CN102222751A

CN102222751A - 用以承载发光二极管晶片的外壳及其发光二极管结构

Info

Publication number: CN102222751A
Application number: CN2010101517801A
Authority: CN
Inventors: 黄邦明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-10-19
Also published as: CN108493314A

Abstract

本发明公开一种用以承载一发光二极管晶片的外壳及其发光二极管结构。此外壳包含一壳体，以非氟化聚合物制成；及一表面涂层覆盖该壳体的至少一部分，该表面涂层以一氟化聚合物分散液制成，该表面涂层用以反射置于该外壳上的一发光二极管晶片所发出的光。本发明还公开一发光二极管结构，包含上述的外壳及发光二极管晶片。

Description

用以承载发光二极管晶片的外壳及其发光二极管结构

技术领域

本发明涉及一种发光二极管结构，特别涉及一种具氟化聚合物的表面涂层的发光二极管外壳及其发光二极管结构。

背景技术

提升光提取效率一直是发光二极管发展的重要课题。一个光提取效率难以提升的原因在于，发光二极管晶片本身与周边元件的介面的内部反射或折射导致晶片发出的光反而被周边元件所吸收。为了解决此问题，通常会使用含有二氧化钛的外壳来包覆发光二极管。二氧化钛可以提升可见光的反射率。一般此类外壳是以聚苯肼(polyphenylhydrazine，PPA)工程塑胶制成。然而，这样的做法缺点在于二氧化钛会逐渐使聚苯肼的外壳的颜色由白转黄，因此光提取效率也会随的逐渐下降。

现有技术提供另一种解决方法如美国专利公开号US 20100032702中所述，以含氟的工程塑胶取代聚苯肼。此专利的技术在于，将氟化聚合物利用射出成型塑造成发光二极管整体外壳。此技术固然可以解决聚苯肼的黄化的问题，但由于氟化聚合物价格十分昂贵，所以以其制作发光二极管整体外壳将使成本大增，很难普遍地实施于各种发光二极管元件上。

发明内容

有鉴于上述的现有问题，本发明实施例提供一种新颖且创新的用以承载发光二极管晶片的外壳及其发光二极管结构。

本发明实施例提供一种用以承载发光二极管晶片的外壳，包含：

一壳体，以非氟化聚合物制成；及

一表面涂层覆盖该壳体的至少一部分，该表面涂层以一氟化聚合物分散液制成，该表面涂层用以反射置于该壳体上的一发光二极管晶片所发出的光。

本发明的一实施例，氟化聚合物表面涂层的色泽稳定，可反射可见光，而且具有耐焊性可承受260℃至280℃的焊接工艺长达3分钟以上。

本发明的一实施例，壳体可为聚苯肼PPA工程塑胶制成。本发明的一实施例，壳体可为液晶高分子工程塑胶制成。

本发明的一实施例，壳体可还包含一凹槽用以放置发光二极管晶片，表面涂层只覆盖凹槽的表面。

本发明的一实施例，氟化聚合物分散液包含氟化聚合物，该氟化聚合物包含氟化乙烯(vinyl floride，VF)的均聚合物、全氟烷氧基碳氟化合物(perfluoroalkoxy fluorocarbon resin，PFA)的共聚合物或偏二氟乙烯(vinylidenefluoride，VDF)的均聚合物。

本发明的一实施例，氟化聚合物分散液包含可发散可见光的填充料。

本发明的一实施例，氟化聚合物分散液包含可调整该表面涂层的模数的填充料。

本发明的一实施例，氟化聚合物分散液包含一发光(luminescent)化合物。

本发明实施例还提供一种发光二极管结构，包含上述实施例所述的用以承载发光二极管晶片的外壳，及发光二极管晶片，设置于该外壳上。

本发明实施例的用以承载发光二极管晶片的外壳及其发光二极管结构，包含具有氟化聚合物表面涂层的发光二极管外壳。氟化聚合物表面涂层覆盖非氟聚合物的工程塑胶所制成的壳体。依据此实施例，形成氟化聚合物表面涂层通过将氟化聚合物分散液涂布在壳体上。因此，在此所使用的氟化聚合物相较于现有的整体射出成型技术将节省许多。而且，依据此实施例，在市场上已广为使用的其他非氟聚合物的工程塑胶壳体仍可持续被利用，具有避免资源浪费的优点。

