TWI462353B - 發光二極體封裝結構及發光裝置 - Google Patents
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Description
本發明涉及半導體結構,尤其涉及一種發光二極體封裝結構及發光裝置。
相比於傳統的發光源,發光二極體(Light Emitting Diode LED)具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點,其作為一種新型的發光源,已經被越來越廣泛地應用。
習知的發光二極體封裝結構一般包括基板、形成於基板上的電極以及裝設於基板上並與電極電性連接的發光二極體晶片。通常一顆發光二極體晶片的出光角度的範圍在120°左右,因此為了達到擴大發光裝置出光角度的效果,通常採用多個發光二極體晶片呈一定角度設置,使各個發光二極體晶片向不同角度出射光線,形成較大的照明範圍。
然而這種發光裝置勢必需要裝設至少兩個呈角度設置的發光二極體晶片,不但限制了燈具的結構和發光二極體晶片的裝設位置,而且採用多個發光二極體晶片才能夠實現所期望達到的效果,使得整個發光裝置結構複雜,成本較高。
有鑒於此,有必要提供一種低成本且輕薄的具有寬光場的發光二極體封裝結構。
一種發光二極體封裝結構,包括基板、電極、發光二極體晶片和封裝體。所述電極形成於基板表面,所述發光二極體晶片位於基板上,並與所述電極電性連接。該封裝體覆蓋所述基板並包覆所述發光二極體晶片於其內部。該封裝體包含一本體及環繞該本體的一光散射區域。該本體包括與基板貼設的結合面及與結合面相對的出光面。該光散射區域由在部分本體內摻雜散射粒子形成,該光散射區域圍繞所述發光二極體晶片設置。
上述發光二極體封裝結構中,封裝體包含一個光散射區域於該封裝體周圍,該光散射區域內摻雜有較高濃度的散射粒子,從而能夠增加光線的散射,增加側向出光,提升該發光二極體封裝結構的光場範圍,同時這種光散射區域是籍由在封裝體內摻雜散射粒子形成,因此不會增大該發光二極體封裝結構的厚度和體積,製作成本也較低,從而使得該發光二極體封裝結構在增加側向出光的同時還能夠滿足低成本且輕薄的要求。
100,10,20,30‧‧‧發光二極體封裝結構
102‧‧‧透鏡
11‧‧‧基板
111‧‧‧上表面
112‧‧‧下表面
12‧‧‧電極
103,13‧‧‧發光二極體晶片
131‧‧‧金屬導線
14,24,34‧‧‧封裝體
141‧‧‧本體
1411‧‧‧上出光面
1412‧‧‧結合面
142‧‧‧光散射區域
1421‧‧‧光擴散面
1422‧‧‧側出光面
143‧‧‧散射粒子
圖1為本發明實施方式的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖2為圖1中的發光二極體封裝結構去除反射層的俯視示意圖。
圖3為本發明實施方式的發光二極體封裝結構的發光裝置的剖面示意圖。
圖4為本發明發光二極體封裝結構通過檢測儀器測試時光強和發光二極體封裝結構與檢測儀器的角度的座標圖。
請參見圖1,本發明實施方式提供的發光二極體封裝結構100,其
包括承載部10、電極20、固定於承載部10上並與電極20電性連接的發光二極體晶片30、填充於承載部10與電極20之間、覆蓋發光二極體晶片30的封裝體40及一反射層50。
所述承載部10呈島狀並位於發光二極體封裝結構100的中央。該承載部10包括頂面11、與頂面11相對的底面12以及連接該頂面11和底面12的側面13。所述頂面11和底面12均為平面。該頂面11用於承載發光二極體晶片30。該側面13自頂面11朝向遠離頂面11的方向向底面12傾斜,以使頂面11的面積小於底面12的面積。該承載部10的形狀依實際需要而設定,可以為圓臺形、梯形等,在本實施方式中為圓臺形。該承載部10的材料可以為金屬材料如銅或其合金等,也可以為非金屬材料,如碳、矽或陶瓷材料等。
請同時參閱圖2,所述電極20包括相互間隔的第一電極21和第二電極22,該第一電極21和第二電極22共同環繞承載部10並將發光二極體晶片30圍設在內。在本實施方式中,第一電極21和第二電極22各呈直角並相對圍合形成矩形。因第一電極21和第二電極22的形狀大致相同,現以第一電極21為例進行說明。所述第一電極21包括第一表面211、與第一表面211平行相對的第二表面212、連接第一表面211和第二表面212的內壁213和外壁214。所述內壁213自第一表面211向第二表面212依次包括順次首尾連接的第一斜面2131、平臺部2132和第二斜面2133。具體地,該第一表面211的位置高於承載部10的頂面11的位置。該第二表面212與承載部10的底面12位於同一平面上。該第二斜面2133自第一表面211向靠近發光二極體晶片30的方向傾斜延伸而成。該平臺部2132自第二斜面2133的尾端向靠近發光二極體晶片30繼續延伸形成,並
