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用于提供一预定白度的发光结构

阅读:1061发布:2020-07-06

专利汇可以提供用于提供一预定白度的发光结构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于提供一预定白度的发光结构,其包括 基板 及发光单元。发光单元包括多个设置在基板上的第一、二发光群组。每个第一发光群组包括多个具有一第一预定 波长 的第一发光 二极管 芯片。每个第二发光群组包括多个具有一第二预定波长的第二 发光二极管 芯片。当预定第一、二发光二极管芯片具有相近的表面积时或预定通过第一、二发光二极管芯片的 电流 量相近时,可分别借由电流量比值或表面积比值的调整,使得发光结构能够依据不同的需求而提供一预定的白度值。,下面是用于提供一预定白度的发光结构专利的具体信息内容。

1.一种用于提供一预定白度的发光结构,其特征在于,所述发光结构包括:
基板,所述基板具有至少一呈蜿蜒状的第一导电轨迹及至少一呈蜿蜒状的第二导电轨迹,其中至少一所述第一导电轨迹具有多个第一芯片置放区域,至少一所述第二导电轨迹具有多个第二芯片置放区域;以及
一发光单元,所述发光单元包括多个分别设置在多个所述第一芯片置放区域上的第一发光群组及多个分别设置在多个所述第二芯片置放区域上的第二发光群组,其中每一个所述第一发光群组包括一或多个第一发光二极管芯片,每一个所述第二发光群组包括一或多个第二发光二极管芯片;
其中,多个所述第一芯片置放区域及多个所述第二芯片置放区域相互交替间隔排列,使得多个所述第一发光群组及多个所述第二发光群组相互交替间隔排列;
其中,所述第一发光二极管芯片所产生的光源具有一第一预定波长,所述第二发光二极管芯片所产生的光源具有一第二预定波长,所述第二预定波长大于所述第一预定波长;
其中,当所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片具有相同的表面积时,通过所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的电流量的比值为1:2~1:4;
其中,当通过所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的电流量相同时,所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的表面积的比值为0.8:2~0.8:4。
2.如权利要求1所述的发光结构,其中多个所述第一发光二极管芯片与多个所述第二发光二极管芯片所使用的数量相同,所述第一预定波长介于400nm至420nm之间,所述第二预定波长介于445nm至465nm之间,且多个所述第一发光群组所产生的白色光源及多个所述第二发光群组所产生的白色光源相互混光后所产生的色温介于2500K至4500K之间。
3.如权利要求1所述的发光结构,其中每一个所述第一芯片置放区域具有至少两个第一芯片置放线路,每一个所述第二芯片置放区域具有至少两个第二芯片置放线路,每一个所述第一发光群组的一或多个所述第一发光二极管芯片设置在相对应的所述第一芯片置放区域的其中一个所述第一芯片置放线路上,且每一个所述第二发光群组的一或多个所述第二发光二极管芯片设置在相对应的所述第二芯片置放区域的其中一个所述第二芯片置放线路上。
4.如权利要求3所述的发光结构,其中其上置放有所述第一发光二极管芯片的多个所述第一芯片置放线路及其上置放有所述第二发光二极管芯片的多个所述第二芯片置放线路彼此平行,使得每两个相邻的所述第一发光群组及所述第二发光群组彼此平行且具有相同的排列间距,且多个所述第一发光二极管芯片及多个所述第二发光二极管芯片交替间隔排列成一矩阵状。
5.如权利要求1所述的发光结构,其中所述基板还包括多个分别设置在多个所述第一发光二极管芯片的下方的第一散热结构及多个分别设置在多个所述第二发光二极管芯片的下方的第二散热结构。
6.如权利要求5所述的发光结构,其中当所述第一散热结构及所述第二散热结构都使用具有相同散热能的材质时,所述第一散热结构的尺寸大于所述第二散热结构,其中当所述第一散热结构及所述第二散热结构的尺寸相同时,所述第一散热结构所使用的材质的散热能力大于所述第二散热结构所使用的材质的散热能力。
7.如权利要求5所述的发光结构,其中多个所述第一散热结构及多个所述第二散热结构的尺寸都从所述基板的中心往圆周的方向渐渐缩小。
8.如权利要求7所述的发光结构,其中多个所述第一散热结构的尺寸从所述基板的中心往圆周的方向依序递减的比例与多个所述第二散热结构的尺寸从所述基板的中心往圆周的方向依序递减的比例相同。
9.如权利要求5所述的发光结构,其中所述基板还包括一具有多个所述第一散热结构、第二散热结构的导热结构单元及一位于所述导热结构单元的底端的均热结构单元。
10.如权利要求9所述的发光结构,其中所述均热结构单元的内部包括多个彼此分离的导热通道,且多个所述导热通道采用(1)、(2)及(3)三者其中之一,其中所述(1)是:多个所述导热通道的尺寸都相同,且每两个相邻的所述导热通道之间的间距从所述导热结构单元的中心往圆周的方向渐渐增加;所述(2)是:多个所述导热通道的尺寸都相同,且所述均热结构单元被所述导热通道所占据的体积密度从所述导热结构单元的中心往圆周的方向渐渐减少;所述(3)是:多个所述导热通道的尺寸从所述导热结构单元的中心往圆周的方向渐渐减少。
