专利名称：混光led灯板的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种LED灯板的设计，特别是关于一种混光LED灯板。
背景技术：
近年来，由于发光二极管(light emitting diode,LED)具有体积小、反应快、寿命长、不易衰减、外表坚固、耐震动、可全彩发光(含不可见光)、指向设计容易、低电压、低电流、转换损失低、热辐射小、量产容易、环保等优点，已逐渐取代一般传统照明设备。为了满足各种应用，LED在结构上有将多个LED串接成为灯串或是布设于电路板上作为灯板的设置，并且在工艺上也有各种不同的方式，C0B(chip on board)即为一例。COB是一种将打线及固胶作业移植到电路板(PCB)上的工艺，换言之，COB是将芯片(或称晶粒、裸晶)黏贴到电路板上，并将其导线/焊线焊接到电路板的焊垫，然后上胶覆盖芯片与导线，成为光源。COB相较于传统IC封装工艺能够减去许多步骤，故在价格上有较为便宜的优势。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题然而，已知灯板主要是用于照明灯具或背光模块，灯板的每个LED所发出的光若非是具有相同波长区段的单色光，则为红、蓝、绿三色混合而成的白光。这类灯板仅能够就LED的总数或是整体亮度来考虑，而无法对应于特殊应用领域所需的相异频谱的光线混合及散热方面作出有效的改善。缘此，本发明的一目的即是提供一种混光LED灯板，用以提供具有高演色性或是针对特定波长区段的强度比率的均匀混光，并且拥有良好的散热效果。本发明解决问题的技术手段本发明为解决已知技术的问题所采用的技术手段是提供一种混光LED灯板，包括:一基板，具有一设置面；多个光源胶区，形成于基板的设置面，每个光源胶区以单一胶体包覆有至少一 LED芯片以及选择性添加或是添加一种或多种荧光粉，藉以使多个光源胶区总共发出二种以上相异频谱而全数混光，其中位于相异的光源胶区的相邻的LED芯片的芯片中心距离为单一 LED芯片的芯片宽度的2-30倍，而使多个光源胶区有良好散热且均匀混光。依据本发明的一实施例，其中LED芯片所发出的光的波长区段选自260-410nm的紫外线波长区段、410-480nm的蓝绿光波长区段、480_560nm的绿光波长区段、560_600nm的黄橘光波长区段、600-650nm的红光波长区段、及650_940nm的红外光波长区段之一。依据本发明的一实施例，其中荧光粉的波长区段选自400-480nm的蓝绿荧光粉波长区段、480-600nm的绿橘荧光粉波长区段、及600_680nm的红荧光粉波长区段之一。依据本发明的一实施例，其中胶体为透明胶体、半透明胶体、或有色胶体之一。依据本发明的一实施例,胶体的材质是选自Silicon、Epoxy、压克力、玻璃、及塑料之一 O依据本发明的一实施例，其中多个光源胶区的上表面为一平面或一弧面。依据本发明的一实施例，其中多个光源胶区排列成一直线或一平面。依据本发明的一实施例，其中多个光源胶区为不规则分布、圆形排列分布、多边型排列分布、或矩阵排列分布于该基板。本发明对照先前技术的功效经由本发明所采用的技术手段，本发明所揭露的混光LED灯板具有良好的散热效果，并且能够产生均匀的混光。进一步地，配合不同的需求，利用LED芯片的波长区段、荧光粉的波长区段、LED芯片的数量、LED芯片的结构等条件，加上几何排列、各波长区段光子数比例、光强能量比例，便能调整各光源胶区的发光频谱使混光LED灯板发出各种混光，诸如:具有高演色性指数的混光、针对特定波长区段强度比例的混光。再者，在混光LED灯板中，各波长区段的光的波长能量比例能够被精准控制，亦可视情况加入其他波长区段的光，这种功能在某些应用领域极为重要。混光LED灯板不仅兼具功能性，也可提供人眼所感觉舒适的光色。并且，依照对各个光源胶区分别调整LED芯片与荧光粉等相异条件，将所需参数准确控制，并且在单一灯板实现均匀混光且经过设计的发热源所需间距，是目前尚未存在的技术，本发明的混光LED灯板因此对多项产业将能提供突破性的帮助。
