CN102420283A - 发光器件封装和使用发光器件封装的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光器件封装和使用发光器件封装的照明设备，其通过防止水分与光之间或者水分与热之间的反应而避免了热劣化。该发光器件封装包括：发光器件；封装本体，其支撑所述发光器件；电极，其设置在所述封装本体上并电连接到所述发光器件；填充物，其覆盖所述发光器件；以及保护层，其形成在所述封装本体的、由所述发光器件产生的光和/或热所能到达的表面上。

Description

发光器件封装和使用发光器件封装的照明设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年9月24日提交的韩国专利申请No.10-2010-0092844和韩国专利申请No.10-2010-0092845的权益，这两个韩国专利申请以引用的方式并入本文，如同完全在本文中阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种发光器件封装和使用发光器件封装的照明设备，该发光器件封装用于防止热劣化或用于防潮。
背景技术
通常，发光二极管使用诸如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN和AlGaInP之类的化合物半导体材料来构成发光源，并且能够实现各种颜色。
评价发光二极管时所使用的标准包括颜色、亮度、光度等。虽然可以主要通过发光二极管中含有的化合物半导体材料来评价发光二极管，但芯片安装封装的构造可以是用于评价发光二极管的次要标准。现今，这种封装的构造已备受关注。
特别地，随着信息设备和通信设备日益变小和变薄的趋势，发光二极管的尺寸也日益减小，并且其采用了直接安装在印刷电路板(PCB)上的表面贴装器件(SMD)的形式。
因此，已开发出用于显示装置的SMD式发光二极管灯。作为传统的灯的替代物，这些SMD式发光二极管灯已用于各种显示装置，例如多彩显示器、文本显示器和图像显示器。
随着采用发光二极管的领域范围的持续增大，用于日常用灯和救援灯的发光二极管需要更高的亮度，因此高输出的发光二极管已投入广泛使用。
发明内容
因此，本发明涉及一种发光器件封装和使用该发光器件封装的照明设备，其基本消除了由于现有技术的局限性和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明想提供如下一种发光器件封装和使用该发光器件封装的照明设备：该发光器件封装通过防止水分与光之间或者水分与热之间的生反应而避免了热劣化。
本发明的另一目的在于提供一种发光器件阵列模块和形成该发光器件阵列模块的保护层的方法，在该发光器件阵列模块中，在布置有发光器件的电路板的外表面上涂覆一层能够防止包括水分在内的腐蚀剂侵入的保护层，由此为该发光器件阵列模块提供增强的可靠性和延长的寿命。
在以下描述中，将部分阐述本发明的其他优点、目的和特征，并且对于本领域的普通技术人员来说，通过研究以下内容，这些其他优点、目的和特征将部分地变得显而易见或者可以从本发明的实践中获知。通过在书面描述和其权利要求书以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点并且根据本发明的目标，如本文所体现和广泛描述的，一种发光二极管封装包括：发光器件；封装本体，该封装本体支撑所述发光器件；至少一个电极，该至少一个电极设置在所述封装本体上并电连接到所述发光器件；填充物，该填充物覆盖所述发光器件；以及保护层，该保护层放置在所述填充物和所述封装本体之间。
根据本发明的另一方面，一种发光器件阵列模块包括：支撑基板；至少一个发光器件，该至少一个发光器件布置在所述支撑基板上；以及保护层，该保护层放置在所述至少一个发光器件和所述支撑板上，其中，所述保护层包含防潮材料，该防潮材料的水分透过率为每24小时1000g/m2。
应当理解，本发明的上述一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解并且并入本专利申请中并构成其一部分，这些附图示出了本发明的实施例并且与描述一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是说明根据实施例的发光器件封装的基本构思的视图；
图2a是示出水平型光源的视图；
图2b是示出竖直型光源的视图；
图2c是示出混合型光源的视图；
图3a和图3b是说明保护层的功能的视图；
图4至图9是示出根据不同实施例的保护层的各种位置的视图；
图10和图11是示出多层式保护层(protective multi-layer)的视图；
图12是示出由混合物制成的保护层的视图；
图13和图14是示出具有齿状图案的保护层的视图；
图15是齿状图案的剖视图；
图16是示出形成在具有齿状图案的封装本体上的保护层的视图；
图17是示出其厚度逐渐变化的保护层的视图；
图18和图19是示出封装本体和保护层的视图，该封装本体具有带多个微小凹部的图案；
图20是示出根据一个实施例的发光器件阵列模块的基本构思的视图；
图21是示出根据另一个实施例的发光器件阵列模块的视图；