11.如权利要求5所述的发光结构,其中每一个所述第一散热结构及所述第二散热结构的圆周旁都设置有多个彼此分离的导热通道,且多个所述导热通道采用(1)、(2)及(3)三者其中之一,其中所述(1)是:每一个所述第一散热结构及所述第二散热结构的多个导热通道的尺寸都相同,且每两个所述导热通道之间的间距从相对应的所述第一散热结构或所述第二散热结构的中心往圆周的方向渐渐增加;所述(2)是:每一个所述第一散热结构及所述第二散热结构的多个导热通道的尺寸都相同,且多个所述导热通道所占据的体积密度从相对应的所述第一散热结构或所述第二散热结构的中心往圆周的方向渐渐减少;所述(3)是多个所述导热通道的尺寸从相对应的所述第一散热结构或所述第二散热结构的中心往圆周的方向渐渐减少。
12.如权利要求1所述的发光结构,其中所述基板的上表面具有一用于容置一电子零件的容置槽,所述基板的内部还包括一具有多个位于多个所述第一发光二极管芯片、第二发光二极管芯片的下方的导热结构单元与一设置在所述电子零件及所述发光单元之间的热阻结构,其中所述基板、所述热阻结构及所述导热结构单元的导热率分别为k1、k2及k3,三者的关系为k3>k1>k2。
13.一种用于提供一预定白度的发光结构,其特征在于,所述发光结构包括:
一基板;以及
一发光单元,所述发光单元包括多个设置在所述基板上的第一发光群组及多个设置在所述基板上的第二发光群组,其中每一个所述第一发光群组包括一或多个第一发光二极管芯片,每一个所述第二发光群组包括一或多个第二发光二极管芯片;
其中,多个所述第一芯片置放区域及多个所述第二芯片置放区域相互交替间隔排列,使得多个所述第一发光群组及多个所述第二发光群组相互交替间隔排列;
其中,所述第一发光二极管芯片所产生的光源具有一第一预定波长,所述第二发光二极管芯片所产生的光源具有一第二预定波长,所述第二预定波长大于所述第一预定波长;
其中,多个所述第一发光群组所产生的白色光源及多个所述第二发光群组所产生的白色光源相互混光后所产生的光谱,计算所得白度值需落于1~2.5之间;针对两种不同的高、低色温,其计算CIE白度值的公式分别为:
W=[Y+800(x0-x)+1700(y0-y)]/K;及
W=[Y+810(x0-x)+1700(y0-y)]/K;
其中,W为CIE白度值,Y为所述发光单元测得光谱经计算所得的Y刺激值
(Y-tristimulus value),(x0,y0)为参考光源在CIE色度座标图中的一特定座标值,(x,y)为所述发光单元测得光谱经计算所得的CIE座标值,且K为常数。
14.一种用于提供一预定白度的发光结构,其特征在于,所述发光结构包括:
一基板,所述基板具有至少一呈蜿蜒状的第一导电轨迹及至少一呈蜿蜒状的第二导电轨迹;
多个波长介于400nm至420nm之间的第一发光二极管芯片,设置在第一导电轨迹上;以及
多个波长大于第一发光二极管芯片的第二发光二极管芯片,设置在第二导电轨迹上;
其中,所述第一导电轨迹及所述第二导电轨迹呈现相互交替间隔排列设置;
其中,当预定所述多个第一发光二极管芯片与所述多个第二发光二极管芯片具有相近的出光总面积时,通过所述第一发光二极管芯片电流量小于所述第二发光二极管芯片电流量;
其中,当预定通过所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的电流量相近时,所述第一发光二极管芯片的表面积小于所述第二发光二极管芯片的表面积。
15.如权利要求14所述的发光结构,其中多个所述第一发光二极管芯片与多个所述第二发光二极管芯片所使用的数量相同,且多个所述第一发光群组所产生的白色光源及多个所述第二发光群组所产生的白色光源相互混光后所产生的色温介于2500K至4500K之间。

说明书全文

用于提供一预定白度的发光结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发光结构,尤其涉及一种用于提升具有不同波长芯片的多个发光二极管之间的混光效果的发光结构。

背景技术

[0002] 一般而言,当物体表面对可见光谱内所有波长的反射比都在80%以上时,可认为该物体的表面为白色,然而现行白色衣物多经漂白和荧光增白处理,其对较短波波长的光源可进行较有效光能量的转换后,能产生较白且较为明亮的视觉效果,所以一个能提供可预期或可调整高白度的光源是市场上极为迫切需求的。

发明内容

[0003] 本发明实施例提供一种可提供一预定白度的发光结构,其包括:一基板及一发光单元。所述基板具有至少一呈蜿蜒状的第一导电轨迹及至少一呈蜿蜒状的第二导电轨迹,其中多个第一发光群组及多个第二发光群组分别相互交替间隔排列于所述第一导电轨迹及第二导电轨迹上;其中,所述第一发光群组与第二发光群组所包含发光二极管芯片分别具有不同之波长;其中,当预定所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片具有相近的出光总面积时,通过所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的电流量的比值较佳为1:2~1:4;其中,当预定通过所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的电流量相同时,所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的发光面积的比值较佳为0.8:2~0.8:4。
