CN103137827B - 发光二极管封装结构及发光装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构，包括至少两间隔的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片以及填充于两电极之间并覆盖发光二极管芯片的封装体，所述电极包括第一电极和第二电极，所述发光二极管芯片的出光面面对的封装体外表面上形成有反射层，所述发光二极管芯片的出光面背对的封装体的另一外表面为出光面，所述第一电极和第二电极环绕所述发光二极管芯片及封装体设置，且第一和第二电极均包括朝向发光二极管芯片的内壁，各内壁包括位于反射层和出光面之间的第一斜面。本发明还涉及一种装设有该种发光二极管封装结构的发光装置。

Description

发光二极管封装结构及发光装置
技术领域
本发明涉及一种半导体结构，尤其涉及一种发光二极管封装结构及发光装置。
背景技术
相比于传统的发光源，发光二极管（LightEmittingDiode，LED）具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越广泛地应用。
现有的发光二极管封装结构一般包括基板、形成于基板上的电极以及装设于基板上并与电极电性连接的发光二极管芯片。通常一颗发光二极管芯片的出光角度的范围在120°左右，因此为了达到扩大发光装置出光角度的效果，通常采用多个发光二极管芯片呈一定角度设置，使各个发光二极管芯片向不同角度出射光线，形成较大的照明范围。
然而这种发光装置势必需要装设至少两个呈角度设置的发光二极管芯片，不但限制了灯具的结构和发光二极管芯片的装设位置，而且采用多个发光二极管芯片才能够实现所期望达到的效果，使得整个发光装置结构复杂，成本较高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光范围更大、且结构简单的发光二极管封装结构及具有该发光二极管封装结构的发光装置。
一种发光二极管封装结构，包括至少两间隔的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片以及填充于两电极之间并覆盖发光二极管芯片的封装体，所述电极包括第一电极和第二电极，所述发光二极管芯片的出光面面对的封装体外表面上形成有反射层，所述发光二极管芯片的出光面背对的封装体的另一外表面为出光面，所述第一电极和第二电极环绕所述发光二极管芯片及封装体设置，且第一和第二电极均包括朝向发光二极管芯片的内壁，各内壁包括位于反射层和出光面之间的第一斜面，该第一斜面自出光面向靠近发光二极管芯片的方向倾斜延伸，发光二极管芯片发出的光线射向反射层并经反射层、第一斜面反射后从出光面射出。
一种发光装置，包括发光二极管封装结构和基板，该发光二极管封装结构包括至少两间隔的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片以及填充于电极之间并覆盖发光二极管芯片的封装体，所述电极包括第一电极和第二电极，所述基板的一表面上形成相互间隔的电路结构和位于电路结构之间的反射区，所述发光二极管芯片的出光面面对的封装体的外表面与基板的反射区贴合并形成反射面，所述发光二极管封装结构远离基板的另一外表面为出光面，所述第一电极和第二电极环绕所述发光二极管芯片及封装体设置，且第一和第二电极均包括朝向发光二极管芯片的内壁，各内壁包括位于反射层和出光面之间的第一斜面，该第一斜面自出光面向靠近发光二极管芯片的方向倾斜延伸，发光二极管芯片发出的光线射向反射层并经反射层、第一斜面反射后从出光面射出。
本发明提供的发光二极管封装结构及发光装置设置有倾斜的第一斜面，并在封装体的一个外表面设置反射层，增大反射面的面积，并使发光二极管芯片发出的光线经反射层和第一斜面反射后射出，进而增大出光面的面积，形成范围更大的光场。
下面参照附图，结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明实施方式的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图2为图1中的发光二极管封装结构去除反射层的俯视示意图。
图3为本发明实施方式的发光二极管封装结构的发光装置的剖面示意图。
图4为本发明发光二极管封装结构通过检测仪器测试时光强和发光二极管封装结构与检测仪器的角度的坐标图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构 100
发光装置 200
承载部 10
顶面 11
底面 12
侧面 13
电极 20
第一电极 21
第一表面 211
第二表面 212
内壁 213
第一斜面 2131
平台部 2132
第二斜面 2133
外壁 214
第二电极 22
凹槽 23
发光二极管芯片 30
导线 31
封装体 40
反射面 41
出光面 42
基板 60
电路结构 61
第一电极区 611
第二电极区 612
反射区 613
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参见图1，本发明实施方式提供的发光二极管封装结构100，其包括承载部10、电极20、固定于承载部10上并与电极20电性连接的发光二极管芯片30、填充于承载部10与电极20之间、覆盖发光二极管芯片30的封装体40及一反射层50。