图22是示出根据又一个实施例的发光器件阵列模块的视图；
图23是基于是否存在保护层来比较每单位时间的初始高速运行的性能的曲线图；
图24是示出形成根据实施例的发光器件阵列模块的保护层的方法的流程图；并且
图25是示出具有发光器件封装或发光器件阵列模块的照明设备的实施例的视图。
具体实施方式
现在，将详细参照本发明的优选实施例，在附图中示出了这些优选实施例的实例。只要可能，在所有附图中都将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
在以下对实施例的描述中，应当理解，当诸如层(膜)、区域、图案或结构之类的一个元件被称为在另一个元件“上”或“下”时，它可以“直接”位于另一个元件上或下，或者也可以“间接”形成从而也可能存在中间元件。而且，还应当理解，“上”或“下”的标准是以附图为基础的。
在附图中，为了清楚和便于描述，夸大、省略或示意性地示出了各层的尺寸。另外，构成元件的尺寸并不完全反映实际尺寸。
图1是说明根据实施例的发光器件封装的构思的视图。
如图1所示，该发光器件封装可以包括发光器件100、封装本体200、电极300、填充物400以及保护层500。
这里，发光器件100包括发光二极管(LED)芯片。LED芯片包括蓝色LED芯片或紫外光LED芯片或者组合了红色LED芯片、绿色LED芯片、蓝色LED芯片、黄-绿色LED芯片和白色LED芯片中的至少一种或多种的封装。
可以通过将黄色荧光体运用于蓝色LED或者通过将红色荧光体和绿色荧光体同时运用于蓝色LED来实现白色LED。
基于其构造，发光器件100可以分为水平型、竖直型和混合型发光器件。
图2a是示出水平型光源的视图，图2b是示出竖直型光源的视图，而图2c是示出混合型光源的视图。
参照图2a，水平型光源100包括硅基板或蓝宝石基板9，该基板9构成最下方的层。
在基板9上可以设有n型半导体层2。例如，n型半导体层2可以由n-GaN制成。
在n型半导体层2上可以设有有源层3。例如，有源层3可以由InGaN(阱层)和GaN(势垒层)制成。
在有源层3上可以设有p型半导体层4。例如，p型半导体层4可以由p-GaN制成。
在p型半导体层4上可以设有p型电极5。例如，p型电极5可以包含铬(Cr)、镍(Ni)或金(Au)中的至少一种。
在n型半导体层2上可以设有n型电极6。例如，n型电极6可以包含Cr、Ni或Au中的至少一种。
参照图2b，竖直型光源100可以包括彼此依次堆叠的p型电极5、p型半导体层4、有源层3、n型半导体层2和n型电极6，该p型电极5具有反射表面5a。
考虑到上述光源100的工作原理，当电压施加到p型电极5和n型电极6时，在有源层3中形成空穴-电子对，从而能够发出与导电带及价带之间的带隙(能隙)相对应的光。
参照图2c，混合型光源100包括依次堆叠在基板9上的n型半导体层2、有源层3和p型半导体层4。
n型电极6形成在n型半导体层2上，而p型电极5形成在基板9和n型半导体层2之间，并经由n型半导体层2、有源层3而与p型半导体层4接触。
具体地，p型电极5经由贯穿n型半导体层2和有源层3的孔而与p型半导体层4接触。
在该孔的侧表面上涂覆有绝缘膜7，以将p型电极5电绝缘。
在一实施例中，具有上述构造的光源100可以包括从Al2O3基板、半导体基板、以及具有光提取结构的导电基板之中选择的任一种基板，并且可以在该基板上形成缓冲层，该缓冲层由从GaN应变层超晶格(SLS)材料、AlN SLS、AlGaN SLS和InGaN/GaN SLS材料之中选择的任一种材料制成。而且，可以在该缓冲层上形成第一n型半导体层，该第一n型半导体层由从GaN SLS、AlGaN SLS、InGaN SLS、InAlGaNSLS和AlInN SLS之中选择的任一种材料制成。
这里，该第一n型半导体层可以由带有诸如Si、Ge或Sn之类的n型掺杂物的半导体材料制成，该半导体材料的组成式为InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。
可以在第一n型半导体层上形成第二n型半导体层(大约三至十层)，该第二n型半导体层由从InGaN/GaN SLS、AlGaN/GaN SLS、InGaN/InGaN SLS、AlGaN/InGaN SLS之中选择的任一种材料制成。可以在第二n型半导体层上形成有源层，该有源层由从InGaN(阱层)/GaN(势垒层)以及InGaN(阱层)/InGaN(势垒层)中选择的材料制成。
这里，该有源层可以采用如下形式：单量子阱、多量子阱、量子点或量子线。
接着，可以在有源层上形成第一p型半导体层(大约30nm或更薄)，该第一p型半导体层由从AlGaN SLS、AlGaN/GaN SLS等之中选择的任一种材料制成，并且可以在该第一p型半导体层上形成第二p型半导体层，该第二p型半导体层由从GaN SLS、ALGaN/GaN SLS等之中选择的任一种材料制成。
这里，其组成式为InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料可以与诸如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba之类的p型掺杂物一起使用。