[0004] 本发明实施例还公开一种用于提供一预定白度的发光结构,所述发光结构包括:一基板;以及一发光单元,所述发光单元包括多个设置在所述基板上的第一发光群组及多个设置在所述基板上的第二发光群组,其中每一个所述第一发光群组包括一或多个第一发光二极管芯片,每一个所述第二发光群组包括一或多个第二发光二极管芯片;其中,多个所述第一芯片置放区域及多个所述第二芯片置放区域相互交替间隔排列,使得多个所述第一发光群组及多个所述第二发光群组相互交替间隔排列;其中,所述第一发光二极管芯片所产生的光源具有一第一预定波长,所述第二发光二极管芯片所产生的光源具有一第二预定波长,所述第二预定波长大于所述第一预定波长;其中,多个所述第一发光群组所产生的白色光源及多个所述第二发光群组所产生的白色光源相互混光后所产生的光谱,计算所得白度值需落于1~2.5之间;针对两种不同的高、低色温,其计算CIE白度值的公式分别为:
[0005] W=[Y+800(x0-x)+1700(y0-y)]/K;及
[0006] W=[Y+810(x0-x)+1700(y0-y)]/K;
[0007] 其中,W为CIE白度值,Y为所述发光单元测得光谱经计算所得的Y刺激值(Y-tristimulus value),(x0,y0)为参考光源在CIE色度座标图中的一特定座标值,(x,y)为所述发光单元测得光谱经计算所得的CIE座标值,且K为常数。
[0008] 本发明实施例还公开一种用于提供一预定白度的发光结构,所述发光结构包括:一基板,所述基板具有至少一呈蜿蜒状的第一导电轨迹及至少一呈蜿蜒状的第二导电轨迹;多个波长介于400nm至420nm之间的第一发光二极管芯片,设置在第一导电轨迹上;以及多个波长大于第一发光二极管芯片的第二发光二极管芯片,设置在第二导电轨迹上;其中,所述第一导电轨迹及所述第二导电轨迹呈现相互交替间隔排列设置;其中,当预定所述多个第一发光二极管芯片与所述多个第二发光二极管芯片具有相近的出光总面积时,通过所述第一发光二极管芯片电流量小于所述第二发光二极管芯片电流量;其中,当预定通过所述第一发光二极管芯片与所述第二发光二极管芯片的电流量相近时,所述第一发光二极管芯片的表面积小于所述第二发光二极管芯片的表面积。
[0009] 本发明的有益效果可以在于,其可通过“多个第一发光群组及多个第二发光群组分别相互交替间隔排列于所述第一导电轨迹及第二导电轨迹上”的设计,以提升其混光效果。另外,还可分别借由“先期表面积比值设计配置”或“后期电流量比值的调整”,使得本发明的发光结构能够依据不同的需求而提供所需的白度。
[0010] 为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所附附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

[0011] 图1为本发明的发光结构的发光二极管芯片采用第一种正负焊垫布局设计的上视示意图。
[0012] 图2为本发明的发光结构的发光二极管芯片采用第二种正负焊垫布局设计的上视示意图。
[0013] 图3为本发明的发光结构的发光二极管芯片采用第三种正负焊垫布局设计的上视示意图。
[0014] 图4为本发明的多个第一、二发光二极管芯片呈现近圆形布局排列的上视示意图。
[0015] 图5为本发明的第一、二芯片置放线路呈现类似直立状设计且多个第一、二发光二极管芯片呈现近圆形布局排列的上视示意图。
[0016] 图6为本发明的发光结构使用空气层作为热阻结构的部分侧视剖面示意图。
[0017] 图7为本发明的发光结构使用高热阻材料层作为热阻结构的部分侧视剖面示意图。
[0018] 图8至图14为本发明发光结构分别搭配不同散热设计的侧视剖面示意图。
[0019] 主要元件及标号:
[0020] 基板 1
[0021] 第一导电轨迹 11
[0022] 第一芯片置放区域 110
[0023] 第一芯片置放线路 1100
[0024] 第二导电轨迹 12
[0025] 第二芯片置放区域 120
[0026] 第二芯片置放线路 1200
[0027] 第一正电极焊垫 P1
[0028] 第一负电极焊垫 N1
[0029] 第一齐纳二极管 Z1
[0030] 第二正电极焊垫 P2
[0031] 第二负电极焊垫 N2
[0032] 第二齐纳二极管 Z2
[0033] 容置槽 13
[0034] 吸光涂层 14
[0035] 空气层 15
[0036] 高热阻材料层 15’
[0037] 导热结构单元 1A
[0038] 第一散热结构 11A
[0039] 第二散热结构 12A
[0040] 均热结构单元 1B
[0041] 导热通道 10B
[0042] 穿孔 100B
[0043] 导热材料 101B
[0044] 复合式散热结构层 1AB
[0045] 发光单元 2
[0046] 第一发光群组 G1
[0047] 第一LED元件 21
[0048] 第一发光二极管芯片 210、210’
[0049] 正极焊垫 210P
[0050] 负极焊垫 210N
[0051] 第二发光群组 G2
[0052] 第二LED元件 22
[0053] 第二发光二极管芯片 220、220’
[0054] 正极焊垫 220P
[0055] 负极焊垫 220N
[0056] 排列间距 d
[0057] 电子零件 3
[0058] 正圆轨迹 T
[0059] 散热区域 X、Y、Z
[0060] 间距 A、B、C
[0061] 体积密度 D1、D2、D3
[0062] 尺寸 S1、S2、S3
[0063] 第一预定方向 W1
[0064] 第二预定方向 W2

具体实施方式