本发明尚包含其他实施例与其他方面以解决其他问题，其合并上述的各方面详细揭露于以下实施方式中。

附图说明

图1A至图1D为本发明实施例提供的具有凹槽的各种发光二极管的外壳的剖面图。

图2为本发明实施例提供的不具凹槽的发光二极管的外壳的剖面图。

图3为本发明实施例提供的包含图1A 的外壳的发光二极管结构剖面图。

主要元件符号说明：

100：外壳； 101：金属架；

102：壳体； 103：凹槽；

104：表面涂层； 104a：延伸部；

110：外壳； 114：表面涂层；

120：外壳； 124：表面涂层；

102a：顶表面； 130：外壳；

134：表面涂层； 200：外壳；

202：壳体； 204：表面涂层；

300：发光二极管结构； 301：发光二极管晶片、LED晶片；

303：封装体。

具体实施方式

以下将参考的附图示范本发明的较佳实施例。附图中相似元件采用相同的元件符号。应注意为清楚呈现本发明，附图中的各元件并非按照实物的比例绘制，而且为避免模糊本发明的内容，以下说明亦省略现有的零组件、相关材料、及其相关处理技术。

本发明的实施例，发光二极管晶片的外壳可具多种功能。它可为LED晶片封装体的承载器，提供LED晶片封装体合适的位置与配向，藉此电连接到电路板上。封装体内可含发光体(phosphors)。举例而言，蓝光LED晶片可搭配绿发光体及红发光体用以产生白光。此外，发光二极管晶片的外壳也可反射光线以增加LED装置整体亮度。

图1A至图1D为本发明实施例提供的具有凹槽的发光二极管晶片的外壳的各个实施例。图1A至图1D所示为各实施例的发光二极管的外壳的剖面图。如图1A所示，用以承载发光二极管晶片的外壳100包含一金属架101及一壳体102连接金属架101。金属架101可选择性地穿透壳体102中，如图中的虚线所示。金属架101以可导电的金属制成。壳体102以非氟化聚合物制成，譬如是聚苯肼(PPA)，液晶高分子(LCP)或其他合适的工程塑胶，射出成形而成。壳体102形成凹槽103作为LED晶片承载的位置。一个凹槽103可放置一个或多个LED晶片。凹槽103可使光线沿符合期待的角度反射，其深度、壁面的倾斜角度、大小等可由设计者来决定。

同样参考图1A，外壳100还包含一表面涂层104覆盖壳体102的表面的至少一部分。表面涂层104以一氟化聚合物分散液制成，用以反射置于壳体102上的一发光二极管晶片所发出的光。图1A所示的表面涂层104覆盖壳体102在金属架101以上的表面。表面涂层104还包含一延伸部104a覆盖金属架101的一端。图1B为本发明另一实施例提供的发光二极管晶片的外壳110，其与图1A的差别在于表面涂层114只覆盖凹槽103的表面。图1C为本发明另一实施例提供的发光二极管晶片的外壳120，其与图1B的差别在于表面涂层124除覆盖凹槽103的表面也覆盖壳体102的顶表面102a的一部分，然而在金属架101以上有一部份的壳体102露出并未被表面涂层124所覆盖。图1D为本发明另一实施例提供的发光二极管晶片的外壳130，其与图1A的差别在于表面涂层134覆盖壳体102的整体表面。

图1A至图1D举例说明本发明的实施例中表面涂层的各种变化，其与各表面涂层的形成工艺有关。可在金属架及壳体制作完成后，利用合适的涂布技术，例如溅镀、喷涂或含浸，透过合适的遮罩或于涂布的后使用蚀刻方式去除多余的涂层来完成本发明的各种态样的表面涂层。图2为本发明实施例提供的无凹槽的平面式发光二极管晶片的外壳200，其包含金属架101，壳体202及表面涂层204覆盖壳体202的金属架101以上的整体表面。本发明的实施例不限于上述，本领域的技术人员应可了解本发明的表面涂层包含可反射置在该壳体上的发光二极管晶片所发出的光的各种实施例。

如上述，表面涂层以一氟化聚合物分散液制成。本发明的一实施例，氟化聚合物表面涂层的色泽稳定，可反射可见光，而且具有耐焊性可承受260℃至280℃的焊接工艺长达3分钟以上。本发明的一实施例，氟化聚合物表面涂层在380nm至780nm波长范围的光反射性(photopic reflectance)至少约为80％。

氟化聚合物分散液包含氟化聚合物及其他合适的填料，其中氟化聚合物的含量约是氟化聚合物分散液的总重量的30wt％至90wt％，填料的含量约是氟化聚合物分散液的总重量的10％wt％至70wt％。氟化聚合物分散液具有可实施涂布工艺以使其沉积在壳体上的特性，涂布工艺可以通过喷涂，含浸或其他各种合适技术。

