CN102185081A - 发光二极管封装构造 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光二极管封装构造，其包含一壳体、一发光二极管芯片及一透光封装部。所述壳体具有一凹部及多个凸出部，所述发光二极管芯片设于所述凹部，并包覆所述凹部内的所述透光封装部，所述多个凸出部设于所述凹部内或在所述壳体的边缘上。本发明通所述多个凸出部以使所述透光封装部的表面形成凹凸不平的形状，从而增加了光线的扩散角度及提高光线的出光效率。

Description

发光二极管封装构造
【技术领域】
本发明涉及一种发光二极管封装构造，特别是涉及一种通过设置多个凸出部使透光封装部的表面形成凹凸不平的形状的发光二极管封装构造。
【背景技术】
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)是利用液晶材料的特性来显示图像的一种平板显示装置(flat panel display，FPD)，其相较于其他显示装置而言更具轻薄、低驱动电压及低功耗等优点，已经成为整个消费市场上的主流产品。然而，液晶显示器的液晶材料无法自主发光，必须借助外在提供光源，因此液晶显示器中需另设背光模块以提供所需的光源。
一般而言，背光模块可分为侧入式背光模块和直下式背光模块两种形式。已知背光模块主要是以冷阴极荧光灯管(CCFL)、热阴极荧光灯管(HCFL)及半导体发光元件作为光源，而半导体发光元件主要又是利用发光二极管(LED)进行发光，其相较于阴极荧光灯管更为省电节能、使用寿命更长，且体积更为轻巧，因而有逐渐取代阴极荧光灯管的趋势。
现今，发光二极管多以芯片的形式进行半导体封装，以作成发光二极管封装构造，最后再与背光模块的固定板接合。而发光二极管产品封装构造的类型，有根据发光颜色、晶粒材料、发光亮度、尺寸大小等情况特征来分类的。单个晶粒一般构成点光源，多个晶粒组装一般可构成面光源和线光源，作信息、状态指示及显示用。发光显示器也是用多个晶粒，通过晶粒的串联或并联连接与合适的光学结构组合而成的，构成发光显示器的发光段和发光点。其中，表面粘着封装型的LED(SMD-LED)是贴于电路板表面，适合表面接着技术(SMT)加工，因为可进行回流焊，可以解决亮度、视角、平整度、可靠性、一致性等问题。并且，其采用了更轻的PCB板和反射层材料，改进后去掉了直插LED较重的碳钢材料引脚，使显示反射层需要填充的环氧树脂更少，表面粘着封装LED可轻易地将产品重量减轻一半，最终使应用更加完美。因此，表面粘着封装LED已逐渐替代了引脚式LED，应用设计更灵活，特别是在LED显示市场中占有一定的份额，有加速发展趋势。
请参照图1，图1揭示一种现有发光二极管封装构造的剖视图。如图1所示，一种现有发光二极管封装构造90包含：一壳体91、一第一电极片92、一第二电极片93、一发光二极管芯片94及一透光封装部95。所述壳体91的上表面设有一凹部911；所述第一电极片92的一部分设于所述凹部911的底部，另一部份延伸至所述壳体91外，以使用于与外部的电性连接。所述第二电极片93的一部分设于所述凹部911的底部，另一部份延伸至所述壳体91外，以使用于与外部的电性连接。所述发光二极管芯片94具有第一电极(未标示)及第二电极(未标示)，该发光二极管芯片94设于所述凹部911之内，其第一电极电性连接于所述第一电极片92上，其第二电极通过一第一引线96电性连接于所述第二电极片93；所述透光封装部95封装所述凹部911，并且封装所述凹部911内的各元件，所述发光二极管芯片94的光线能通过所述透光封装部95向上方发射。
在现有的所述发光二极管封装构造90中，所述壳体91在设计上预期理想的所述透光封装部95的表面是呈水平的。然而，由于所述透光封装部95的材质硬化后的收缩，加上所述壳体91的凹部911边缘对透光封装部95的表面张力的作用，实际上所述透光封装部95的表面在其中心部是呈现凹陷的状态。由于所述透光封装部95的折射率大于空气的折射率，在光线由内向外经过所述透光封装部95表面与空气的交界面时，会有部份的光线发生全反射的现象。即使这些发生全反射的光线，经过所述凹部911壁面的反射后，再从所述透光封装部95射出，这样都会使光线发生衰减，影响了光线的出光率。
请参照图2，图2揭示另一种现有发光二极管封装构造的剖视图。如图2所示，图2的发光二极管封装构造90’与图1的发光二极管封装构造90大致相同，不同之处在于：图2的发光二极管封装构造90’的透光封装部95’具有一凸透镜的设计，这样避免了上述光线因为全反射的作用而发生衰减的情况，并可更有效率地以大视角将光线射出。然而，这将提高所述透光封装部95’的制作成本。并且，由于所述透光封装部95’凸出所述壳体91’，不利于所述发光二极管封装构造90’的后续SMT或其他制造工艺。
