CN101826589B

CN101826589B - 发光器件

Info

Publication number: CN101826589B
Application number: CN201010125218.1A
Authority: CN
Inventors: 金炅俊; 朴喆湖
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: Suzhou Lekin Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: KR101064005B1; CN101826589A; EP2226860A2; US8860052B2; JP2010206206A; KR20100098988A; EP2226860A3; US20100219435A1; JP5697348B2

Abstract

本发明提供一种发光器件。所述发光器件包括主体、在主体上的发光二极管、在发光二极管上的树脂层和在树脂层上的含金属材料的第一层。

Description

发光器件

相关申请的交叉引用

本申请要求韩国专利申请No10-2009-0017732(2009年3月2日提交)的优先权，其全文通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方案涉及发光器件。

背景技术

现在正在积极地研究和开发发光器件。考虑到这些发光器件的不同应用领域，白光发光器件的开发成为重要问题。这是因为滤色器可用于具有足够的亮度、发光效率、器件寿命和色度的发光器件以制造高分辨率全色显示器，而且，发光器件可以用作背光和照明的白光源。

发光二极管(LED)是一种用于利用化合物半导体的特性将电能转化为红外或可见光以发射和接收信号或者用作光源的半导体器件。因此，可以利用LED芯片发射各种颜色的光。因此，LED在各种领域中用作光源。

发明内容

本发明的实施方案提供发光器件，其包括在树脂上的改变发光二极管的色度坐标分布的第一层。

根据一个实施方案，第一层是底漆(primer)。

本发明的实施方案提供发光器件，其包括在树脂层上的含金属材料的第一层。

本发明的实施方案提供发光器件，其可根据树脂层和光学元件之间的第一层的厚度调节色度坐标分布。

本发明的一个实施方案提供一种发光器件，包括：主体；在主体上的发光二极管；在发光二极管上的树脂层；和在树脂层上含金属材料的第一层。

本发明的一个实施方案提供一种发光器件封装，包括：主体；在主体上的发光二极管；在发光二极管上的树脂层；和设置在树脂层上的第一层，所述第一层使从发光二极管中发射的光的色度坐标分布偏移。

一个实施方案提供一种发光器件，包括：包括多个腔室的主体；在各腔室中的多个引线电极；分别在各腔室中的多个发光二极管；分别在各发光二极管上的多个树脂层；分别在各树脂层上的含金属材料的第一层。

下面将结合附图和说明书详细描述一个或多个实施方案。通过说明和附图以及权利要求，其他特征将显而易见。

附图说明

附图提供对本发明的进一步理解并且并入和构成本发明的一部分，附图用于说明本发明的实施方案并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明第一实施方案的发光器件的截面图；

图2～6是说明制造图1的发光器件的过程的示意图；

图7是说明根据本发明一个实施方案的随含有机物材料的点数量(dotingamount)的波长变化的图；

图8是说明根据本发明一个实施方案随含有机物材料的点数量增加的CIE值变化的图；

图9是说明根据本发明一个实施方案的含有机物材料的点数量和发光器件的发光强度的变化图；

图10是说明根据本发明一个实施方案的含有机物材料的点数量和发光器件中的色度坐标x的变化图；

图11是说明根据本发明一个实施方案的含有机物材料的点数量和发光器件中的色度坐标y的变化图；

图12是根据本发明一个实施方案的发光器件的截面图；和

图13是图12的部分放大图。

具体实施方式

在本发明实施方案的描述中，应理解，当层(或膜)、区域、图案或结构被称为在另一衬底、层(或膜)、区域、垫或图案“上”或“下”时，其可以直接在所述另一衬底、每层(或膜)、区域、垫或图案上或下，或者也可以存在中间层。

下文中，将参考附图描述根据本发明的实施方案的发光器件。

图1是根据本发明一个实施方案的发光器件的截面图。

参考图1，发光器件100包括主体110、腔室115、发光二极管120、引线电极131和132、树脂层150、第一层160和透镜170。

主体110包括由树脂材料、陶瓷材料或硅材料形成的板。引线电极131和132可以设置在主体110中，并且电极131和132可以是印刷电路板(PCB)型、陶瓷型、引线框型和镀敷型中的一种。为描述方便，在下列实施方案中将用引线框型电极作为例子进行描述，这可以在本发明的实施方案的技术范围内进行变化。主体110可以与限定腔室115的上部体112一体化地注射成型，或者可以与上部体112堆叠以形成堆叠结构。