本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明，其中:图1是显示依据本发明的一实施例的混光LED灯板的侧视图；图2是显示依据本发明的实施例的混光LED灯板的俯视图；图3是显示依据本发明的实施例的混光LED灯板的部分放大俯视图；图4是显示扩散热阻与LED芯片间距的关系图；图5是显示依据本发明的实施例的混光LED灯板于发光时不同胶区相互混光的侧视图；图6a至图6f是显示混光LED灯板的各种发光频谱图；图7是显示依据本发明的一实施例的混光LED灯板的侧视图；图8是显示依据本发明的一实施例的混光LED灯板的侧视图；图9是显示依据本发明的一实施例的混光LED灯板的俯视图；图10是显示依据本发明的一实施例的混光LED灯板的俯视图；图11是显示依据本发明的一实施例的混光LED灯板的俯视图。
具体实施例方式请参阅图1及图2，图1是显示依据本发明的一实施例的混光LED灯板的侧视图、以及图2是显示依据本发明的实施例的混光LED灯板的俯视式可为各种形式。例如，多个光源胶区2在基板I上可排列成一平面，而为诸如一矩阵排列分布(如图2所不的混光LED灯板100)、一圆形排列分布(如图9所不的一混光LED灯板100c)、一多边型排列分布(如图10所示的一混光LED灯板IOOd)、或是一不规则排列分布(如图11所示的一混光LED灯板IOOe)。除此之外，多个光源胶区2亦可在基板I上排列成一直线，如图7或图8所示。然而，无论光源胶区2采用何种方式排列，位于相异的光源胶区2中的相邻的LED芯片20的芯片中心距离须为单一 LED芯片20的芯片宽度的2-30倍，其原因接着详述。请参阅图3至图5，图3是显示依据本发明的实施例的混光LED灯板的部份放大俯视图、图4是显示扩散热阻与LED芯片间距关系图、以及图5是显示依据本发明的实施例的混光LED灯板于发光时的侧视图。图4中纵轴为扩散热阻的值(单位为。C /ff)，横轴为相异光源胶区的相邻LED芯片的Y方向间距⑴与单一 LED芯片于Y方向芯片宽度(Ytl)的比值(Y/%)。相异光源胶区的相邻LED芯片的X方向间距⑴与单一 LED芯片于X方向芯片宽度(Xtl)的比值(Χ/%)则分别以不同曲线来表示。扩散热阻意指光源胶区2所产生的热量于扩散时受到的阻抗。对于各个光源胶区2的扩散热阻的值曲线愈接近平缓，则表示各个光源胶区2所产生的热量能够在优化设计找到一相关尺寸的比例，也就是热量能够顺利地扩散，传热效果因此较佳。从图中可以看出当相邻LED芯片20之间距与单一 LED芯片20的芯片宽度的比值在2_30的范围时，扩散热阻的值较为趋近曲线平滑点。因此在适当设计下，比值(Χ/%)与(Υ/%)的值需大于2，至于值需小于30是经由光学混光设计达到一最佳距离，如图5所示。因此，如图3所示，在单一 LED芯片20具有芯片宽度W、W’的情况下，位于相异光源胶区2的相邻的LED芯片20的芯片中心距离C1、C2须不小于单一 LED芯片20的芯片宽度W的2倍且不超过单一 LED芯片20的芯片宽度W的30倍；芯片中心距离C3须不小于单一 LED芯片20的芯片宽度Ψ的2倍且不超过单一 LED芯片20的芯片宽度W的30倍。从而，混光LED灯板100的各个光源胶区2能够达到良好的散热效果。并且，如图5所示，在此范围条件下，因为各个光源胶区2之间具有适当的距离，所以其各自所发出的光能够彼此交会而均匀混光。通过上述方式，本发明所提供的混光LED灯板100不仅具有良好的散热效果，并且能够产生均匀的混光。进一步地，配合不同的需求，利用LED芯片20的波长区段、荧光粉21的波长区段、LED芯片20的数量、LED芯片20的结构等条件，加上几何排列、各波长区段光子数(μ mole/(m2.s))比例、光强能量(mW)比例，便能调整各光源胶区2的发光频谱，使混光LED灯板100发出各种混光。