專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術領域：
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：
隨著光電產業(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品的顯示應用上。
請參照圖1所示，一種常規(guī)的LED發(fā)光裝置1在一基板10上設置一絕緣層11，多個LED發(fā)光元件12則設置于絕緣層11上，再以引線接合(wirebonding)方式與設置于絕緣層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，依據本發(fā)明的一種發(fā)光裝置包括一基板、一第一金屬層、至少一發(fā)光元件以及一保護層。其中，該第一金屬層位于該基板上，并具有一提升出光效率的結構，該發(fā)光元件設置于該第一金屬層上的一預設位置處，而該保護層包覆該發(fā)光元件。
承上所述，因依據本發(fā)明的一種發(fā)光裝置將發(fā)光元件設置于該第一金屬層上的預設位置處，藉由該第一金屬層的材料特性，可以直接藉由陶瓷化后可以制作一絕緣層，用以將該發(fā)光元件設置于其上，由于該第一金屬層上的提升出光效率的結構具有將該發(fā)光元件所發(fā)出的光線反射并集中的功效，使提升出光的效率，同時，藉由熱導性(thermal conductivity)佳且大面積的基板(可由金屬或合金等熱導性佳的材質構成)，導引并消散發(fā)光元件工作所產生的熱能，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)技術相較，本發(fā)明免除散熱片的設置與貼附，故能降低產制成本及時間，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 提升出光效率的結構21 第一絕緣層21’ 第二絕緣層22 發(fā)光元件23 第一金屬層23’ 第二金屬層23” 第三金屬層
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
以下將參照相關附圖，說明依據本發(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、一第一金屬層23、一第一絕緣層21、一連接層26、一第二金屬層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的材質以高導熱性的材質為主，主要用以提供給該發(fā)光裝置2較佳的散熱功效，優(yōu)選地，可由銅、銅合金或高導熱性材料所構成。
該發(fā)光裝置2的該第一金屬層23位于該基板20之上，其中，該第一金屬層23的材質選自鋁、鎂、鈦及其合金至少其中之一，由于其材質的關系，可藉由氧化、氮化或碳化該第一金屬層23表面的方式而形成一第一絕緣層21，該第一第一絕緣層21的材質可選自鋁、鎂及鈦至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物，其中該第一金屬層23之上具有一提升出光效率的結構201。
該發(fā)光元件22則設置于該基板20的該預設位置處上，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中還可包括一第二金屬層23’設置于該第一絕緣層21之上，該第二金屬層23’直接與該發(fā)光元件22電連接，優(yōu)選地，該發(fā)光元件22以直接引線的方式與該第二金屬層23’作電連接，其中該第二金屬層23’的材質可為銀、金、銅、鋁及其合金至少其中之一。
為了將該第二金屬層23’可以設置于該第一絕緣層21之上，于該第二金屬層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，或是具有可使該第二金屬層23’形成于其上的特性，例如當以電鍍方式形成該第二金屬層23’時所需要的起始層，其材質可選自鉻、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，該第一金屬層23的表面的該提升出光效率的結構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位于該預設位置處時，可設計使該發(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)出的側向光線照射在提升出光效率的結構201時，可以藉由提升出光效率的結構201的形狀，反射并聚集該發(fā)光元件22所產生的側向光后射出，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設置于該提升出光效率的結構201上，如圖4所示，用以加強該發(fā)光元件22的側向光的反射并聚集。其中該反射層28的材質可包括銀、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’，由于該第一金屬層23的材質為可陶瓷化的鋁、鎂、鈦或其合金至少其中之一，故可直接藉由氧化、氮化或碳化該第一金屬層23的表面的方式而形成該第二絕緣層21’。
第二絕緣層21’上可設置一第三金屬層23”，藉由一導線24與發(fā)光元件22電連接，為了將該第三金屬層23”可以設置于該第二絕緣層21’之上，于該第三金屬層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，或是具有可使該第三金屬層23”形成于其上的特性，例如當以電鍍方式形成該第三金屬層23”時所需要的起始層，其材質可選自鉻、鈦、鎳及其合金至少其中之一。
