CN102263191A - 发光器件封装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光器件封装。发光器件封装可以包括：壳体，该壳体包括腔体；发光器件，该发光器件被布置在腔体内；填料，该填料被填充在腔体中以便密封发光器件；荧光层，该荧光层被布置在填料上；以及滤光器，该滤光器被布置在填料内并且透射具有特定的波长的光。

Description

发光器件封装
技术领域
本发明涉及一种发光器件封装。
背景技术
III-V族氮化物半导体可以被用作诸如激光二极管(LD)的发光二极管(LED)等的发光器件的核心材料。III-V族氮化物半导体可以包括具有例如InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。LED利用化合物半导体的特性将电能转换为红外射线或者光。此发光器件中的氮化物半导体材料可以被应用于诸如键盘、电子标识牌、照明装置以及采用光源的其它装置的多种产品的光源。
附图说明
将参考附图详细地描述实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是根据在此广泛地描述的实施例的发光器件封装的横截面图。
图2是图1中所示的发光器件封装的滤光器的侧视图。
图3示出图1中所示的发光器件封装中的发光器件发射的光的路径。
图4是根据在此广泛地描述的另一实施例的发光器件封装的横截面图。
图5示出图4中所示的发光器件封装中的发光器件发射的光的路径。
具体实施方式
在附图中，为了方便和清楚，每个层的厚度或者尺寸可以被夸大、省略或者示意性地示出。如附图中所示的每个部件的尺寸没有必要地代表它的真实尺寸。将要理解的是，当元件被称为是在另一元件“上”或者“下”时，它可以直接地在元件上/下，或者还可以存在一个或者多个中间元件。当元件被称为是在“上”或者“下”时，基于该元件可以包括“在元件下”以及“在元件上”。
如图1中所示，如在此实施并且广泛地描述的发光器件封装100可以包括：壳体110，该壳体110具有被形成在其中的腔体114；发光器件120，该发光器件120被设置在腔体114中；填料130，该填料130被填充在腔体114中；荧光层150；以及滤光器170。
壳体110可以包括例如PCB、陶瓷基板和/或树脂材料。在图1中所示的实施例中，壳体110可以是由例如聚邻苯二甲酰胺(PPA)制成。壳体110可以包括下壳体111和上壳体112。如图1中所示，下壳体111和上壳体112可以被一体地注入成型有第一引线框架131和第二引线框架132。在可替代的实施例中，壳体112可以被堆叠并且被联接在下壳体111以及第一引线框架131和第二引线框架132上。
第一引线框架131和第二引线框架132可以贯穿壳体110使得它们部分地在壳体110的腔体114内部并且部分地在壳体110外部。图1中所示的实施例包括第一引线框架131和第二引线框架132。然而，在可替代的实施例中，可以基于特定的发光器件封装的设计来设置三个或者多个引线框架。图1中所示的第一引线框架131和第二引线框架132可以被电气地连接到发光器件120以便将电力供应到发光器件120。
当从其顶部观察时壳体110的腔体114可以具有诸如圆形或多边形的多种形状。限定腔体114的外周的圆周表面116可以是竖直的或者相对于下壳体111的顶表面是倾斜的。
发光器件120可以被设置在腔体114内并且可以被放置在第一引线框架131或者第二引线框架132上。发光器件120可以通过一条或者多条电线122被电气地连接到第一引线框架131和/或第二引线框架132。
在可替代的实施例中，发光器件120可以在没有电线的情况下以各种不同的方式，例如，通过倒装结合方法(flip-bonding)电气地连接到第一引线框架131和第二引线框架132，或者可以通过模片键合(die-bonding)工艺电气地连接到第二引线框架132并且通过电线电气地连接到第一引线框架131。
在竖直型发光器件封装中，发光器件120可以被直接地电气地连接到第二引线框架132并且可以通过电线122被电气地连接到第一引线框架131。可替代地，发光器件120可以被直接地连接到第一引线框架131并且可以通过电线被电气地连接到第二引线框架132。
发光器件120可以被设置在腔体114内或者可以被设置在壳体110上。发光器件120可以被设置在除了图1中所示的第一引线框架131和第二引线框架132之外的引线框架上。
