CN103208580A - 发光器件封装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光器件封装。该发光器件封装包括：发光器件；主体，包括电连接至所述发光器件的第一和第二引线框，且具有形成在所述第一和第二引线框上的凹部；以及树脂材料，填充所述凹部且包括具有乙烯基(-CH＝CH2)的主材和具有多个硅烷基(Si-H)的辅材。在所述树脂材料中，所述乙烯基和所述硅烷基通过固化彼此交联。根据FT-IR信号，未与所述乙烯基(-CH＝CH2)反应的硅烷基(Si-H)的光密度(吸光度)在0.0002到0.0l(任意单位)的范围内。

Description

发光器件封装
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2012年1月13日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2012-0004451号的优先权，该申请的内容通过参考合并于此。
技术领域
实施例涉及一种发光器件封装。
背景技术
作为发光器件，发光二极管(LED)利用化合物半导体的特性将电信号转换成红外光、可见光或其它形式的光。LED被用于家用电器、远程控制器、电子公告牌、显示器、多种自动化设备等。LED的应用范围在不断扩大。
一般而言，小型LED属于表面安装器件类型，以便将LED直接安装到印刷电路板(PCB)上。因此，用作显示器件的LED灯已经被发展成为具有表面安装器件类型结构。该表面安装器件可替代现有的简单的照明灯。该表面安装器件可以被应用到多种颜色的照明显示、文本显示、图像显示等。
包括发光器件的发光器件封装包括：主体，其包括电连接至发光器件的引线框，并且具有形成在引线框上的凹部；以及交联(cross-linked)树脂材料，设置在凹部中。
然而，在发光器件的发光期间，发光器件封装中发生由树脂材料收缩和膨胀时引入的外来材料(foreign material)导致的引线框表面的腐蚀。
因此，近年来，已经进行了在发光器件封装中阻挡外来材料流入到树脂材料中或者将外来材料从树脂材料中排放到外部的研究。
发明内容
实施例提供一种发光器件封装，所述发光器件封装能够通过增强包括乙烯基(-CH＝CH2)的主材和包括多个硅烷基(Si-H)的辅材之间的结合力来防止外来材料的引入。
所述发光器件封装包括：发光器件；主体，包括电连接至所述发光器件的第一和第二引线框，且具有设置在所述第一和第二引线框上的凹部；以及树脂材料，填充所述凹部，且包括具有乙烯基(-CH＝CH2)的主材和具有多个硅烷基(Si-H)的辅材。在所述树脂材料中，所述乙烯基和所述硅烷基通过固化彼此交联。根据FT-IR信号，未与所述乙烯基(，-CH＝CH2)反应的所述硅烷基(Si-H)的光密度(吸光度)可以在0.0002到0.01(任意单位)的范围内。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解实施例的细节，其中：
图l是示出根据一个实施例的发光器件封装的透视图；
图2是显示在热固化之前和之后，图1中所示的树脂材料的化学结构的变化的示意图；
图3是示出图1中所示的树脂材料的FT-IR信号的波形的曲线图；
图4是示出根据一个实施例的包括发光器件封装的照明装置的透视图；
图5是图4中所示的照明装置沿线A-A’的截面图；
图6是示出根据第一实施例的包括发光器件封装的液晶显示器件的分解透视图；以及
图7是示出根据第二实施例的包括发光器件封装的液晶显示器件的分解透视图。
具体实施方式
下面将详细说明多个实施例，其示例在附图中示出。尽可能在所有附图中用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
在对实施例的描述之前，应当理解的是，当提到元件形成在另一个元件“之上”或“之下”时，其可以直接位于该另一个元件“之上”或“之下”或者可以间接形成有位于其间的多个中间元件。此外，当提到元件形成在“上方或下方”时，该术语包含上、下两个方向。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，每一个层的厚度或尺寸被放大、省略或示意性地示出。因此，每个构成元件的尺寸并不完全反映其实际的尺寸。
