式同時通電點亮時，則可配合人類視覺上的 暫留現象產生白色光。 另如第六圖所示，係本發明運用於製作三色光LED的 實施例構造，該發光二極體包括有： 三組接腳（5 1 )〜（5 3 ); 一發光單元，係由藍色光晶月（5 4 )及黃綠色光晶 片（55)組成，係固設於其中一接腳（52)上，並透 過打線或其他方式分別與其他接腳（5 1 )( 5 3 )構成 電連接； 一封裝體（5 0)，係設於發光單元與各接腳（5 1 )〜（53)之連結處； 前述封裝體（5 0 )係由封裝樹脂構成，其成分與先 前的實施例相同。 以前述發光二極體於藍色光晶片（54)、黃綠色光 晶片（5 5)被分別或同時點亮時，可分別產生藍色光、 黃綠色光或白色光。 由上述可知’本發明僅須利用藍色及黃綠色之晶片即 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ------------^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 447150 A7 B7 五、發明說明（y) Z透過調整電流大小設定色度比例，及利㈣色較白 裝樹脂進行混色而可產生白色光，以該等設計不僅因晶片 用量減少而降低成本，而可生產高良品率、高亮度及高色 澤均勻度的發光二極體或顯示器，其相較於傳統發光二極 體或顯不器產生白色光的技術已具備顯著功效增進，並符 合發明專利要件’爰依法提起申請。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 4471 50 A8 § ________D8 ___ 六、申請專利範圍 1 · 一種使發光二極體產生白色光的方法，主要係取 一藍色光晶片及一黃綠色光晶片構成一發光單元，並分別 設定通過藍色及黃綠色光晶片的電流大小，調整其色度比 例’隨後分別對藍色及黃綠色光晶片通電點亮後，並經由 勝色較白的封裝樹脂混色後，即可產生白色光。 2·如申請專利範圍第1項所述使發光二極體產生白 色光的方法，該藍色及黃綠色光晶片係以掃瞄方式同時通 電後予以點亮，而利用人類的視覺暫留現象產生白色光。 3·如申請專利範圍第1或2項所述使發光二極體產 生白色光的方法，該藍色光晶片規格為C430-CB290。 4·如申請專利範圍第1或2項所述使發光二極體產 生白色光的方法，該黃綠色光晶片規格為ULC-0570或TK-112YGU » 5·如申請專利範圍第1或2項所述使發光二極體產 生白色光的方法，其通過藍色及黃綠色光晶片的電流為 8. 5~11 mA 〇 6·如申請專利範圍第1項所述使發光二極體產生白 色光的方法’該封裝樹脂的成分比例為： EP700A : EP700B : D20S = 100 : 100 ·· 20。 7 · 一種可產生白色光的顯示器，其包括有： 一印刷電路板，其表面分別於適當位置設有反光線路 及連接線路； 多組發光單元’係由一藍色光晶片及一黃綠色光晶片 组成’其分別連接於印刷電路板上各反光線路兩端與對應 _____12 本紙張尺度適用ΐ國國家標準_(CNS)A4規格"(210 X 297公釐) ^ --1----I I -------- 1 I----I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 4 7 1 5 0 as _ §1_ 六、申請專利範圍 的連接線路間； 一封裝趙，其表面於各適當位置分別形成有鏤空的透 空部’各透空部係分別對正於印刷電路板上的各組反光線 路’其間充填有封裝樹脂，以封裝對應位置之反光線路及 其兩端的晶片。 8·如申請專利範圍第7項所述可產生白色光的顯示 器’該藍色光晶片規格為C430-CB290。 9·如申請專利範圍第7項所述可產生白色光的顯示 器’該黃綠色光晶片規格為ULC-0570或TK-112YGU。 10·如申請專利範圍第7項所述可產生白色光的顯 示器，通過藍色及黃綠色光晶片的電流為8. 5~n mA。 11·如申請專利範圍第7項所述可產生白色光的顯 示器，該封裝樹脂係由成分及比例為EP700A : EP700B : D20S = 100 : 1〇〇 : 20的樹脂混合構成。 1 2 . —種可產生白色光的發光二極體，其包括有· 多組接腳； 一發光單元，係由分設於任一接腳上的藍色光晶片及 黃綠色光晶片組成，該藍色光晶片及黃綠色光晶片並分別 與對應的其他接腳構成電連接； 一封裝體，係由膠色較白的封裝樹脂構成，其密封於 各接腳上端及其上的發光單元。 13·如申請專利範園第12項所述可產生白色光的 發光二極體，該藍色光晶片規格為C430-CB290。 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項所述可產生白色光的 __13 本紙張尺度適用中家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮) ^^ 裝--------訂---------線 t請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ASB8C8D8 447 1 5 0 六、申請專利範圍 發光一極體’該黃綠色光晶片規格為ULC-0570或TK-112YGU 〇 15·如申請專利範圍第12項所述可產生白色光的 發光一極體，該封裝樹脂係由成分及比例為: EP700B : D20S = 100 : 1〇〇 : 20 的樹脂混合構成。 -------------裝--- (請先閱讀背面之注項再填寫本頁》

   IT 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）