本申請案是發(fā)明名稱為“發(fā)光模塊”，申請?zhí)枮?01210248821.8的發(fā)明專利國際申請案的分案申請,原申請案的申請日是2012年07日18日。

技術領域

本發(fā)明是有關于一種發(fā)光模塊，且特別是有關于一種以發(fā)光二極管芯片作為光源的發(fā)光模塊。

背景技術：

發(fā)光二極管是一種由含有III-Ⅴ族元素的半導體材料所構成的發(fā)光元件，且發(fā)光二極管具有壽命長、體積小、高抗震性、低熱產(chǎn)生及低功率消耗等優(yōu)點，因此已被廣泛應用于家用及各種設備中的指示器或光源。近年來，發(fā)光二極管已向多色彩及高亮度發(fā)展，因此其應用領域已擴展至大型戶外看板、交通信號燈及相關領域。在未來，發(fā)光二極管甚至可能成為兼具省電及環(huán)保功能的主要照明光源。

在已知的發(fā)光二極管模塊的設計中，由于發(fā)光二極管芯片所發(fā)出的光束是直接投射下來的，也就是說，發(fā)光二極管芯片所產(chǎn)生的光束指向性強，因此容易產(chǎn)生光均勻度不佳及眩光(glare)而讓使用者感到不舒服。再者，為了產(chǎn)生白光發(fā)光二極管光源，通常會將多個尺寸相同且不同顏色(如紅色、藍色及綠色)的發(fā)光二極管芯片呈陣列放置于承載器上以進行封裝。然而，由于這些發(fā)光二極管芯片所發(fā)出來的光線是直接往前發(fā)射的，因此需要較大的混光區(qū)域以調和光束，但此舉將增加整個發(fā)光二極管模塊的體積，進而造成不便。

為了解決上述問題，在目前的發(fā)光二極管模塊中，通常會搭配光學透鏡，來使發(fā)光二極管芯片的所發(fā)出的光束能夠有效地被利用。然而，若在發(fā)光二極管芯片上覆蓋光學透鏡，則會因為不同顏色的光對于光學透鏡有不同的折射角度，而使整個發(fā)光二極管照明模塊所產(chǎn)生的照明角度偏小或集中于某一區(qū)塊，例如部分的紅光會顯現(xiàn)在一特定范圍里，而使得整個照明區(qū)域的色度分布并不均勻，進而導致發(fā)光二極管模塊有光不均勻及光源顯色性偏低等的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種發(fā)光模塊，整合了多個不同尺寸的發(fā)光二極管芯片，且可改善已知發(fā)光二極管模塊色度不均勻的問題。

本發(fā)明提出一種發(fā)光模塊，其包括一基板、多個第一發(fā)光二極管芯片以及多個第二發(fā)光二極管芯片?；寰哂幸皇中沃行膮^(qū)域以及一環(huán)繞十字形中心區(qū)域的周邊區(qū)域。第一發(fā)光二極管芯片配置于基板上，且至少位于十字形中心區(qū)域內(nèi)。第二發(fā)光二極管芯片配置于基板上，且至少位于周邊區(qū)域內(nèi)。每一第二發(fā)光二極管芯片的尺寸小于每一第一發(fā)光二極管的尺寸。第一發(fā)光二極管芯片位在周邊區(qū)域內(nèi)的個數(shù)小于位在十字形中心區(qū)域內(nèi)的個數(shù)。第二發(fā)光二極管芯片位在十字形中心區(qū)域內(nèi)的個數(shù)小于位在周邊區(qū)域內(nèi)的個數(shù)。

在本發(fā)明一實施例中，上述第一發(fā)光二極管芯片的主要發(fā)光波長在一特定色光的波長范圍內(nèi)，且至少有兩個第一發(fā)光二極管芯片的主要發(fā)光波長的差值大于等于5納米。

在本發(fā)明一實施例中，上述第一發(fā)光二極管芯片為藍光發(fā)光二極管芯片，且主要發(fā)光波長為440～480納米。

在本發(fā)明一實施例中，上述第二發(fā)光二極管芯片的主要發(fā)光波長在一特定色光的波長范圍內(nèi)，且至少有兩個第二發(fā)光二極管芯片的主要發(fā)光波長的差值大于等于5納米。

在本發(fā)明一實施例中，上述第二發(fā)光二極管芯片為紅光發(fā)光二極管芯片，且主要發(fā)光波長為600～760納米。

在本發(fā)明一實施例中，上述發(fā)光模塊還包括一透鏡，配置于基板上，且至少覆蓋第一發(fā)光二極管芯片與第二發(fā)光二極管芯片于基板上所占總面積的70％以上。

