TWI532221B - 發光單元與發光模組 - Google Patents

Description

發光單元與發光模組

本發明是有關於一種發光單元與發光模組，且特別是有關於一種使用發光二極體晶粒作為光源的發光單元與發光模組。

在目前發光二極體的技術領域中，一般都會將多個發光二極體封裝體(LED package)整合成一個發光二極體模組，其中發光二極體封裝體在此乃是指一種將晶片封裝之後的發光元件。習知的發光二極體模組是由多個發光二極體封裝體以及一線路板所組成，其中這些發光二極體封裝體組裝於線路板上，並透過線路板而彼此電性連接。需說明的是，這些發光二極體封裝體在線路板上的串並聯控制，是在線路板進行線路佈局設計時，依照電源供應器所能提供的電壓值及電流值藉由串並聯方式就已經規劃完成。因此，線路板上的線路佈局完成之後是無法輕易地進行串並聯修改，必須藉由跳線、斷線或重新製作規劃線路佈局的方式，才能達到所需的串並聯設計，此不僅增加製作成本，也增加製作時間。

本發明提供一種發光單元，其發光晶粒透過圖案化金屬層以串聯、並聯或串並聯的方式電性連接。

本發明提供一種發光模組，其發光單元透過圖案化金屬層可與外部電路電性連接，具有較廣的應用性。

本發明的發光單元，其包括多個發光晶粒、一封裝膠體、一基板以及一圖案化金屬層。每一發光晶粒包括一發光元件、一第一電極以及一第二電極。第一電極與第二電極配置於發光元件的同一側，且第一電極與第二電極之間具有一間隔。封裝膠體包覆發光晶粒，且暴露出每一發光晶粒的第一電極的一第一表面以及第二電極的一第二表面。封裝膠體位於基板與發光晶粒之間。圖案化金屬層配置於每一發光晶粒的第一電極的第一表面與第二電極的第二表面上，其中發光晶粒透過圖案化金屬層以串聯、並聯或串並聯的方式電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的封裝膠體具有一下表面，而每一發光晶粒的第一電極的第一表面與第二電極的第二表面切齊於封裝膠體的下表面。

在本發明的一實施例中，上述的封裝膠體包括一透明封裝膠體或一摻雜有螢光體的封裝膠體。

在本發明的一實施例中，上述的每一發光晶粒為一覆晶式發光晶粒。

在本發明的一實施例中，上述的發光單元為一覆晶式發光單元。

在本發明的一實施例中，上述的基板的材質包括玻璃、玻璃螢光材料、陶瓷或藍寶石。

本發明的發光模組包括一發光單元以及一外部電路。發光單元包括多個發光晶粒、一封裝膠體、一基板以及一圖案化金屬層。每一發光晶粒包括一發光元件、一第一電極以及一第二電極。第一電極與第二電極配置於發光元件的同一側，且第一電極與第二電極之間具有一間隔。封裝膠體包覆發光晶粒，且暴露出每一發光晶粒的第一電極的一第一表面以及第二電極的一第二表面。封裝膠體位於基板與發光晶粒之間。圖案化金屬層配置於每一發光晶粒的第一電極的第一表面與第二電極的第二表面上，其中發光晶粒透過圖案化金屬層以串聯、並聯或串並聯的方式電性連接。外部電路配置於發光單元的下方，其中發光單元透過圖案化金屬層與外部電路電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的外部電路包括一導線架、一線路基板或一印刷電路板。

在本發明的一實施例中，上述的外部電路包括一承載板、一第一外部接點與一第二外部接點，其中發光單元透過圖案化金屬層分別和第一外部接點與第二外部接點電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的外部電路包括一承載板和一對應圖案化金屬層且配置承載板上的圖案化線路層，發光單 元透過圖案化金屬層和圖案化線路層電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的圖案化金屬層與圖案化線路層共形地對應配置。

在本發明的一實施例中，上述的發光模組更包括一散熱件，配置於發光單元與外部電路之間。

基於上述，本發明是於發光晶粒的電極上配置由圖案化金屬層，其中發光晶粒可透過圖案化金屬層以串聯、並聯或串並聯的方式電性連接。故，相較於習知技術直接將線路佈局於線路板上而無法輕易地進行串並聯修改而言，本發明的發光單元的設計應用更為廣泛且較具彈性。