多个引线电极131和132设置在主体110内。具有预定深度的腔室115限定在上部主体112内。腔室115可具有多边形形状或者圆形形状，但并不限于此。如图1中所示，例如，腔室115的侧表面113相对于其底面可以是垂直的或倾斜的。腔室115可包括多层腔室。例如，在腔室115内可以设置另外的内部腔室。树脂层可以设置在内部腔室的表面上。

腔室115的下表面的一部分通过多个引线电极131和132暴露出从而形成开放结构。发光二极管120设置在多个引线电极131和132的一个引线电极131上。发光二极管120可以有选择地利用引线接合、芯片接合或倒装芯片技术来连接至多个引线电极131和132，但并不限于此。

从腔室115中延伸出来的引线电极131和132的部分可以暴露于主体110的外部，或者沿着主体110的外表面延伸到主体110的背表面部分。

至少一个发光二极管120可以设置在腔室115内部。发光二极管120可包括彩色LED例如蓝色LED、红色LED和绿色LED或者紫外(UV)LED，但并不限于此。

树脂层150设置在腔室115中。透明树脂材料或磷光体可以加入到树脂层150中。树脂层150可以由硅或环氧树脂形成。磷光体可包括红色磷光体、绿色磷光体、蓝色磷光体和黄色磷光体中的至少一种。

树脂层150的上表面可具有平坦形状、凹形或凸形，但并不限于此。

此处，发光器件100的目标光(或期望的光输出)是白光而发光二极管120是蓝色LED时，发黄光的磷光体可加入作为磷光体。发光二极管120和磷光体的类型可以根据期望的目标光来改变。下文中，下述实施方案中将描述加入磷光体的树脂层150。

在发光器件100中，CIE色度坐标中的光分布是根据发光二极管120的光学特性和加入树脂层150中的磷光体的均匀度决定的。在这种情况下，光分布是根据诸如发光二极管120的光学特性和磷光体的分配量的条件决定的，并且获得相对宽的光分布。因此，在发光器件100中，透镜170设置在腔室115上以改善方位角和亮度特性。

透镜170由树脂材料如硅或环氧树脂形成。由于由树脂材料形成的透镜170不具有粘附性，因此实施单独的粘附过程将透镜170粘附到主体110。可以在透镜170的表面形成不平坦图案。根据这个实施方案，光学元件可以粘附到第一层160，并且光学元件可以包括波导板或凸透镜。

第一层160置于树脂层150的表面即主体110的表面上以粘附到透镜170。第一层160可置于主体110的整个表面上，或者具有对应于透镜170的下表面的尺寸。而且，第一层160可以置于树脂层150的上表面上。也就是说，第一层160的尺寸可以根据透镜170的尺寸而改变。第一层160可以形成于粘附层中。

第一层160可以由橡胶材料和金属(或导电)材料或碳(C)的混合物形成。橡胶材料可包括硅、环氧树脂和丙烯酸材料，金属材料可选择性地包括或含有铁(Fe)、铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、钛(Ti)、锌(Zn)和锡(Sn)。金属材料具有色感(colorsensation)如红色系和黄色系。橡胶材料具有粘合性，并且第一层可实现为粘附层。

由于第一层160含有金属材料，第一层160的色感也会根据其厚度细微变化(偏移或校正)。也就是说，通过树脂层150发出的光的色度坐标可以细微变化。第一层160可以使从发光二极管120发出的光的色度坐标从一个等级偏移到另一个等级。而且，第一层160可以使从树脂层150发出的光的色度坐标从一个等级偏移到另一个等级。

第一层160可以改变发光器件100的色度坐标。例如，当发光器件100具有目标区域外(或在其外部)的色度坐标分布时，第一层160可使发光器件100的色度坐标分布偏移到目标区域(或在其内)。

此外，发光二极管120可具有目标等级(rank)，或者具有所述目标等级之外的其他目标等级。尽管发光二极管120具有目标等级之外的其他目标等级，但是第一层160可使目标区域外(或在其外部)的色度坐标分布偏移到目标区域(或在其内)的色度坐标分布。因此，可以改善利用率。

等级代表或是指在其中每个发光二极管的光学特性基于色度坐标、峰值波长和主波长进行细分和分类的区域，或者在其中发光二极管120的光学特性基于色度和/或亮度进行细分和分类的区域。

