專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置，特別涉及一種散熱效能佳的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
隨著光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，發(fā)光元件例如發(fā)光二極管(LED)已被廣泛地運用于各種電子產(chǎn)品的顯示應用上。
請參照圖1所示，一種常規(guī)LED發(fā)光裝置1于一基板10上設(shè)置一絕緣層11，多個LED發(fā)光元件12則設(shè)置于絕緣層11上，再以引線接合(wirebonding)方式與設(shè)置于絕緣層11上的一金屬層13形成電連接，最后以一封裝層14包覆該等LED發(fā)光元件12，以保護發(fā)光元件12不受到機械、熱、水氣或其它因素影響而破壞。
常規(guī)的LED發(fā)光裝置1僅提供一發(fā)光的功效，LED發(fā)光元件12所發(fā)出光線有一部份由側(cè)邊泄漏，并沒有完全應用至一集中的出光面上，其發(fā)光的效率一直無法有效提升，同時，隨著發(fā)光裝置1的高效率與高亮度發(fā)展，發(fā)光元件12在工作時會散發(fā)熱量，累積的熱量將使得溫度升高而對發(fā)光元件12的發(fā)光效率與使用壽命造成不良的影響。然而，常規(guī)發(fā)光元件12設(shè)置于散熱性不佳的絕緣層11上，加上封裝層14的密閉封裝使得發(fā)光元件12散發(fā)的熱能難以消散，是以散熱不易的問題更趨明顯。
有鑒于此，如何提供一種兼具提升發(fā)光效率與散熱效果，同時簡化工藝及降低成本的發(fā)光裝置，實為重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種兼具提升發(fā)光效率與散熱效能的發(fā)光裝置，同時簡化工藝及降低成本。
緣是，為達上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)光裝置包括一基板、至少一發(fā)光元件以及一保護層。其中，該基板上具有一提升出光效率的結(jié)構(gòu)，該發(fā)光元件設(shè)置于該基板上的一預設(shè)位置處，而該保護層包覆該發(fā)光元件。
承上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)光裝置將發(fā)光元件設(shè)置于該基板上的預設(shè)位置處，由于該基板上的提升出光效率的結(jié)構(gòu)具有將該發(fā)光元件所發(fā)出的光線反射并集中的功效，提升出光的效率，同時，藉由熱導性(thermalconductivity)佳且大面積的基板(可由金屬或合金等熱導性佳的材質(zhì)構(gòu)成)，導引并消散發(fā)光元件工作所產(chǎn)生的熱能，而達較佳的散熱效果，進而提高發(fā)光裝置的使用壽命。與常規(guī)技術(shù)相較，本發(fā)明免除散熱片的設(shè)置與貼附，故能降低產(chǎn)制成本及時間，簡化工藝步驟，更避免黏著散熱片造成的熱阻及老化問題，而能提高散熱效能及產(chǎn)品可靠度。


圖1為一種常規(guī)的LED發(fā)光裝置的示意圖；圖2至圖5為依據(jù)本發(fā)明的各種實施例的發(fā)光裝置的示意圖。
主要元件符號說明1發(fā)光元件10 基板11 絕緣層12 發(fā)光元件13 金屬層14 封裝層2發(fā)光裝置20 基板201 提升出光效率的結(jié)構(gòu)21 第一絕緣層21’ 第二絕緣層22 發(fā)光元件23 金屬層24 導線24’ 導電層25 焊盤26 連接層27 引線框架
271 第一電極接腳272 第二電極接腳28 反射層29 保護層具體實施方式
以下將參照相關(guān)圖式，說明依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種發(fā)光裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖2所示，依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種發(fā)光裝置2包括一基板20、一第一絕緣層21、一連接層26、一金屬層23、至少一發(fā)光元件22以及一保護層29。
在本實施例中，該基板20的材質(zhì)可由銅、鋁、鎂、鈦及其合金至少其中之一所構(gòu)成，以提供較佳的熱導性；另外，該基板20的材質(zhì)也可由陶瓷材料構(gòu)成，以提供較佳的熱導性，其中，該基板20表面具有一提升出光效率的結(jié)構(gòu)201。
在本實施例中，該第一絕緣層21設(shè)置于該基板20的一預設(shè)位置上，其可藉由例如光刻(photolithigraphy)工藝或是網(wǎng)版印刷工藝等方式對該絕緣層21圖案化而形成，而使部分的該基板20的該提升出光效率的結(jié)構(gòu)201暴露出來。其中該絕緣層21的材質(zhì)可選自鋁、鎂及鈦至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物，以例如氧化、氮化或碳化該基板20表面或是另外以蒸鍍方式、濺鍍方式或化學氣相淀積方式(CVD)等方式形成于該基板20之上。亦即，當該基板20的材質(zhì)選自鋁、鎂、鈦及其合金時，該絕緣層21可藉由氧化、氮化或碳化該基板20表面而形成，另外，當該基板20的材質(zhì)非選自鋁、鎂、鈦及其合金時，例如氧化鋁、氧化鎂或氧化鈦等材質(zhì)的該絕緣層21則可利用蒸鍍方式、濺鍍方式或化學氣相淀積方式(CVD)等方式形成于該基板20之上。