在图1中所示的实施例中，发光器件120可以包括适当地发射蓝光、绿光、UV光或者其它类型的光的发光二极管芯片。仅为了讨论，将关于发射蓝光的发光二极管芯片来描述图1-3中所示的示例性实施例的结构和功能。
被填充在腔体114中的填料130可以是由诸如硅树脂、环氧树脂的透光树脂，或者合适的其它的材料制成。
荧光层150可以被设置在填料130上。荧光层150可以包括，例如，黄色荧光材料，以恰当地与由发光器件120发射的蓝光相互作用以最终产生白光。YAG基荧光材料、TAG基荧光材料、硅酸盐基荧光材料、石榴石基荧光材料、氧化物基荧光材料和/或氮化物基荧光材料可以被选择性地用作黄色荧光物质。其它类型的黄色荧光物质也可以是合适的。
滤光器170可以被设置有填料130。滤光器170可以透射具有特定的波长的光并且可以反射具有除了特定的波长之外的波长的光。
基于被设置在腔体内并且用作光源的发光器件发射的光的波长，可以确定具有特定的波长的光。例如，如果发光器件120包括发射具有例如420nm至470nm的波长的蓝光的发光二极管，那么光的特定波长等于由蓝色发光二极管发射的光的波长。在特定实施例中，包括此蓝色发光二极管的发光器件120可以发射具有大约445nm至455nm的波长的蓝光，其中滤光器170透射与其对应的特定波长。滤光器170可以包括用于透射具有此波长的光的材料。
在特定实施例中，滤光器170可以具有平坦的形状。在可替代的实施例中，滤光器170相对于荧光层150可以具有凸形形状或者凹形形状。
如图2中所示，滤光器170可以包括透明基膜171和被设置在透明基膜171上的滤光片173。滤光片173可以包括介电层或者金属层，并且介电层或者金属层可以包括多个层，从而增加具有特定波长的光的反射率。滤光器170的透明基膜171可以被设置在滤光片173的两侧上。
介电层的多个层可以被沉积在透明基膜171上。介电层的介电材料可以包括，例如，TiO2或者SiO2。金属层也可以被沉积在透明基膜171上。金属层的金属材料可以包括，例如，Ag或者Al。
如图3中所示，首先，通过被布置在填料130内的蓝色发光器件120可以发射蓝光(1)。蓝光经过被布置在填料130内的滤光器170并且入射在荧光层150上(2)，因为滤光器170包括这样的材料：所述材料能够透射波长等于由发光器件120发射的光的波长的光。例如，如果发光器件120发射具有450nm的波长的蓝光，那么滤光器170包括能够透射具有450nm的波长的光的材料。
如果发光器件120发射蓝光，那么荧光层150可以包括黄色荧光材料。由蓝色发光器件120发射的蓝光经过黄色荧光材料，并且作为白光被发射到外部(3)。然而，在已经经过填料130的蓝光入射在荧光层150上之后产生的所有白光没有必要被发射到外部。一部分白光通过荧光层150的表面反射并且入射在填料130内(4)。
具有蓝色波长的已经入射在填料130内的一部分白光穿透滤光器170(5)。剩余的微黄色的白光通过滤光器170再次反射(6)并且通过荧光层150被发射到外部(7)。尽管通过滤光器170再次反射的微黄色的白光可能稍微改变原先想要的白光的颜色，但是与从荧光层150最初发射到外部(3)的白光的量相比，微黄色的白光(7)的量不大。因此，微黄色的白光在由发光器件封装100发射的白光的整个颜色中没有产生可感知的变化。
被设置在填料130内的滤光器170再次反射由荧光层150反射的光，使得通过包括填料130内的滤光器170可以提高发光器件封装100的发光效率。
即，如果滤光器170没有被设置在填料130内，那么由蓝色发光器件120发射的蓝光将激励被包括在荧光层150中的黄色荧光材料并且将白光发射到外部(3)。再次，一部分白光通过荧光层150反射并且入射在填料130内。在此布置中，在没有滤光器的情况下，入射在填料130内的白光将被吸收到被布置在腔体内的发光器件或者被布置在壳体上的引线框架中。因此，可能出现光损并且可能降低发光效率。
在图1-图3中所示的实施例中，为了描述由发光器件发射的光的路径，已经提供蓝色发光器件作为发光器件的示例。然而，发光器件可以包括能够产生诸如红色或者绿色的颜色的任何发光器件，并且可以用于以类似的方式描述光的路径。
此外，如上所述，基于在从蓝色发光器件发射蓝光期间的光学路径，考虑到由光学滤波器引起的白光的重新反射和发光效率，光学滤波器可以具有例如从3μm至5μm的厚度。基于相关部件的相对尺寸和特定器件的发射特性，其它的厚度也可能是合适的。