用于描述根据实施例的发光器件封装的结构的角度和方向是基于附图中所示的角度和方向。在说明书中，除非没有限定描述发光器件封装的结构中的角度位置关系的参考点，则相关的附图均可作参考。
图1是示出根据一个实施例的发光器件封装的透视图。
图1是发光器件封装的部分透射透视图。根据该实施例，发光器件封装为俯视类型。然而，也可以使用侧视类型的发光器件封装而无需限制。
参见图1，发光器件封装100包括：发光器件10以及其中设置有该发光器件10的封装体20。
封装体20可包括：设置在第一方向(未示出)上的第一间隔壁22以及设置在与第一方向相交的第二方向(未示出)上的第二间隔壁24。第一间隔壁22和第二间隔壁24可以被整体形成。可通过注模或蚀刻来形成封装体20；然而，本发明不限于此。
也就是说，第一间隔壁22和第二间隔壁24可以由选自以下群组中的至少一个来形成，该群组包括：诸如聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide，PPA)等树脂材料、硅(Si)、铝(Al)、氮化铝(AlN)、AlOx、液晶聚合物、感光玻璃(PSG)、聚酰胺9T(polyamide9T，PA9T)、间同立构聚苯乙烯(syndiotactic polystyrene，SPS)、金属材料、蓝宝石(Al2O3)、氧化铍(BeO)、陶瓷和印刷电路板(PCB)。
基于发光器件10的使用或设计，第一间隔壁22和第二间隔壁24的上表面可以形成为多种形状，例如三角形形状、四边形形状、多边形形状和圆形形状，但本发明不限于此。
此外，第一间隔壁22和第二间隔壁24可形成其中设置有发光器件10的凹部s。该凹部s可以截面形成为杯形形状或凹形容器形状。限定凹部s的第一间隔壁22和第二间隔壁24的内侧表面可以是向下倾斜的。
此外，凹部s在平面上可以形成为多种形状，例如三角形形状、四边形形状、多边形形状和圆形形状，但本发明不限于此。
第一引线框13和第二引线框14可以设置在封装体20的下表面处。第一引线框13和第二引线框14可以由从以下群组中选取的至少一种金属或者它们的合金来形成，该群组包括：钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、锡(Sn)、银(Ag)、磷(P)、铝(Al)、铟(In)、钯(Pd)、钴(Co)、硅(Si)、锗(Ge)、铪(Hf)、钌(Ru)、和铁(Fe)。
此外，第一引线框13和第二引线框14可具有单层或多层结构，但本发明不限于此。
第一间隔壁22和第二间隔壁24的内侧表面可以形成在相对于第一引线框13和第二引线框14中的一个成预定的倾斜角度处。从发光器件10发射的光的反射角可根据第一间隔壁22和第二间隔壁24的内侧表面的倾斜角度而变化，由此调整发射到外面的光的定向角(orientation angle)。当光的定向角减小时，从发光器件10向外发射的光的会聚度增大。另一方面，当光的定向角增大时，从发光器件10向外发射的光的会聚度减小。
封装体20的内侧表面可具有多个倾斜角度，但本发明不限于此。
第一引线框13和第二引线框14可以电连接至发光器件10并连接至外部电源(未示出)的阳极(正电极)和阴极(负电极)，以将电力供应至发光器件10。
在该实施例中，发光器件10被安装在第一引线框13上，且第二引线框14与第一引线框13间隔开。发光器件10通过芯片接合(die bonding)连接至第一引线框13，并利用布线(未示出)通过布线接合连接至第二引线框14。因此，电力经由第一引线框13和第二引线框14被供应至发光器件10。
在这一点上，发光器件10可以用不同的极性接合至第一引线框13和第二引线框14。
另外，发光器件10可以通过布线接合或芯片接合连接至第一引线框13和第二引线框14，但连接方法不限于此。
在该实施例中，发光器件10被设置在第一引线框13上，但本发明不限于此。
另外，发光器件10可以通过粘合部件(未示出)连接至第一引线框13。
