CN101060116A - Led封装件 - Google Patents

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Abstract

一种提高效率和亮度的LED封装件。在该封装件中，本体在其上具有安装部。多个发光二极管芯片安装于该安装部上。安装部具有向上凸起的横截面，并具有非平面的顶部，使得至少两个相邻的发光二极管芯片具有面向不同方向的彼此相对的侧表面。

Description

LED封装件
相关申请交叉参考
本申请要求于2006年4月21日向韩国知识产权局提交的第2006-36373号韩国专利申请的权益，其公开内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种发光二极管(LED)封装件，更具体地，这种发光二极管封装件在发光效率和亮度方面有所提高。
背景技术
通常，发光二极管具有优异的单色峰值波长，并且是环保的以及小型化的。发光二极管(LED)被封装以作为各种产品(如显示板、发光装置、以及液晶显示器(LCD)背光)的光源。通常，LED封装件包括安装于本体上的LED芯片以及包裹LED芯片的透明树脂密封材料。LED芯片可以是各种结构的并且从其侧表面发出大量光线。
LED封装件可以仅在其上具有一个LED芯片，但是可替换地，可以设置至少两个LED芯片以获得较高的亮度或想要的颜色。特别是为了产生白光，可将蓝色、绿色、及红色LED设置在LED封装件上。可以使用三原色LED芯片封装件作为LCD的背光源。
图1是示出了传统LED封装件的横截面视图。参照图1，该LED封装件10包括：本体11，其具有形成于其上部的反光杯R；以及LED芯片15、16，其安装于本体11中。LED芯片15、16具有同样颜色(波长)或不同的波长。反光杯R具有平坦的底部11a，LED芯片15、16安装于该底部上。
如图1所示，LED芯片15、16安装在反光杯的平坦底部11a上。因此，相邻LED芯片15、16的相对侧表面阻挡从对方发出的光。通常，从LED芯片侧表面发射的光量占整个光量的相当大的比例。因此，如刚才所述，当从LED芯片侧表面发射的光被相邻芯片损耗时，LED封装件10总亮度降低并且大大降低了发光效率。
发明内容
研发出本发明以解决现有技术的前述问题，因此，本发明的一方面在于提供了一种高亮度和高效率LED封装件，该封装件包括至少两个LED芯片，它们被设置成不会阻挡从对方的侧表面发射出了的光。
根据本发明的一个方面，LED封装件包括：本体，其具有位于其上的安装部；以及多个LED芯片，它们安装于该安装部，其中，安装部具有向上凸起的横截面，并具有非平面的顶部，从而至少两个相邻的LED芯片具有面向不同方向的彼此相对的侧表面。
优选地，本体具有形成于其上部的反光杯，并且安装部位于反光杯的底部上。
LED芯片可以发出不同颜色的光。可替换地，LED芯片可以发出相同颜色的光。优选地，安装部的向上凸起的横截面是多边形。在此，LED芯片可以设置在安装部的不同安装表面上。
根据本发明的实施例，安装部的向上凸起的横截面是多边形。安装部在其顶部具有三个不同的安装表面，并且每个LED芯片都被安装在相应的一个安装表面上。
根据本发明的另一实施例，安装部的向上凸起的横截面是多边形。安装部在其顶部具有五个不同的安装表面，并且每个LED芯片都被安装在相应的一个安装表面上。
根据本发明，LED封装件适于输出白光。例如，为了产生白光，LED芯片包括红色、绿色、以及蓝色LED芯片。该LED封装件可以进一步包括包裹LED芯片的树脂密封材料，其中，LED芯片包括蓝色LED芯片，并且树脂密封材料具有散布于其中的黄色磷(或红色或绿色磷)。可替换地，LED封装件进一步包括包裹LED芯片的树脂密封材料，其中，LED芯片包括紫外线LED芯片，并且树脂密封材料具有散布于其中的红色、绿色、以及蓝色磷。
根据本发明优选实施例，每个LED芯片都具有长度L，该长度是宽度W的10倍或更大。在此，该LED芯片是细长的，因此显著地改善了从其侧面的发光量。这因此比同样大小的方形LED芯片更好地提高了LED芯片的光提取效率。优选地，LED芯片的长度L至少是5mm，并且其宽度W最多是500um。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明上述和其它的目的、特征、和优点将变得更易理解，附图中：
图1是示出了传统LED封装件的横截面视图；
图2是示出了根据本发明实施例的LED封装件的横截面视图；
图3是示出了根据本发明另一实施例的LED封装件的横截面视图；
图4是示出了根据本发明再一实施例的LED封装件的横截面视图；以及
图5是示出了根据本发明又一实施例的LED封装件的示意图。
具体实施方式
现将参照附图对本发明示例性实施例进行详细描述。本发明可以以各种不同方式实施，然而不应该将本发明理解为被限制在这里所阐述的实施例。相反地，提供了这些实施例，是为了使本公开全面而充分，并且向本领域技术人员充分传达发明的范围。附图中，为清楚起见，形状和尺寸可能被夸大，并且同一标号始终指明相同的或相似的部件。
图2是示出了根据本发明一实施例的LED封装件的横截面视图。参照图2，LED封装件100包括本体101和安装于本体101中的多个LED芯片150a、150b、150c。本体101具有形成于其上部的反光杯R，使得入射光容易向上反射，即，起始于反光杯R的封装件光射出方向。安装部110位于反光杯R的底部，以在其上安装LED芯片。透明树脂密封材料170形成于由反光杯R限定的区域，以包裹LED芯片150a、150b、150c。
如图2所示，安装部110具有向上凸起的横截面，并具有非平面的顶部。在此，特别地，安装部的向上凸起的横截面可以是多边形。同样，安装部110在其顶部具有三个不同的安装表面110a、110b、110c。LED芯片150a、150b、150c中的每个都被安装在安装表面110a、110b、110c中的相应的一个上。因此，LED芯片中相邻的两个，例如150a和150b具有面对不同方向的彼此相对的侧表面。具体地，LED芯片150a的侧表面水平定向。另一方面，相邻的LED芯片150a或150c的相对侧表面向上指向中心。
如所述，相邻LED芯片具有面对不同方向的彼此相对侧表面，使得从其中一个LED芯片侧面发出的光线没有像现有技术那样被另一个LED芯片阻挡。这充分抑制了侧面发光遭受的损失，因此显著提高了整个LED封装件100的发光效率和亮度。
