CN101929614A - 发光装置及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光装置及其封装方法。发光装置包括基板、发光元件、至少一挡块及至少一覆盖层。发光元件设置于基板上，该挡块突出于基板表面，以连续或非连续方式绕设于发光元件周围，形成第一容置区，该至少一覆盖层设置于第一容置区，并覆盖该发光元件。

Description

发光装置及其封装方法

技术领域

本发明涉及一种发光装置及其封装方法，特别是涉及一种可简化封装工艺且能精准对位的发光装置及其封装方法。

背景技术

随着光电产业的发展，发光元件例如发光二极管(LED)已被广泛地运用于各种电子产品的显示应用上。

请参照图1所示，已知的LED发光装置1是于基板10上设置绝缘层11，发光元件12则设置于绝缘层11上，再以引线接合(wire bonding)方式与设置于绝缘层11上的金属层13形成电性连接，最后以封装层14包覆发光元件12，以保护发光元件12不受到机械、热、水气或其它因素影响而破坏。

然而，已知作法以封装层14包覆发光元件12时需考虑定位的问题，形成封装层14时需尽量让发光元件12的位置设置于中央，如果发光元件12未如预期设置在封装层14的中央，便会影响发光元件12的出光效率、光均匀度、光型、色温等。然而若要将发光元件12精准定位在封装层14中央，则需要利用机械治具进行对位，但如此一来会增加生产的复杂度及效率，而提高生产的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可简化封装工艺且能精准对位的发光装置及其封装方法。

缘是，为达上述目的，依据本发明的发光装置包括基板、发光元件、至少一挡块及至少一覆盖层。发光元件设置于基板上，该挡块突出于基板表面，以连续或非连续方式绕设于发光元件周围，形成第一容置区，该至少一覆盖层设置于第一容置区，并覆盖该发光元件。

其中该第一挡块以等距离或非等距离围绕该发光元件，该第一容置区或该第二容置区优选为环状、圆形、椭圆形、三角形、矩形、多边形或不规则形的封闭或非封闭区域，该基板的材料优选为铜、铝、陶瓷或高导热性材料，该基板表面可为平面、凸面或凹面，其表面优选为具有光反射性材料。

该发光装置还包括第二挡块，以连续或非连续方式绕设于第一挡块周围，并于第一挡块及第二挡块之间形成环状的第二容置区，该第一挡块或该第二挡块优选为具有弹性，以缓冲应力。该至少一覆盖层的高度优选为低于、等于或高于该第一挡块或第二挡块的高度。

该第一挡块或该第二挡块优选为球体、椭圆体、环状、圆弧状、锥体、立方体、多边形体或不规则体，该第一挡块或该第二挡块为透光或不透光材料，其材料包括硅胶、橡胶、树脂、玻璃、压克力、UV胶或绝缘材料，该第一挡块或第二挡块优选以点胶、压膜成型或网版印刷方式设置于基板上，可用以反射发光元件所发出的光线。每一该第一挡块或该第二挡块分别具有接近该发光元件的第一端，和相对于该第一端远离该发光元件的第二端，该第一端和第二端分别涂布或仅其中一端涂布转变光折射率材料，以提高该发光装置的出光效率。

该至少一覆盖层可为仅设置于第一容置区，或同时设置于第一容置区及第二容置区，该至少一覆盖层的表面为凹面、凸面、平面、镜面或粗糙表面，其材料为透光材料，该至少一覆盖层包括光学透镜层、填充胶层或混合材料层，该光学透镜层可设置于该填充胶层、该混合材料层、该第一挡块或该第二档块上，该挡块可提供支撑与固定该光学透镜层的功能，该混合材料层可设置于该填充胶层或该发光元件上。该光学透镜层可为玻璃、压克力、UV胶、石英或高透光性材料所构成，该混合材料层包括填充胶和混合材料，该混合材料优选为荧光材料、转换光波长材料或非晶体材料，该混合材料分布于该填充胶的状态为均匀散布、不均匀散布、浓度渐层变化、分布于下方或分布于上方。该填充胶优选为环氧树脂(epoxy)、硅树脂(silicone)、树脂(resin)或绝缘材料。

为达上述目的，依据本发明的发光装置封装方法包括：提供基板；设置发光元件于该基板上；设置至少一第一挡块于基板表面，该至少一第一挡块以连续或非连续方式绕设于发光元件周围，形成第一容置区；以及设置至少一覆盖层于该第一容置区，以覆盖该发光元件。