在本發(fā)明一實施例中，上述透鏡的外型包括圓形或橢圓形。

在本發(fā)明一實施例中，上述發(fā)光模塊還包括多個熒光層，分別配置于第一發(fā)光二極管芯片以及第二發(fā)光二極管芯片上。

在本發(fā)明一實施例中，上述每一第一發(fā)光二極管芯片的邊長為L1，而每一第二發(fā)光二極管芯片的邊長為L2，則

在本發(fā)明一實施例中，上述發(fā)光模塊還包括多個第三發(fā)光二極管芯片，配置于基板上，且至少位于周邊區(qū)域內(nèi)，其中每一第三發(fā)光二極管芯片的尺寸小于每一第二發(fā)光二極管的尺寸，且第三發(fā)光二極管芯片位在十字形中心區(qū)域內(nèi)的個數(shù)小于位在周邊區(qū)域內(nèi)的個數(shù)。

在本發(fā)明一實施例中，上述每一第一發(fā)光二極管芯片的邊長為L1，而每一第三發(fā)光二極管芯片的邊長為L3，則L3≤L1/2。

在本發(fā)明一實施例中，上述第三發(fā)光二極管芯片的主要發(fā)光波長在一特定色光的波長范圍內(nèi)，且至少有兩個第三發(fā)光二極管芯片的主要發(fā)光波長的差值大于等于5納米。

在本發(fā)明一實施例中，上述第三發(fā)光二極管芯片為綠光發(fā)光二極管芯片，且主要發(fā)光波長為500～560納米。

在本發(fā)明一實施例中，上述第一發(fā)光二極管芯片、第二發(fā)光二極管芯片以及第三發(fā)光二極管芯片均為藍光發(fā)光二極管芯片，且主要發(fā)光波長為440～480納米。

在本發(fā)明一實施例中，上述第三發(fā)光二極管芯片為多個覆晶式發(fā)光二極管芯片。

在本發(fā)明一實施例中，上述第一發(fā)光二極管芯片為多個覆晶式發(fā)光二極管芯片。

在本發(fā)明一實施例中，上述第二發(fā)光二極管芯片為多個覆晶式發(fā)光二極管芯片。

基于上述，由于本發(fā)明的發(fā)光模塊的設計是將多數(shù)個大尺寸的發(fā)光二極管芯片設置于十字中心區(qū)域，而將多數(shù)個小尺寸的發(fā)光二極管芯片設置于周邊區(qū)域。因此，可有效利用角落的區(qū)域，達到基板的最大配置利用率，此外，小尺寸的發(fā)光二極管芯片可輔助大尺寸的發(fā)光二極管芯片的色度表現(xiàn)，而使得發(fā)光模塊具有較佳的色度均勻度。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1A為本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光模塊的俯視示意圖；

圖1B為沿圖1A的線I-I的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光模塊的俯視示意圖；

圖3A為本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光模塊的俯視示意圖；

圖3B為沿圖3A的線II-II的剖面示意圖。

附圖標記說明：

100a、100b、100c：發(fā)光模塊；

110：基板；

112：十字形中心區(qū)域；

114：周邊區(qū)域；

120：第一發(fā)光二極管芯片；

130：第二發(fā)光二極管芯片；

140：第三發(fā)光二極管芯片；

150a、150b、150c：透鏡；

160：熒光層；

L1、L2、L3：邊長。

具體實施方式

圖1A為本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光模塊的俯視示意圖。圖1B為沿圖1A的線I-I的剖面示意圖。請同時參考圖1A與圖1B，在本實施例中，發(fā)光模塊100a包括一基板110、多個第一發(fā)光二極管芯片120以及多個第二發(fā)光二極管芯片130。

詳細來說，基板110具有一十字形中心區(qū)域112以及一環(huán)繞十字形中心區(qū)域112的周邊區(qū)域114。第一發(fā)光二極管芯片120配置于基板110上，且至少位于十字形中心區(qū)域112內(nèi)。因此，第一發(fā)光二極管芯片120電極連接基板110，且第一發(fā)光二極管芯片120例如為覆晶式發(fā)光二極管芯片。第二發(fā)光二極管芯片130配置于基板110上，且至少位于周邊區(qū)域114內(nèi)。因此，第二發(fā)光二極管芯片130電極連接基板110，且第二發(fā)光二極管芯片130例如為覆晶式發(fā)光二極管芯片。