第一层160可以与通过树脂层150发射的光的色度坐标颜色互补，或者第一层160和树脂层150可具有关于目标区域互相相反的颜色分布。

透镜170粘附到第一层160的上表面以完成封装。透镜170可包括凸透镜或侧发光透镜，但并不限于此。

由于封装的色度坐标分布利用粘附到树脂层150的第一层160来改变，因此可以改善发光二极管120或封装的利用率。

图2～6是说明制造图1的发光器件的过程的示图。

参考图2，腔室115在主体110的上部112中形成。多个引线电极131和132置于腔室115中。

发光二极管120与多个引线电极131和132电连接。发光二极管120可以根据芯片类型利用导线122、倒装芯片或者芯片结合方法与多个引线电极131和132连接。

发光二极管120可包括彩色LED例如蓝色LED、红色LED和绿色LED和/或紫外(UV)LED。并且，可以在腔室115中设置多个LED。多个LED可以发射具有相同颜色的光，或者发射具有互相不同颜色的光。

此处，主体110包括由树脂材料、陶瓷材料或硅材料形成的衬底。引线电极131和132可在主体110中形成，并且可以是PCB型、陶瓷型、引线框型和镀敷型中的一种。

引线电极131和132的其他端部暴露于主体110的外部并且可用作外部端子。

主体110和主体110的上部112可由相同的材料或者互相不同的材料形成。

参考图3，树脂层150在腔室115中形成。透明树脂材料或磷光体可加入到树脂层150中。树脂层150可由硅或环氧树脂形成。磷光体可包括红色磷光体、绿色磷光体、蓝色磷光体和黄色磷光体中的至少一种。

此处，当发光二极管120包括蓝色LED时，发射黄光的磷光体可作为磷光体加入。发光二极管120和磷光体的类型可以根据目标光来改变(或改变以获得目标光)。下文中，在下述实施方案中将描述加入磷光体的树脂层150。

CIE色度坐标中的光分布是根据发光二极管120的光学特性和加入树脂层150中的磷光体的均匀度决定的。

参考图4和5，第一层160涂覆在树脂层150的上表面上。第一层160可设置在主体110的整个表面上，或者具有对应于透镜170的下表面的尺寸。而且，第一层160可以设置在树脂层150的上表面上。也就是说，第一层160的涂覆区域可以根据透镜170的尺寸而改变。

第一层160可以由橡胶材料和金属(或导电)材料的混合物形成。橡胶材料可包括硅、环氧树脂和丙烯酸材料，金属(或导电)材料可选择性包括或含有C、Fe、Al、Ag、Au、Ti、Zn和Sn。金属材料具有色感如红色系和黄色系。

此外，由于第一层160含有金属材料，第一层160的色感也会根据其厚度细微变化(偏移或校正)。也就是说，通过树脂层150发出的光的色度坐标可以细微变化。而且，第一层160可以使从树脂层150发出的光的色度坐标偏移到其它等级。

可以利用分配装置165注射预定量的含有机物材料以在树脂层150的上表面上形成第一层160。分配装置165使用例如PicoDot喷射分配系统，也可以使用其他注射或分配系统或技术。

根据一个实施方案，含有机物材料是底漆。

含有机物材料160A利用分配装置165来分配。此时，分配量可以在约20点至约60点的范围内调整。此处，由于约20点的分配量不影响颜色，实施方案中的分配量可以调整到20点以上。根据本发明，“点”是指滴加的含有机物材料滴。实例是指每个为2纳升的滴。

而且，可以控制含有机物材料160A的分配量为以纳升/点为单位计。以纳升为单位来控制的分配量可以细微改变第一层160的厚度。在这种情况下，含有具有色感的金属材料的第一层160的厚度改变可以细微改变通过具有色感的树脂层150发出的光的色度坐标分布。第一层160可具有约50μm以下的厚度。

第一层160可改变从发光二极管120发出的光和通过树脂层150发出的光的色度坐标分布。当从发光二极管120发出的光和通过树脂层150发出的光在目标区域的色度坐标外(或在其外部)时，第一层160可以使发光器件100或树脂层150发出的光的色度坐标分布偏移到目标区域的色度坐标(或偏移到其内)。

因此，发光二极管120可以使用目标等级之外的等级，第一层160会将发光二极管120的等级偏移为目标等级的色度坐标分布。此时，第一层160可以与通过树脂层150发出的光的色度坐标颜色互补，或者第一层160和树脂层150可具有关于目标区域互相相反的颜色分布。因此，发光二极管120可以使用该目标等级及其附近的可用等级以改善利用率。