此實施例中，由于發(fā)光元件22藉由一導線24與第三金屬層23”電連接，故發(fā)光元件22可以直接地設置于該第一金屬層23的預設位置處，而預設位置處不再需要先設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’亦可包覆相對該基板20的外表面，且該基板20下方可設置多個焊盤25，位于該第二絕緣層21’上側的第三金屬層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則可藉由導線或導電層24’分別與該等第二金屬層23’相互導通，但不以此為限，若以一U形金屬(圖中未顯示)夾持于該發(fā)光裝置2的一側，以同時形成第二金屬層與焊盤，也可以具有與上述相同的功效，是以可利用下側的該等焊盤25來與外部電路進行電連接，例如以表面安裝技術(surface mount technology，SMT)達成。
綜上所述，因依據本發(fā)明的一種發(fā)光裝置中的第一金屬層具有提升出光效率的結構，并將發(fā)光元件設置于一預設位置處，可以藉由提升出光效率的結構將發(fā)光元件所產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)技術相較，本發(fā)明免除散熱片的設置與貼附，故亦能降低產制成本及時間，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，均應包含于權利要求范圍中。
權利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括一基板，其上具有一提升出光效率的結構；一第一金屬層，設置于該基板之上；至少一發(fā)光元件，設置于該第一金屬層上的一預設位置處；以及一保護層，包覆該發(fā)光元件。
2.如權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該基板的材質選自銅、銅合金或高導熱性材料。
3.如權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該第一金屬層的材質選自鋁、鎂、鈦及其合金至少其中之一。
4.如權利要求1所述的發(fā)光裝置，其還包括一第一絕緣層，位于該第一金屬層與該發(fā)光元件之間，其中該第一絕緣層的材質選自鋁、鎂及鈦至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物。
5.如權利要求4所述的發(fā)光裝置，其還包括一第二金屬層，設置于該第一絕緣層之上，其中該第二金屬層的材質為銀、金、銅、鋁及其合金至少其中之一。
6.如權利要求5所述的發(fā)光裝置，其中該發(fā)光元件藉由直接引線方式與該第二金屬層電連接或直接與該第二金屬層電連接。
7.如權利要求5所述的發(fā)光裝置，其還包括一連接層，設置于該第二金屬層與該第一絕緣層之間，用以使該第二金屬層可以設置于該第一絕緣層之上，其中該連接層的材質選自鉻、鈦、鎳及其合金至少其中之一。
8.如權利要求1、4至7項中任一所述的發(fā)光裝置，其包括一第二絕緣層，位于該第一金屬層上的該提升出光效率的結構之外的部分，其中該第二絕緣層的材質選自鋁、鎂及鈦至少其中之一的氧化物、氮化物或碳化物。
9.如權利要求8所述的發(fā)光裝置，其還包括一第三金屬層，設置于該第二絕緣層之上，該發(fā)光元件直接與該第三金屬層藉由至少一導線電連接。
10.如權利要求9所述的發(fā)光裝置，其還包括一另一連接層，設置于該第三金屬層與該第二絕緣層之間，用以使該第三金屬層可以設置于該第二絕緣層之上，其中該另一連接層的材質選自鉻、鈦、鎳及其合金至少其中之一。
11.如權利要求7或10所述的發(fā)光裝置，其中該連接層和該另一連接層具有黏著性。
12.如權利要求11所述的發(fā)光裝置，其還包括至少一焊盤，其中該焊盤與該第三金屬層藉由至少一導線電連接。
13.如權利要求8所述的發(fā)光裝置，其中該第一或第二絕緣層藉由氧化、氮化或碳化該第一金屬層表面而形成。
14.如權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該提升出光效率的結構為一凹槽。
15.如權利要求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)光元件位于該預設位置處時，使該發(fā)光元件位于該凹槽的該焦點上。
17.如權利要求1所述的發(fā)光裝置，其還包括一反射層，設置于該提升出光效率的結構上，其中該反射層的材質包括銀、金或鎳。
18.如權利要求8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置于該第二絕緣層之上，并分別與該發(fā)光元件電連接。
19.如權利要求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，該發(fā)光元件包括一第一電極、一第二電極與一發(fā)光層。
20.如權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該保護層的表面形狀為一透鏡，用以發(fā)散或是聚集該發(fā)光元件所產生的光線。
21.如權利要求8所述的發(fā)光裝置，其中該第二絕緣層包覆相對該基板的外表面，該基板下方可設置多個焊盤，分別與該發(fā)光元件電連接。
全文摘要
一種發(fā)光裝置包括一基板、一第一金屬層、至少一發(fā)光元件以及一保護層。其中，該第一金屬層位于基板上，其表面具有一提升出光效率的結構，而該發(fā)光元件置于該基板上的一預設位置處，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構反射并集中射出，使提升發(fā)光裝置的發(fā)光效率。
文檔編號H01L23/498GK101079458SQ20061008447
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權日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