在这一点上，为了防止第一引线框13和第二引线框14之间发生短路，可以在第一引线框13和第二引线框14之间形成绝缘坝(insulating dam)16。
在该实施例中，绝缘坝16的上部可以形成为半圆形状，但本发明不限于此。
阴极标记17可以形成在封装体20处。阴极标记17可以用于区分发光器件10的极性，即，区分第一引线框13和第二引线框14的极性，以防止当第一引线框13和第二引线框14电连接时发生混淆。
发光器件10可以是发光二极管。例如，发光二极管可以是发射诸如红光、绿光、蓝光和白光的彩色发光二极管，或者发射紫外线(UV)的紫外线发光二极管，但本发明不限于此。此外，可以在第一引线框13上安装多个发光器件10，并且可以在第一引线框13和第二引线框14上安装至少一个发光器件10。然而，发光器件10的数量和安装位置不限于此。
封装体20可包括填充凹部s的树脂材料18。也就是说，树脂材料18可以形成为双重或三重模结构，但本发明不限于此。
树脂材料18还可形成为膜形状，并且可包括荧光物质、光扩散材料和光散射材料中的至少一种。另外，还可使用不包括荧光物质、光扩散材料和光散射材料的透光材料而无需限制。
图2是显示在热固化(thermal curing)之前和之后，图1中所示的树脂材料的化学结构的变化的示意图。图3是示出图1中所示的树脂材料的FT-IR信号的波形的曲线图。
参见图2和图3，树脂材料18可以由硅材料形成。
在该实施例中，包括Si的有机聚硅氧烷(polysiloxane)被描述为树脂材料18。然而，还可以使用不包括Si或包括除了Si之外的其它元素的任何聚硅氧烷，但本发明不限于此。
在热固化之前，树脂材料18可包括：包括乙烯基(vinyl group)32的主材30、包括多个硅烷基(silane group)42的辅材40、以及增进乙烯基32和硅烷基42之间的键合(bonding)的催化剂50。
在这一点上，催化剂50可包括增进乙烯基32和硅烷基42之间的键合的另一种材料，例如铂(Pt)，但本发明不限于此。
在这一点上，主材30可具有乙烯基32且可包括(CH3)2HSiO(CHCH2)作为重复单元，而辅材40可具有硅烷基42并且可包括(CH3)SiO(SiH)作为重复单元。
此外，包含在辅材40中的硅烷基42的含量可以在乙烯基32的含量的0.7到0.9倍的范围内。因此，在树脂材料18的热固化期间，当乙烯基32和硅烷基42彼此交联时，可降低未反应的硅烷基42的含量。因此，可增加交联的树脂材料18的硬度。上述含量可包括质量比、摩尔比和重量比中的任一个。
在热固化之后，由于硅烷基42的含量小于乙烯基32的含量，因此所有的硅烷基42都可以键合至乙烯基32，或者会留下非常少量的未反应的硅烷基42。
在这一点上，图3示出了利用傅里叶变换红外光谱法(Fourier transforminfrared spectroscopy，FT-IR)获得的红外光谱，其是一种红外吸收光谱。在下文中，该红外光谱被称为FT-IR信号。
在这一点上，如图3所示，FT-IR信号可以通过未与乙烯基32反应的硅烷基42相对于波数(cm-1)的光密度(吸光度(absorbance))来限定。
FT-IR信号根据未反应的硅烷基42的伸缩振动和弯曲振动显示出硅烷基42的第一吸收峰值和第二吸收峰值。
伸缩振动是在硅烷基42的Si和H之间的距离增大和减小时发生的振动，而弯曲振动是在硅烷基42的Si和H之间的位置偏离其结合轴时发生的振动。
根据如图3所示的FT-IR信号，硅烷基42的光密度在第一波数范围a中可处于0.0002到0.004(任意单位)的范围内，而硅烷基42的光密度在第二波数范围b中可处于0.005到0.01(任意单位)的范围内。
因此，未反应的硅烷基42的光密度可处于0.0002到0.01(任意单位)的范围内，该范围接近于0(任意单位)。
在这一点上，如果未反应的硅烷基42的光密度大于0.01(任意单位)，则硅烷42和外来材料(例如，来自电子部件或布线的PVC以及在外部设备中产生的邻苯二甲酸酯)之间有很大可能会结合，导致在第一引线框13和第二引线框14的表面上的腐蚀加剧。