為讓本發明的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。

100‧‧‧發光單元

110a、110b、110c、110d‧‧‧發光晶粒

114‧‧‧發光元件

116‧‧‧第一電極

116a‧‧‧第一表面

118‧‧‧第二電極

118a‧‧‧第二表面

120‧‧‧封裝膠體

122‧‧‧下表面

130‧‧‧基板

140‧‧‧圖案化金屬層

200、300‧‧‧發光模組

210、210’‧‧‧外部電路

212‧‧‧承載板

212a‧‧‧上表面

214a‧‧‧第一外部接點

214b‧‧‧第二外部接點

216‧‧‧散熱件

218‧‧‧圖案化線路層

G‧‧‧間隔

圖1繪示為本發明的一實施例的一種發光單元的剖面示意圖。

圖2繪示為本發明的一實施例的一種發光模組的剖面示意圖。

圖3繪示為本發明的一實施例的另一種發光模組的剖面示意圖。

圖1繪示為本發明的一實施例的一種發光單元的剖面示意圖。在本實施例中，發光單元100包括多個發光晶粒(圖1中僅示意地繪示四個，分別標示為發光晶粒110a、110b、110c、110d)、一封裝膠體120、一基板130以及一圖案化金屬層140。為了製程方便，本實施例的發光晶粒110a、110b、110c、110d可以呈陣列排列，但不以此為限。每一發光晶粒110a(或110b、110c、110d)包括一發光元件114、一第一電極116以及一第二電極118。第一電極116與第二電極118配置於發光元件114的同一側，且第一電極116與第二電極118之間具有一間隔G。封裝膠體120包覆發光晶粒110a、110b、110c、110d，且暴露出每一發光晶粒110a(或110b、110c、110d)的第一電極116的一第一表面116a以及第二電極118的一第二表面118a。封裝膠體120位於基板130與發光晶粒110a、110b、110c、110d之間。圖案化金屬層140配置於每一發光晶粒110a(或110b、110c、110d)的第一電極116的第一表面116a與第二電極118的第二表面118a上，其中發光晶粒110a、110b、110c、110d透過圖案化金屬層140以串聯、並聯或串並聯的方式電性連接。

更具體來說，在本實施例中，發光晶粒110a、110b、110c、110d可視為裸晶片，且可為同一光色或不同光色，視實際設計所需。封裝膠體120具有一下表面122，而每一發光晶粒110a(或110b、110c、110d)的第一電極116的第一表面116a與第二電極 118的第二表面118a切齊於封裝膠體120的下表面122。也就是說，封裝膠體120完全包覆發光晶粒110a、110b、110c、110d且僅暴露出發光晶粒110a、110b、110c、110d的第一電極116的第一表面116a與第二電極118的第二表面118a，於製程上的製作會較簡易，但並不以為限。此處，封裝膠體130例如是透明封裝膠體，但並不以為限。於其他未繪示的實施例中，為了改變發光單元100所提供的發光顏色，因此而選用摻雜有螢光體的封裝膠體，其中螢光體例如是黃色螢光粉、紅色螢光粉、綠色螢光粉、藍色螢光粉、釔鋁石榴石螢光粉或上述材料的組合，此仍屬於本創作可採用的技術方案，不脫離本創作所欲保護的範圍。

再者，本實施例的基板130的材質例如是玻璃、矽膠、壓克力、石英玻璃、玻璃螢光材料、陶瓷或藍寶石。也就是說，本實施例的基板130是採用具有透光特性的材質，且較佳為一硬質基板，例如是玻璃。因此，基板130除了可以支撐發光晶粒110a、110b、110c、110d與封裝膠體120之外，基板130亦具有引導發光晶粒110a、110b、110c、110d所發出的光並讓光穿透的功能。此外，如圖1所示，本實施例的發光晶粒110a、110b、110c、110d具體化分別為一覆晶式發光晶粒，且發光單元100具體化為一覆晶式發光單元，將可具有較小的尺寸。

由於本實施例是於發光晶粒110a、110b、110c、110d的第一電極116與第二電極118上配置圖案化金屬層140，因此發光晶粒110a、110b、110c、110d可透過圖案化金屬層140於第一電 極116與第二電極118上的配置方式，而使發光晶粒110a、110b、110c、110d之間達到串聯、並聯或串並聯的電性連接方式。也就是說，本實施例的發光晶粒110a、110b、110c、110d彼此之間的串並聯關係是由圖案化金屬層140的配置位置來決定，與習知透過線路板上的線路佈局來決定發光二極體封裝體的串並聯關係是不同的。換言之，本實施例的發光晶粒110a、110b、110c、110d透過圖案化金屬層140的配置可具有多種不同態樣的電路迴路設計，因此本實施例的發光單元100可讓使用者具有較廣的使用靈活度。

圖2繪示為本發明的一實施例的一種發光模組的剖面示意圖。請參考圖2，本實施例的發光模組200包括上述圖1的發光單元100以及一外部電路210，其中外部電路210配置於發光單元100的下方，且發光單元100透過圖案化金屬層140與外部電路210電性連接。在本實施例中，外部電路210例如是一導線架、一線路基板或一印刷電路板。舉例來說，本實施的外部電路210例如是一線路基板，其包括一承載板212、一第一外部接點214a與一第二外部接點214b。第一外部接點214a與第二外部接點214b配置於承載板212上且暴露出部分承載板212的上表面212a，而發光單元100透過圖案化金屬層140分別和第一外部接點214a與第二外部接點214b電性連接。承載板212可採用具有導熱性質的材質，如陶瓷。部分承載板212的上表面212a亦可配置一具有導熱和散熱功能的散熱件216，而發光單元100所產生的熱可依序透 過圖案化金屬層140、第一外部接點214a與第二外部接點214、散熱件216以及承載板212而傳遞至外界而快速進行散熱。亦或者，於部分承載板212的上表面212a配置一絕緣件(未繪示)，可有效避免造成電路短路。