接着，通过使用从铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni、Ag、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO之中选择的一种或多种材料，第一电极(n型电极)、第二电极焊盘(p型电极焊盘)、第二电极(欧姆接触层或透明层)可以形成为单层或多层。
如上所述，本实施例的光源100可以选自各种类型的发光器件。
同时，封装本体200在其中心区域包括用于填充物400的凹状注入空间，并且封装本体200的中心区域支撑所述发光器件100。
封装本体200可以由含有液晶聚合物、热塑物和结晶聚苯乙烯的高度耐热的树脂制成。该高度耐热的树脂的例子包括含有TiO2的聚邻苯二甲酰胺(PPA)。
电极300设置在封装本体200上并电连接到发光器件100，从而从封装本体200向外延伸。
填充物400注入到封装本体200的填充物注入空间中，以覆盖发光器件100。
这里，填充物400可以包括透明环氧树脂、硅系树脂及其混合物树脂，并且可以通过配制工艺(dispensing process)来形成。
可以在封装本体200的下述表面上形成保护层500：由发光器件100产生的光和热中的至少一种能够到达该表面。
保护层500可以包含水分阻挡材料和/或紫外光阻挡材料。
在这种情况下，该水分阻挡材料可以包括以下项中的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、阻燃聚氯乙烯(PVC)、阻燃聚酯、聚乙烯亚胺(PEI)、硅、硅橡胶、氟树脂、特氟龙、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)、CF4、CH4、或正硅酸乙酯(TEOS)。
该紫外光阻挡材料可以包括如下项中的至少一种：铬、铝、二氧化钛、氧化锌、硅酸镁、氧化镁、或高岭土。
形成该保护层的原因如下。
图3a和图3b是说明该保护层的功能的视图。更具体地，图3a是示出水分渗入区域以及发光器件的光和热的到达区域的视图，图3b是示意性示出一分子式的视图，该分子式表明了在外部的水分和氧气与内部的光和热之间造成的热劣化反应。
如图3a和图3b所示，如果外部的水分和氧气渗入到封装本体200和填充物400之间的界面处，则发光器件100产生的光和热引发了与所渗入的水分或氧气的反应。
这些反应会加速该封装本体200的热劣化并且会导致封装本体200容易变色，由此导致所发射的光的颜色发生变化。
更具体地，如果从外部渗入的水分(H2O)接触该封装本体200的聚邻苯二甲酰胺(PPA)中含有的TiO2，并且由发光器件100产生的光和热被施加，则通过水分和TiO2之间的反应产生了O2离子和OH离子。从O2获得的O2离子或O离子与封装本体200的PPA之间的反应可能引起PPA的热劣化。
综上所述，水分及氧气与该封装本体的PPA之间的光和热催化反应加速了封装本体的热劣化，由此改变了最终从该发光器件封装发射的光的颜色，这是有问题的。
因此，通过防止诸如水分、氧气、光和热之类的热劣化成因之间的反应，使得能够制造出寿命延长且可靠性提高的发光器件封装。
因此，在实施例中，含有水分阻挡材料和/或紫外光阻挡材料的保护层500用于阻挡诸如水分、氧气、光和热之类的热劣化成因。
在实施例中，保护层500可以形成在各种位置。
图4至图9是示出根据不同实施例的保护层的各种位置的视图。
如图4所示，保护层500可以形成在用于填充物400的注入空间的整个内表面上。
具体地，保护层500可以形成在填充物400和封装本体200之间以及在发光器件100和封装本体200之间。
还可以在发光器件100和保护层500之间形成粘合剂层600，以增强该发光器件100和保护层500之间的粘附性。
根据发光器件100的特性，粘合剂层600可以导电或不导电，并且可以包含环氧树脂和硅树脂中的至少一种。
根据情形要求，可以根据保护层500的材料而省略粘合剂层600。
例如，如果保护层500的材料表现出能够有效粘附于发光器件100，则可以省略粘合剂层600。可以仅在保护层500的材料表现出不能充分粘附于发光器件100的前提下才设置有粘合剂层600。
可替代地，如图5所示，保护层500可以形成在填充物400和封装本体200之间，但在发光器件100和封装本体200之间可以省略保护层500。
可替代地，如图6所示，可以仅在与发光器件100间隔开一段预定距离的区域中形成保护层500。
具体地，保护层500仅形成在由发光器件100产生的光所能到达的封装本体200的表面上。因此，在与发光器件100相邻的很少有光到达的区域中不必形成保护层500。
可替代地，如图7所示，保护层500可以仅形成在封装本体200的凹部(即填充物注入空间)的侧表面处以及发光器件100下方。
这是因为：发光器件100产生的光对封装本体200的凹部的侧表面具有最大影响，并且，发光器件100产生的热对发光器件100下方的区具有最大影响。
因此，可以仅在由发光器件100产生的光和热具有最大影响的区域中形成保护层500。
可替代地，如图8所示，可以仅在封装本体200的与发光器件100接触的表面上形成保护层500。