图4是根据在此广泛地描述的另一实施例的发光器件封装的横截面图。发光器件封装200可以包括：壳体110，该壳体110具有被形成在其中的腔体114；发光器件120，该发光器件120被设置在腔体114中；填料130，该填料130被填充在腔体114中；荧光层150以及滤光器170。在本实施例中，滤光器170被定位在填料130上，并且没有被嵌入在填料130内。荧光层150被直接地定位在滤光器170上。
如图5中所示，首先，通过被设置在填料130内的蓝色发光器件120发射蓝光。蓝光经过填料130并且入射在被定位于荧光层150下方的滤光器170上(1)。已经经过滤光器170的蓝光经过荧光层150，在此它被转换为白光并且被发射到外部(2)，在这样的情况下，一部分白光被荧光层150的表面反射并且通过滤光器170入射在填料130内(3)。在本实施例中，不同于图1和图3中所示的实施例，荧光层150和滤光器170被布置成相互接触，从而减小由荧光层150反射的白光的光学路径的长度。因此，微黄色的白光随同白光一起被直接地发射到外部，并且可以进一步提高发光效率。
在没有脱离在此广泛地描述的必要特征的情况下，上述实施例是示例性的并且可以以多种方式改变和/或修改，并且可以快速地应用于其它类型的设备。前述实施例的描述意图是说明性的，并且对本领域的技术人员来说许多的替代、修改、以及变化可能是明显的。在权利要求书中，任何手段加功能从句旨在覆盖如执行所引用的功能那样在此描述的结构并且不仅结构等效而且等效结构。
在此实施并且广泛地描述的发光器件封装可以包括：壳体，该壳体包括腔体；发光器件，该发光器件被布置在腔体内，填料，该填料被填充在腔体中以便密封发光器件；荧光层，该荧光层被布置在填料上；以及滤光器，该滤光器被布置在填料内并且透射具有特定的波长的光。
根据如在此广泛地描述的另一实施例的发光器件封装可以包括：壳体，该壳体包括腔体；发光器件，该发光器件被布置在腔体内；填料，该填料被填充在腔体中以便密封发光器件；滤光器，该滤光器被布置在填料上并且透射具有特定波长的光；以及荧光层，该荧光层被布置在滤光器上。
根据在此广泛地描述的另一实施例的发光器件封装可以包括：发光器件，该发光器件被布置在腔体内；填料，该填料被填充在腔体中以便密封发光器件；滤光器，该滤光器被布置在填料上，以透射波长等于从发光器件发射的光的波长的光；以及荧光层，该荧光层被布置在滤光器上。
在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的任何引用意味着结合实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在在此广泛地描述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涉及相同的实施例。此外，当结合任何实施例描述具体特征、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、结构或特性是本领域技术人员所能够想到的。
虽然已经参照实施例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将落入本公开的原理的精神和范围内的许多其它修改和实施例。更加具体地，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内的主题组合布置的组成部件和/或布置方面的各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置方面的变化和修改之外，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 (25)

1.一种发光器件封装，包括：
壳体，所述壳体中形成有腔体；
发光器件，所述发光器件设置在所述腔体内；
填料，所述填料填充在所述腔体中，并且覆盖所述发光器件；
荧光层，所述荧光层结合到所述填料的表面；以及
滤光器，所述滤光器位于所述发光器件和所述荧光层之间，其中，所述滤光器透射具有预定波长的光。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述滤光器嵌入在所述填料内，使得所述填料设置在所述滤光器和所述发光器件之间、以及设置在所述滤光器和所述荧光层之间，并且所述荧光层直接位于所述填料的顶表面上。