参考图6，透镜170粘附到第一层160的上表面以完成封装。透镜170可包括凸透镜或侧发光透镜，但并不限于此。

透镜170可改善发光器件100的方位角和亮度特性。透镜170由树脂材料如硅或环氧树脂形成。由于由树脂材料形成的透镜170不具有粘附性，可以实施利用第一层160的单独的粘附过程将透镜170粘附到主体110。

由于封装的色度坐标分布利用粘附到树脂层150的第一层160来改变，因此可以改善发光二极管120和封装的利用率。

在制造发光器件100的方法中，树脂层150在主体110的腔室115中形成。在这种状态下，可以测量通过树脂层150发出的光的分布以根据每个封装的光分布特性来建立颜色分类表。目标等级之外的组可以使用颜色分类表来指定，然后，可以确定对应于指定组的含有机物材料的点数量。

也就是说，当使用具有目标等级之外(或外部)等级的发光二极管120时，树脂层150上的光分布可以分别测量，然后，含有机物材料可以与发光二极管120的各个光分布成比例的量来进行滴加，以使光分布移动或偏移到目标区域中。

图7是说明根据本发明一个实施方案的随含有机物材料的点数量的波长变化的图；

参考图7，根据含有机物材料的点数量，波长切除(abscises)和发光强度坐标细微变化。此处，发光二极管发射具有蓝光峰值波长(450nm)的光，并且磷光体发射黄光(525nm)。从发光二极管和磷光体发射的光可以根据含有机物材料的点数量或厚度细微变化。

对应于50和60点的曲线由于绘图尺度而大致相同。

图8是说明根据本发明一个实施方案的随含有机物材料的点数量增加的CIE值的变化图。

参考图8，发光器件的色度A～E等级中的色度B等级表示目标等级。在这种情况下，由于约20点的含有机物材料不影响颜色，其可以设为参照点数量。

当含有机物材料的点数量逐步上升到约40点、约50点和约60点时，封装的色度等级可分别变化至C、D和E。此处，等级可以是其中在形成树脂层后光学特性基于色度再细分的区域。

而且，树脂层在腔室115中形成。在这种状态下，测量每个封装的光分布以根据每个封装的光分布特性来建立颜色分类表。因此，目标等级(即B)之外的组(即C、D和E)可以使用颜色分类表来指定，然后，可以确定对应于指定组的含有机物材料的点数量。即，B、C、D和E可以分别分配约20点、约40点、约50点和约60点以调整各个组的色度等级。

图9～11是说明随含有机物材料的点数量的光特性的变化图。图9是说明发光强度的变化图，图10是说明色度坐标x的变化图，图11是说明色度坐标y的变化图。

参考图9～11，当含有机物材料的点数量从约40点上升到约60点时，可看出发光强度效率和色度坐标x和y逐步增加。

图12是根据本发明另一实施方案的发光器件的截面图；和图13是图12的部分放大图。

参考图12和13，发光器件200可以是模块，其中排列了多个发光部件200A。发光器件200包括模块板210、腔室213、发光二极管220、树脂层250、第一层260和透镜270。

模块板210包括板212和反射层214。板212可包括柔性PCB、金属PCB和普通PCB。而且，板212可用作各个发光部件200A的主体。反射层214可以用层压或挤压法一体化地连接到板212。模块板210可用作主体，但并不限于此。

当模块板210包括多层板时，腔室213可限定在反射层214上，但并不限于此。此外，可以在模块板210上设置光学片，但并不限于此。

可以以预定的距离将多个腔室213排列在模块板210上。发光二极管220可以与设置在板212上的引线电极电连接。发光二极管220可以用倒装芯片、芯片接合和引线接合方法中的一种来设置，但并不限于此。

模块板210的腔室213可以以预定距离排列成至少一条线。或者，可以以矩阵形状或锯齿状排列成多列，但并不限于此。

腔室213的表面可以是圆形或者多边形，但并不限于此。

设置在腔室213中的发光二极管220可包括彩色LED例如红色LED、绿色LED和蓝色LED和/或紫外(UV)LED中的至少一种。

树脂层250设置在腔室213中。磷光体可以加入诸如硅或环氧树脂的树脂材料中以形成树脂层250。可考虑发光二极管250的光和目标光之间的关系来选择磷光体。

此处，发光模块200可利用蓝色LED芯片和黄色LED芯片或双LED芯片来实现白光。

树脂层250的上表面可具有平坦形状、凹形或凸形，但并不限于此。

第一层260可以设置在树脂层250上。第一层260可以由橡胶材料(硅或丙烯酸材料)和金属化合物形成。橡胶材料可包括硅和丙烯酸材料，金属可选择性地包括C、Fe、Al、Ag、Au、Ti、Zn和Sn。金属材料具有色感如红色系和黄色系。