所述承载部10呈岛状并位于发光二极管封装结构100的中央。该承载部10包括顶面11、与顶面11相对的底面12以及连接该顶面11和底面12的侧面13。所述顶面11和底面12均为平面。该顶面11用于承载发光二极管芯片30。该侧面13自顶面11朝向远离顶面11的方向向底面12倾斜，以使顶面11的面积小于底面12的面积。该承载部10的形状依实际需要而设定，可以为圆台形、梯形等，在本实施方式中为圆台形。该承载部10的材料可以为金属材料如铜或其合金等，也可以为非金属材料，如碳、硅或陶瓷材料等。
请同时参阅图2，所述电极20包括相互间隔的第一电极21和第二电极22，该第一电极21和第二电极22共同环绕承载部10并将发光二极管芯片30围设在内。在本实施方式中，第一电极21和第二电极22各呈直角并相对围合形成矩形。因第一电极21和第二电极22的形状大致相同，现以第一电极21为例进行说明。所述第一电极21包括第一表面211、与第一表面211平行相对的第二表面212、连接第一表面211和第二表面212的内壁213和外壁214。所述内壁213自第一表面211向第二表面212依次包括顺次首尾连接的第一斜面2131、平台部2132和第二斜面2133。具体地，该第一表面211的位置高于承载部10的顶面11的位置。该第二表面212与承载部10的底面12位于同一平面上。该第二斜面2133自第一表面211向靠近发光二极管芯片30的方向倾斜延伸而成。该平台部2132自第二斜面2133的尾端向靠近发光二极管芯片30继续延伸形成，并与第一表面211和第二表面212平行，该平台部2132为发光二极管芯片30与第一电极21经由导线连接的打线区域。第一斜面2131自平台部2132的尾端沿远离发光二极管芯片30的方向朝第二表面212延伸、直至接触第二表面212。第一电极21和第二电极22的内壁213共同包围发光二极管芯片30，并于内壁213和发光二极管芯片30、承载部10之间形成用于填充封装材料的凹槽23。外壁214位于发光二极管封装结构100的外侧。该电极20为金属材料，第一斜面2131和第二斜面2133上可分别涂布反射材料，如金属银、镜面油墨等，以增强内壁213的反射效果。
所述发光二极管芯片30装设于承载部10上。具体的，该发光二极管芯片30固定于承载部10的顶面11上，并采用导线31将该发光二极管芯片30分别与该对应的对应的第一电极21与第二电极22打线连接。具体实施时，每一根导线31一端打线连接于发光二极管芯片30，另一端打线连接于第一电极21或第二电极22的平台部2132，再经由第一电极21和第二电极22与外部电路结构连接从而为发光二极管封装结构100提供电能。导线31弯曲的最高点低于第一电极21和第二电极22的第一表面211。该发光二极管芯片30的数量根据不同需求可以为一个或者多个。在本实施方式中，所述发光二极管芯片30的数量为一个。
所述封装体40填充于电极20围设形成的凹槽23内，并覆盖发光二极管芯片30。该封装体40的上表面与电极20的第一表面211平齐，该上表面上覆盖一正对发光二极管芯片30出光面的反射层50，从而使该上表面成为反射面41。发光二极管芯片30发出的光线射向反射层50，并经过反射层50向反方向反射。封装体40的下表面与电极20的第二表面212及承载部10的底面12平齐，形成出光面42。由于电极20的内壁213的第二斜面2133朝向远离发光二极管芯片30的方向向封装体的反射面41倾斜，增大了反射面41的尺寸，为更多的光线的反射提供了条件；同理，第一斜面2131朝向远离发光二极管芯片30的方向向出光面42倾斜，增大了出光面42的尺寸，为更多的光线的出射提供了条件。该反射层50选用具有较高反射效率的材料，如金属银、镜面油墨等制成。
本实施方式中，在正对发光二极管芯片30的封装体40外表面铺设反射层50，并在电极20的内壁213上形成分别朝向反射面41和出光面42倾斜的第一斜面2131和第二斜面2133。该种设置使得：由发光二极管芯片30发出的光线直射向反射层50以及第二斜面2133；入射至反射层50的光线经由反射层50反射向封装体40的出光面42、第二斜面2133以及承载部10的侧面13；入射至第二斜面2133上的光线被反射向承载部10的侧面13或反射层50；入射至承载部10的侧面13上的光线被反射向出光面42以及第二斜面2133；入射至第二斜面2133上的光线被反射向出光面42以及承载部10的侧面13；多个光反射面的配合作用最终将光线引导至出光面42而出射。
由于倾斜设置的第一斜面2131和第二斜面2133将反射面41和出光面42的面积增大，再辅以第二斜面2133和承载部10的侧面13的倾斜角度对光线出射方向的局限作用，使得光线出射方向朝贴近出光面42的方向偏转，从而增大了光线出射的角度，形成范围更大的光场。第一斜面2131和第二斜面2133与第一表面211之间的夹角角度在50°至80°的范围内为最佳。
请参阅图3，为本发明实施方式提供的具有该种发光二极管封装结构100的发光装置200。该发光装置200包括基板60和发光二极管封装结构100。
