TWI427757B - 發光二極體封裝結構、發光組件、直下式發光模組及顯示裝置 - Google Patents

Description

發光二極體封裝結構、發光組件、直下式發光模組及顯示裝置

本發明係關於一種發光二極體封裝結構，特別關於一種於利用分隔結構將光線分散均勻的封裝結構改良及其應用之發光組件、直下式發光模組及顯示裝置。

隨著科技之進步，發光二極體實為現今日常生活中不可或缺之發光元件，其具有省電、壽命長、反應快及耐震等優點。不論是日常的室內照明燈具、車燈、路燈及交通號誌燈等都是常見的發光二極體的應用態樣。

請參照圖1所示，一種習知發光組件的局部結構示意圖。發光組件1包含一發光基板11與設置於發光基板11的複數個發光二極體封裝結構2，其中，發光二極體封裝結構2包含一發光二極體晶片21、一基板22及一反射體24。發光二極體晶片21係設置於基板22，且反射體24環設發光二極體晶片21的周圍。發光二極體晶片21所產生之局部光線(如圖中實線所示)可直接由發光二極體晶片21射出，局部光線(如圖中虛線所示)則是經由反射體24反射而間接地射出。

然而，仍請參照圖1所示，光線直接由發光二極體晶片21射出以及經由反射體24間接反射所提供的有效照射面積相當集中(如圖1中之橢圓虛線所示)，因此若欲供應充足的光線時，勢必需要增加發光二極體封裝結構2的數量以增大出光的面積，不過如此的設計除了導致成本的提高外，由於在發光基板11上密集地設置發光二極體封裝結構2，因而導致在發光二極體封裝結構2的正向出光方向上發生光線過於集中反而造成亮度局部不均勻的問題。

因此，如何提供一種發光二極體封裝結構及其應用之發光組件、直下式發光模組及顯示裝置以提升照明亮度、擴大照射面積且能均勻光線，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種發光二極體封裝結構及其應用之發光組件、直下式發光模組及顯示裝置，具有亮度充足、照射面積廣及光線均勻之優點。

為達上述目的，依據本發明之一種發光二極體封裝結構，其包含至少二發光二極體晶片、一載具、至少一分隔結構及一反射體。其中，發光二極體晶片承載於載具上；分隔結構設置於載具上並位於發光二極體晶片之間；而反射體環設於分隔結構及發光二極體晶片的周圍。

且，依據本發明之一種發光組件，其包含一電路基板及複數個發光二極體封裝結構，發光二極體封裝結構電性連接於電路基板，且各個發光二極體封裝結構包含至少二發光二極體晶片、一載具、至少一分隔結構及一反射體。其中，發光二極體晶片承載於載具上；分隔結構則是設置於載具上並位於發光二極體晶片之間；反射體環設於分隔結構及發光二極體晶片的周圍。

又，依據本發明之一種直下式發光模組，其包含一底板及至少一發光組件，發光組件設置於底板上，其中，發光組件具有一電路基板及與電路基板電性連接的至少一發光二極體封裝結構。其中，發光二極體封裝結構包含至少二發光二極體晶片、一載具、至少一分隔結構及一反射體；發光二極體晶片承載於載具上，分隔結構設置於載具上並位於發光二極體晶片之間，且反射體環設於分隔結構及發光二極體晶片的周圍。

又，依據本發明之一種顯示裝置包含一顯示面板及至少一發光組件係與顯示面板相對而設，其中發光組件包含一電路基板、複數個發光二極體封裝結構及一反射體，發光二極體封裝結構係電性連接於電路基板，各發光二極體封裝結構係包含有至少二發光二極體晶片、一載具、至少一分隔結構及一反射體。其中，發光二極體晶片承載於載具上；分隔結構設置於載具上並位於發光二極體晶片之間；而反射體環設於分隔結構及發光二極體晶片的周圍。

另，依據本發明之一種顯示裝置包含一顯示面板及相對設置的一直下式發光模組，直下式發光模組具有一底板及至少一發光組件設置於底板上，發光組件具有一電路基板及電性連結於電路基板的複數個發光二極體封裝結構，其中，各發光二極體封裝結構包含至少二發光二極體晶片、一載具、至少一分隔結構及一反射體，發光二極體晶片承載於載具上，分隔結構則是設置於載具上並位於發光二極體晶片之間，且反射體環設於分隔結構及發光二極體晶片的周圍。