也就是说，仅在发光器件100下方形成保护层500，因为：保护层500会降低由整个发光器件封装发射的光的亮度。
因此，为了增强由整个发光器件封装发射的光的亮度，可以仅在容易受潮的发光器件100下方形成保护层500。
可替代地，如图9所示，还可以在发光器件100和保护层500之间形成粘合剂层600。
粘合剂层600用于增强发光器件600和保护层500之间的粘附性，并且粘合剂层600可以包含环氧树脂和硅树脂中的至少一种。
虽然保护层500可以是由水分阻挡材料、紫外光阻挡材料及其混合物中的至少一种制成的单个层，但保护层500也可以是若干个层的堆叠结构。
图10和图11是示出多层式保护层的视图。更具体地，图10示出双层式保护层，而图11示出三层式保护层。
参照图10，保护层500可以由多个层组成，包括用于阻挡水分的第一层500a和用于阻挡紫外光的第二层500b。
第一层500a可以包含如下项中的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、阻燃聚氯乙烯(PVC)、阻燃聚酯、聚乙烯亚胺(PEI)、硅、硅橡胶、氟树脂、特氟龙、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)、CF4、CH4、或正硅酸乙酯(TEOS)。
第二层500b可以包含如下项中的至少一种：铬、铝、二氧化钛、氧化锌、硅酸镁、氧化镁或高岭土。
保护层500具有双层构造的原因在于：用于阻挡来自发光器件100的紫外光的第二层500b可以限制与水分或氧气的反应，并且，用于阻挡从外部渗入的水分的第一层500a可以限制从发光器件100发射的光所引发的反应。
参照图11，保护层500可以由多个层组成，包括用于阻挡水分的第一层500a、用于反射从发光器件100发射的光的第二层500c、以及用于增强与填充物400的粘附性的第三层500d。
用于阻挡水分的第一层500a可以包含如下项中的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、阻燃聚氯乙烯(PVC)、阻燃聚酯、聚乙烯亚胺(PEI)、硅、硅橡胶、氟树脂、特氟龙、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)、CF4、CH4、或正硅酸乙酯(TEOS)。
用于反射光的第二层500c可以包含如下项中的至少一种：Al、Ag、Au或TiO2中的至少一种，并且用于增强粘附性的第三层500d可以包含环氧树脂和硅树脂中的至少一种。
在一些实施例中，该封装本体可以包括仅用于反射光的引线框架，或者该引线框架可以设置有第二层500c。另外，形成在该封装本体上的三层式保护层500在堆叠顺序方面不受限制。
在如图11所示的三层式保护层500中，第一层500a用于防止水分从外部渗入，由此限制通过从发光器件100发射的光而进行的反应，第二层500c用于反射由发光器件100发射的光，由此提高光的亮度并且限制与水分或氧气的反应，并且第三层500d用于增强与填充物的粘附性，由此限制水分的渗入。
可替代地，保护层500可以是由水分阻挡材料和紫外光阻挡材料的混合物制成的单个层。
图12是示出由混合物制成的保护层的视图。
如图12所示，保护层500可以由水分阻挡材料500e和紫外光阻挡材料500f的混合物制成。
紫外光阻挡材料500f可以采用纳米级颗粒的形式。紫外光阻挡材料500f的颗粒尺寸可以在大约10nm至500nm的范围内。
这些颗粒可以具有同一尺寸，或者可以根据情形而具有不同尺寸。
另外，紫外光阻挡材料500f的高密度颗粒可以存在于与填充物400相邻的区域中，并且紫外光阻挡材料500f的低密度颗粒可以存在于与封装本体200相邻的区域中。
根据情形要求，从与封装本体200相邻的区域到与填充物400相邻的区域，颗粒密度可以逐渐增大。
这是因为：与和封装本体200相邻的区域相比，在与填充物400相邻的区域中，到达保护层500的光的强度更大。
可替代地，保护层500可以在其整个表面或部分表面上具有齿状图案和凹状图案中的至少一种。
图13和图14是示出具有齿的保护层的视图。更具体地，图13示出在其整个表面上形成有齿的保护层，而图14示出在其部分表面上形成有齿的保护层。根据实施例，该齿可以形成一定的图案。
如图13所示，保护层500可以在其整个表面上设置有点或条带式的齿状图案700。
可替代地，如图14所示，保护层500可以仅在其与外部相邻的部分表面上设置有齿状图案700。
图15是该齿状图案的剖面图。如图15所示，图13和图14中的齿状图案优选具有倒梯形形状，从而其上表面的宽度大于其下表面的宽度。
这是因为：水分的渗入是沿着从该齿状图案的侧表面至其上表面的路径，并且，该倒梯形的齿状图案的侧表面阻碍了水分的渗入。
具有齿状图案的保护层500与填充物400之间具有大的接触面积，由此呈现出增强的粘附性和阻挡水分的效果。
可替代地，具有齿状图案的保护层可以形成在具有齿状图案的封装本体上。
图16是示出形成在具有齿状图案的封装本体上的保护层的视图。如图16所示，封装本体200可以在其表面上设置有点或条带式的齿状图案700，并且，在具有齿状图案700的封装本体200上形成的保护层500可以在其表面上设置有相同的齿状图案。