與第一表面211和第二表面212平行,該平臺部2132為發光二極體晶片30與第一電極21經由導線連接的打線區域。第一斜面2131自平臺部2132的尾端沿遠離發光二極體晶片30的方向朝第二表面212延伸、直至接觸第二表面212。第一電極21和第二電極22的內壁213共同包圍發光二極體晶片30,並於內壁213和發光二極體晶片30、承載部10之間形成用於填充封裝材料的凹槽23。外壁214位於發光二極體封裝結構100的外側。該電極20為金屬材料,第一斜面2131和第二斜面2133上可分別塗布反射材料,如金屬銀、鏡面油墨等,以增強內壁213的反射效果。
所述發光二極體晶片30裝設於承載部10上。具體的,該發光二極體晶片30固定於承載部10的頂面11上,並採用導線31將該發光二極體晶片30分別與該對應的對應的第一電極21與第二電極22打線連接。具體實施時,每一根導線31一端打線連接於發光二極體晶片30,另一端打線連接於第一電極21或第二電極22的平臺部2132,再經由第一電極21和第二電極22與外部電路結構連接從而為發光二極體封裝結構100提供電能。導線31彎曲的最高點低於第一電極21和第二電極22的第一表面211。該發光二極體晶片30的數量根據不同需求可以為一個或者多個。在本實施方式中,所述發光二極體晶片30的數量為一個。
所述封裝體40填充於電極20圍設形成的凹槽23內,並覆蓋發光二極體晶片30。該封裝體40的上表面與電極20的第一表面211平齊,該上表面上覆蓋一正對發光二極體晶片30出光面的反射層50,從而使該上表面成為反射面41。發光二極體晶片30發出的光線射向反射層50,並經過反射層50向反方向反射。封裝體40的下表面
與電極20的第二表面212及承載部10的底面12平齊,形成出光面42。由於電極20的內壁213的第二斜面2133朝向遠離發光二極體晶片30的方向向封裝體的反射面41傾斜,增大了反射面41的尺寸,為更多的光線的反射提供了條件;同理,第一斜面2131朝向遠離發光二極體晶片30的方向向出光面42傾斜,增大了出光面42的尺寸,為更多的光線的出射提供了條件。該反射層50選用具有較高反射效率的材料,如金屬銀、鏡面油墨等製成。
本實施方式中,在正對發光二極體晶片30的封裝體40外表面鋪設反射層50,並在電極20的內壁213上形成分別朝向反射面41和出光面42傾斜的第一斜面2131和第二斜面2133。該種設置使得:由發光二極體晶片30發出的光線直射向反射層50以及第二斜面2133;入射至反射層50的光線經由反射層50反射向封裝體40的出光面42、第二斜面2133以及承載部10的側面13;入射至第二斜面2133上的光線被反射向承載部10的側面13或反射層50;入射至承載部10的側面13上的光線被反射向出光面42以及第二斜面2133;入射至第二斜面2133上的光線被反射向出光面42以及承載部10的側面13;多個光反射面的配合作用最終將光線引導至出光面42而出射。
由於傾斜設置的第一斜面2131和第二斜面2133將反射面41和出光面42的面積增大,再輔以第二斜面2133和承載部10的側面13的傾斜角度對光線出射方向的局限作用,使得光線出射方向朝貼近出光面42的方向偏轉,從而增大了光線出射的角度,形成範圍更大的光場。第一斜面2131和第二斜面2133與第一表面211之間的夾角角度在50°至80°的範圍內為最佳。
請參閱圖3,為本發明實施方式提供的具有該種發光二極體封裝結構100的發光裝置200。該發光裝置200包括基板60和發光二極體封裝結構100。
所述基板60大致呈平板狀,其具有相對的兩表面,其中一個表面上形成有電路結構61,該電路結構61對應發光二極體封裝結構100的第一電極21和第二電極22分為兩分隔的第一電極區611和第二電極區612。第一電極區611和第二電極區612相互間隔的距離大於或等於發光二極體封裝結構100的反射面41的尺寸。該基板60可採用反射性較好的材料製成,如白色陶瓷、塑膠或金屬銀等,以在第一電極區611和第二電極區612之間形成反射區613,還可以先在第一電極區611和第二電極區612之間鋪設反射材質,從而提高該表面的反射效果。如此一來,在發光二極體封裝結構100的封裝體40外可以不預先鋪設反射層50。在本實施方式中,發光二極體封裝結構100的封裝體40外未鋪設反射層,而是採用具有反射性的材質的基板60從而在第一電極區611和第二電極區612之間形成反射區613。
所述發光二極體封裝結構100固定裝設於基板60上。發光二極體封裝結構100的第一電極21和第二電極22分別與基板60的第一電極區611和第二電極區612對接接觸。發光二極體封裝結構100的反射面41貼設於基板60的反射區613上,發光二極體晶片30正對基板60,發光二極體封裝結構100的出光面42遠離基板60設置。
