CN102593315A - 发光器件封装件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光器件(LED)封装件。所述发光器件封装件包括：发光器件；基底，发光器件以多个安装在基底上；透镜，安装在基底上以覆盖并密封发光器件，并且具有容纳槽和凹入部分，容纳槽形成在透镜的与基底接触的下表面，所述容纳槽容纳发光器件，凹入部分以设置在与发光器件对应的位置处的方式形成在透镜的上表面，其中，凹入部分在透镜的光轴上具有曲率半径，并且所述凹入部分形成为从所述上表面向所述下表面凹陷。
Description
本申请要求于2011年1月5日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0000985号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种发光器件封装件。
背景技术
通常，液晶显示器(LCD)作为当前常用的薄型显示装置已经被应用于各种各样的装置，如壁挂型电视、笔记本计算机、用于台式计算机的监视器、导航系统、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话及便携式计算机游戏控制台等类似装置。构成液晶显示器的显示装置的液晶本身不会发光，而仅可根据施加到其的电信号来实现简单的透射或阻挡光的功能。
因此，为了在液晶面板上显示信息，需要在液晶显示器中单独地设置从后部照射液晶面板的所谓的表面发光装置-背光单元。这种背光单元会需要能增大光的亮度并形成均匀的面光源以照射液晶面板，这对于产品质量方面是非常重要的。
由于通常的背光单元尺寸小、寿命长且直接将电能转换为光能，所以具有诸如高能量效率和低电平的操作电压的优点的发光器件(LED)已经被用作背光单元的光源。
在从设置于液晶面板下方的面光源直接照射液晶面板的直下式背光单元的情况下，由于从发光器件发射的光的分布是朗伯分布形式，所以取向角可以在约120度的水平，并且由于液晶面板远离光源，所以在使用多个发光器件的情况下，仅可获得具有良好的亮度均匀性的亮屏。
发明内容
本发明的一方面提供了一种发光器件封装件，在该发光器件封装件中，发射的光的光分布被加宽，从而减小了产品的厚度，并且减少了所需的发光器件的量。
根据本发明的一方面，提供了一种发光器件封装件，所述发光器件封装件包括：发光器件；基底，发光器件以多个安装基底上；透镜，安装在基底上以覆盖并密封发光器件，并且透镜具有容纳槽和凹入部分，所述容纳槽形成在透镜的与基底接触的下表面，所述容纳槽容纳发光器件，所述凹入部分以设置在与所述发光器件对应的位置处的方式形成在透镜的上表面，其中，所述凹入部分在透镜的光轴上具有曲率半径，并且形成为从所述上表面向所述下表面凹陷。
所述发光器件封装件还可包括填充容纳凹槽并且围绕发光器件的磷光层。
在所述透镜中，所述上表面可形成为具有曲面，所述曲面的横截面基于所述凹入部分呈抛物线形状，并且呈抛物线形状的所述曲面形成在比所述容纳槽的位置高的位置处。
所述透镜可满足以下条件表达式1，
[条件表达式1]
0.4＜Tc/Tt＜0.85
其中，Tc是沿着光轴从透镜的下表面至透镜的上表面的距离；Tt是从透镜的下表面至透镜的最高上表面的距离。
所述透镜可满足以下条件表达式2，
[条件表达式2]
0.3＜Rt/Rmax＜0.75
其中，Rt是从光轴至透镜的最高上表面的距离；Rmax是从光轴至透镜的外表面的距离。
所述透镜可满足以下条件表达式3，
[条件表达式3]
0.1＜Rc
其中，Rc是形成在透镜的上表面的凹入部分沿着光轴的曲率半径。
附图说明
通过下面附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其它方面、特征和其它优点，在附图中：
图1是示意性地示出了根据本发明示例性实施例的发光器件封装件的示图；