[0065] 以下借由特定的具体实例说明本发明所公开“用于提供一预定白度的发光结构”的实施方式,本领域普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可借由其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。又本发明的附图仅为简单说明,并非依实际尺寸描绘,亦即未反应出相关构成的实际尺寸,先予叙明。以下的实施方式进一步详细说明本发明的相关技术内容,但并非用以限制本发明的技术范畴。
[0066] 请参阅图1至图3所示,本发明的基本结构为发光单元2(待测物)的多个第一发光群组G1与多个第二发光群组G2采交错排列设计,其中每一个第一发光群组G1包括一或多个第一发光二极管芯片210,每一个第二发光群组G2包括一或多个第二发光二极管芯片220,多个第一发光二极管芯片210所使用的数量与多个第二发光二极管芯片220所使用的数量可以是相同的或是相近的。
[0067] 举例来说,第一发光二极管芯片210可属于短波长的蓝色发光二极管芯片(deep blue LED chip),其所产生的光源的第一预定波可大致介于400nm至420nm之间;第二发光二极管芯片220可属于长波长的蓝色发光二极管芯片芯片(normal blue LED chip),其所产生的光源的第二预定波长可介于445nm至465nm之间;多个第一发光群组G1所产生的白色光源及多个第二发光群组G2所产生的白色光源相互混光后所产生的色温可大致介于2500K至4500K之间。
[0068] 更进一步来说,当预设第一发光二极管芯片210与第二发光二极管芯片220具有相同或相近的表面积(或出光总面积)时,要获得所需的白度,则要借由控制通过第一发光二极管芯片210与第二发光二极管芯片220的电流(亦即“后期电流量比值的调整”)而达成,该电流量的比值一般约为1:2~1:4,本实施态样的电流量比值为1:3。值得注意的是,由于通过第一发光二极管芯片210与第二发光二极管芯片220的电流量的比值可以随着不同的需求来进行调整,所以多个第一发光二极管芯片210所产生的光源及多个第二发光二极管芯片220所产生的光源相互混光后所产生的白度(Whiteness)可以随着不同的使用需求来进行调整。
[0069] 另外一种情况是,当预设通过第一发光二极管芯片210与第二发光二极管芯片220的电流量相同或相近时,要获得所需的白度,则要预先控制第一发光二极管芯片210与第二发光二极管芯片220的表面积的比值(亦即“先期表面积比值设计配置”)而达成,该表面积的比值一般约为0.8:2~0.8:4,本实施态样的表面积的比值为0.8:3。
[0070] 然而,关于CIE白 度值的 计算 方式,可依据 D65照明体 (Artificial Daylight6500K)及CIE 1964 10°标准视的条件设定下,针对待测物所产生的4000K及3000K两种不同的高、低色温,以分别定义出计算CIE白度值的公式为:
[0071] (1)W=[Y+800(x0-x)+1700(y0-y)]/K for 4000K;及
[0072] (2)W=[Y+810(x0-x)+1700(y0-y)]/K for 3000K;
[0073] 其中,W为CIE白度值,Y为一发光单元测得光谱经计算所得的Y刺激值(Y-tristimulus value),(x0,y0)为参考光源在CIE色度座标图中的一特定座标值(例如,在色温4000K时,一参考光源的特定座标值为(0.3138,0.3310),在色温3000K时,一参考光源在色温3000K时的特定座标值为(0.437,0.4041)),(x,y)为一发光单元所测得的CIE座标值(例如,在色温4000K时,本发明之一发光单元于380nm~780nm的测得光谱换算所得的座标值为(0.2981,0.3253),在色温3000K时,本发明之另一发光单元于380nm~780nm的测得光谱换算所得的座标值为(0.4348,0.4081)),且K为常数(例如K可为介于40-60之间的任一常数)。若以K为50为例,搭配本实施态样的上述电流量比值或表面积比值则可获得预期白度(W)值介于1~2.5间的发光单元。
[0074] 关于本发明所使用的荧光粉,可以是相同荧光粉配方。举例来说,可以是黄绿色荧光粉配上红色荧光粉,黄绿色荧光粉可为AB3O12如Y3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12:Ce或Eu赋活土族酸盐系、卤磷酸盐、β-SiAlON之中的其中一种荧光体,而红色荧光粉最好是能混合Eu赋活化物、氮化物、氧氮化物或(Sr,Ca)AlSiN3:Eu之中的任两种具有不同波长分布的荧光体。为避免无法提升白度,应选择不受第一发光二极管芯片210所发出的光影响的荧光粉,第一发光二极管芯片210所发出的光不落入其激发频谱范畴,非介于400nm至420nm之间。但若第一与第二发光二极管(210、220)为独立单体,则第二发光二极管芯片
220搭配之荧光粉可无此限制。当然,本发明在不同态样的应用中,也可以使用不同的荧光粉配方。
[0075] 以下请参阅图1至图3所示,本发明提供一种用于提供一预定白度的发光结构,其包括:一基板1及一发光单元2。