承上所述，依本發明之一種發光二極體封裝結構及其應用之發光組件、直下式發光模組及顯示裝置藉由將分隔結構設置於反射體內並介於發光二極體之間，藉以使發光二極體所產生的光線能夠經由分隔結構的反射而增大出射光線的角度，以在使用較少發光二極體的前提下亦可達到提升照明亮度、擴大照射面積及均勻光線的效果。與習知技術相較，本發明之一種發光二極體封裝結構及其應用之發光組件、直下式發光模組及顯示裝置能夠將光線均勻分佈並提升照射面積，同時因為節省發光二極體的使用數量而降低成本。

以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之一種發光二極體封裝結構及其應用之發光組件、直下式發光模組及顯示裝置。其中相同的元件將以相同的符號加以說明。

請同時參照圖2A與圖2B所示，其中圖2A為本發明的一種發光二極體封裝結構，圖2B則為圖2A的俯視圖。在此實施例中所揭露的發光二極體封裝結構3包含至少二發光二極體晶片31、一載具32、至少一分隔結構33及一反射體34。其中，發光二極體晶片31承載於載具32上；分隔結構33則是設置於載具32上，並位於發光二極體晶片31之間，分隔結構33於靠近發光二極體封裝結構出光面的一端較寬，於靠近載具32的一端較窄；反射體34環設於分隔結構33及發光二極體晶片31的周圍。

發光二極體晶片31開啟後，局部的光線會直接射出於發光二極體封裝結構3，如圖2A中實線所示，而局部的光線則會藉由反射的方式離開發光二極體封裝結構3，如圖2A中虛線所示。

載具32可為導線架、基板或電路板。舉例來說，當載具32為一電路板並接收來自外界的一電源時(圖未顯示)，由於載具32與發光二極體晶片31彼此電性連接，因此可透過載具32以控制發光二極體晶片31的開關。

分隔結構33及反射體34則是可由反射材質所構成，其中，反射材質可選自於銀、鋁、氧化鋁、氧化矽及其組合所構成之群組。是以，分隔結構33及反射體34可藉由反射材質以使發光二極體晶片31所產生的光線(如圖2A中虛線所示)能夠充分地反射至外界，舉例來說，發光二極體晶片31產生光線後，出光角度較大的光線除了可藉由反射體34的反射面341以反射至外界外，更可利用分隔結構33的反射面331而使發光二極體晶片31的出射角度能夠大幅地增加。

另外，分隔結構33與反射體34除了可為反射材質所構成外，更可分別在反射面331、341的區域上藉由額外形成一反射曾(圖未顯示)的方式，而使得來自發光二極體晶片31的光線能夠在到達此些區域後發生反射。且，反射面331、341之大小及形狀則可配合實際需求而改變，在此雖以一斜面為例說明反射面331、341，然非限制本發明，舉例來說，反射面331、341可依實際需要以至少一橢圓曲面、至少一拋物曲面或其組合。

此外，發光二極體封裝結構3更包含一封裝材料35，其覆蓋發光二極體晶片31及分隔結構33。封裝材料35的材料可選自於環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicon)、高分子及其組合所構成的群組。為使發光二極體晶片31所產生的光線能射出至外界，封裝材料35必須具有透光性，且由於不同的發光二極體晶片31具有不同的色光，為調整出射光線的顏色，封裝材料35內更可摻雜螢光體36a，另外，在封裝材料35內亦可摻雜擴散體36b以使來自發光二極體晶片31的出光角度能更為寬廣。

發光二極體封裝結構3除了具有上述的態樣外，亦可如圖3A及3B所示，其中，圖3A及3B所示的發光二極體晶片31之數量及分隔結構33a、33b的配置均不同於上述的實施例，舉例來說，在圖3A與圖3B中的發光二極體晶片31數量分別為三個與四個，且實際上，發光二極體晶片31的數量可依據實際需要而改變，另外，就發光二極體晶片31之排列方式而言，在此雖以相互對稱為例，不過在實際的應用上，發光二極體封裝結構3a、3b中的發光二極體晶片31並未限定為對稱的排列方式。

值得注意的是，在圖3A及3B中所示的分隔結構33a、33b分別將發光二極體封裝結構3a、3b的內部區域劃分為三部分及四部分，且分隔結構33a、33b與載具32之間，可依實際需要以組裝或拼接等方式組成，而再就分隔結構33a、33b與反射體34之間來說，以圖3A及3B所示的實施例為例，分隔結構33a、33b與其對應的反射體34為一體成型的結構體，不過亦可依實際需要以將此些分隔結構33a、33b藉由黏貼或卡合等方式以連結於與其對應的反射體34。

