CN102082223A - 发光器件封装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光器件封装。发光器件封装包括：封装主体；发光器件，该发光器件被安装在封装主体的腔体中；包封层，该包封层密封发光器件；以及电极，该电极被连接到发光器件。封装主体包括具有比组成包封层的材料的导热性更低的导热性的材料。

Description

发光器件封装
技术领域
本实施例涉及一种发光器件封装。
背景技术
发光二极管(LED)是将电流转换为光的半导体发光器件。
取决于被用于制造LED的半导体材料可以改变从LED发射的光的波长。这是因为被发射的光的波长取决于价带电子和导带电子之间的能量差，即，半导体材料的带隙而进行变化。
LED能够产生具有高亮度的光，使得LED已经被广泛地用作用于显示装置、车辆、或者照明装置的光源。另外，LED能够通过采用荧光材料或者组合具有各种颜色的LED来呈现出具有优秀的光效率的白色。
发明内容
被应用于发光二极管的电能被主要地转换为光能和热能。因此，本实施例提供一种发光器件封装，该发光器件封装能够提高热能的散热特性。
另外，本实施例提供发光器件封装，该发光器件封装能够通过提高发光二极管的散热特性提高其特性。
根据实施例，发光器件封装包括：封装主体；发光器件，该发光器件被安装在封装主体的腔体中；包封层，该包封层密封发光器件；以及电极，该电极被连接到发光器件。封装主体包括具有比组成包封层的材料的导热性更低的导热性的材料。
根据另一实施例，发光器件封装包括封装主体，该封装主体被提供有腔体；多个电极，所述多个电极被提供在腔体中；发光器件，该发光器件被电气地连接到腔体中的电极；树脂构件，该树脂构件被布置在发光器件上；以及透镜部，该透镜部被放置在树脂构件上。封装主体包括具有比组成透镜部的材料的导热性更低的导热性的材料。
根据发光器件封装，能够提供从发光二极管发射的热能的散发路径。因此，能够提高散热特性。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的发光器件封装的侧截面图；
图2是示出根据本实施例的发光器件封装的散热特性的视图；
图3A和图3B是示出为了解释根据第一实施例的发光器件封装的散热效应，在与传统的发光器件封装的比较中获得的模拟结果的视图；
图4是示出根据第二实施例的发光器件封装的侧截面图；
图5是示出包括根据本公开的发光器件封装的背光单元的透视图；以及
图6是示出包括根据本发明的发光器件的照明系统的视图。
具体实施方式
在实施例的描述中，将会理解的是，当层(或膜)、区域、图案、或结构被称为在另一衬底、另一层(或膜)、另一区域、另一垫、或另一图案“上”或“下”时，它能够“直接”或“间接”在另一衬底、层(或膜)、区域、垫、或图案上，或者也可以存在一个或多个中间层。已经参考附图描述了该种层的位置。
为了方便或清楚起见，附图中所示的每层的厚度和尺寸可以被夸大、省略、或示意性绘制。另外，元件的尺寸没有完全反映真实尺寸。
在下文中，将会参考附图来描述根据实施例的发光器件封装。
图1是示出根据第一实施例的发光器件封装的侧截面图，图2是示出根据本实施例的发光器件封装的散热特性的视图，并且图3是示出为了解释根据第一实施例的发光器件封装的散热效应，在与传统的发光器件封装的比较中获得的模拟结果的视图。
参考图1，发光器件封装100包括第一和第二电极121和123，该第一和第二电极121和123被形成在衬底上；发光器件125，该发光器件125被安装在第一电极121上；以及封装主体110，该封装主体110包围衬底的上部处的发光器件125。
包封层130被提供在封装主体110的腔体中，以密封发光器件125，并且磷光体131被包含在包封层130中。换言之，在封装主体110中腔体形成预定的空间，并且发光器件125和包封层130被放置在腔体中。
第一和第二电极121和123被构造为分别连接到发光器件125的阳极和阴极端子。通过印刷方案，可以形成第一和第二电极121和123。第一和第二电极121和123被电气地相互绝缘，并且穿过封装主体110。
第一和第二电极121和123能够反射从发光器件125发射的光，以增加光效率。根据实施例，第一和第二电极121和123散发从发光器件125发射的热。第一和第二电极121和123包括呈现优秀的导电性的包括铜或者铝的金属材料。
发光器件125可以分别包括横向型发光器件，其中N侧电极层和P侧电极层被提供在发光器件结构的顶表面上；倒装安装型发光器件，其中N侧电极层和P侧电极层被提供在发光器件结构的底表面上；或者垂直型发光器件，其中N侧电极层和P侧电极层分别被提供在发光器件结构的顶表面和底表面上。