具有上述构造的保护层500与封装本体200之间具有大的接触面积，并且与填充物400之间具有大的接触面积，由此呈现出增强的粘附性和阻挡水分效果。
可替代地，保护层500的厚度可以朝着封装本体200的外表面逐渐增大。
图17是示出其厚度逐渐变化的保护层的视图。如图17所示，位于封装本体200的内侧区域中的保护层500的厚度d1可以大于位于封装本体200的外侧区域中的保护层500的厚度d2。
这是因为：渗入封装本体200的外侧区域中的水分的量大于渗入封装本体200的内侧区域中的水分的量。
其厚度以每个区域为基础而变化的保护层500适用于本文公开的所有实施例。
可替代地，可以在封装本体的微小凹部中形成保护层。
图18和图19分别是示出封装本体和保护层的透视图和剖面图，该封装本体具有多个微小凹部的图案。
如图18和图19所示，多个微小凹部800形成在封装本体200的填充物注入空间内的表面上，并且每个微小凹部800中均可以填充有保护层500。
如图19所示，封装本体200的微小凹部800可以具有同一尺寸和深度。根据情形要求，可以在封装本体200的表面上一起设置具有各种尺寸和深度的微小凹部800。
高密度的微小凹部800可以形成在封装本体200的外侧区域中，而低密度的微小凹部800可以形成在封装本体200的内侧区域中。
根据情形要求，从封装本体200的内侧区域至其外侧区域，微小凹部800的密度可以逐渐增大。
因此，位于封装本体200的外侧区域中的微小凹部800之间的距离d1可以小于位于封装本体200的内侧区域中的微小凹部800之间的距离d2。
这是因为：进入封装本体200的外侧区域中的光量大于进入封装本体200的内侧区域中的光量。如上述各个实施例中所提出的，在发光器件产生的光或热所能到达的封装本体的凹部内设置含有水分阻挡材料和/或紫外光阻挡材料的保护层可以防止外部的水分及氧气与由发光器件发射的光和热之间的反应，由此防止该封装的热劣化。
图20是示出根据一个实施例的发光器件阵列模块的基本构思的视图。
如图20所示，该发光器件阵列模块可以包括发光器件100、支撑基板2000、以及保护层3000。支撑基板2000是上述一些实施例中的封装本体的一个实例。
这里，在支撑基板2000上可以设置有至少一个发光器件100。
如之前在上文中描述的，发光器件100可以分为水平型、竖直型和混合型发光器件，并且可以选自各种形状的发光器件。
支撑基板2000可以是其上安装有多个发光器件100的基板，并且可以设置有电极图案，以将电源适配器和发光器件100彼此连接。
例如，可以在支撑基板2000的上表面上形成碳纳米管电极图案，以将发光器件100和适配器彼此连接。
该支撑基板2000可以由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、玻璃、聚碳酸酯(PC)或硅制成，并且可以采用膜的形式。该支撑基板2000可以是其上安装有多个发光器件100的印刷电路板(PCB)。
图20示出了板上芯片(COB)型发光器件阵列模块的一个实施例。支撑基板2000可以包括支撑层230、引线框架250和251、以及阻焊层260，该支撑层230中限定了第一电极区域210和第二电极区域220。形成在支撑基板2000上的发光器件100可以覆盖有填充物240。
第一电极区域210可以连接到发光器件100的第一电极，并且第二电极区域220可以连接到发光器件100的第二电极。
支撑层230可以包括：绝缘层230b，该绝缘层230b支撑第一电极区域210和第二电极区域220；电路层230a，该电路层230a形成在绝缘层230b上；以及散热层230c，该散热层230c形成在绝缘层230b下方。
填充物240可以用作透光填充物，以密封包括发光器件100的第一电极区域210和第二电极区域220，并且填充物240可以由硅或丙烯酸基树脂制成。
当然，填充物240不限于上述材料，而是可以由各种树脂制成。为了确保亮度均匀，填充物240可以由折射率大约为1.4至1.6的树脂制成。
例如，填充物240可以由从以下项组成的组中选择的任一种材料制成：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚环氧化物(PE)、硅、以及丙烯酸。
填充物240可以包含粘合剂聚合物树脂，以牢固附接到发光器件100。
例如，填充物240可以包含丙烯基材料、氨基甲酸乙酯基材料、环氧基材料和三聚氰胺基材料，例如不饱和聚酯、甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁基甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、丙烯酸羟乙基酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甘油酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯聚合物、共聚物或三元共聚物。
通过将液相或凝胶相的树脂施用于形成有多个发光器件100的支撑层230并且使所施用的树脂硬化，可以形成填充物240；或者，通过将树脂施用于另一个支撑片材并且使所施用的树脂局部硬化以将该支撑片材附接至支撑层230，可以形成填充物240。