安装于安装部110上的LED芯片150a，150b、150c可以发出不同颜色的光或相同颜色的光。例如，所有的LED芯片可以发蓝色光。相同颜色的LED芯片中的至少两个可以安装于封装件100上，从而以较低成本提高了亮度。
可替换地，在LED封装件100中，可以使用不同颜色的LED芯片取代相同颜色的LED芯片，以输出复合光，特别是白光。例如，为了从LED封装件100产生白光，LED芯片可以包括蓝色LED芯片150a、红色LED芯片150b、以及绿色LED芯片150c。该白色LED封装件确保LED芯片的侧面发光遭受最小的损失，从而呈现了更佳的亮度和效率。为了根据期望的颜色搭配来产生白光，除LED芯片150a、150b、150c之外的其它LED芯片(例如，另一个绿色的LED芯片)可以安装于封装件100上。
图3是示出了根据本发明另一实施例的LED封装件100’的横截面视图。在图3的实施例中，为了产生白光，波长转换磷175散布在树脂密封材料中。参照图3，与上述实施例相同的方式，安装部110具有非平面的顶部。安装部110在其顶部具有三个不同的安装表面110a、110b、110c。蓝色LED芯片150a分别安装在安装表面110a、110b、110c上。用于保护LED芯片的树脂密封材料170散布有磷175，用于将从LED芯片150a发出的光转换为其它较长波长的光。
为了获得白光，磷175可以是黄色的磷。即，当从蓝色LED芯片150a发出的蓝色光被吸收到磷175中时，磷175可以发出黄色光。从LED芯片150a产生的蓝色光与从磷175发出的黄色光组合在一起，使得LED封装件100’能够输出白光。
可替换地，磷175可以由红色磷和绿色磷的混合物组成。即，当从蓝色LED 150a发出的蓝色光被吸收到红色和绿色磷175中时，该红色和绿色磷能够分别发出红色光和绿色光。从LED芯片150a产生的蓝色光与从红色和绿色磷175发出的红色光和绿色光组合，使得LED芯片100’能够输出白光。
可替换地，为了形成白光，可以使用紫外线LED和红色、绿色、以及蓝色磷。即，紫外线LED芯片代替蓝色LED芯片150a而安装于安装部110上。而且，磷175可以采用红色、绿色、以及蓝色磷的混合物。从紫外线LED芯片发出的紫外线激发红色、绿色、以及蓝色磷，使它们分别产生红色、绿色、以及蓝色光。这些红色、绿色、以及蓝色光组合在一起产生白光。
在如图3的实施例一样使用适当的磷的情况下，从每个LED芯片侧面发出的光不再被相邻的LED芯片阻挡。这样必然提高整个LED芯片100’的亮度和效率。这样很容易制造出高亮度和高效率的白色LED封装件。
图4是示出了根据本发明另一实施例的LED封装件200的横截面视图。在图4的实施例中，安装部(用于在其上安装LED芯片)具有向上凸起的多边形横截面。然而，在本实施例中，该安装部在其顶部具有五个不同的安装表面。
参照图4，该LED封装件200包括本体201和安装于本体201中的五个LED芯片160a、160b、160c、160d、160e。安装部120位于反光杯R的底部，以将LED芯片160a至160e安装于其上。透明树脂密封材料180被形成为包裹LED芯片160a至160e。
如图4所示，安装部120具有向上凸起的的多边形横截面，并整体上具有非平面的顶部。同样，安装部120具有五个不同的安装表面120a、120b、120c、120d、120e，并且LED芯片160a至160e中的每一个都被安装在相应的一个安装表面上。因而，相邻的LED芯片具有面向不同方向的彼此相对侧表面，如参考标号160b、160c所表示的一样。这样有效地阻止了从每个LED芯片侧面发出的光由于相邻的LED芯片而受到损失。因此显著地提高了亮度和效率。
LED芯片160a至160e发出不同颜色的光或者相同颜色的光。例如，为了产生白光，LED芯片160a至160e可以包括三原色的红色、绿色、以及蓝色LED芯片的组合。可替换地，为了输出特定颜色的光(例如，具有穿过LED芯片的高亮度的红光)，LED芯片160a至160e可以是相同的颜色的，例如，红色。
在如上所述的实施例中，安装部110或120具有多边形横截面，但是本发明不限于此。例如，安装部的顶部可以整体向上凸起，但部分是圆形的。根据本发明的基本原理，安装部具有向上凸起的横截面，并具有非平面的顶部。这样阻止了LED芯片侧面发光受到损失。
图5是示出了根据本发明实施例的LED封装件300的透视图。在本实施例中，LED芯片本身被设置成，大大增加从侧面发出的发光量。
参照图5，与图2的实施例中的方式相同，安装部110具有向上凸起的多边形横截面，并且在其顶部具有三个不同的安装表面。三个LED芯片150中的每一个都平行设置在相应的一个安装表面上。在此，安装于安装部110上的每个LED芯片150都是细长的。具体地，LED芯片的长度L是其宽度的10倍或者更大(L≥10W)。LED芯片的长度是指其最长一侧表面的长度，并且LED芯片的宽度是指其最短侧表面的长度。
如上所述，长度L大于或等于10倍宽度W的LED芯片大大地提高了从其侧面发出的发光量。侧面发光量占总发光量中相对较大的比例。因此即使LED芯片在发光面积或长乘宽(L×W)方面相同，长度对宽度的较大比值(L/W)增加了发光效率并且进而增加了外量子效率。具体地，根据发明人所做的试验的结果，在比值(L/W)至少为10的情况下，光提取效率显著增加，超出传统方形LED芯片(即，L＝W)。优选地，当长度L至少为5mm而宽度W最多为500um时，比值(L/W)至少为10。
如图5中所示，LED芯片150是细长的并且安装部110具有向上凸起的的横截面，并具有非平面的顶部。这样提高了LED芯片的光提取效率，并阻止了从每个LED芯片侧面发出的光由于相邻LED芯片而受到损失。因此更显著地提高了LED封装件300的发光效率和亮度。
如上面所阐述的，根据本发明的示例性实施例，至少两个LED芯片安装于具有向上凸起的横截面并具有非平面顶部的安装部上。这样有效地阻止了侧面发出的光受到损失。因此增加了整个LED封装件的亮度和发光效率。
尽管已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但是对本领域技术人员来说，很显然，在不脱离由所附权利要求限定的本发明精神和范围的条件下，可以进行各种修改和变换。