故，有必要提供一种发光二极管封装构造，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的主要目的是提供一种发光二极管封装构造，其通过将多个凸出部设于壳体的凹部内或在所述壳体的边缘上，以使透光封装部的表面具有凹凸不平的形状，增加了光线的扩散角度及提高光线的出光效率。
本发明的另一目的是提供一种发光二极管封装构造，其通过多个凸出部不同的排列的方式，进一步改变及控制发光二极管封装构造发射光线的视角，使适用于不同的使用需求。
本发明的另一目的是提供一种发光二极管封装构造，其通过凸出部或凸台的设置，使有利于以吸头吸附的方式来取放，使适用于一般表面接着技术的制造工艺。
为达上述目的，本发明提供一种发光二极管封装构造，其包含：
一壳体，所述壳体具有一凹部及多个凸出部；
一发光二极管芯片，设于所述壳体的凹部之内；及
一透光封装部，封装所述壳体的凹部，并包覆所述凹部内的所述发光二极管芯片，所述透光封装部具有凹凸不平的表面。
在本发明的一实施例中，所述多个凸出部位于所述凹部内，且该凸出部的高度高于所述壳体的边缘。
在本发明的一实施例中，所述透光封装部封装所述凸出部。
在本发明的一实施例中，所述多个凸出部呈锥体状，相对于所述发光二极管芯片呈圆形阵列排列或镜面对称排列。
在本发明的一实施例中，所述多个凸出部呈板状，相对于所述发光二极管芯片呈镜面对称排列。
在本发明的一实施例中，所述壳体另包含至少一凸台，所述凸台的高度高于所述多个凸出部的高度。
在本发明的一实施例中，所述凸出部的表面具有一反射层。
在本发明的一实施例中，所述凸出部设于所述壳体的边缘上。
在本发明的一实施例中，所述多个凸出部呈中央最高两侧低的多阶梯状排列。
在本发明的一实施例中，所述多个凸出部呈放射状排列。
本发明提供一种发光二极管封装构造，其包含一壳体、一发光二极管芯片及一透光封装部。所述壳体具有一凹部及多个凸出部，所述发光二极管芯片设于所述凹部，并包覆所述凹部内的所述透光封装部，所述多个凸出部设于所述凹部内或在所述壳体的边缘上。本发明通所述多个凸出部以使所述透光封装部的表面形成凹凸不平的形状，从而增加了光线的扩散角度及提高光线的出光效率。
【附图说明】
图1：一种现有发光二极管封装构造的剖视图。
图2：另一种现有发光二极管封装构造的剖视图。
图3A：本发明发光二极管封装构造的第一实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图。
图3B：本发明发光二极管封装构造的第一实施例的剖视图。
图4：本发明发光二极管封装构造的第二实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图。
图5：本发明发光二极管封装构造的第三实施例的壳体与发光二极管芯片立体示意图。
图6A：本发明发光二极管封装构造的第四实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图。
图6B：本发明发光二极管封装构造的第四实施例的剖视图。
图7：本发明发光二极管封装构造的第五实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图。
图8：本发明发光二极管封装构造的第六实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图。
【具体实施方式】
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明。其中，为了能更清楚的表示发光二极管封装构造的主要部份，本发明附图中的立体示意图都是以简化的方式来表示其主要特征。
请同时参照图3A及图3B，图3A为本发明发光二极管封装构造的第一实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图；图3B为本发明发光二极管封装构造的第一实施例的剖视图。所述发光二极管封装构造10包含：一壳体11、一第一电极片12、一第二电极片13、一发光二极管芯片14及一透光封装部15。
所述壳体11具有一凹部111，所述凹部111是一凹陷构造，其形状可依产品需求而对应调整。所述壳体11还包含多个凸出部16，所述多个凸出部16设于所述壳体11的凹部111的底面上，所述凸出部16呈圆周排列。优选的，所述多个凸出部16是呈锥体状，且其高度高于所述壳体11的边缘，所述凸出部16的表面具有一反射层(图未示)。