[0076] 首先,基板1的上表面具有至少一呈蜿蜒状的第一导电轨迹11及至少一呈蜿蜒状的第二导电轨迹12。其中,至少一第一导电轨迹11具有多个第一芯片置放区域110,至少一第二导电轨迹12具有多个第二芯片置放区域120,且多个第一芯片置放区域110及多个第二芯片置放区域120以相互交替的方式间隔排列,所以第一导电轨迹11及第二导电轨迹12会呈现相互交替间隔排列设置的线路布局设计。另外,每一个第一芯片置放区域110具有至少两个彼此邻近且串联的第一芯片置放线路1100,且每一个第二芯片置放区域120具有至少两个彼此邻近且串联的第二芯片置放线路1200。举例来说,第一导电轨迹11及第二导电轨迹12的蜿蜒状会类似由多个S形串联所组成。呈蜿蜒状的第一导电轨迹11及呈蜿蜒状的第二导电轨迹12会以像两手的手指互插但不接触的方式相互紧靠,使得第一导电轨迹11及第二导电轨迹12会呈现彼此互相交错的线路设计。另外,多个第一芯片置放线路1100及多个第二芯片置放线路1200可以采用彼此平行的方式来布局,但本发明不以此为限。
[0077] 其中,第一导电轨迹11的两相反末端可分别连接至第一正电极焊垫P1及第一负电极焊垫N1,且第二导电轨迹12的两相反末端可分别连接至第二正电极焊垫P2及第二负电极焊垫N2。举例来说,第一正电极焊垫P1及第二正电极焊垫P2可以彼此相邻且靠近基板1在同一对角线上的其中一对角处,且第一负电极焊垫N1及第二负电极焊垫N2可以彼此相邻且靠近基板1在同一对角线上的另外一对角处。此外,本实施例的“第一导电轨迹11从第一正电极焊垫P1延伸至第一负电极焊垫N1的蜿蜒轨迹的横向宽度”及“第二导电轨迹12从第二正电极焊垫P2延伸至第二负电极焊垫N2的蜿蜒轨迹的横向宽度”都会沿着基板1的同一对角线来形成“从窄渐渐变宽,再从宽渐渐变窄”的变化,借此以提升第一导电轨迹11及第二导电轨迹12的布线面积。
[0078] 再者,发光单元2包括多个第一发光群组G1及多个第二发光群组G2,其中每一个第一发光群组G1包括一或多个第一发光二极管芯片210,每一个第二发光群组G2包括一或多个第二发光二极管芯片220,且多个第一发光二极管芯片210所使用的数量与多个第二发光二极管芯片220所使用的数量可以是相同或是相近。另外,第一发光二极管芯片210所产生的光源具有一第一预定波长,第二发光二极管芯片220所产生的光源具有一第二预定波长,且第二预定波长会大于第一预定波长。
[0079] 更进一步来说,如同图1所示,每一个第一发光二极管芯片210的正极焊垫210P及每一个第二发光二极管芯片220的正极焊垫220P都会相对于基板1以朝向同一第一预定方向W1的方式设置,每一个第一发光二极管芯片210的负极焊垫210N及每一个第二发光二极管芯片220的负极焊垫220N都会相对于基板1以朝向同一第二预定方向W2的方式设置,且第一预定方向W1及第二预定方向W2可为两相反方向。借此,以单颗芯片来看,每一个第一发光二极管芯片210的正、负极焊垫(210P、210N)相对于基板1的设置方位(aspect)与每一个第二发光二极管芯片220的正、负极焊垫(220P、220N)相对于基板1的设置方位会完全相同,所以第一发光二极管芯片210及第二发光二极管芯片220在置晶过程中不需要进行正极(+)与负极(-)的转向,以提升生产效率。
[0080] 更进一步来说,为了达成上述“每一个第一发光二极管芯片210的正、负极焊垫(210P、210N)相对于基板1的设置方位与每一个第二发光二极管芯片220的正、负极焊垫(220P、220N)相对于基板1的设置方位会完全相同”的设计,每一个第一发光群组G1的一或多个第一发光二极管芯片210只能被放置在相对应的第一芯片置放区域110的其中一个第一芯片置放线路1100上,且每一个第二发光群组G2的一或多个第二发光二极管芯片220只能够被放置在相对应的第二芯片置放区域120的其中一个第二芯片置放线路1200上。举例来说,如图1所示,为了让每一个第一发光二极管芯片210的正极焊垫210P都能朝向第一预定方向W1的方式设置,每一个第一发光群组G1的一或多个第一发光二极管芯片210只能被放置在两个相邻的第一芯片置放线路1100之中“最靠近第一正电极焊垫P1”的那一排上。同样的设计原理,为了让每一个第二发光二极管芯片220的正极焊垫220P都能朝向第一预定方向W1的方式设置,每一个第二发光群组G2的一或多个第二发光二极管芯片220只能被放置在两个相邻的第二芯片置放线路1200之中“最远离第二正电极焊垫P2”的那一排上。
[0081] 借此,为了达成上述“第一发光二极管芯片210及第二发光二极管芯片220在置晶过程中不需要进行正极与负极转向”的设计,每一个第一发光群组G1的一或多个第一发光二极管芯片210可设置在相对应的第一芯片置放区域110的同一个第一芯片置放线路1100上,以形成同一排在置晶过程中不需要进行正负极转向的多个第一发光二极管芯片210,且每一个第二发光群组G2的一或多个第二发光二极管芯片220可设置在相对应的第二芯片置放区域120的同一个第二芯片置放线路1200上,以形成同一排在置晶过程中不需要进行正负极转向的多个第二发光二极管芯片220。另外,由于多个第一芯片置放区域110及多个第二芯片置放区域120呈现相互交替间隔排列,所以使得多个第一发光群组G1及多个第二发光群组G2也是会以相互交替的方式间隔排列,借此以提升具有不同波长芯片的发光群组的混光效果。
[0082] 举例来说,多个第一发光二极管芯片210及多个第二发光二极管芯片220可以交替间隔排列成一矩阵状,所以不管是沿着横向或纵向来看,多个第一发光二极管芯片210及多个第二发光二极管芯片220都是呈现交替间隔排列。另外,其上置放有第一发光二极管芯片210的多个第一芯片置放线路1100及其上置放有第二发光二极管芯片220的多个第二芯片置放线路1200可以彼此平行且具有相同的排列间距d,所以使得每两个相邻的第一发光群组G1及第二发光群组G2可以彼此平行且具有相同的排列间距d,因此发光单元2的多个第一发光群组G1及多个第二发光群组G2所产生的光源能够得到较佳的混光效果。