當然，在圖3A與圖3B中的發光二極體封裝結構3a、3b亦包含有封裝材料35，且其中也摻雜有螢光體36a與擴散體36b。

請再參照圖4所示，其為本發明較佳實施例之另一種發光二極體封裝結構3c的示意圖。其與上述發光二極體封裝結構3的差別在於本實施例之分隔結構33c之反射面331c以及反射體34c之反射面341c係為曲面。藉由曲面的設計，將可改變發光二極體封裝結構3c所產生的光形與上述實施例之發光二極體封裝結構3所產生的光形係為不同的，進而達到多元的光形設計。值得一提的是，曲面的反射面331c及341c依需要的不同係可為凹面或凸面，於此並不加以限制。

另外，本發明更同時揭露一種發光組件，其中此發光組件係可為側邊式入光的發光組件，亦或是直下式發光的發光組件，以下，將以圖5與圖6則分別說明不同的發光組件態樣。

請參照圖5所示，本發明之一種發光組件4包含一電路基板41及複數個發光二極體封裝結構3，且每個發光二極體封裝結構3電性連接於電路基板41，其中，如圖2A所示，發光二極體封裝結構3包含至少二發光二極體晶片31、一載具32、至少一分隔結構33、一反射體34及一封裝材料35，封裝材料35覆蓋發光二極體晶片31及分隔結構33。由於發光二極體封裝結構3已於上詳述，於此不再贅述。

在本實施例中，所述之發光組件4係可例如為一種側邊式入光的發光組件，發光二極體封裝結構3所產生的光形(如圖5中之橢圓虛線所示)係往發光二極體封裝結構3的兩側發出分佈，因此發光組件4整體所產生的光線分佈較習知(如圖1)的光線分佈平均，混光距離也可有效縮短。

此外，電路基板41更設有至少一導線(圖未顯示)，藉以控制發光二極體晶片31的開關。

圖6為本發明之另一種實施例，本實施例係揭露一種直下式發光模組5包含一底板51及至少一個發光組件4。在圖6所示的直下式發光模組5中，發光組件4的電路基板41設置於底板51上，換言之，電路基板41上的發光二極體封裝結構3藉由電路基板41以與底板51連結，並請同時一併參照圖2A所示，發光二極體封裝結構3包含至少二發光二極體晶片31、一載具32、至少一分隔結構33、一反射體34及一封裝材料35。由於發光二極體封裝結構3及發光組件4已於上詳述，於此不再贅述。

其中，底板51的材質可選自於金屬、合金、高分子及其組合所構成的群組；另外，發光組件4所對應的電路基板41更整合為單一電路板，如此，可簡化直下式發光模組5的組裝流程。

當直下式發光模組5開啟時，由於點亮的發光二極體晶片31會同時產生熱能，所產生的熱能可藉由散熱效果較佳的底板51而逸散，藉以可確保直下式發光模組5不會在高溫環境下操作，因此可有助於延長直下式發光模組5的使用壽命並確保其可靠度。

請參照圖7所示，本發明之一種顯示裝置6包含一顯示面板61及一直下式發光模組5。直下式發光模組5與顯示面板61相對而設，其中，直下式發光模組5具有一底板51及設置在底板51上的至少一發光組件4，且，發光組件4具有一電路基板41及複數個發光二極體封裝結構3，電路基板41與發光二極體封裝結構3彼此電性連接，更詳細來說，發光二極體封裝結構3則如圖2A所示，其包含至少二發光二極體晶片31、一或具32、至少一分隔結構33、一反射體34及一封裝材料35。

本實施例所示的顯示面板61可為一種平面顯示面板，換言之，於此所揭露的顯示裝置6為平面顯示裝置(Flat Panel Display)，此外，顯示面板61亦可為一種液晶顯示面板，換言之，所揭露的顯示裝置6為平面顯示裝置(Liquid Crystal Display Apparatus,LCD)。是以，請同時參照圖2A與圖6所示，由於直下式發光模組5中的發光組件4可藉由其中的分隔結構33以使發光二極體晶片31所產生的光線(如圖2A中虛線所示)可分別藉由分隔結構33的反射面331及反射體34的反射面341以射出，因而使發光二極體封裝結構3可具有較廣的出光角度，故，對於直下式發光模組5而言，其提供至顯示面板61的光源可具有較高亮度且均勻性較佳的特性，進而提升顯示裝置6的視覺效果。