所述第一电极片12的一部分设于所述壳体11内，其另一部份延伸至所述壳体11外，以用于与外部的电性连接。所述第二电极片13的一部分设于所述壳体11内，其另一部份延伸至所述壳体11外，以用于与外部的电性连接。所述发光二极管芯片14具有第一电极(图未示)及第二电极(图未示)，该发光二极管芯片14设于所述凹部111之内，且该发光二极管芯片14位于所述凸出部16形成的圆周的圆心处。所述发光二极管芯片14第一电极电性连接于所述第一电极片12上，其第二电极通过一引线18电性连接于所述第二电极片13。
所述透光封装部15封装所述凹部111，并包覆所述凹部111内的发光二极管芯片14、部分第一电极片12、部分第二电极片13及凸出部16。如图3B所示，由于表面张力的作用，在封装所述透光封装部15之后，所述透光封装部15在所述凸出部16处，其表面会形成突起。也就是说，所述多个凸出部16改变所述透光封装部15的表面形状。
另外，优选的，所述发光二极管封装构造10的所述壳体11另包含至少一凸台17，所述凸台17可设于所述壳体11的边缘，并且所述凸台17的高度高于所述多个凸出部16的高度。因此，本发明第一实施例的所述发光二极管封装构造10的所述凸台17有利于该发光二极管封装构造10的后续SMT等其他制造工艺。
进一步来说，随着所述透光封装部15表面形状的改变，发光二极管芯片14发出的光线经由所述透光封装部15出射时的路径也会随之改变，在图3B中可以看到，所述透光封装部15的表面凹凸不平，因此，减少了光线产生全反射的几率，因而增加了光线的扩散角度。此外，照射到凸出部16的光线由凸出部16表面的反射层反射后，自透光封装体15的表面射出，从而提高了发光二极管芯片14发出光线的出光率。
请再参照图4所示，图4揭示本发明发光二极管封装构造的第二实施例的壳体与发光二极管芯片立体示意图。本实施例的发光二极管封装构造20与第一实施例的发光二极管封装构造10相似，因此沿用相同的元件名称，但二者的不同之处在于：本实施例中所述多个凸出部26相对于所述发光二极管芯片24呈镜面对称排列，且所述凸出部26的表面具有一反射层(图未示)。使所述发光二极管封装构造20在沿着所述多个凸出部26排列的方向上的视角较小，在与排列方向垂直的方向上的视角较大。从而，所述发光二极管封装构造20可适合于不同的使用需求，例如做为侧入光式背光模块的光源。
请再参照图5所示，图5揭示本发明发光二极管封装构造的第三实施例的壳体与发光二极管芯片立体示意图。本实施例的发光二极管封装构造30与本发明第二实施例的发光二极管封装构造20，因此沿用相同的元件名称，但二者的不同之处在于：本实施例的所述壳体31具有两个相对于发光二极管芯片34呈镜面对称设置的凸出部36，该凸出部36呈板状，且所述凸出部36的表面具有一反射层(图未示)。
请同时参照图6A及图6B所示，图6A揭示本发明发光二极管封装构造的第四实施例的壳体与发光二极管芯片立体示意图；图6B揭示本发明发光二极管封装构造的第四实施例的侧剖视图。在本实施例中，所述发光二极管封装构造40包含：一壳体41、一第一电极片42、一第二电极片43、一发光二极管芯片44及一透光封装部45。所述壳体41的上表面设有一凹部411，所述凹部411是一凹陷构造，其形状可依产品需求而对应调整。所述壳体41的周缘还向上延伸有多个凸出部46，所述多个凸出部46设于所述壳体41的周缘上，该凸出部46位于凹部411的相对两侧。
所述第一电极片42的一部分设于所述凹部411的底部，其另一部份延伸至所述壳体41外，以用于与外部的电性连接；所述第二电极片43的一部分设于所述凹部411的底部，其另一部份延伸至所述壳体41外，以用于与外部的电性连接。所述发光二极管芯片44具有第一电极(图未示)及第二电极(图未示)，该发光二极管芯片44设于所述凹部411内，其第一电极电性连接于所述第一电极片42上，其第二电极通过一引线48电性连接于所述第二电极片43。
所述透光封装部45封装所述凹部41，并包覆所述凹部411内的所述发光二极管芯片44、部分第一电极片42及部分第二电极片43。如图6B所示，由于表面张力的作用，在封装所述透光封装部45之后，所述透光封装部45在有所述凸出部46的地方，其表面会形成突起。也就是说，通过所述多个凸出部46改变所述透光封装部45的表面形状。
另外，优选的，所述发光二极管封装构造40的多个凸出部46的高度会高于所述透光封装部45的高度，因此，本发明的第四实施例的所述发光二极管封装构造40的多个凸出部46同时有利于该发光二极管封装构造40的后续SMT等其他制造工艺。