[0083] 更进一步来说,由于第一导电轨迹11及第二导电轨迹12都沿着基板1的对角线来进行延伸且使得蜿蜒轨迹的横向宽度呈现“从窄渐渐变宽,再从宽渐渐变窄”的变化,所以每一个第一发光群组G1的多个第一发光二极管芯片210的数量及每一个第二发光群组G2的多个第二发光二极管芯片220的数量会从发光单元2的中间往两相反侧依序递减或从发光单元2的两相反侧往中间依序递增。
[0084] 举例来说,多个第一发光二极管芯片210及多个第二发光二极管芯片220的数量从发光单元2的两相反对角处往中间依序递增的公式分别为2n-1及2n,其中n为第一发光群组G1及第二发光群组G2从1开始依序排列的序号。因此,多个第一发光二极管芯片210从发光单元2的两相反对角处往中间依序递增的数量会呈现(2×1-1=1,2×2-1=
3,2×3-1=5)的变化,且多个第二发光二极管芯片220从发光单元2的两相反对角处往中间依序递增的数量会呈现(2×1=2,2×2=4)的变化。借此,两相邻的第一发光群组G1的多个第一发光二极管芯片210的数量会相差2颗,两相邻的第二发光群组G2的多个第二发光二极管芯片220的数量会相差2颗,且两相邻的第一发光群组G1及第二发光群组G2的发光二极管芯片(210,220)的数量会相差1颗。然而,本发明不以上述所举的例子为限。
[0085] 值得一提的是,如图2所示,每一个第一发光二极管芯片210的正极焊垫210P及每一个第二发光二极管芯片220的正极焊垫220P会相对于基板1以分别朝向第一预定方向W1及第二预定方向W2的方式设置,每一个第一发光二极管芯片210的负极焊垫210N及每一个第二发光二极管芯片220的负极焊垫220N会相对于基板1以分别朝向第一预定方向W1及第二预定方向W2的方式设置,使得每一个第一发光二极管芯片210的正、负极焊垫(210P、210N)相对于基板1的设置方位与每一个第二发光二极管芯片220的正、负极焊垫(220P、220N)相对于基板1的设置方位相异。换言之,配合图1及图2所示,以单颗芯片来看,依据不同的设计需求,每一个第一发光二极管芯片210的正、负极焊垫(210P、210N)相对于基板1的设置方位(aspect)与每一个第二发光二极管芯片220的正、负极焊垫(220P、220N)相对于基板1的设置方位可以是“完全相同的正负焊垫布局设计(如图1所示)”,或者是“完全相异的正负焊垫布局设计(如图2所示)”。
[0086] 另外,如图3所示,任意一个第一发光群组G1的一或多个第一发光二极管芯片210的正极焊垫210P及负极焊垫210N分别会以朝向同一个第一预定方向W1及同一个第二预定方向W2的方式来布局设置,但是相邻上述任意一个第一发光群组G1的另外一个第一发光群组G1的一或多个第一发光二极管芯片210的正极焊垫210P及负极焊垫210N的布局设置就会刚好反过来,而使得一或多个第一发光二极管芯片210的正极焊垫210P及负极焊垫210N分别会以朝向同一个第二预定方向W2及同一个第一预定方向W1的方式来布局设置。再者,任意一个第二发光群组G2及相邻上述任意一个第二发光群组G2的另外一个第二发光群组G2也会呈现如同上述“交替式的正负焊垫布局设置(如图3所示)”。换言之,本发明可以依据不同的需求,而选择性采用“完全相同的正负焊垫布局设计(如图1所示)”、“完全相异的正负焊垫布局设计(如图2所示)”或“交替式的正负焊垫布局设置(如图3所示)”,然而本发明不以此为限。
[0087] 请参阅图4所示,以发光二极管芯片(210、220)排列成6×6的矩阵来作为例子,其中多个第一发光二极管芯片210的总数量会等同于多个第二发光二极管芯片220的总数量。当靠近基板1的四个转角处的多个发光二极管芯片(如图4以假想线所标示的210、220)被移除后,多个第一发光二极管芯片210及多个第二发光二极管芯片220就可以呈现“近圆形(或类圆形)”的布局排列。更进一步来说,多个第一发光二极管芯片210中有4个位于最外圈(以标号210’来特别标示),多个第二发光二极管芯片220中也有4个位于最外圈(以标号220’来特别标示),不管是采用4个位于最外圈的第一发光二极管芯片210’或4个位于最外圈的第二发光二极管芯片220’来作为基点(如图4中所显示的黑点),都能画出一个如图4以假想线所呈现的正圆轨迹T。最佳的设计状态是,采用4个位于最外圈的第一发光二极管芯片210’来作为基点所画出的正圆轨迹T与采用4个位于最外圈的第二发光二极管芯片220’来作为基点所画出的正圆轨迹T会大致重叠在一起或完全重叠在一起以形成单一个正圆轨迹T。
[0088] 此外,不论第一芯片置放线路1100及第二芯片置放线路1200为“倾斜状设计”或“直立状设计”,多个第一芯片置放线路1100及多个第二芯片置放线路1200较佳为彼此平行的方式来布局。且多个第一发光二极管芯片210与多个第二发光二极管芯片220在形成同一排在置晶过程中不需要进行正负极转向,也就是说,每一个第一发光二极管芯片210的正极焊垫210P及每一个第二发光二极管芯片220的正极焊垫220P都会相对于基板1以朝向同一第一预定方向W1’的方式设置,且每一个第一发光二极管芯片210的负极焊垫210N及每一个第二发光二极管芯片220的负极焊垫220N都会相对于基板1以朝向同一第二预定方向W2’的方式设置。