由於本實施例的發光單元100具有圖案化金屬層140，因此當發光單元100組裝至外部電路210時，發光晶粒110a、110b、110c和110d已透過圖案化金屬層140電性連接，故僅需於外部電路210的第一外部接點214a與第二外部接點214b分別通上正電及負電後，即可驅動發光模組200而產生光線，也不用另外再於外部電路210上佈局電路。也就是說，外部電路210於此處的功能是扮演著驅動電路的角色，以有效驅動發光模組200。

圖3繪示為本發明的另一實施例的一種發光模組的剖面示意圖。請同時參考圖2和圖3，本實施例的發光模組300與圖2實施例的發光模組200相異之處在於：本實施例的外部電路210’包括一承載板212和一對應圖案化金屬層140且配置於承載板212上的圖案化線路層218，而發光模組300透過圖案化金屬層140與圖案化線路層218電性連接。較佳地，其中圖案化金屬層140與圖案化線路層218共形地對應配置於承載板212上，可具有較大的散熱面積和對位面積，但並不以此為限。

綜上所述，本發明是於發光晶粒的電極上配置由圖案化金屬層，其中發光晶粒可透過圖案化金屬層以串聯、並聯或串並聯的方式電性連接。故，相較於習知技術直接將線路佈局於線路 板上而無法輕易地進行串並聯修改而言，本發明的發光單元的設計應用更為廣泛且較具彈性。

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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧發光單元

110a、110b、110c、110d‧‧‧發光晶粒

114‧‧‧發光元件

116‧‧‧第一電極

116a‧‧‧第一表面

118‧‧‧第二電極

118a‧‧‧第二表面

120‧‧‧封裝膠體

122‧‧‧下表面

130‧‧‧基板

140‧‧‧圖案化金屬層

G‧‧‧間隔

Claims (14)

1. 一種發光單元，包括：多個發光晶粒，各該發光晶粒包括一第一電極以及一第二電極；一封裝膠體，包覆該些發光晶粒，且至少暴露出各該發光晶粒的該第一電極的一第一表面以及該第二電極的一第二表面；一透光基板，該封裝膠體位於該基板與該些發光晶粒之間；以及一圖案化金屬層，配置於各該發光晶粒的該第一電極的該第一表面與該第二電極的該第二表面上，其中該些發光晶粒透過該圖案化金屬層以串聯、並聯或串並聯的方式電性連接，該透光基板以及該封裝膠體在該發光單元的至少一側共平面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光單元，其中該封裝膠體具有一下表面，而各該發光晶粒的該第一電極的該第一表面與該第二電極的該第二表面切齊於該封裝膠體的該下表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光單元，其中該封裝膠體包括一透明封裝膠體或一摻雜有螢光體的封裝膠體。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光單元，其中各該發光晶粒可為一覆晶式發光晶粒。
5. 如申請專利範圍第1項所述的發光單元，其中該透光基板的材質包括玻璃、玻璃螢光材料、陶瓷或藍寶石。
6. 如申請專利範圍第1項所述的發光單元，其中該圖案化金 屬層與該透光基板以及該封裝膠體在該發光單元的至少一側共平面。
7. 一種發光模組，包括：如申請專利範圍第1、2、3、4、5或6項所述的發光單元；以及一外部電路，配置於該發光單元的下方，其中該發光單元透過該圖案化金屬層與該外部電路電性連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述的發光模組，其中該外部電路包括一導線架、一線路基板或一印刷電路板。
9. 如申請專利範圍第7項所述的發光模組，其中該外部電路包括一承載板、一第一外部接點與一第二外部接點，該發光單元透過該圖案化金屬層分別和該第一外部接點與該第二外部接點電性連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述的發光模組，其中該承載板與該透光基板以及該封裝膠體在該發光模組的至少一側共平面。
11. 如申請專利範圍第7項所述的發光模組，其中該外部電路包括一承載板和一對應該圖案化金屬層且配置於該承載板上的圖案化線路層，該發光單元透過該圖案化金屬層和該圖案化線路層電性連接。
12. 如申請專利範圍第11項所述的發光模組，其中該圖案化金屬層與該圖案化線路層共形地對應配置。
13. 如申請專利範圍第11項所述的發光模組，更包括： 一散熱件，配置於該發光單元與該外部電路之間。
14. 如申請專利範圍第7項所述的發光膜組，其中該外部電路與該透光基板以及該封裝膠體在該發光模組的至少一側共平面。