Claims (14)

1.一种发光二极管封装件，包括：
本体，其上具有安装部；以及
多个发光二极管芯片，安装于所述安装部上，
其中，所述安装部具有向上凸起的横截面并具有非平面的顶部，使得至少两个相邻的所述发光二极管芯片具有面向不同方向的彼此相对的侧表面。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述本体具有形成在其上部中的反光杯，并且所述安装部位于所述反光杯的底部上。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述发光二极管芯片发出不同颜色的光。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述发光二极管芯片发出相同颜色的光。
5.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述安装部的向上凸起的横截面为多边形。
6.根据权利要求5所述的发光二极管封装件，其中，所述安装部在其顶部具有三个不同的安装表面，并且每个所述发光二极管芯片都被安装在相应的一个所述安装表面上。
7.根据权利要求5所述的发光二极管封装件，其中，所述安装部在其顶部具有五个不同的安装表面，并且每个所述发光二极管芯片都被安装在相应的一个所述安装表面上。
8.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述发光二极管封装件适合输出白光。
9.根据权利要求8所述的发光二极管光封装件，其中，所述发光二极管芯片包括红色、绿色、以及蓝色发光二极管芯片。
10.根据权利要求8所述的发光二极管封装件，进一步包括包裹所述发光二极管芯片的树脂密封材料，
其中，所述发光二极管芯片包括蓝色发光二极管芯片，
并且所述树脂密封材料具有散布于其中的黄色磷。
11.根据权利要求8所述的发光二极管封装件，进一步包括包裹所述发光二极管芯片的树脂密封材料，
其中，所述发光二极管芯片包括蓝色发光二极管芯片，
并且所述树脂密封材料具有散布于其中的红色和绿色的磷。
12.根据权利要求8所述的发光二极管封装件，进一步包括包裹所述发光二极管芯片的树脂密封材料，
其中，所述发光二极管芯片包括紫外线发光二极管芯片，并且所述树脂密封材料具有散布于其中的红色、绿色、以及蓝色的磷。
13.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，每个所述发光二极管芯片的长度是其宽度的10倍或者更多。
14.根据权利要求13所述的发光二极管封装件，其中，所述发光二极管芯片的长度至少为5mm，并且其宽度最多为500um。
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