[0089] 再者,请参阅图5所示,第一芯片置放线路1100及第二芯片置放线路1200亦可从图4的“倾斜状设计”更换为“类似直立状设计”,此种类似直立状的设计亦可使得多个第一发光二极管芯片210及多个第二发光二极管芯片220可以呈现“近圆形(或类圆形)”的布局排列。也就是说,当设计为呈现“正圆形”的布局排列时,多个第一发光二极管芯片210及多个第二发光二极管芯片220的总数量为相同,两相邻的第一发光群组G1及第二发光群组G2的发光二极管芯片(210,220)的数量会相差1颗。因此,当第一发光群组G1的多个第一发光二极管芯片210的数量为N时,则第二发光群组G2的多个第二发光二极管芯片220的数量为N+1;当第一发光群组G1的数量为N+1时,则第二发光群组G2的数量为N,所以第一发光群组G1与第二发光群组G2的发光二极管芯片(210,220)的总数量都为N(N+1)。
[0090] 值得注意的是,第一正电极焊垫P1与第一负电极焊垫N1之间还可布局一连接于第一正电极焊垫P1与第一负电极焊垫N1之间的线路,以作为分路迂徊(by pass)使用,在此分路迂徊的线路上可设置一防止静电击穿(static breakdown)的保护电路,例如一第一齐纳二极管Z1(zener diode)。同理的设计,第二正电极焊垫P2与第二负电极焊垫N2之间还可布局一连接于第二正电极焊垫P2与第二负电极焊垫N2之间的线路,以作为分路迂徊(by pass)使用,在此分路迂徊的线路上可设置另一防止静电击穿(static breakdown)的保护电路,例如一第二齐纳二极管Z2。
[0091] 此外,配合图1、图6及图7所示,基板1上表面具有一用于容置一电子零件3的容置槽13,容置槽13的内表面具有一吸光涂层14,且基板1的内部具有一设置在电子零件3及发光单元2之间的热阻结构。举例来说,基板1可为一具有高反射率的陶瓷基板,对于波长为410nm的第一发光二极管芯片210及波长为450nm的第二发光二极管芯片220而言,具有高反射率的陶瓷基板可分别提供给第一发光二极管芯片210及第二发光二极管芯片220大约为102%及100.9%的高反射率,借此以提升本发明的发光效能及白度。再者,电子零件3可为光学感测器,且吸光涂层14可为用来降低反光的黑色涂层,可提升光学感测器的感光效果。另外,热阻结构可为空气层15(如图6所示)或比基板1的热阻还高的高热阻材料层15’(如图7所示),减少发光单元2所产生的热会传导至电子零件31。此外,关于电子零件3及热阻结构的置放位置,举例来说,如图1所示,当电子零件3设置于邻近基板1的其中一转角处时,热阻结构(15、15’)可以倾斜设置在发光单元2与电子零件3之间。
另外一种可能性置放位置为,当电子零件3设置于邻近基板1的其中一纵向(或横向)侧边时,热阻结构可以垂直(或平)的方式设置在发光单元2与电子零件3之间。更进一步的说,基板1上的热阻结构与后续的导热结构单元可同时生成,也就是说,于基板1背面形成多个预定位置凹槽或贯穿孔,该些位置即相对于热阻结构与导热结构单元的位置,其贯穿深度预定为相同,而后,热阻结构的凹槽或贯穿孔可选择不填(及空气)或填入高热阻材料,导热结构单元的凹槽或贯穿孔可选择性填入相同或不同的高导热材料。也就是说,基板、热阻结构及导热结构单元三者的导热率k1、k2及k3的关系可为k3>k1>k2。本实施态样是基于基板结构强度考量,采用凹槽设计。
[0092] 更进一步来说,如图6至图14所示,基板1还可进一步搭配各种不同的散热设计,如导热结构单元1A、均热结构单元1B等。
[0093] 配合图6及图7所示,基板1还进一步包括一内嵌在基板1内的导热结构单元1A,且导热结构单元1A包括多个分别设置在多个第一发光二极管芯片210的下方的第一散热结构11A及多个分别设置在多个第二发光二极管芯片220的下方的第二散热结构12A。举例来说,第一发光二极管芯片210及第二发光二极管芯片220经过封装(例如使用相同或相异的荧光胶来封装)后而分别形成一第一LED元件21及一第二LED元件22。当第一LED元件21所包含的第一发光二极管芯片210提供的波长低于第二LED元件22所包含的第二发光二极管芯片220提供的波长时,第一散热结构11A及第二散热结构12A可以采用下列两种设计,以平衡第一LED元件21及第二LED元件22的散热效能。首先,第一种是,当第一散热结构11A及第二散热结构12A都使用具有相同散热能的材质的情况下,第一散热结构11A的整体尺寸(或体积)要大于第二散热结构12A的整体尺寸(或体积)。另外,第二种是,当第一散热结构11A及第二散热结构12A的各别尺寸都相同的情况下,第一散热结构11A所使用的材质的散热能力要大于第二散热结构12A所使用的材质的散热能力。然而,本发明不以此为限。此外,由于具有不同波长芯片的第一LED元件21与第二LED元件22会导致不同的接面温度,所以第一散热结构11A的单位热通量Q1与第二散热结构12A的单位热通量Q2的比值可以设计为大约Q1:Q2=1:0.86~0.95。
[0094] 请参阅图8所示,其是将多个第一散热结构11A及多个第二散热结构12A的尺寸都会从基板1的中心往圆周的方向渐渐缩小,借此以缩小“位于基板1的中间区域上方的多个第一、二LED元件(21、22)”及“位于基板1的围绕区域(亦即围绕中间区域的环绕区域)上方的多个第一、二LED元件(21、22)之间的接面温差。更进一步来说,从基板1的中心往圆周的方向来看,多个第一散热结构11A的尺寸会从所述基板的中心往圆周的方向依序递减10%(亦即相邻的两个第一散热结构11A的尺寸会相差10%),且多个第二散热结构12A的尺寸也会从所述基板的中心往圆周的方向依序递减10%(亦即相邻的两个第二散热结构12A的尺寸会相差10%)。另外,第二散热结构12A的散热能力可大约为相邻第一散热结构11A的0.86-0.95倍。