引线框架250和251可以电连接到第一电极区域210和第二电极区域220，并且可以围绕透光填充物240形成在支撑层230上。
在一个实施例中，如图21所示，引线框架251可以经由电路层230a电连接到第一电极区域210，引线框架250可以经由电路层230a电连接到第二电极区域220，并且第二电极区域220可以经由导线电连接到发光器件100。
在另一个实施例中，如图22所示，引线框架251可以经由电路层230a电连接到第一电极区域210，引线框架250可以经由电路层230a电连接到第二电极区域220，并且第二电极区域220可以利用导线电连接到发光器件100。
阻焊层260围绕引线框架250形成并且可用于防止所述电极之间的短路。
接着，保护层3000可以形成在布置有至少一个发光器件100的支撑基板2000上。
根据情形要求，保护层3000可以形成在下述表面中的至少一个表面上：透光填充物240的整个表面、引线框架250和251的整个表面、阻焊层260的整个表面、以及支撑层230的整个表面。
在最优选的实施例中，在布置有发光器件100的支撑基板2000的整个表面上，保护层3000形成为具有恒定的厚度。
保护层3000可以由防潮材料制成，该防潮材料的水分透过率大约为每24小时1000g/m2。
例如，保护层3000可以包含如下项中的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、阻燃聚氯乙烯(PVC)、阻燃聚酯、聚乙烯亚胺(PEI)、硅、硅橡胶、氟树脂、特氟龙、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)、CF4、CH4、或正硅酸乙酯(TEOS)。
例如，保护层3000可以包含水分透过率大约为每24小时5g/m2至800g/m2的防潮材料。
在这种情况下，保护层3000的厚度可以在大约1μm至200μm的范围内。
保护层3000的水分透过率可以根据保护层3000中包含的防潮材料的种类和组分比以及保护层3000的厚度而改变，因而可以通过适当地控制上述因素来确定其水分透过率。
例如，下表呈现了在保护层3000的防潮材料是氟树脂的前提下、该保护层3000的水分透过率与保护层3000厚度的依赖关系。
表1
Figure BSA00000586100300201
如上表1所示，有必要根据发光器件阵列模块的类型来确定保护层的厚度，以便该保护层具有适当的水分透过率。
这是因为：如果保护层变得过厚，则发光器件的亮度可能降低。
另外，由于应用本实施例的模块的厚度在设计上受到限制，导致保护层的厚度不能无限增大，所以必须考虑到上述要求来形成保护层。
本实施例适用于各种阵列模块，例如普通的LED封装阵列模块、板上芯片(COB)型LED阵列模块、以及圆顶状COB LED阵列模块。
图23是基于是否存在保护层来比较每单位时间的初始高速运行的性能的曲线图。
如图23所示，应当理解，具有保护层的发光器件阵列模块维持基本相同的初始高速运行性能，而不会随着时间的流逝发生大的改变。
该曲线图表明，具有保护层的发光器件阵列模块在大约600小时后表现出略微的性能下降。
相比之下，可以看到，无保护层的发光器件阵列模块在大约200小时后呈现性能的急剧降低。
也就是说，图23的曲线图表明，由于外部的水分和腐蚀剂，无保护层的发光器件阵列模块的性能急剧降低，从而呈现出其可靠性和寿命的降低，而具有保护层的发光器件阵列模块通过阻挡腐蚀剂和水分渗入而避免了热劣化，由此实现了增强的可靠性和延长的寿命。
用于形成具有上述构造的发光器件阵列模块的保护层的方法如下。
图24是示出用于形成根据实施例的发光器件阵列模块的保护层的方法的流程图。
如图24所示，首先，制备其上布置有至少一个发光器件的基板(S10)。
接着，去除该基板的表面上存在的杂质，例如灰尘、油、水滴等(S20)。
这是因为：该基板的表面上存在的杂质会使基板和保护层之间的粘附性变差。
接着，将包含防潮材料和溶剂的溶液的至少一个涂层施用到已去除了杂质的基板表面上(S30)。
该防潮材料可以包括如下项中的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、阻燃聚氯乙烯(PVC)、阻燃聚酯、聚乙烯亚胺(PEI)、硅、硅橡胶、氟树脂、特氟龙、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)、CF4、CH4、或正硅酸乙酯(TEOS)。
该溶剂可以是如下项中的至少一种：氢氟碳化物(HFC)、氢氟醚(HFE)或全氟聚醚(PFPE)。
在这种情况下，该溶液中含有的防潮材料的比例可以在大约1％至70％的范围内。
如果该防潮材料所占的比例是大约1％或更小，则保护层可能具有高的水分透过率，即，防潮性能恶化。相反，如果该防潮材料所占的比例是大约70％或更大，则可能难以施用保护层，从而难以形成保护层。
可以使用喷涂、刷涂或浸涂中的至少一种方法来施用该溶液。
喷涂是使用喷射器将溶液喷洒到基板表面上的方法，刷涂是使用刷子将溶液涂布在基板表面上的方法，而浸涂是将基板浸入到溶液中的方法。
通过上述方法施用的溶液经受烘干处理(S40)。