附图说明

图1为显示已知发光装置的剖面图；

图2A～2F为显示依据本发明的发光装置的优选实施例的剖面图；以及

图3A～3C为显示依据本发明的发光装置的优选实施例的俯视图。

附图标记说明

10：基板             11：绝缘层

12：发光元件         13：金属层

14：封装层           21：发光元件

221：第一挡块        222：第二挡块

23：覆盖层           231：填充胶层

232：光学透镜层      233：混合材料层

24：基板             25：转变光折射率材料

A1：第一容置区       A2：第二容置区

e1：第一端           e2：第二端

具体实施方式

以下将参照相关附图，以说明依据本发明的优选实施例，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参阅图2A，依据本发明的发光装置包括基板24、发光元件21、至少一第一挡块221和至少一覆盖层23，该第一挡块221突出于基板24表面，绕设于发光元件21周围，以形成第一容置区A1，该覆盖层23设置于第一容置区A1，并覆盖该发光元件21。

其中该基板24的材料为铜、铝、陶瓷或高导热性材料，其具有导热及电路连接功能，该基板表面可为平面、凸面或凹面，其表面优选为具有光反射性材料。该第一挡块221以等距离围绕发光元件21，使发光元件21位于第一容置区A1的中央，但第一挡块221亦可以非等距离围绕发光元件21。该覆盖层23的表面为凸面，但并不以此为限，亦可为凹面、平面、镜面或粗糙表面，而覆盖层23的高度高于第一挡块221的高度，但覆盖层亦可设置为低于或等于第一挡块221的高度。

第一挡块221可以连续方式绕设于发光元件21周围，如图3A所示；亦可以非连续方式绕设于发光元件21周围，如图3B所示。该第一挡块221以非连续方式设置，可避免覆盖层23填入该第一容置区A1时，在第一容置区A1内产生气泡，亦可提供覆盖层23在固化时的应力释放途径。

该第一容置区A1优选为圆形，如图3A和图3B所示，但亦可为椭圆形、三角形、矩形、多边形或不规则形。

该发光装置可进一步包括第二挡块222，如图3C所示，绕设于第一挡块221周围，并于第一挡块221及第二挡块222之间形成环状的第二容置区A2，该第二挡块222可以非连续方式绕设于第一挡块221周围，但不以此为限，亦可以连续方式绕设于第一挡块221周围。

该第一挡块或该第二挡块优选为具有弹性的透光或不透光材料，优选为硅胶、橡胶、树脂、玻璃、压克力、UV胶或绝缘材料，该第一挡块或该第二挡块为球体、椭圆体、环状、圆弧状、锥体、立方体、多边形体或不规则体，该第一挡块或第二挡块可以点胶、压膜成型或网版印刷方式设置于基板上。

请参阅图2F，每一该第一挡块221或该第二挡块分别具有接近该发光元件21的第一端e1，和相对于该第一端e1远离该发光元件21的第二端e2，该第一端e1或第二端e2可分别涂布有转变光折射率材料25，或仅其中一端涂布有该转变光折射率材料25，用以提高该发光装置的出光效率，其光折射率的变化可依实际需要而定，另外，该第一挡块221或该第二挡块亦可用以反射该发光元件21所发出的光线。

本发明的发光装置中的该覆盖层可为光学透镜层、填充胶层或混合材料层，亦可为其任意结合的多层结构，如图2B所示，填充胶层231设置于第一容置区A1，该填充胶层231的高度等于该第一挡块221的高度，光学透镜层232则设置于填充胶层231上。另外，在双层挡块的结构中，填充胶层231可同时设置在第一容置区A1和第二容置区A2，其高度等于第二挡块222的高度，光学透镜层232则设置在填充胶层231上，如图2C所示，而填充胶层231亦可仅设置在第一容置区A1，而混合材料层233由填充胶层231上方延伸设置在第二容置区A2内，如图2D所示。

再者，混合材料层233可设置在发光元件21上，填充胶层231设置在混合材料层233上，并覆盖混合材料层233及发光元件21，如图2E所示，而光学透镜层232则设置在填充胶层231上，此时，填充胶层231仅设置于第一容置区A1，第二容置区A2不填充任何材料，该填充胶层231的高度高于第一挡块221的高度，第二挡块222则与填充胶层231共同支撑光学透镜层232。

该光学透镜层232的材料包括玻璃、压克力或UV胶，该混合材料层233包括填充胶和混合材料，该混合材料分布于该填充胶的状态为均匀散布、不均匀散布、浓度渐层变化、分布于下方或分布于上方，该混合材料优选为荧光材料、转换光波长材料或非晶体材料，该填充胶优选为环氧树脂、硅树脂、树脂或绝缘材料。