3.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中，所述发光器件被构造为发射具有与蓝光相对应波长的光，并且，所述荧光层透射由所述发光器件发射、并穿过所述填料和所述滤光器的所述光的第一部分，并且所述荧光层反射由所述发光器件发射的所述光的第二部分。
4.根据权利要求3所述的发光器件封装，其中，所述滤光器反射所述光的第二部分的一部分，并且所述荧光层透射由所述滤光器反射的光的所述部分。
5.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述滤光器直接位于所述填料的顶表面上，所述荧光层直接位于所述滤光器的顶表面上。
6.根据权利要求5所述的发光器件封装，其中，所述发光器件被构造为发射具有与蓝光相对应波长的光，并且，所述荧光层透射由所述发光器件发射、并穿过所述填料和所述滤光器的所述光的第一部分，并且所述荧光层反射由所述发光器件发射的所述光的第二部分。
7.根据权利要求1至6中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，所述发光器件发射蓝光，并且由所述滤光器透射的光的预定波长是大约450nm。
8.根据权利要求7所述的发光器件封装，其中，所述荧光层包括黄色荧光材料。
9.根据权利要求1至6中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，所述滤光器的厚度是在大约3μm和5μm之间。
10.根据权利要求1至6中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，所述滤光器包括多个介电层或者多个金属层。
11.根据权利要求1至6中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，所述填料由透光树脂制成。
12.一种发光器件封装，包括：
壳体，所述壳体中形成有腔体；
发光器件，所述发光器件设置在所述腔体内；
填料，所述填料设置在所述腔体中，且位于所述发光器件的上方；
滤光器，所述滤光器位于所述填料的顶表面上，以透射具有预定波长的光；以及
荧光层，所述荧光层位于所述滤光器上。
13.根据权利要求12所述的发光器封装，其中，所述荧光层直接位于所述滤光器上。
14.根据权利要求12所述的发光器件封装，其中，所述荧光层和所述滤光器由所述填料的一部分所隔离。
15.根据权利要求12所述的发光器件封装，其中，所述滤光器包括介电材料或者金属材料。
16.根据权利要求12至15中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，由所述滤光器所透射的光的预定波长是大致450nm。
17.根据权利要求16所述的发光器件封装，其中，所述荧光层包括黄色荧光材料。
18.根据权利要求12至15中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，所述滤光器定位为大致并行于所述荧光层。
19.根据权利要求12至15中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，所述滤光器的厚度大约在3μm和5μm之间。
20.根据权利要求12至15中的任意一项权利要求所述的发光器件封装，其中，所述滤光器包括多个介电层或者多个金属层。
21.一种发光器件封装，包括：
发光器件，所述发光器件安装在腔体内，其中，所述发光器件发射具有预定波长的光；
填料，所述填料填充在所述腔体中，以密封所述发光器件；
滤光器，所述滤光器设置在所述填料上，其中，所述滤光器透射波长等于所述发光器件所发射的光的预定波长的光；以及
荧光层，所述荧光层设置在所述滤光器上。
22.根据权利要求21所述的发光器件封装，其中，所述荧光层直接接触所述滤光器。
23.根据权利要求8所述的发光器件封装，其中，所述荧光层和所述滤光器由所述填料的一部分所隔离。
24.根据权利要求21或者权利要求22所述的发光器件封装，其中，所述滤光器透射波长大约为450nm的光，并且所述荧光层包括黄色荧光材料。
25.根据权利要求21或者权利要求22所述的发光器件封装，其中，所述滤光器的厚度大约在3μm和5μm之间。
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