特別是，每一第二發(fā)光二極管芯片130的尺寸小于每一第一發(fā)光二極管120的尺寸，而第一發(fā)光二極管芯片120位在周邊區(qū)域114內(nèi)的個數(shù)小于位在十字形中心區(qū)域112內(nèi)的個數(shù)，且第二發(fā)光二極管芯片130位在十字形中心區(qū)域112內(nèi)的個數(shù)小于位在周邊區(qū)域114內(nèi)的個數(shù)。也就是說，大尺寸的第一發(fā)光二極管芯片120大部分是位于十字形中心區(qū)域112內(nèi)，而小尺寸的第二發(fā)光二極管芯片130大部分是位在周邊區(qū)域114內(nèi)。因此，每一第一發(fā)光二極管芯片120的邊長為L1，而每一第二發(fā)光二極管芯片130的邊長為L2，較佳地，則

更具體來說，第一發(fā)光二極管芯片120的主要發(fā)光波長在一特定色光的波長范圍內(nèi)，其中第一發(fā)光二極管芯片120為藍光發(fā)光二極管芯片，且主要發(fā)光波長為440～480納米。在本實施例中，至少有兩個第一發(fā)光二極管芯片120的主要發(fā)光波長的差值大于等于5納米，因此可減少第一發(fā)光二極管芯片120的庫存問題，以有效降低庫存成本。第二發(fā)光二極管芯片130的主要發(fā)光波長在一特定色光的波長范圍內(nèi)，其中第二發(fā)光二極管芯片130為紅光發(fā)光二極管芯片，且主要發(fā)光波長為600～760納米。在本實施例中，至少有兩個第二發(fā)光二極管芯片130的主要發(fā)光波長的差值大于等于5納米，因此可減少第二發(fā)光二極管芯片130的庫存問題，以有效降低庫存成本。

此外，本實施例的發(fā)光模塊還包括一透鏡150a以及多個熒光層160。詳細來說，透鏡150a配置于基板110上，且至少覆蓋第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130于基板110上所占總面積的70％以上。如圖1A及圖1B所示，本實施例的透鏡150a完全覆蓋第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130。此處，透鏡150a的外型是由一圓形透鏡部及一平板部所組成，其中圓形透鏡部完全覆蓋第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130。熒光層160分別且直接配置于第一發(fā)光二極管芯片120以及第二發(fā)光二極管芯片130上，用以增加第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130的發(fā)光效率。

由于本實施例的發(fā)光模塊100a的設計是將大尺寸的第一發(fā)光二極管芯片120設置于基板110的十字中心區(qū)域112，而將小尺寸的第二發(fā)光二極管芯片130設置于基板110的周邊區(qū)域114。因此，小尺寸且主要波長較長的第二發(fā)光二極管芯片130(即紅光發(fā)光二級體芯片)可輔助大尺寸且主要波長較短的發(fā)光二極管芯片120(即藍光發(fā)光二極管芯片)的色度表現(xiàn)，而形成均勻度較佳的白光，進而使得發(fā)光模塊100a具有較佳的色度均勻度。再者，本實施例的不同尺寸的第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130的排列方式可與透鏡150a的幾何形狀相互搭配，即較小的第二發(fā)光二極管芯片130可放置于基板110對應透鏡150a的角落的位置，除了可有效利用角落的區(qū)域而達到基板110的最大配置利用率外，也可有效提升發(fā)光模塊100a的色度均勻度。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內(nèi)容，其中采用相同的標號來表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術內(nèi)容的說明。關于省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重復贅述。

圖2為本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光模塊的俯視示意圖。請參考圖2，本實施例的發(fā)光模塊100b與圖1A的發(fā)光模塊100a相似，惟二者主要差異之處在于：本實施例的發(fā)光模塊100b的透鏡150b的外型為橢圓形，且發(fā)光模塊100b還包括多個第三發(fā)光二極管芯片140。第三發(fā)光二極管140配置于基板110上，且至少位于周邊區(qū)域114內(nèi)，其中第三發(fā)光二極管芯片140位在基板110的十字形中心區(qū)域112內(nèi)的個數(shù)小于位在基板110的周邊區(qū)域112內(nèi)的個數(shù)。也就是說，第三發(fā)光二極管芯片140大部分是位于周邊區(qū)域114內(nèi)。因此，熒光層160也直接配置于第三發(fā)光二極管芯片140上。