[0095] 请参阅图9至图11所示,其基板1的底端更进一步包括一紧连导热结构单元1A的均热结构单元1B,其中均热结构单元1B的内部包括多个彼此分离的导热通道10B,借由调整导热通道10B形状与分布,以缩小“位于均热结构单元1B的中间区域上方的多个第一、二LED元件(21、22)”及“位于均热结构单元1B的围绕区域上方的多个第一、二LED元件(21、22)之间的温差。
[0096] 当导热通道10B尺寸相同时,每两个相邻的导热通道10B之间的间距(A、B、C)可将从均热结构单元1B的中心往圆周的方向渐渐增加或是将均热结构单元1B被导热通道10B所占据的体积密度(D1、D2、D3)会从均热结构单元1B的中心往圆周的方向渐渐减少。
借此,多个导热通道10B会从“均热结构单元1B的中心往圆周”的方向或从“均热结构单元
1B的圆周往中心”的方向依序排列,以形成一渐进式导热结构。一般而言,越靠近中央温度越高,若以温差五度为分界,从图9及图10的发光结构所呈现的侧视剖面上定义出三个散热区域(X、Y、Z),此三个散热区域(X、Y、Z)所涵盖的横向距离分别从散热区域X往散热区域Z的方向渐渐减少,例如三个散热区域(X、Y、Z)的距离比例可为X:Y:Z=5:4:3。当多个导热通道10B的尺寸都相同的情况下,每两个相邻的导热通道10B之间的间距(A、B、C)会从均热结构单元1B的中心往圆周的方向渐渐增加(例如A:B:C=3:4:5)或是均热结构单元1B被导热通道10B所占据的体积密度(D1、D2、D3)会从散热区域X往散热区域Z的方向渐渐减少(例如D1:D2:D3=6.5:2:1(个))。
[0097] 此外,每一个导热通道10B可为一由穿孔100B与一完全填满穿孔100B的导热材料101B(例如具有高导热能力的金属材料)所构成的实心导热柱体,且多个导热通道10B可以完全贯穿均热结构单元1B,然而本发明不以此为限。例如,导热材料101B亦可不需完全填满相对应的穿孔100B,且多个导热通道10B也可以不需要完全贯穿均热结构单元1B。
[0098] 请参阅图11所示,其均热结构单元1B的内部包括多个彼此分离的导热通道10B,且多个导热通道10B的尺寸(S1、S2、S3)会从均热结构单元1B的中心往圆周的方向渐渐减少。
[0099] 举例来说,假设以温差五度为分界,从图11的发光结构所呈现的侧视剖面上定义出三个散热区域(X、Y、Z),此三个散热区域(X、Y、Z)所涵盖的横向距离分别从散热区域X往散热区域Z的方向渐渐减少,例如三个散热区域(X、Y、Z)的距离比例可为X:Y:Z=5:4:3。使用多个不同尺寸的导热通道10B,且多个导热通道10B的尺寸(S1、S2、S3)会从散热区域X往散热区域Z的方向渐渐减少(例如S1:S2:S3=5:4:3),所以“位于均热结构单元1B的中间区域上方的多个第一、二LED元件(21、22)的散热效果当然会比“位于均热结构单元
1B的围绕区域上方的多个第一、二LED元件的散(21、22)热效果来的好。
[0100] 请参阅图12至图14所示,其将导热结构单元1A及均热结构单元1B结合成一复合式散热结构层1AB。更进一步来说,位于复合式散热结构层1AB内的每一个第一散热结构11A的圆周旁都设置有多个彼此分离的导热通道10B。其中当该些导热通道10B的尺寸相同时,且每两个相邻的导热通道10B之间的间距(A、B、C)会从相对应的第一散热结构11A的中心往圆周的方向渐渐增加或者多个导热通道10B所占据的体积密度(D1、D2、D3)会从相对应的第一散热结构11A的中心往圆周的方向渐渐减少。相同的原理,位于复合式散热结构层1AB内的每一个第二散热结构12A的圆周旁都设置有多个尺寸相同且彼此分离的导热通道10B,且每两个相邻的导热通道10B之间的间距(A、B、C)会从相对应的第二散热结构12A的中心往圆周的方向渐渐增加或者多个导热通道10B所占据的体积密度(D1、D2、D3)会从相对应的第二散热结构12A的中心往圆周的方向渐渐减少。其中当该些导热通道10B尺寸不同时,多个导热通道10B的尺寸(S1、S2、S3)会从相对应的第一散热结构11A的中心往圆周的方向渐渐减少。相同的原理,位于复合式散热结构层1AB内的每一个第二散热结构12A的圆周旁设置有多个彼此分离的导热通道10B,且多个导热通道10B的尺寸(S1、S2、S3)会从相对应的第二散热结构12A的中心往圆周的方向渐渐减少。借上述方式,可缩小具有不同波长芯片的第一、二LED元件(21、22)之间的温差。
[0101] 〔实施例的可能功效〕
[0102] 综上所述,本发明的有益效果可以在于,本发明实施例所提供的发光结构,其可通过“多个第一芯片置放区域110及多个第二芯片置放区域120相互交替间隔排列,使得多个第一发光群组G1及多个第二发光群组G2相互交替间隔排列”的设计,以提升具有不同波长芯片的多个第一发光群组G1及多个第二发光群组G2之间的混光效果。另外,还可分别借由“先期表面积比值设计配置”或“后期电流量比值的调整”,使得本发明的发光结构能够依据不同的需求而提供所需的白度(Whiteness)。
[0103] 以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,非因此局限本发明的权利要求范围,故举凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的保护范围内。
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