这里，该溶液的烘干可以在室温下执行大约2秒至1小时。
可以根据该溶液中含有的防潮材料的比例来改变烘干时间。
例如，下表呈现了在该溶液的防潮材料是氟树脂的前提下、烘干时间与防潮材料比例的依赖关系。
表2
  防潮材料的比例   烘干时间
  1-2％   5-20秒
  4-10％   30-60秒
  10-20％   1-5分钟
  20-70％   10-25分钟
通过实现该烘干操作，可以形成其水分透过率为大约每24小时1000g/m2或更小的保护层。
该保护层的厚度可以是大约1μm至200μm，并且有必要根据发光器件阵列模块的类型来确定保护层的厚度，以便为该保护层提供适当的水分透过率。
如上所述，这是因为：当保护层变得过厚时，发光器件的亮度可能降低。
因此，在本实施例中，可以在形成保护层之后进行测量保护层厚度的操作。
如图24所示，在形成保护层(S50)之后，可以测量该保护层的厚度(S60)。
接着，判定所测量到的厚度是否等于预设的厚度(S70)。
如果测量到的厚度不等于预设的厚度，则重复施用溶液的步骤(S30)。一旦保护层的厚度达到预设的厚度，则可以结束形成保护层的步骤。
上述方法包括了对保护层厚度的测量，从而可以基于保护层的厚度和水分透过率的基准值来更精确快速地执行保护层的形成步骤，这些基准值是之前考虑到保护层的防潮材料和发光器件的亮度的情况下确定的。
以此方式，上述的各种实施例可以防止发光器件阵列模块的热劣化和电极的腐蚀，从而使发光器件阵列模块的可靠性增强且寿命延长。
另外，在短的烘干时间内以简化方式涂覆保护层可以减少形成时间和成本，并且赋予保护层增强的防潮性能，可以减小保护层的厚度，从而能使发光器件阵列封装的重量减轻。
当这些实施例应用于比背光模块经受更严酷环境条件的照明模块时，能够防止当模块暴露于外部的水分或氧气时造成的可靠性降低，由此使模块的寿命延长。
根据本实施例的发光器件封装可以包括多个发光器件的阵列。另外，发光器件封装或发光器件阵列模块可以包括光学构件，例如导光板、棱镜片和漫射片，因此可以用作灯单元。
在其它实施例中，可以实现包括上述实施例中公开的发光器件阵列模块的发光器件封装的显示装置、指示装置和照明系统。例如，该照明系统可以是灯或街灯。
该照明系统可以用作包括多个LED的灯，具体地，可以采用如下形式：即，嵌入在建筑物的屋顶或墙壁中使得灯罩的开口暴露于外部的内置灯(例如，LED筒灯)。
图25是示出具有发光器件封装或发光器件阵列模块的照明设备的实施例的视图。如图25所示，该照明设备包括LED封装或LED阵列模块20和灯罩30，灯罩30用于使LED封装或LED阵列模块20发射的光被定向为所需角度。
LED封装或LED阵列模块20可以包括设置在印刷电路板21上的至少一个LED 22。当然，多个LED 22可以布置在印刷电路板21上。
灯罩30使LED封装20发射的光会聚，以允许光以预定的取向角度穿过其开口发射，并且可以包括内部镜表面。
这里，LED封装或LED阵列模块20可以与灯罩30隔开一段预定距离d。
如上所述的照明设备可以用于通过使来自多个LED 22的光会聚来发射光。具体地，该照明设备可以采用如下形式：即，嵌入在建筑物的屋顶或墙壁中使得灯罩的开口暴露于外部的内置灯(例如，LED筒灯)。
使用发光器件封装的照明设备可以包括：支撑基板，至少两个发光器件封装设置于其上；和壳体，该壳体的至少一部分由透光材料制成，发光器件封装所发射的光穿过该透光材料。
如以上描述显而易见的那样，根据本发明的实施例，因为在发光芯片产生的光或热所能到达的、所述封装的凹部内形成含有水分阻挡材料或紫外线阻挡材料的保护层，所以保护层具有如下效果：防止了从外部渗入的水分及氧气与由发光器件产生的光和热之间的反应，由此防止该发光器件封装的热劣化。
另外，还可以将保护层涂覆在基板的布置有发光器件的外表面上，以阻挡腐蚀剂和水分。这样可以防止发光器件阵列模块的热劣化和电极的腐蚀，从而使可靠性增强且使用期延长。
此外，在短的烘干时间内以简化方式涂覆保护层可以减少形成时间和成本。
另外，赋予保护层增强的防潮性能可以减小保护层的厚度，从而能使发光器件阵列封装的重量减轻。
当实施例应用于比背光模块经受更严酷环境条件的照明模块时，能够防止当模块暴露于外部的水分或氧气时造成的可靠性恶化，由此使模块的寿命延长。
以上实施例中描述的特性、构造、效果等被包括在本发明的至少一个实施例中，但不必仅限于一个实施例。本领域的技术人员应该清楚，可以对各个实施例中举例说明的特性、构造、效果等进行各种修改或组合。因此，应该认为，与这些修改或组合相关的所有内容都属于本发明的范围。
虽然已经针对一些特定实施例描述了本发明，但这些实施例只是以举例的方式提供的，并且本发明的范围不限于这些实施例。本领域的技术人员应该理解，可以在不脱离这些实施例的固有特性的情况下，得到以上描述中没有举例说明的各种修改和应用。例如，可以修改或改变实施例中具体描述的各个组成元件。与这些修改和应用相关的差异应该被视为包括在如所附权利要求中公开的本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种发光器件封装，包括：
发光器件；
封装本体，所述封装本体支撑所述发光器件；