綜上所述，依本發明之一種發光二極體封裝結構及其應用之發光組件、直下式發光模組及顯示裝置藉由將分隔結構設置於反射體內並介於發光二極體之間，藉以使發光二極體所產生的光線能夠經由分隔結構的反射而增大出射光線的角度，以在使用較少發光二極體的前提下亦可達到提升照明亮度、擴大照射面積及均勻光線的效果，同時，也因為節省發光二極體的使用數量而達到降低成本的目的。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、4．．．發光組件

11．．．發光基板

2、3、3a、3b、3c．．．發光二極體封裝結構

21、31．．．發光二極體晶片

22．．．基板

24、34、34c．．．反射體

32．．．載具

33、33a、33b、33c．．．分隔結構

331、331c、341、341c．．．反射面

34、34c．．．反射體

35．．．封裝材料

36a．．．螢光體

36b．．．擴散體

41．．．電路基板

5．．．直下式發光模組

51．．．底板

6．．．顯示裝置

61．．．顯示面板

圖1為一示意圖，顯示習知發光二極體封裝結構的示意圖；

圖2A為依據本發明較佳實施例之一種發光二極體封裝結構的示意圖；

圖2B為依據圖2A之一種發光二極體封裝結構的俯視圖；

圖3A為依據本發明較佳實施例之一種發光二極體封裝結構的俯視圖；

圖3B為依據本發明較佳實施例之另一種發光二極體封裝結構的俯視圖；

圖4為依據本發明較佳實施例之另一種發光二極體封裝結構的示意圖；

圖5為依據本發明較佳實施例之一種側邊式發光組件的示意圖；

圖6為依據本發明較佳實施例之一種直下式發光模組的示意圖；以及

圖7為依據本發明較佳實施例之一種顯示裝置的示意圖。

3．．．發光二極體封裝結構

31．．．發光二極體晶片

32．．．載具

33．．．分隔結構

331、341．．．反射面

34．．．反射體

35．．．封裝材料

36a．．．螢光體

36b．．．擴散體

Claims (51)