图2是示意性地示出了图1的发光器件封装件的剖视图；
图3A和图3B、图4A和图4B、图5A和图5B示出了图1的发光器件封装件中的透镜的不同示例和示意性地示出了根据透镜的不同示例的光分布的曲线图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，而不应被解释为局限于在此阐述的实施例。当然，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并且将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。虽然本发明所属领域的技术人员可以通过增加、改变或删除元件容易地设计并入本发明的教导的许多其它变型实施例，但是这样的实施例会落入本发明的范围内。
在附图中，为了清晰起见，夸大了组件的形状和尺寸。在整个说明书中，用相同的标号表示相同或等价的元件。
将参照图1至图5来解释根据本发明示例性实施例的发光器件封装件。
图1是示意性地示出了根据本发明示例性实施例的发光器件封装件的示图。图2是示意性地示出了图1中的发光器件封装件的剖视图。图3A和图3B、图4A和图4B、图5A和图5B示出了图1中的发光器件封装件中的透镜的不同示例和示意性地示出了根据透镜的不同示例的光分布的曲线图。
参照图1和图2，根据本发明示例性实施例的发光器件封装件1被构造为包括发光器件10、基底20和透镜30。
发光器件10是一种由于从外部施加的电信号而发射预定波长的光的半导体器件，可以包括LED芯片并且可以根据其内包含的材料发射蓝光、红光或绿光，发光器件10还可发射白光。发光器件10可以设置成多个，并且多个发光器件以排列在基底20上的这种方式而被安装在基底20上。
基底20是一种印刷电路板(PCB)，可以由包括环氧树脂、三嗪、硅树脂、聚酰亚胺或类似物的有机树脂材料或其它有机树脂材料制成，或者可以由诸如氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)或类似物的陶瓷材料、或由金属或金属化合物材料制成。具体地，考虑到热的发散，基底20可以是金属芯印刷电路板(MCPCB)(一种金属PCB)。
其上安装有发光器件10的基底20可包括电连接到发光器件10的电路布线(未示出)、具有耐电压特性的绝缘层(未示出)等。
透镜30可安装在基底20上以覆盖且密封所述发光器件10。容纳发光器件10的容纳槽31可以形成在透镜30的与基底20接触的下表面30a中，凹入部分32可以以设置在与发光器件10对应的位置处的方式形成在透镜32的上表面30b中。透镜30可由诸如硅树脂、塑料或硅石等的透明材料制成。容纳槽31可形成为具有比所述发光器件10的尺寸大的尺寸，填充容纳槽31且围绕发光器件10的磷光层40可设置在容纳槽31的内部与发光器件10之间。磷光层40可在其内包含至少一种荧光材料，由于所述荧光材料使得磷光层40可将从发光器件10发射的光转换为具有期望颜色的光。例如，磷光层40可将蓝光转换为白光。此外，磷光层40还可在其内包含漫射材料，以使光平滑地漫射。
在透镜的上表面30b的中心部分中形成的凹入部分32在透镜30的光轴O上具有预定的曲率半径，并且可形成为从上表面30b向下表面30a凹陷。对于透镜30，上表面30b可形成为具有曲面33，曲面33的横截面基于凹入部分32呈抛物线形状，具有抛物线形状的曲面33可以形成在比容纳槽31的位置高的位置。
通过这种结构，可以改善从发光器件10发射的光的光分布，从而允许光的取向角为130度或更大，由此可减少将要安装的发光器件的数量，允许确保成本竞争力。另外，可减小从发光器件10至设置于发光器件10上方的光学膜(未示出)的距离，从而可以令使用发光器件封装件1的产品纤薄化。
同时，根据本发明的示例性实施例，可在满足上述结构特征和下列条件表达式的范围内来实施发光器件封装件的透镜30，以使发光器件10发射的光的光分布变宽，从而可以减少所需发光器件10的数量，与此同时，可以减小使用发光器件封装件的产品的厚度，从而实现了产品的纤薄化。