尽管图1示出垂直型发光器件，但是发光器件125的N侧电极层通过电线127被电气地连接到第一电极121，并且发光器件125的P侧电极层接触第二电极123。例如，发光器件125可以包括发光二极管，该发光二极管包括N型半导体层、有源层、以及P型半导体层。
包括腔体的封装主体10被形成在第一和第二电极121和123上，同时包围发光器件125。如果封装主体110的内表面，即，形成腔体的内周表面具有预定的倾斜，从发光器件125发射的光的反射被增加，使得能够提高发光效率。特别地，封装主体110包括具有低的导热性的材料，并且基于构成包封层130的材料选择封装主体110的材料。
通过使用封装主体110和包封层130的材料之间的导热性中的不同，可以散发根据发光器件125的驱动而发射的热。例如，封装主体110可以由具有比包封层130的材料的导热性至少低10W/m.k的导热性的材料构成。
优选地，封装主体110可以具有比构成包封层130的材料的导热性低0.01W/m.k的导热性。
因此，从发光器件125产生的热可以被传输到具有高的导热性的第一和第二电极121和123，并且在向上的方向中进行发射，而不是将其传输到具有低的导热性的封装主体110。
换言之，被传输到包封层130的热被传输到具有比包封层130高的导热性的第一和第二电极121和123，使得能够提高散热性能。
因此，通过使用在封装主体110和包封层130的材料之间的导热性的不同来形成热传输路径，并且能够通过热传输路径来提高散热特性。
在根据本实施例的发光器件封装中，热传输路径被标注为图2的“H”，并且在发光器件125的向上方向中传输包封层130下面的发射的热，并且该发射的热被传输到发光器件125下面的第一和第二电极121和123，而不是将其传输到具有低的导热性的封装主体110。
在图3A和图3B中示出用于上述结构的实验结果。图3A示出传统的发光器件封装的模拟结果，其中包封层包括硅，并且封装主体包括合成树脂使得包封层和封装主体具有相互类似的导热性。图3B示出根据本实施例的发光器件封装的模拟结果，根据本实施例的发光器件封装包括包封层130，所述包封层130具有比构成封装主体110的材料的导热性至少大10W/m.k的导热性的材料。
根据实验结果，在传统的发光器件封装的情况中，峰值温度被表示为大约93.4℃，并且热阻抗被表示为大约68.4[K/W]。相反地，在根据本实施例的发光器件封装的情况下，峰值温度被表示为大约74℃，并且热阻抗被表示为大约49[K/W]。
如图3A和图3B中所示，可以识别热传输路径。在传统的发光器件封装的情况下，通过包封层的上部将非常少量的热散发到外部，并且散热被集中在金属电极。
相反地，在根据本实施例的发光器件封装的情况下，通过包封层130的上部，朝着金属电极并且朝着外部同时发生散热。换言之，当与仅包括金属的封装主体110相比较时，包括具有比包封层130的导热性至少低10W/m.k的导热性的材料的封装主体110呈现优秀的热特性。
图4是示出根据第二实施例的发光器件封装的侧截面图。在关于第二实施例的下述描述中，为了避免重复将不会进一步描述与第一实施例相同的结构和构件。
参考图4，发光器件封装110包括第一腔体115、第二腔体117、第一电极121、第二电极123、封装主体110、发光器件125、树脂构件140、以及透镜部150。
第一和第二电极121和123的第一末端可以被提供在封装主体110的第一腔体115中，并且第一腔体115的内周壁可以相对于第一腔体115的底表面垂直或者倾斜。发光器件125可以被提供在第一腔体115中，并且可以被提供在至少一个电极121上。第一电极121可以被电气地连接到第二电极123。另外，多个LED芯片可以被安装在第一腔体115中。在这样的情况下，可以更改第一和第二电极121和123的图案。
封装主体110可以被提供有第二腔体117，并且第二腔体117被形成在封装主体110的上部处。第一腔体115被提供在第二腔体117的中心下部处。第二腔体117的直径可以大于第一腔体115的上部的直径。
可以通过封装主体110和/或至少一个电极121和123来限定第一腔体115和/或第二腔体117的空间，并且该空间可以具有各种形状。
树脂构件140被形成在第一腔体115中。树脂构件140可以包括至少一个磷光体和/或扩散剂，但是实施例不限于此。磷光体可以包括黄光、绿光、红光、或者蓝光磷光体。另外，树脂构件140的表面可以具有凹状形状、凸状形状，或者平面形形状。预定的图案可以被形成在树脂构件140的表面上。
当在平面图中观察时，封装主体110中的第一腔体115和第二腔体117可以具有圆形凹槽或者多边形凹槽的形状。从发光器件125发射的一部分光可以通过第一腔体115的圆周表面而发生反射，或者可以通过第一腔体115的圆周而发生透射。
根据第二实施例的封装主体10可以包括具有低的导热性的材料。换言之，封装主体110可以包括具有比构成透镜部150的材料的导热性至少低10W/m.k的导热性的材料。优选地，封装主体110可以具有比构成透镜部150的材料的导热性大0.01倍的导热性。