本发明的发光装置及其封装方法通过第一与第二挡块结合覆盖层可达到简化封装工艺并能精准对位的目的，而透过填充胶层、光学透镜层和混合材料层不同排列组合变化，可进一步达到改变出光效率、控制色温变异及控制不同视角光线的均匀性等光学效果。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等同修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。

Claims (22)

1.一种发光装置，包括：

基板；

发光元件，设置于该基板上；

至少一第一挡块，突出于该基板表面，该至少一第一挡块以连续或非连续方式绕设于该发光元件周围，形成第一容置区；以及

至少一覆盖层，设置于该第一容置区，并覆盖该发光元件。

2.如权利要求1所述的发光装置，其中该至少一第一挡块以等距离或非等距离围绕该发光元件。

3.如权利要求1所述的发光装置，其还包括至少一第二挡块，以连续或非连续方式绕设于该至少一第一挡块周围，并于该至少一第一挡块及该至少一第二挡块之间形成第二容置区。

4.如权利要求1或3所述的发光装置，其中该第一容置区或该第二容置区为环状、圆形、椭圆形、三角形、矩形、多边形或不规则形。

5.如权利要求1或3所述的发光装置，其中该至少一覆盖层的高度低于、等于或高于该至少一第一挡块或该至少一第二挡块的高度。

6.如权利要求3所述的发光装置，其中该至少一覆盖层同时设置于该第一容置区及该第二容置区。

7.如权利要求1或3所述的发光装置，其中该至少一第一挡块或该至少一第二挡块为球体、椭圆体、环状、圆弧状、锥体、立方体、多边形体或不规则体。

8.如权利要求1或3所述的发光装置，其中该至少一第一挡块或该至少一第二挡块为弹性或非弹性体，其材料包括硅胶、橡胶、树脂、玻璃、压克力、UV胶、透光、不透光或绝缘材料。

9.如权利要求1或3所述的发光装置，其中该至少一第一挡块或该至少一第二挡块以点胶、粘着、压膜成型或网版印刷方式设置于该基板上。

10.如权利要求1或3所述的发光装置，其中该至少一第一挡块或该至少一第二挡块反射该发光元件所发出的光线。

11.如权利要求1或3所述的发光装置，其中每一该第一挡块或该第二挡块分别具有接近该发光元件的第一端，和相对于该第一端远离该发光元件的第二端，该第一端和该第二端分别涂布有转变光折射率材料，或仅其中一端涂布有该转变光折射率材料。

12.如权利要求1所述的发光装置，其中该至少一覆盖层的表面为凹面、凸面、平面、镜面或粗糙表面。

13.如权利要求1所述的发光装置，其中该至少一覆盖层包括光学透镜层、填充胶层或混合材料层。

14.如权利要求13所述的发光装置，其中该光学透镜层的材料包括玻璃、压克力、UV胶、石英或高透光性材料，该填充胶层包括环氧树脂、硅树脂、树脂或绝缘材料。

15.如权利要求13所述的发光装置，其中该混合材料层包括填充胶和混合材料，该混合材料分布于该填充胶的状态为均匀散布、不均匀散布、浓度渐层变化、分布于下方或分布于上方。

16.如权利要求15所述的发光装置，其中该填充胶包括环氧树脂、硅树脂、树脂或绝缘材料，该混合材料包括荧光材料、转换光波长材料或非晶体材料。

17.如权利要求3或13所述的发光装置，其中该光学透镜层设置于该填充胶层、该混合材料层、该第一挡块或该第二挡块上。

18.如权利要求13所述的发光装置，其中该混合材料层设置于该填充胶层或该发光元件上。

19.如权利要求1所述的发光装置，其中该基板的材料为铜、铝、陶瓷或高导热性材料，其表面为平面、凸面或凹面。

20.如权利要求1所述的发光装置，其中该基板表面具有光反射性材料。

21.一种发光装置封装方法，包括：

提供基板；

设置发光元件于该基板上；

设置至少一第一挡块于该基板表面，该至少一第一挡块以连续或非连续方式绕设于该发光元件周围，形成第一容置区；以及

设置至少一覆盖层于该第一容置区，以覆盖该发光元件。

22.如权利要求21所述的发光装置封装方法，其还包括设置至少一第二挡块于该基板表面，以连续或非连续方式绕设于该至少一第一挡块周围，并于该至少一第一挡块及该至少一第二挡块之间形成第二容置区。

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