请参阅图6a至图6f，图6a中的横轴为波长(单位为nm)、纵轴为相对强度(单位为％ )，而图6b至图6f中的横轴为波长(单位为nm)、纵轴为能量密度相对比例(单位为mW/nm)。如图所示，依据本发明的混光LED灯板100能够提供具有高演色性指数的混光。例如，演色性指数为90的混光(如图6a所示)、演色性指数为95的混光(如图6b所示)。除此之外，混光LED灯板100也能够提供针对特定波长区段能量比率的混光。例如，针对紫外光、蓝光、绿光、及红光波长区段的混光(如图6c所示)、针对蓝光及红光波长区段且蓝光较强的混光(如图6d所示)、针对蓝光及红光波长区段且红光较强的混光(如图6e所示)、针对白光及红光波长区段的混光(如图6f所示)。在混光LED灯板100中，各波长区段的光的波长能量比例能够被精准控制，亦可视情况加入其他波长区段的光，这种功能在某些应用领域极为重要，不仅兼具功能性，也可进一步达到人眼所感觉舒适的光色。例如，能够符合植物、照明与养殖、医疗等产业的需求，提供植物、动物、昆虫、照明与医疗所需的波长、光强能量(单位mW)、不同架设高度的各波长光量子数(μπιοΙθ/Ο 2.s))、各波长照度比例与最后坐落的Χ、Υ色度坐标等。并且，依照对各个光源胶区2分别调整LED芯片20与荧光粉21等条件，将所需参数准确控制，并且在单一灯板实现均匀混光，是目前尚未存在的技术，本发明的混光LED灯板因此对多项产业将能提供突破性的帮助。由以上的实施例可知，本发明所提供的混光LED灯板确具产业上的利用价值，故本发明业已符合于专利的条件。惟以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说明，凡精于此项技术者当可依据上述的说明而作其它种种的改良，惟这些改变仍属于本发明的发明精神及所界定的权利要求范围 中。
权利要求
1.一种混光LED灯板,包括: 一基板，具有一设置面； 多个光源胶区，形成于该基板的设置面，该每个光源胶区以单一胶体包覆有至少一 LED芯片以及选择性添加或是添加一种或多种荧光粉，以使该多个光源胶区总共发出二种以上相异频谱而全数混光，其中位于相异的光源胶区的相邻LED芯片的芯片中心距离为单一LED芯片的芯片宽度的2-30倍，而使所述光源胶区良好散热且均匀混光。
2.如权利要求1所述的混光LED灯板，其中该LED芯片所发出的光的波长区段选自260-410nm的紫外线波长区段、410_480nm的蓝绿光波长区段、480_560nm的绿光波长区段、560-600nm的黄橘光波长区段、600_650nm的红光波长区段、及650_940nm的红外光波长区段之一。
3.如权利要求1所述的混光LED灯板，其中该荧光粉的波长区段选自400-480nm的蓝绿荧光粉波长区段、480-600nm的绿橘荧光粉波长区段、及600_680nm的红荧光粉波长区段之一 O
4.如权利要求1所述的混光LED灯板，其中该胶体为透明胶体、半透明胶体、或有色胶体之一。
5.如权利要求1所述的混光LED灯板,其中该胶体的材质选自Silicon、Epoxy、压克力、玻璃、及塑料之一。
6.如权利要求1所述的混光LED灯板，其中该多个光源胶区的上表面为一平面或一弧面。
7.如权利要求1所述的混光LED灯板，其中该多个光源胶区排列成一直线或一平面。
8.如权利要求1所述的混光LED灯板，其中该多个光源胶区是不规则分布、圆形排列分布、多边型排列分布、或矩阵排列分布于该基板。
全文摘要
一种混光LED灯板，包括一基板，以及形成于基板的设置面的多个光源胶区，其中每个光源胶区是以单一胶体包覆有至少一LED芯片以及选择性添加或是添加一种或多种荧光粉，以使多个光源胶区总共发出二种以上相异频谱且互相组合混光，并通过适当的配置间距，使这些光源胶区有良好散热且对应不同产业需求提供所需的光组合且达到均匀混光。
文档编号H01L25/075GK103199087SQ20121000230
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者丁宪治, 周政泰 申请人:太极光光电股份有限公司