透镜部150的导热性可以与树脂构件140的导热性相同或者高于树脂构件140的导热性。
从发光器件125发射的热被传输到具有较高的导热性的透镜部150以及第一和第二电极121和123，而不是被传输到具有较低的导热性的封装主体110，使得能够散发热。换言之，与第一实施例相类似，封装主体110可以包括具有比构成被提供在腔体中的构件(例如，透镜部)的材料的导热性至少低10W/m.k的导热性的材料，使得能够形成散热路径。
因此，通过金属电极121和123以及透镜部150实现封装主体的散热，使得散热路径被形成在发光器件125的上和下方向中。
如上所述，根据本实施例，能够提高根据发光器件的驱动而发射的热的散发特性。
根据实施例的发光器件封装可以用作诸如背光单元、指示器、灯管、或者街灯的照明系统。
在下文中，将会参考图5和图6描述本公开的应用。
图5是示出根据公开的包括发光器件封装的背光单元1100的透视图。
图5中所示的背光单元1100是照明系统的示例，并且实施例不限于此。
参考图5，背光单元1100包括底盖1140、安装在底盖1140中的导光构件1120、以及安装在导光构件1120的底表面上或者一侧的发光模块1110。另外，反射片1130被布置在导光构件1120的下面。
底盖1140具有盒状形状，该盒状形状具有开口的顶表面，以在其中容纳导光构件1120、发光模块1110、以及反射片1130。另外，底盖1140可以包括金属材料或者树脂材料，但是实施例不限于此。
发光模块1110可以包括安装在衬底700上的多个发光器件封装600。发光器件封装600将光提供给导光构件1120。
如图5中所示，发光模块1110安装在底盖1140的至少一个内侧上，以将光提供给导光构件1120的至少一侧。
另外，发光模块1110能够被提供在底盖1140中导光构件1120的下面，以朝着导光构件1120的底表面提供光。根据背光单元1100的设计，能够对该布置进行各种修改。
导光构件1120被安装在底盖1140中。导光构件1120将从发光模块1110发射的光转化为表面光，以朝着显示面板(未示出)引导表面光。
导光构件1120可以包括导光板。例如，导光板可以包括诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸基树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、COC、PC(聚碳酸酯)、或者PEN(聚萘二甲酸乙二酯)树脂中的一个。
光学片1150可以被提供在导光构件1120的上面。
光学片1150可以包括漫射片、聚光片、亮度增强片、或者荧光片中至少一种。例如，光学片1150具有漫射片、聚光片、亮度增强片、以及荧光片的堆叠结构。在这样的情况下，漫射片均匀地漫射从发光模块1110发射的光，从而能够通过聚光片将漫射光聚集在显示面板(未示出)上。从聚光片输出的光被任意地偏振，并且亮度增强片增加从聚光片输出的光的偏振的程度。聚光片可以包括水平的和/或竖直的棱镜片。另外，亮度增强片可以包括双亮度增强膜，并且荧光片可以包括透射膜或者透射板，所述透射膜或者透射板包括磷光体。
反射板1130能够被布置在导光构件1120的下面。反射片1130将通过导光构件1120的底表面发射的光朝着导光构件1120的出光表面反射。反射片1130可以包括诸如PET、PC或者PVC树脂的具有高反射率的树脂材料，但是实施例不限于此。
图6是示出根据公开的包括发光器件的照明系统1200的透视图。图6中所示的照明系统1200仅是一个示例，并且实施例不限于此。
参考图6，照明系统1200包括壳体1210、安装在壳体1210中的发光模块1230、以及安装在壳体1210中以接收来自于外部电源的电力的连接端子1220。
优选地，壳体1210包括具有优秀的散热性能的材料。例如，壳体1210包括金属材料或者树脂材料。
发光模块1230可以包括衬底700和安装在衬底700上的至少一个发光器件封装600。
衬底700包括印有电路图案的绝缘构件。例如，衬底700包括PCB(印刷电路板)、MC(金属核)PCB、F(柔性)PCB、或者陶瓷PCB。
另外，衬底700可以包括有效地反射光的材料。衬底700的表面能够涂有诸如白色或者银色的颜色，以有效地反射光。
至少一个发光器件封装600能够安装在衬底700上。
每个发光器件封装600可以包括至少一个LED(发光二极管)。LED可以包括发射具有红、绿、蓝或者白色的光的彩色LED，和发射UV光的UV(紫外线)LED。