至少一个电极，所述至少一个电极设置在所述封装本体上并电连接到所述发光器件；
包封物，所述包封物覆盖所述发光器件；以及
保护层，所述保护层放置在所述包封物和所述封装本体之间，其中，所述保护层含有从由以下材料组成的组中选择的至少一种：水分阻挡材料，和紫外光阻挡材料。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述封装本体包含二氧化钛(TiO2)。
3.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述水分阻挡材料包括从由以下项组成的组中选择的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、阻燃聚氯乙烯(PVC)、阻燃聚酯、聚乙烯亚胺(PEI)、硅、硅橡胶、氟树脂、特氟龙、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)、CF4、CH4、以及正硅酸乙酯(TEOS)。
4.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中，所述紫外光阻挡材料包括从由以下项组成的组中选择的至少一种：铬、铝、二氧化钛、氧化锌、硅酸镁、氧化镁、以及高岭土。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的发光器件封装，其中，所述保护层由所述水分阻挡材料和所述紫外光阻挡材料的混合物制成，并且所述紫外光阻挡材料的颗粒尺寸在10nm至500nm的范围内。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的发光器件封装，其中，所述保护层包括用于阻挡水分的第一层和用于阻挡紫外光的第二层。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的发光器件封装，其中，所述保护层包括：用于阻挡水分的第一层、用于反射从所述发光器件发射的光的第二层、以及用于将所述保护层附接至所述包封物的第三层。
8.根据权利要求7所述的发光器件封装，其中，所述第二层包括从由以下项组成的组中选择的至少一种：铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、以及二氧化钛(TiO2)。
9.根据权利要求7所述的发光器件封装，其中，所述第三层包括从由以下项组成的组中选择的至少一种：环氧树脂，和硅树脂。
10.根据权利要求1至4中的任一项所述的发光器件封装，其中，所述保护层形成在从由以下区域组成的组中选择的至少一个区域上：在所述发光器件和所述封装本体之间，以及在所述封装本体的围绕所述发光器件的表面上。
11.根据权利要求1至4中的任一项所述的发光器件封装，其中，所述保护层包括在其至少部分表面上形成的凸起或凹部。
12.根据权利要求1至4中的任一项所述的发光器件封装，其中，随着所述保护层与所述发光器件的距离增大，所述保护层的厚度增大。
13.一种发光器件阵列模块，包括：
支撑基板；
至少一个发光器件，所述至少一个发光器件布置在所述支撑基板上；以及
保护层，所述保护层放置在所述至少一个发光器件和所述支撑基板上，其中，所述保护层包含防潮材料，所述防潮材料的水分透过率为每24小时1000g/m2。
14.根据权利要求13所述的发光器件阵列模块，其中，所述保护层包含从由以下项组成的组中选择的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、阻燃聚氯乙烯(PVC)、阻燃聚酯、聚乙烯亚胺(PEI)、硅、硅橡胶、氟树脂、特氟龙、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)、CF4、CH4、以及正硅酸乙酯(TEOS)。
15.根据权利要求13至14中的任一项所述的发光器件阵列模块，其中，所述保护层包含水分透过率为每24小时5g/m2至800g/m2的防潮材料。
16.根据权利要求13至14中的任一项所述的发光器件阵列模块，其中，所述保护层的厚度在1μm至200μm的范围内。
17.根据权利要求13所述的发光器件阵列模块，其中，所述支撑基板包括：
支撑层，所述支撑层中包括第一电极区域和第二电极区域，所述第一电极区域和所述第二电极区域电连接到所述发光器件；
引线框架，所述引线框架电连接到所述第一电极区域和所述第二电极区域；以及
阻焊层，所述阻焊层定位成与所述引线框架相邻。
18.根据权利要求17所述的发光器件阵列模块，其中，所述支撑层包括：
散热层，所述散热层用于散发从所述发光器件发出的热量；
绝缘层，所述绝缘层形成在所述散热层上，用于使所述第一电极区域及所述第二电极区域绝缘；以及
电路层，所述电路层位于所述绝缘层的至少一部分上并电连接到所述发光器件。
19.根据权利要求17所述的发光器件阵列模块，其中，所述保护层形成在从由以下区域组成的组中选择的至少一个区域上：所述引线框架的整个表面、所述阻焊层的整个表面、以及所述支撑层的整个表面。
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