氟化聚合物分散液中的氟化聚合物包含各种分子量的聚合物，聚合物的单体可具有2个至8个碳。氟化聚合物可为单一单体组成的均聚合物或多种单体组成的共聚物，或含上述两者的各种组合。单体可含氟或不含氟。举例而言，不含氟单体可为乙烯或丙烯；含氟单体可为四氟乙烯(tetrafluoroethylene，TFE)，氟化乙烯(vinyl floride，VF)，偏二氟乙烯(vinylidene fuoride，VDF，六氟异丁烯(hexafluoroisobutylene，HFIB)，六氟丙烯(hexafluoropropylene，HFP)或全氟烷基乙烯基醚(perfluoro(alkyl vinyl ether，PAVE)，然不限于此。PAVE的全氟烷基包含1至5个碳原子，其可为线性或是有分支的结构，例如全氟甲基乙烯基醚(perfluoro(methyl vinyl ether)，PMVE)，全氟乙基乙烯基醚(perfluoro(ethyl vinyl ether)，PEVE)，全氟丙基乙烯基醚(perfluoro(propyl vinylether)，PPVE)，及全氟丁基乙烯基醚(perfluoro(butyl vinyl ether，PBVE)。以实例说明本发明的各种氟化聚合物，其可选自下列各项及其各种组合，但不仅限于此：TFE及HFP的共聚物，称为聚全氟乙丙烯(perfluorinatedethylene-propylene，FEP)；TFE及PAVE的共聚物，称为全氟烷氧基碳氟化合物(perfluoroalkoxy fluorocarbon resin，PFA)；VDF的均聚合物，称为PVDF；乙烯及TFE的共聚物，称为乙烯-四氟乙烯共聚物(ethylenetetrafluoroethylene，ETFE)；VF的均聚合物，称为PVF；三氟氯乙烯(chlorotrifluoroethylene)的均聚合物，称为PCTFE；三氟氯乙烯及乙烯的共聚物，称为ECTFE。

本发明的一实施例，氟化聚合物分散液包含可发散可见光的填充料。发散可见光的粒子种类很多，举例而言，可为金属盐类、金属氢氧化物或金属氧化物，或是白色颜料，例如二氧化钛。在一实施例，发散可见光的粒子的含量约是氟化聚合物分散液的总重量的20wt％至60wt％。

本发明的一实施例，氟化聚合物分散液包含可调整该表面涂层的模数的填充料。详言之，调整该表面涂层的模数(modulus)可以通过合适填充料调整线性热膨账数，热导数，合适填充料可以为玻璃纤维或中空玻璃微球体(hollowglass microspheres)

本发明的一实施例，氟化聚合物分散液包含一发光(luminescent)化合物。发光化合物可使表面涂层将欲反射的光线转成符合期待的颜色的功能。举例而言，可将欲反射的蓝光转成绿光或红光，或将UV光转成蓝光、绿光或红光。发光化合物可为磷光化合物(phosphorescent)或是发光化合物(fluorescent)等等。

图3为本发明实施例提供的一种包含外壳100及发光二极管(light-emitting diode；以下简称LED)晶片301的发光二极管结构300的剖面图。如图3所示，外壳100即为图1A所示的外壳。外壳100包含凹槽103，其上方承载为封装体303所包覆的LED晶片301。LED晶片301可为任何合适的LED晶片，如发光范围在UV光到红外光的LED晶片。发光二极管结构300以图1A所示的外壳100为例，但不以此为限。发光二极管结构可放置LED晶片在本发明的各种实施例的外壳的上方。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明申请的保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本申请的权利要求的范围内。

Claims

1.一种用以承载发光二极管晶片的外壳，包含：

一壳体，以非氟化聚合物制成；及

2.根据权利要求1所述的用以承载发光二极管晶片的外壳，其中该壳体为PPA工程塑胶制成。

3.根据权利要求1所述的用以承载发光二极管晶片的外壳，其中该壳体还包含一凹槽用以放置该发光二极管晶片，该表面涂层只覆盖该凹槽的表面。

4.根据权利要求1所述的用以承载发光二极管晶片的外壳，其中该氟化聚合物分散液包含氟化聚合物，该氟化聚合物包含氟化乙烯的均聚合物、全氟烷基乙烯基醚的共聚合物或偏二氟乙烯的均聚合物。

5.根据权利要求1所述的用以承载发光二极管晶片的外壳，其中该氟化聚合物分散液包含可发散可见光的填充料。

6.根据权利要求1所述的用以承载发光二极管晶片的外壳，其中该氟化聚合物分散液包含可调整该表面涂层的模数的填充料。

7.根据权利要求1所述的用以承载发光二极管晶片的外壳，其中该氟化聚合物分散液包含一发光化合物。

8.一种发光二极管结构，包含：

根据权利要求1至7中任一所述的外壳；及

一发光二极管晶片，设置于该外壳上。