同时，根据本发明示例性实施例的透镜30可在满足以下条件表达式1的范围内实施。
[条件表达式1]
0.4＜Tc/Tt＜0.85
其中，Tc是从透镜的下表面到透镜的位于光轴上的上表面的距离，Tt是从透镜的下表面到透镜的具有最大高度的上表面(在下文称作“最高上表面”)的距离。
条件表达式1是满足完全反射入射到透镜30的中心部分的光的条件。当透镜的实施超过条件表达式1的上限时，入射到透镜30的中心部分的光会被折射而没有完全被包括呈抛物线形状的曲面33的上表面30b(即，透镜表面)反射，从而从所述透镜30表面向外部散失的光会增加。因此，光轴O附近的光强度会增大，由此会倾向于产生热点，即，与热点的周围相比屏幕较亮的部分。此外，当所述透镜的实施超出条件表达式1的下限时，入射到透镜30的中心部分的光会从透镜表面过多地折射，由此会使光轴O附近的光强度显著地降低，从而导致在屏幕上产生斑点。
同时，根据本发明实施例的透镜30可在单独满足下面的条件表达式2的范围内实施或者可在一起满足下面的条件表达式2和上面的条件表达式1的范围内实施。
[条件表达式2]
0.3＜Rt/Rmax＜0.75
其中，Rt是从光轴到透镜的最高上表面的距离，Rmax是从光轴到透镜的外表面的距离。
条件表达式2是控制以透镜30的下表面30a为基准的最高上表面远离光轴O的程度的条件。当所述透镜的实施超过条件表达式2的上限时，入射到透镜30的中心部分的光会从透镜表面直接被折射并在透镜30外前移，会致使光轴O附近的光强度增大，从而在屏幕上发光器件10的位置附近呈现出较高的亮度。然而，可能会在屏幕上产生在透镜的远离发光器件10的区域中亮度迅速减弱的现象。此外，当所述透镜的实施超出条件表达式2的下限时，入射到透镜30的周围部分的光会从透镜表面直接被折射并在透镜30外前移，由此会使远离光轴O的区域中的光强度过度增大，从而引起屏幕上亮度均匀性的劣化。
同时，根据本发明示例性实施例的透镜30可在单独满足下面的条件表达式3的范围内实施，或者可在一起满足下面的条件表达式3与上面的条件表达式1和2中的至少一个表达式的范围内实施。
[条件表达式3]
0.1＜Rc
其中，Rc是形成在透镜的上表面的凹入部分在光轴上的曲率半径。
当透镜的实施超出条件表达式3的下限时，会迅速产生因透镜30的形式上的误差导致的透镜的功能变化而难以确保稳定的质量。此外，在通过模制生产来模制透镜30的情况下，可能会产生透镜30的未模制部分。
在下文中，可通过具体的数字示例来描述根据本发明示例性实施例的透镜30。
示例1
根据示例1，Tt为1.27mm，Tc为0.82mm，Rt为0.85mm，Rmax为1.77mm，Rc为0.15mm。
通过将上述数值代入上面的条件表达式中，上面的条件表达式的值如下所示。
[条件表达式1]：Tc/Tt＝0.65
[条件表达式2]：Rt/Rmax＝0.48
[条件表达式3]：Rc＝0.15mm
示例2
根据示例2，Tt为1.1mm，Tc为0.68mm，Rt为0.99mm，Rmax为1.78mm，Rc为0.17mm。
通过将上述数值代入上面的条件表达式中，上面的条件表达式的值如下所示。
[条件表达式1]：Tc/Tt＝0.62
[条件表达式2]：Rt/Rmax＝0.56
[条件表达式3]：Rc＝0.17mm
示例3
根据示例3，Tt为1.33mm，Tc为0.85mm，Rt为0.82mm，Rmax为1.64mm，Rc为0.16mm。
通过将上述数值代入上面的条件表达式中，上面的条件表达式的值如下所示。
[条件表达式1]：Tc/Tt＝0.64
[条件表达式2]：Rt/Rmax＝0.50
[条件表达式3]：Rc＝0.16mm