1. 一種發光二極體封裝結構，包含：至少二發光二極體晶片；一載具，該等發光二極體晶片承載於該載具上；至少一分隔結構，設置於該載具上，並位於該等發光二極體晶片之間；以及一反射體，環設於該分隔結構及該等發光二極體晶片的周圍。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該分隔結構與該反射體一體成型。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該分隔結構及該反射體由反射材質所構成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該分隔結構於鄰近該發光二極體晶片處具有至少一斜面、至少一橢圓曲面、至少一拋物曲面或其組合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該載具為導線架、基板或電路板。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，更包含：一封裝材料，覆蓋該等發光二極體晶片及該分隔結構。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝結構，其中該封裝材料選自於環氧樹脂、矽膠、高分子及其組合所構成的群組。
8. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝結構，其中該封裝材料摻雜螢光體或擴散體。
9. 一種發光組件，包含：一電路基板；以及複數個發光二極體封裝結構，電性連接於該電路基板，各該發光二極體封裝結構包含：至少二發光二極體晶片；一載具，該等發光二極體晶片承載於該載具上；至少一分隔結構，設置於該載具上，並位於該等發光二極體晶片之間；及一反射體，環設於該分隔結構及該等發光二極體晶片的周圍。
10. 如申請專利範圍第9項所述之發光組件，其中該分隔結構與該反射體一體成型。
11. 如申請專利範圍第9項所述之發光組件，其中該分隔結構及該反射體由反射材質所構成。
12. 如申請專利範圍第9項所述之發光組件，其中該分隔結構於鄰近該發光二極體晶片處具有至少一斜面、至少一橢圓曲面、至少一拋物曲面或其組合。
13. 如申請專利範圍第9項所述之發光組件，其中該載具為導線架、基板或電路板。
14. 如申請專利範圍第9項所述之發光組件，其中該發光二極體封裝結構更包含：一封裝材料，覆蓋該等發光二極體晶片及該分隔結構。
15. 如申請專利範圍第14項所述之發光組件，其中該封裝材料選自於環氧樹脂、矽膠、高分子及其組合所構成的群組。
16. 如申請專利範圍第14項所述之發光組件，其中該封裝材料摻雜螢光體或擴散體。
17. 一種直下式發光模組，包含：一底板；以及至少一發光組件，設置於該底板上，該發光組件具有一電路基板及複數個發光二極體封裝結構電性連接於該電路基板，各該發光二極體封裝結構包含：至少二發光二極體晶片；一載具，該等發光二極體晶片承載於該載具上；至少一分隔結構，設置於該載具上，並位於該等發光二極體晶片之間；及一反射體，環設於該分隔結構及該等發光二極體晶片的周圍。
18. 如申請專利範圍第17項所述之直下式發光模組，其中該底板的材質選自於金屬、合金、高分子及其組合所構成的群組。
19. 如申請專利範圍第17項所述之直下式發光模組，其中該分隔結構與該反射體一體成型。
20. 如申請專利範圍第17項所述之直下式發光模組，其中該分隔結構及該反射體由反射材質所構成。
21. 如申請專利範圍第17項所述之直下式發光模組，其中該分隔結構於鄰近該發光二極體晶片處具有至少一斜面、至少一橢圓曲面、至少一拋物曲面或其組合。
22. 如申請專利範圍第17項所述之直下式發光模組，其中該載具為導線架、基板或電路板。
23. 如申請專利範圍第17項所述之直下式發光模組，其中各該發光二極體封裝結構更包含：一封裝材料，覆蓋該等發光二極體晶片及該分隔結構。
24. 如申請專利範圍第23項所述之直下式發光模組，其中該封裝材料選自於環氧樹脂、矽膠、高分子及其組合所構成的群組。
25. 如申請專利範圍第23項所述之直下式發光模組，其中該封裝材料摻雜螢光體或擴散體。
26. 如申請專利範圍第17項所述之直下式發光模組，其中複數該發光組件所對應的複數該電路基板更整合為單一電路板。
27. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板；以及至少一發光組件，與該顯示面板相對而設，包含：一電路基板；複數個發光二極體封裝結構，電性連接於該電路基板，各該發光二極體封裝結構包含：至少二發光二極體晶片；一載具，該等發光二極體晶片承載於該載具上；至少一分隔結構，設置於該載具上，並位於該等發光二極體晶片之間；及一反射體，環設於該分隔結構及該等發光二極體晶片的周圍。
28. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中該分隔結構與該反射體一體成型。
29. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中該分隔結構及該反射體由反射材質所構成。
30. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中該分隔結構於鄰近該等發光二極體晶片處具有至少一斜面、至少一橢圓曲面、至少一拋物曲面或其組合。
31. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中該載具為導線架、基板或電路板。
32. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中各該發光二極體封裝結構更包含：一封裝材料，覆蓋該等發光二極體晶片及該分隔結構。
33. 如申請專利範圍第32項所述之顯示裝置，其中該封裝材料選自於環氧樹脂、矽膠、高分子及其組合所構成的群組。
34. 如申請專利範圍第32項所述之顯示裝置，其中該封裝材料摻雜螢光體或擴散體。
35. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中複數該發光組件所對應的複數該電路基板更整合為單一電路板。
36. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中該發光模組更設置於一底板上。
37. 如申請專利範圍第36項所述之顯示裝置，其中該底板的材質選自於金屬、合金、高分子及其組合所構成的群組。
38. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其中該發光模組係為直下式發光組件或側邊式發光組件。
39. 如申請專利範圍第27項所述之顯示裝置，其為液晶顯示裝置。
40. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板；以及一直下式發光模組，與該顯示面板相對而設，該直下式發光模組具有一底板及至少一發光組件設置於該底板上，該發光組件具有一電路基板及複數個發光二極體封裝結構電性連接於該電路基板，各該發光二極體封裝結構包含：至少二發光二極體晶片；一載具，該等發光二極體晶片承載於該載具上；至少一分隔結構，設置於該載具上，並位於該等發光二極體晶片之間；及一反射體，環設於該分隔結構及該等發光二極體晶片的周圍。
41. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其中該底板的材質選自於金屬、合金、高分子及其組合所構成的群組。
42. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其中該分隔結構與該反射體一體成型。
43. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其中該分隔結構及該反射體由反射材質所構成。
44. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其中該分隔結構於鄰近該發光二極體晶片處具有至少一斜面、至少一橢圓曲面、至少一拋物曲面或其組合。
45. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其中該載具為導線架、基板或電路板。
46. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其中各該發光二極體封裝結構更包含：一封裝材料，覆蓋該等發光二極體晶片及該分隔結構。
47. 如申請專利範圍第46項所述之顯示裝置，其中該封裝材料選自於環氧樹脂、矽膠、高分子及其組合所構成的群組。
48. 如申請專利範圍第46項所述之顯示裝置，其中該封裝材料摻雜螢光體或擴散體。
49. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其中複數該發光組件所對應的複數該電路基板更整合為單一電路板。
50. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其為液晶顯示裝置。
51. 如申請專利範圍第40項所述之顯示裝置，其為平面顯示裝置。