該發(fā)光元件22設(shè)置于該基板20的該預設(shè)位置處上，在本實施例中，該發(fā)光元件22包括一第一電極、一第二電極與一發(fā)光層(圖未顯示)，具體來說該發(fā)光元件22可為一發(fā)光二極管(LED)、一激光二極管(LD)或一有機發(fā)光二極管(OLED)。
本實施例的該發(fā)光裝置2中還可包括一金屬層23設(shè)置于該第一絕緣層21之上，該金屬層23直接與該發(fā)光元件22電連接，其中該金屬層23的材質(zhì)可為銀、金、銅、鋁及其合金至少其中之一。
為了將該金屬層23可以設(shè)置于該第一絕緣層21之上，于該金屬層23與該第一絕緣層21之間還可包括一連接層26，該連接層26具有黏著性，或是具有可使該金屬層23形成于其上的特性，例如當以電鍍方式形成該金屬層23時所需要的起始層，其材質(zhì)可選自鉻、鈦、鎳及其合金至少其中之一。
在本實施例中，保護層29設(shè)置于該發(fā)光元件22之上，作為保護發(fā)光元件22之用，同時保護層29的表面可以形成如透鏡的形狀，藉該保護層29表面形狀的設(shè)計以發(fā)散或聚集該發(fā)光元件22所發(fā)出的光線，來符合不同的顯示需求。
在本實施例中，該基板20表面的該提升出光效率的結(jié)構(gòu)201為一凹槽，其形狀可為圓球形、橢圓球形或是拋物體形，優(yōu)選地，該發(fā)光元件22位于該預設(shè)位置處時，可設(shè)計使該發(fā)光元件22位于該凹槽的一焦點上，如此當該發(fā)光元件22所發(fā)出的側(cè)向光線照射在提升出光效率的結(jié)構(gòu)201時，可以藉由提升出光效率的結(jié)構(gòu)201的形狀，反射并聚集該發(fā)光元件22所產(chǎn)生的側(cè)向光后射出，如此可以直接提升出光效率，此外，發(fā)光裝置2還可包括一反射層28設(shè)置于該提升出光效率的結(jié)構(gòu)201上，如圖4所示，用以加強該發(fā)光元件22的側(cè)向光的反射并聚集。其中該反射層28的材質(zhì)可包括銀、金或鎳。
另外，本發(fā)明提供另一種實施方式如圖3所示，發(fā)光裝置2中包括一第二絕緣層21’，位于該基板20上的該提升出光效率的結(jié)構(gòu)201之外，其同樣可藉由例如光刻(photolithigraphy)工藝或是網(wǎng)版印刷工藝等方式對該絕緣層21圖案化而形成。其中該絕緣層21的材質(zhì)可選自鋁、鎂及鈦至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物，以例如氧化、氮化或碳化該基板20表面或是另外以蒸鍍方式、濺鍍方式或化學氣相淀積方式(CVD)等方式形成于該基板20之上。亦即，當該基板20的材質(zhì)選自鋁、鎂、鈦及其合金時，該第二絕緣層21’可藉由氧化、氮化或碳化該基板20表面而形成，另外，當該基板20的材質(zhì)非選自鋁、鎂、鈦及其合金時，例如氧化鋁、氧化鎂或氧化鈦等材質(zhì)的該第二絕緣層21’則可利用蒸鍍方式、濺鍍方式或化學氣相淀積方式(CVD)等方式形成于該基板20之上。
第二絕緣層21’上可設(shè)置另一金屬層23，藉由一導線24與發(fā)光元件22電連接，為了將該金屬層23可以設(shè)置于該第二絕緣層21’之上，于該金屬層23與該第二絕緣層21’之間也可包括一連接層26，該連接層26具有黏著性，或是具有可使該金屬層23形成于其上的特性，例如當以電鍍方式形成該金屬層23時所需要的起始層，其材質(zhì)可選自鉻、鈦、鎳及其合金至少其中之此實施例中，由于發(fā)光元件22藉由一導線24與金屬層23電連接，故發(fā)光元件22可以直接地設(shè)置于該基板20的預設(shè)位置處，而預設(shè)位置處不再需要先設(shè)置絕緣層即可以實施，當然，此僅為列舉而已，并不需以此為限。
本發(fā)明提供另一種發(fā)光裝置2的實施例如圖4所示，該發(fā)光元件22與外部電路電連接的方式藉由設(shè)置于該第二絕緣層21’之上的一引線框架27(lead frame)與該發(fā)光元件22電連接，其中該引線框架27具有一第一電極接腳271與一第二電極接腳272，并可藉由該導線24將該第一電極接腳271與該第二電極接腳272分別連接于該發(fā)光元件22的該第一電極與該第二電極。
如圖5所示，本發(fā)明再一實施例的該第二絕緣層21’也可包覆相對該基板20的外表面，且該基板20下方可設(shè)置多個焊盤25，位于該第二絕緣層21’上側(cè)的金屬層23分別與該發(fā)光元件22的該第一電極與該第二電極電連接，該等焊盤25則可藉由導線或?qū)щ妼?4’分別與該等金屬層23相互導通，是以可利用下側(cè)的該等焊盤25來與外部電路進行電連接，例如以表面安裝技術(shù)(surface mount technology，SMT)達成。