在本實施方式的發光裝置200中,發光二極體晶片30發出的光線正對射向反射區613,並經過反射區613向反方向反射。反射光線在封裝體40中經第二斜面2133、第一斜面2131反射最終從出光面
42射出。由於第一斜面2131和第二斜面2133增大了反射區613和出光面42的面積,從而提高了出光效率和光線的出射範圍,形成較大區域的光場。本實施方式的發光裝置200形成在環形區域光線較強、在其他區域光線相對較弱的光場。發光二極體封裝結構100的出光亮度與檢測儀器與發光二極體封裝結構100的相對角度的座標圖見圖4,當檢測儀器位於發光二極體封裝結構100的-80°到-60°時光線最強,之後從-60°到40°光線較弱,從40°又開始增強,40°到80°光線又一次達到峰值。
綜上所述,本發明確已符合發明專利之要件,遂依法提出專利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式,自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧發光二極體封裝結構
10‧‧‧承載部
11‧‧‧頂面
12‧‧‧底面
13‧‧‧側面
20‧‧‧電極
21‧‧‧第一電極
211‧‧‧第一表面
212‧‧‧第二表面
213‧‧‧內壁
2131‧‧‧第一斜面
2132‧‧‧平臺部
2133‧‧‧第二斜面
214‧‧‧外壁
22‧‧‧第二電極
23‧‧‧凹槽
30‧‧‧發光二極體晶片
40‧‧‧封裝體
41‧‧‧反射面
42‧‧‧出光面
50‧‧‧反射層
Claims (9)
- 一種發光二極體封裝結構,包括至少兩間隔的電極、與電極電性連接的發光二極體晶片以及填充於兩電極之間並覆蓋發光二極體晶片的封裝體,所述電極包括第一電極和第二電極,其改良在於:所述發光二極體晶片的出光面面對的封裝體外表面上形成有反射層,所述發光二極體晶片的出光面背對的封裝體的另一外表面為出光面,所述第一電極和第二電極環繞所述發光二極體晶片及封裝體設置,且第一和第二電極均包括朝向發光二極體晶片的內壁,各內壁包括位於反射層和出光面之間的第一斜面和第二斜面,該第一斜面自出光面向靠近發光二極體晶片的方向傾斜延伸,該第二斜面自反射面向靠近發光二極體晶片的方向傾斜延伸,發光二極體晶片發出的光線射向反射層並經反射層、第一斜面和/或第二斜面反射後從出光面射出。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構,其中,所述第一斜面、第二斜面與第一表面之間的夾角角度為50度至80度。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構,其中,還包括一平臺部,該平臺位於第一斜面和第二斜面之間並連接第一、第二斜面,發光二極體晶片打線連接於該平臺部。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構,其中,還包括一被第一電極和第二電極環繞的承載部,所述發光二極體晶片固定於承載部上。
- 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝結構,其中,所述承載部還包括頂面、底面和連接於頂面和底面之間的側面,所述頂面的高度小於電極的內壁的高度,該底面與發光二極體封裝結構的出光面平齊,所述 側面自頂面向遠離發光二極體晶片的方向傾斜延伸。
- 一種發光裝置,包括發光二極體封裝結構和基板,該發光二極體封裝結構包括至少兩間隔的電極、與電極電性連接的發光二極體晶片以及填充於電極之間並覆蓋發光二極體晶片的封裝體,所述電極包括第一電極和第二電極,所述基板的一表面上形成相互間隔的電路結構和位於電路結構之間的反射區,其改良在於:所述發光二極體晶片的出光面面對的封裝體的外表面與基板的反射區貼合並形成反射面,所述發光二極體封裝結構遠離基板的另一外表面為出光面,所述第一電極和第二電極環繞所述發光二極體晶片及封裝體設置,且第一和第二電極均包括朝向發光二極體晶片的內壁,各內壁包括位於反射層和出光面之間的第一斜面,該第一斜面自出光面向靠近發光二極體晶片的方向傾斜延伸,發光二極體晶片發出的光線射向反射層並經反射層、第一斜面反射後從出光面射出。
- 如申請專利範圍第6項所述的發光裝置,其中,所述電路結構包括第一電極區和第二電極區,反射區位於第一電極區和第二電極區之間,第一電極區和第二電極區間隔的距離大於或等於反射面的尺寸。
- 如申請專利範圍第6項所述的發光裝置,其中,所述基板採用反射性材料製成。
- 如申請專利範圍第6項所述的發光裝置,其中,所述發光二極體封裝結構與基板貼合的封裝體的外表面鋪設有反射層。
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