可以不同地布置发光模块1230，以提供各种颜色和亮度。例如，能够布置白光LED、红光LED、以及绿光LED以实现高显色指数(CRI)。另外，荧光片能够被提供在从发光模块1230发射的光的路径中，以改变从发光模块1230发射的光的波长。例如，如果从发光模块1230发射的光具有蓝光的波长带，那么荧光片可以包括黄光磷光体。在这样的情况下，从发光模块1230发射的光通过荧光片，从而光被视为白光。
连接端子1220电气地连接至发光模块1230以将电力提供给发光模块1230。参考图6，连接端子1220具有与外部电源插座螺纹耦合的形状，但是实施例不限于此。例如，能够以插入外部电源的插脚或者通过布线连接至外部电源的形式来制备连接端子1220。
根据如上所述的照明系统，导光构件、漫射片、聚光片、亮度增强片、或荧光片中的至少一种被提供在从发光模块发射的光的路径中，从而能够实现想要的光学效果。
图5和图6的背光单元1100和照明系统1200包括发光模块1110和1230，所述发光模块1110和1230包括图1至图4的发光器件封装，使得能够获取优秀的光效率。
在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构、或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中，在各处出现的这类短语不必都表示相同的实施例。此外，当结合任何实施例描述特定特征、结构或特性时，都认为结合实施例中的其它实施例实现这样的特征、结构或特性也是本领域技术人员所能够想到的。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例，但是应该理解，本领域的技术人员可以想到多个将落入本发明原理的精神和范围内的其它修改和实施例。更加具体地，在本说明书、附图和所附权利要求的范围内的主题组合布置的组成部件和/或布置中，各种变化和修改都是可能性。除了组成部件和/或布置中的变化和修改之外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种发光器件封装，包括：
封装主体；
发光器件，所述发光器件位于所述封装主体的腔体中；
树脂层，所述树脂层用于覆盖所述发光器件；以及
电极，所述电极连接到所述发光器件，
其中，所述封装主体包括这样的材料：所述材料的导热性比构成所述树脂层的材料的导热性更低，
其中，构成所述封装主体的材料和构成所述树脂层的材料之间的导热性的差值至少是10W/m.k。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述树脂层放置在所述封装主体的腔体中。
3.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述电极的导热性高于所述树脂层的导热性。
4.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述电极联接到所述发光器件的下部。
5.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述电极包括铜的合金或者铝的合金。
6.根据权利要求1所述的发光器件封装，还包括放置在所述树脂层上的透镜部。
7.根据权利要求6所述的发光器件封装，其中，所述封装主体包括这样的材料：所述材料的导热性低于构成所述透镜部的材料的导热性。
8.根据权利要求6所述的发光器件封装，其中，所述树脂层包括至少一种磷光体。
9.根据权利要求6所述的发光器件封装，其中，所述腔体包括：
第一腔体，所述第一腔体填充有所述树脂层；和
第二腔体，所述第二腔体填充有所述透镜部。
10.根据权利要求9所述的发光器件封装，其中，所述第二腔体的直径大于所述第一腔体的直径。
11.根据权利要求6所述的发光器件封装，其中，构成所述封装主体的材料和构成所述透镜部的材料之间的导热性的差值至少是0.01W/m.k。
12.根据权利要求6所述的发光器件封装，其中，所述树脂层将从所述发光器件发射的热传递到所述透镜部和所述电极。
13.一种照明系统，包括发光模块，所述发光模块包括衬底和如权利要求1至12其中一项所述且设置所述衬底上的发光器件封装。
14.一种发光器件封装，包括：
封装主体；
发光器件，所述发光器件位于所述封装主体的腔体中；
树脂层，所述树脂层用于覆盖所述发光器件；以及
电极，所述电极连接到所述发光器件，
其中，所述封装主体包括这样的材料：所述材料的导热性低于构成所述树脂层的材料的导热性，
其中，构成所述封装主体的材料和构成所述树脂层的材料之间的导热性的差值至少是0.01W/m.k。
15.根据权利要求14所述的发光器件封装，还包括放置在所述树脂层上的透镜部，
其中，所述封装主体包括这样的材料：所述材料的导热性低于构成所述透镜部的材料的导热性。
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