所述基板60大致呈平板状，其具有相对的两表面，其中一个表面上形成有电路结构61，该电路结构61对应发光二极管封装结构100的第一电极21和第二电极22分为两分隔的第一电极区611和第二电极区612。第一电极区611和第二电极区612相互间隔的距离大于或等于发光二极管封装结构100的反射面41的尺寸。该基板60可采用反射性较好的材料制成，如白色陶瓷、塑料或金属银等，以在第一电极区611和第二电极区612之间形成反射区613，还可以先在第一电极区611和第二电极区612之间铺设反射材质，从而提高该表面的反射效果。如此一来，在发光二极管封装结构100的封装体40外可以不预先铺设反射层50。在本实施方式中，发光二极管封装结构100的封装体40外未铺设反射层，而是采用具有反射性的材质的基板60从而在第一电极区611和第二电极区612之间形成反射区613。
所述发光二极管封装结构100固定装设于基板60上。发光二极管封装结构100的第一电极21和第二电极22分别与基板60的第一电极区611和第二电极区612对接接触。发光二极管封装结构100的反射面41贴设于基板60的反射区613上，发光二极管芯片30正对基板60，发光二极管封装结构100的出光面42远离基板60设置。
在本实施方式的发光装置200中，发光二极管芯片30发出的光线正对射向反射区613，并经过反射区613向反方向反射。反射光线在封装体40中经第二斜面2133、第一斜面2131反射最终从出光面42射出。由于第一斜面2131和第二斜面2133增大了反射区613和出光面42的面积，从而提高了出光效率和光线的出射范围，形成较大区域的光场。本实施方式的发光装置200形成在环形区域光线较强、在其他区域光线相对较弱的光场。发光二极管封装结构100的出光亮度与检测仪器与发光二极管封装结构100的相对角度的坐标图见图4，当检测仪器位于发光二极管封装结构100的-80°到-60°时光线最强，之后从-60°到40°光线较弱，从40°又开始增强，40°到80°光线又一次达到峰值。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种发光二极管封装结构，包括至少两间隔的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片以及填充于两电极之间并覆盖发光二极管芯片的封装体，所述电极包括第一电极和第二电极，其特征在于：所述发光二极管芯片的出光面面对的封装体外表面上形成有反射层，所述发光二极管芯片的出光面背对的封装体的另一外表面为出光面，所述第一电极和第二电极环绕所述发光二极管芯片及封装体设置，且第一和第二电极均包括朝向发光二极管芯片的内壁，各内壁包括位于反射层和出光面之间的第一斜面和第二斜面，该第一斜面自出光面向靠近发光二极管芯片的方向倾斜延伸，该第二斜面自反射面向靠近发光二极管芯片的方向倾斜延伸，所述第一斜面、第二斜面与第一表面之间的夹角角度为50度至80度，发光二极管芯片发出的光线射向反射层并经反射层、第一斜面和/或第二斜面反射后从出光面射出。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：还包括一平台部，该平台位于第一斜面和第二斜面之间并连接第一、第二斜面，发光二极管芯片打线连接于该平台部。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：还包括一被第一电极和第二电极环绕的承载部，所述发光二极管芯片固定于承载部上。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述承载部还包括顶面、底面和连接于顶面和底面之间的侧面，所述顶面的高度小于电极的内壁的高度，该底面与发光二极管封装结构的出光面平齐，所述侧面自顶面向远离发光二极管芯片的方向倾斜延伸。
5.一种发光装置，包括发光二极管封装结构和基板，该发光二极管封装结构包括至少两间隔的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片以及填充于电极之间并覆盖发光二极管芯片的封装体，所述电极包括第一电极和第二电极，所述基板的一表面上形成相互间隔的电路结构和位于电路结构之间的反射区，其特征在于：所述发光二极管芯片的出光面面对的封装体的外表面与基板的反射区贴合并形成反射面，所述发光二极管封装结构远离基板的另一外表面为出光面，所述第一电极和第二电极环绕所述发光二极管芯片及封装体设置，且第一和第二电极均包括朝向发光二极管芯片的内壁，各内壁包括位于反射层和出光面之间的第一斜面和第二斜面，该第一斜面自出光面向靠近发光二极管芯片的方向倾斜延伸，该第二斜面自反射面向靠近发光二极管芯片的方向倾斜延伸，所述第一斜面、第二斜面与第一表面之间的夹角角度为50度至80度，发光二极管芯片发出的光线射向反射层并经反射层、第一斜面和/或第二斜面反射后从出光面射出。
6.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于：所述电路结构包括第一电极区和第二电极区，反射区位于第一电极区和第二电极区之间，第一电极区和第二电极区间隔的距离大于或等于反射面的尺寸。
7.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于：所述基板采用反射性材料制成。
8.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于：所述发光二极管封装结构与基板贴合的封装体的外表面铺设有反射层。
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