根据以上示例1至示例3的值可以是满足条件表达式1至3的范围内的测试值。如图3A和图3B、图4A和图4B、图5A和图5B所示，沿着透镜30的光轴O的方向发射的光减少，从而由每单位立体角的光通量密度表示的光强度可能很小，而沿着相对于透镜30的光轴O形成大角度的方向发射的光增多，从而由每单位立体角的光通量密度表示的光强度可能更大。其中，图3B、图4B和图5B中的标记“Long.0_deg”和“Long.90_deg”是指在水平面上纵向发射的光的强度(或发光强度)的分布。即，“Long.0_deg”是从透镜上方观察时的左右方向，“Long.90_deg”是从透镜上方观察时的前后方向。当从透镜上方观察时，透镜呈圆形。因此，在各幅图中沿Long.0_deg(左右方向)和Long.90_deg(前后方向)的分布曲线图呈现相似的形状。
通过本发明的示例，从透镜30的中心部分发射的光可以相对少，而从透镜30的周围部分发射的光可以相对大，从而可以构造出光的光分布增大的发光器件封装件。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，从发光器件发射的光的光分布可以更大以允许取向角为130度或更大，由此可减少将要安装的发光器件的数量，从而允许确保成本竞争力。
此外，可减小从发光器件到光学膜的距离，由此可令使用发光器件封装件的产品纤薄化。
虽然已经结合示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该明白，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出修改和变化。
Claims (7)
1.一种发光器件封装件，所述发光器件封装件包括：
发光器件；
基底，所述发光器件安装在所述基底上；
透镜，安装在所述基底上以覆盖并密封所述发光器件，所述透镜具有容纳槽和凹入部分，所述容纳槽形成在所述透镜的与所述基底接触的下表面，所述容纳槽容纳所述发光器件，所述凹入部分以设置在与所述发光器件对应的位置处的方式形成在所述透镜的上表面，
其中，所述凹入部分在所述透镜的光轴上具有曲率半径，并且所述凹入部分形成为从所述上表面向所述下表面凹陷。
2.如权利要求1所述的发光器件封装件，所述发光器件封装件还包括填充所述容纳槽且围绕所述发光器件的磷光层。
3.如权利要求1所述的发光器件封装件，其中，在所述透镜中，所述上表面形成为具有曲面，所述曲面的横截面基于所述凹入部分具有抛物线形状，具有抛物线形状的所述曲面形成在比所述容纳槽的位置高的位置。
4.如权利要求1所述的发光器件封装件，其中，所述透镜满足如下条件表达式1：
0.4＜Tc/Tt＜0.85
其中，Tc是沿着光轴从所述透镜的所述下表面至所述透镜的上表面的距离；Tt是从所述透镜的所述下表面至所述透镜的最高上表面的距离。
5.如权利要求1所述的发光器件封装件，其中，所述透镜满足如下条件表达式2：
0.3＜Rt/Rmax＜0.75
其中，Rt是从所述光轴至所述透镜的最高上表面的距离；Rmax是从所述光轴至所述透镜的外表面的距离。
6.如权利要求1所述的发光器件封装件，其中，所述透镜满足如下条件表达式3：
0.1＜Rc
其中，Rc是形成在所述透镜的上表面的凹入部分在所述光轴上的曲率半径。
7.如权利要求1所述的发光器件封装件，其中，所述透镜满足如下条件表达式1、条件表达式2和条件表达式3中的至少两个表达式，
条件表达式1：
0.4＜Tc/Tt＜0.85
其中，Tc是沿着光轴从所述透镜的所述下表面至所述透镜的上表面的距离；Tt是从所述透镜的所述下表面至所述透镜的最高上表面的距离；
条件表达式2：
0.3＜Rt/Rmax＜0.75
其中，Rt是从所述光轴至所述透镜的最高上表面的距离；Rmax是从所述光轴至所述透镜的外表面的距离；
条件表达式3：
0.1＜Rc
其中，Rc是形成在所述透镜的上表面的凹入部分在所述光轴上的曲率半径。
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