进一步来说，在本实施例中，发光二极管封装构造40可产生相同于本发明发光二极管封装构造的第一实施例的技术效果。在本实施例中，发光二极管封装构造40的透光封装部45的表面形状，由于所述多个凸出部46而产生改变，因此，光线在通过所述透光封装部45出射时的路径也会随之改变。在图6B中，可以看到，所述透光封装部45表面凹凸不平，并产生接近凸透镜的效果，因此大部份的光线由透光封装体45的表面射出，因而增加了光线的扩散角度，提高了出光率。
再者，由于所述发光二极管封装构造40在沿着所述多个凸出部46排列的方向上的视角较大，在与排列方向垂直的方向上的视角较小。从而，使所述发光二极管封装构造40适合于不同的使用需求，例如做为侧入光式背光模块的光源。
请再参照图7所示，图7揭示本发明发光二极管封装构造的第五实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图。本实施例的发光二极管封装构造50与本发明第四实施例的发光二极管封装构造40相似，因此沿用相同的名称，但其不同之处在于：在本实施例中，所述多个凸出部56更进一步呈中央最高两侧低的多阶梯状排列。因此，可以渐近的方式及较多的层次变化来设计所述多个凸出部56的高度落差。同样的，所述发光二极管封装构造50在沿着所述多个凸出部56排列的方向上的视角较大，在与排列方向垂直的方向上的视角较小，可适合于不同的使用需求。
请再参照图8所示，图8揭示本发明发光二极管封装构造的第六实施例的壳体与发光二极管芯片的立体示意图。本实施例的发光二极管封装构造60与本发明第四实施例的发光二极管封装构造40相似，因此沿用相同的元件名称，但其不同之处在于：本发明第六实施例的所述多个凸出部66是相对于所述发光二极管芯片64呈圆形阵列排列。优选的，所述多个凸出部66向边缘延伸为呈放射状排列。因此，本实施例的发光二极管封装构造60通过渐变或周期排列的方式，使所述透光封装部65的表面发生变化，从而改善所述透光封装部65因为材质硬化收缩及凹部边缘表面张力的作用产生中心部凹陷的状态。另外，所述多个凸出部66放射状排列所延伸出来的平面，有利于该发光二极管封装构造60的后续SMT等其他制造工艺。
综上所述，相较于现有的发光二极管封装构造，本发明的所述发光二极管封装构造的壳体设置的多个凸出部，使封装该壳体和发光二极管芯片的透明封装部的表面形成凹凸不平的形状，减少所述发光二极管芯片发出的光线经过该透光封装部后发生全反射的几率，从而提高出光率。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装构造，其特征在于：所述发光二极管封装构造包含：
一壳体，所述壳体具有一凹部及多个凸出部；
一发光二极管芯片，设于所述壳体的凹部之内；及
一透光封装部，封装所述壳体的凹部，并包覆所述凹部内的所述发光二极管芯片，所述透光封装部具有凹凸不平的表面。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述多个凸出部位于所述凹部的底面上，且该凸出部高于所述壳体的边缘。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述透光封装部封装所述凸出部。
4.如权利要求2所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述多个凸出部呈锥体状，相对于所述发光二极管芯片呈圆形阵列排列或镜面对称排列。
5.如权利要求2所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述多个凸出部呈板状，相对于所述发光二极管芯片呈镜面对称排列。
6.如权利要求2-5任一项所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述壳体另包含至少一凸台，所述凸台的高度高于所述多个凸出部的高度。
7.如如权利要求2-5任一项所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述凸出部的表面具有一反射层。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述壳体的周缘向上延伸形成所述多个凸出部。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述多个凸出部位于所述凹部的相对两侧并且呈中央最高两侧低的多阶梯状排列。
10.如权利要求8所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述多个凸出部呈放射状排列。
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