在这一点上，第一波数范围a可以在2100到2200cm-1的范围内，而第二波数范围b可以在870到930cm-1的范围内。
因此，当未反应的硅烷基42的光密度接近于0(任意单位)时，硅烷基42不会与外来材料结合，并且可增加树脂材料18的固化程度。因此，抵御在发光器件10中产生的热量的可靠性可得以改善。
图6和图7是示出根据一个实施例的显示装置的示意图。
图4是示出根据一个实施例的包括发光器件封装的照明装置的透视图。图5是图4中所示的照明装置沿线A-A’的截面图。
在以下描述中，将基于照明装置300的纵向方向Z、垂直于纵向方向Z的水平方向Y、以及垂直于纵向方向Z和水平方向Y这两者的高度方向X更详细的描述照明装置300的形状。
也就是说，图5是沿图4的照明装置300的Z-X平面，并在水平方向Y上看的截面图。
参见图4和图5，照明装置300可包括：主体310、联接至主体310的罩330、以及位于主体310两端的端盖350。
发光器件模块340被联接至主体310的下表面。主体310可以由具有良好的导电性和散热效果的金属材料形成，以通过主体310的上表面向外消散从发光器件封装344产生的热量。
在这一点上，发光器件模块340可包括发光器件阵列(未示出)，该发光器件阵列包括发光器件封装344和印刷电路板(PCB)342。
发射多种颜色的发光器件封装344可以在PCB 342上安装成多行以构成阵列。根据需要，发光器件封装344可以相同的间距或以多个间距进行安装，以便调整照明装置300的亮度。金属芯PCB(metal core PCB，MCPCB)或者由FR4材料形成的PCB可以被用作PCB 342。
罩330可具有圆形形状以包围主体310的下表面，但本发明不限于此。
罩330保护发光器件模块340免受外部的外来材料等的影响。罩330可包括光扩散颗粒，以实现防眩效果并使从发光器件封344产生的光均匀发射。此外，罩330的内表面和外表面的至少一个可设置有棱镜图案。此外，可以在罩330的内表面和外表面的至少一个上涂覆荧光物质。
同时，从发光器件封装344产生的光通过罩330向外发射，罩330应具有高透光率和足够的耐热性以承受从发光器件封装344产生的热量。因此，罩330可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)等形成。
端盖350可以设置在主体310的两端，并且可以用于密封供电单元(未示出)。供电引脚(power pin)352分别形成于端盖350处。因此，根据该实施例的照明装置300无需额外的设备便可以直接连接到端子(现有的荧光灯可以从该端子上拆下)。
图6是示出根据第一实施例的包括发光器件封装的液晶显示器件的分解透视图。
图6示出了侧光型液晶显示装置400。该液晶显示装置400可包括液晶显示面板410和为该液晶显示面板410提供光的背光单元470。
液晶显示面板410可利用由背光单元470供应的光来显示图像。液晶显示面板410可包括有液晶置入其间且彼此相对的颜色过滤基板412和薄膜晶体管基板414。
颜色过滤基板412可实现通过液晶显示面板410显示的图像的颜色。
薄膜晶体管基板414电连接至印刷电路板(PCB)418，多个电路元件经由驱动膜417安装在该印刷电路板418上。薄膜晶体管基板414可响应于从PCB 418发送的驱动信号而将由PCB 418提供的驱动电压施加到液晶。
薄膜晶体管基板414可包括：像素电极和由诸如玻璃或塑料等透明材料形成的另一个基板上所形成的薄膜形式的薄膜晶体管。
背光单元470包括：发射光的发光器件模块420；导光板430，将从发光器件模块420发射的光转变为平面光并将该平面光提供至液晶显示面板410；多个膜450、464和466，提高由导光板430提供的光在亮度分布上的均匀性和垂直入射性能；以及反射板447；将从导光板430向后发射的光朝导光板430反射。
发光器件模块420可包括：多个发光器件封装424和PCB 422，所述多个发光器件封装424被安装在该PCB 422上以形成阵列。