如圖2所示，本實施例的透鏡150b完全覆蓋第一發(fā)光二極管芯片120、第二發(fā)光二極管芯片130及第三發(fā)光二極管芯片140。每一第三發(fā)光二極管芯片140的尺寸小于每一第二發(fā)光二極管130的尺寸，且第三發(fā)光二極管芯片140例如是覆晶式發(fā)光二極管芯片。在此，每一第一發(fā)光二極管芯片的邊長為L1，而每一第三發(fā)光二極管芯片的邊長為L3，較佳地，則L3≤L1/2。此外，第三發(fā)光二極管芯片140的主要發(fā)光波長在一特定色光的波長范圍內(nèi)，其中第三發(fā)光二極管芯片140為綠光發(fā)光二極管芯片，且主要發(fā)光波長為500～560納米。也就是說，第三發(fā)光二極管芯片140的主要發(fā)光波長也大于第一發(fā)光二極管芯片120的主要發(fā)光波長。此外，至少有兩個第三發(fā)光二極管芯片140的主要發(fā)光波長的差值大于等于5納米，因此可減少第一發(fā)光三極體芯片140的庫存問題，以有效降低庫存成本。

由于本實施例的發(fā)光模塊100b的設計是將多數(shù)個大尺寸的第一發(fā)光二極管芯片120設置于基板110的十字中心區(qū)域112，而將多數(shù)個小尺寸的第二發(fā)光二極管芯片130及第三發(fā)光二極管芯片140設置于基板110的周邊區(qū)域114。因此，第二發(fā)光二極管芯片130(即紅光發(fā)光二極管芯片)與第三發(fā)光二極管芯片140(即綠光發(fā)光二極管芯片)可輔助第一發(fā)光二極管芯片120(即藍光發(fā)光二極管芯片)的色度表現(xiàn)，進而使得發(fā)光模塊100b可具有較佳的色度均勻度。此外，第一發(fā)光二極管芯片120、第二發(fā)光二極管芯片130以及第三發(fā)光二極管芯片140的排列方式，除了可有效利用基板110對應透鏡150b的角落的位置而達到基板110的最大配置利用率外，也可有效提升發(fā)光模塊100b的色度均勻度。

圖3A為本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光模塊的俯視示意圖。圖3B為沿圖3A的線II-II的剖面示意圖。請同時參考圖3A與圖3B，本實施例的發(fā)光模塊100c與圖1A的發(fā)光模塊100a相似，惟二者主要差異之處在于：本實施例的透鏡150c并未完全覆蓋第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130，更具體來說，透鏡150c的外型是由一圓形透鏡部及一平板部所組成，其中圓形透鏡部并未完全覆蓋第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130。透鏡150c僅覆蓋第一發(fā)光二極管芯片120與第二發(fā)光二極管芯片130于基板110上所占總面積的70％。

由于透鏡150c所覆蓋的區(qū)域大都位于基板110的十字中心區(qū)域114，即第一發(fā)光二極管芯片120所在的位置，因此當透鏡150c所覆蓋的面積小于第一發(fā)光二極管芯片120及第二發(fā)光二極管芯片130于基板110上所占總面積時，此仍不影響整體發(fā)光模塊100c的發(fā)光效率及色度均勻度。

值得一提的是，本發(fā)明并不限定透鏡150a、150b、150c的外型，雖然此處所提及的透鏡150a、150b、150c的外型具體化為圓形及橢圓形，但已知的其他能達到同等混光效果的結構設計，如透鏡的外型為連續(xù)的弧形等，仍屬于本發(fā)明可采用的技術方案，不脫離本發(fā)明所欲保護的范圍。

綜上所述，由于本發(fā)明的發(fā)光模塊的設計是將大尺寸的發(fā)光二極管芯片設置于十字中心區(qū)域，而將小尺寸的發(fā)光二極管芯片設置于周邊區(qū)域。因此，小尺寸且主要波長較長的發(fā)光二極管芯片可輔助大尺寸且主要波長較短的發(fā)光二極管芯片的色度表現(xiàn)，而使得發(fā)光模塊具有較佳的色度均勻度。再者，本發(fā)明的不同尺寸的發(fā)光二極管芯片的排列方式可與透鏡的幾何形狀相互搭配，即較小的發(fā)光二極管芯片可放置于基板對應透鏡的角落的位置，除了可有效利用角落的區(qū)域而達到基板的最大配置利用率外，也可有效提升發(fā)光模塊的色度均勻度。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。