第一层260可通过在约20点到约60点的范围内分配含有机物材料来形成。而且，可以控制含有机物材料的分配量以纳升/点为单位计(例如2纳升)。每个发光部件200A的光分布可以通过控制第一层260的厚度来改变到目标区域或在目标区域内改变。

例如，当发光二极管220可使用具有目标等级之外的等级的LED时，可以利用第一层260来改变色度坐标分布。因此，可以改善发光二极管220的利用率。

透镜270利用第一层260粘附到树脂层250。透镜270可包括凸透镜或侧发光透镜，但并不限于此。此处，光学元件可以设置在模块板210上。光学元件可包括波导板、光学片和/或透镜。发光元件可利用第一层260粘附到树脂层250。

当各发光部件200A或者所有发光部件200A的色度坐标分布在目标区域之外时，色度坐标分布可以利用具有色感并且设置在树脂层250上的第一层260偏移到目标区域。

发光模块200可选择性应用于直视型光单元和侧视型光单元。另外，发光模块200可应用于便携式终端、各种指示装置和显示装置。

色感可以指可感知的颜色之一，也可以是基于CIE色度坐标之一，但并不限于此。

在另一个实施方案中，发光器件的制造方法包括：在主体上设置发光二极管；在发光二极管上形成树脂层；在树脂层上形成含金属材料的第一层；和将发光元件附着于第一层。

本发明的实施方案可改善发光二极管的利用率。

本发明的实施方案可改善包括发光二极管的封装或模块的利用率。

根据本发明的实施方案，LED封装或发光模块的颜色分布可以移动(或偏移)到目标区域(或之内)。

本发明的实施方案可改善LED芯片的利用率。

本发明的实施方案可改善LED封装的利用率。

本发明的实施方案可改善发光模块的利用率。

在本说明书中对″一个实施方案″、″实施方案″、″示例性实施方案″等的任何引用，表示与该实施方案相关描述的具体的特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施方案中。在说明书不同地方出现的这些措词不必都涉及相同的实施方案。此外，当结合任何实施方案描述具体的特征、结构或特性时，认为将这种特征、结构或特性与其它的实施方案相关联均在本领域技术人员的范围之内。

虽然已经参考大量说明性实施方案描述了实施方案，但是应理解本领域技术人员可设计很多的其它改变和实施方案，这些也将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在公开、附图和所附的权利要求的范围内，在本发明的组合排列的构件和/或结构中可能具有各种的变化和改变。除构件和/或结构的变化和改变之外，对本领域技术人员而言，可替代的用途也会是显而易见的。

Claims

1.一种发光器件，包括：

主体，所述主体具有腔室、以及在所述腔室的周边区域中的上表面；

在所述主体的所述腔室上的发光二极管；

包围所述发光二极管的树脂层；

第一层，所述第一层粘附于并接触所述树脂层的上表面而不设置在所述主体的所述上表面上，所述第一层由橡胶材料和金属材料的混合物形成，所述金属材料设置为使从所述发光二极管中发出的光的色度坐标分布偏移；和

光学元件，所述光学元件粘附于并接触所述第一层的上表面，粘附于并接触所述第一层的侧表面，以及接触所述主体的所述上表面的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：

在所述腔室中的与所述发光二极管电连接的多个引线电极。

3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述金属材料具有彩色系色感。

4.根据权利要求3所述的发光器件，其中所述金属材料包括铁(Fe)、铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、钛(Ti)、锌(Zn)和锡(Sn)中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述光学元件包括透镜，所述光学元件和所述树脂层利用所述第一层而彼此附着。

6.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述金属材料包括红色系材料和黄色系材料。

7.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述树脂层包括磷光体，所述磷光体包括红色磷光体、绿色磷光体、蓝色磷光体和黄色磷光体中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一层使从所述发光二极管发出的光的具有色度坐标分布的等级偏移到具有另一色度坐标分布的另一等级。

9.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一层使从所述树脂层发出的光的具有色度坐标分布的等级偏移到具有另一色度坐标分布的另一等级。

10.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述橡胶材料包括硅树脂、环氧树脂和丙烯酸材料中的至少一种。

11.根据以上权利要求中任一项所述的发光器件，其中所述主体包括多个腔室，并且其中多个引线电极和多个发光二极管布置在所述各个腔室中。