綜上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)光裝置中的基板具有提升出光效率的結(jié)構(gòu)，并將發(fā)光元件設(shè)置于一預設(shè)位置處，可以藉由基板中的提升出光效率的結(jié)構(gòu)將發(fā)光元件所產(chǎn)生的光線反射并集中，提升發(fā)光的效率，同時藉由熱導性佳且大面積的基板，導引并消散發(fā)光元件工作所產(chǎn)生的熱能，而達較佳的散熱效果，進而提高發(fā)光裝置的使用壽命。與常規(guī)技術(shù)相較，本發(fā)明免除散熱片的設(shè)置與貼附，故亦能降低產(chǎn)制成本及時間，簡化工藝步驟，更避免黏著散熱片造成的熱阻及老化問題，而能提高散熱效能及產(chǎn)品可靠度。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括一基板，該基板表面具有一提升出光效率的結(jié)構(gòu)；至少一發(fā)光元件，設(shè)置于該基板上的一預設(shè)位置處；以及一保護層，包覆該發(fā)光元件。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該基板的材質(zhì)為鋁、鎂、鈦或其合金，或為具熱導性的材料。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其還包括一第一絕緣層，位于該基板與該發(fā)光元件之間，其中該第一絕緣層的材質(zhì)選自鋁、鎂及鈦至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其還包括一金屬層，設(shè)置于該第一絕緣層之上，其中該金屬層的材質(zhì)為銀、金、銅、鋁及其合金至少其中之一。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其中該發(fā)光元件直接與該金屬層電連接。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其還包括一連接層，設(shè)置于該金屬層與該第一絕緣層之間，用以使該金屬層可以設(shè)置于該第一絕緣層之上，其中該連接層的材質(zhì)選自鉻、鈦、鎳及其合金至少其中之一。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其還包括一第二絕緣層，位于該基板上的該提升出光效率的結(jié)構(gòu)之外，其中該第二絕緣層的材質(zhì)選自鋁、鎂及鈦至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其還包括一引線框架，其具有一第一電極接腳與一第二電極接腳設(shè)置于該第二絕緣層之上，并分別與該發(fā)光元件電連接。
9.如權(quán)利要求3或7所述的發(fā)光裝置，其中該絕緣層藉由氧化、氮化或碳化該基板表面而形成，或藉由蒸鍍方式、濺鍍方式、化學氣相淀積方式、光刻工藝或網(wǎng)版印刷工藝的方式而形成。
10.如權(quán)利要求1或7所述的發(fā)光裝置，其還包括一另一金屬層，設(shè)置于該第二絕緣層之上，該發(fā)光元件直接與該金屬層藉由至少一導線電連接。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其還包括至少一焊盤，其中該焊盤與該金屬層藉由至少一導線電連接。
12.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其還包括一連接層，設(shè)置于該另一金屬層與該第二絕緣層之間，用以使該金屬層可以設(shè)置于該第二絕緣層之上，其中該連接層的材質(zhì)選自鉻、鈦、鎳及其合金至少其中之一。
13.如權(quán)利要求6或12所述的發(fā)光裝置，其中該連接層具有黏著性。
14.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該提升出光效率的結(jié)構(gòu)為一凹槽。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光裝置，其中該凹槽的形狀選自于下列群組圓球形、橢圓球形與拋物體形。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光裝置，其中該凹槽具有一焦點，該發(fā)光元件位于該預設(shè)位置處時，使該發(fā)光元件位于該凹槽的該焦點上。
17.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其還包括一反射層，設(shè)置于該提升出光效率的結(jié)構(gòu)上，其中該反射層的材質(zhì)包括銀、金或鎳。
18.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該發(fā)光元件為一發(fā)光二極管、一激光二極管或一有機發(fā)光二極管。
全文摘要
一種發(fā)光裝置包括一基板、至少一發(fā)光元件以及一保護層。其中，該基板表面具有一提升出光效率的結(jié)構(gòu)，而該發(fā)光元件置于該基板上的一預設(shè)位置處，使該發(fā)光元件所發(fā)出的光線可以藉由提升出光效率的結(jié)構(gòu)反射并集中射出，使提升發(fā)光裝置的發(fā)光效率。
文檔編號H01L23/28GK101079460SQ20061008447
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者張紹雄, 陳育川 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司