在这一点上，发光器件封装424可包括分别发射红光、绿光和蓝光且设置在PCB 422的中心区域的第一到第三发光器件封装(未示出)；以及发射白光且设置在该中心区域的左边区域和右边区域中的至少一个的第四发光器件封装(未示出)。
第四发光器件封装可以设置在导光板430的一侧，从而使从第四发光器件封装照射的白光得以扩散。
这是因为，从第四发光器件封装发射的白光可降低在通过分别从第一到第三发光器件封装发射的红光、绿光和蓝光的混合形成白光并分布和分散时所造成的色差。
同时，背光单元470可包括：扩散膜466，朝液晶显示面板410扩散从导光板430发射的光；以及棱镜膜450，聚集该扩散光，从而提高光的垂直入射。背光单元470还可包括保护膜464，以保护棱镜膜450。
图7是示出根据第二实施例的包括发光器件封装的液晶显示器件的分解透视图。
这里，将不再赘述如上文参见图6所述的相同的元件。
图7示出了直下型(direct-light type)液晶显示装置500。该液晶显示装置500可包括液晶显示面板510以及为该液晶显示面板510提供光的背光单元570。
先前已经参照图6描述了液晶显示面板510，因此，将不再对其进行说明。
背光单元570可包括：多个发光器件模块523；反射板524；底盘530，其中安装有发光器件模块523和反射板524；扩散板540，设置在发光器件模块523上方；以及多个光学膜560。
发光器件模块523可包括：多个发光器件封装522和PCB 521，其中所述多个发光器件封装522被安装在该PCB 521上以形成阵列。
反射板524将从发光器件封装522发射的光朝液晶显示面板510反射，以提高光利用效率。
同时，从发光器件模块523发射的光向上入射到扩散板540，且光学膜560设置在该扩散板540上。光学膜560可包括：扩散膜566、棱镜膜550和保护膜564。
在这一点上，照明装置300以及液晶显示装置400和500可以包括在照明系统中，并且包括发光器件封装的用于发光的其它装置也可以包括在该照明系统中。
由上述内容可知，在根据一个实施例的发光器件封装中，包含在树脂材料中未与乙烯基(-CH＝CH2)反应的硅烷基(Si-H)的光密度(吸光度)被调整在0.002到0.01(任意单位)的范围内，使得当发光器件发光时，在树脂材料的收缩和膨胀期间，硅烷基和乙烯基之间的结合密度增加。因此，减少了未反应的硅烷基(Si-H)和外来材料之间的结合，并且降低了电连接至发光器件的引线框的表面的腐蚀，从而提高了可靠性。
结合实施例描述的特定特征、结构、或特性均包括在本发明的至少一个实施例中，而不是必须包括在所有实施例中。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构、或特性可以任何适当的方式与一个或多个其它实施例进行组合，或者可以由与实施例相关的本领域普通技术人员加以改变。因此，应当理解的是，与这种组合或改变相关的内容均落入本发明的精神和范围内。
虽然已经参考本发明的多个示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本领域技术人员能够设计出许多其他的将会落在本实施例的实质方案内的改型和实施例。更具体地，各种变型和改型可能是对实施例的具体构成部件进行的。此外，应当理解的是，与变型和更改相关的那些差异均落入由随附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围之内。

Claims (18)

1.一种发光器件封装，包括：
光源单元；
主体，包括电连接至所述光源单元的第一和第二引线框，且具有形成在所述第一和第二引线框上的凹部；以及
树脂材料，设置在所述凹部中且包括具有乙烯基(-CH＝CH2)的主材和具有多个硅烷基(Si-H)的辅材，其中所述乙烯基(-CH＝CH2)和所述硅烷基(Si-H)彼此键合，
其中用于所述多个硅烷基(Si-H)中未与所述乙烯基(-CH＝CH2)反应的硅烷基(Si-H)的傅里叶变换红外光谱FT-IR信号的光密度(吸光度)在0.0002到0.01(任意单位)的范围内。
2.一种发光器件封装，包括：
光源单元；
主体，包括电连接至所述光源单元的第一和第二引线框，且具有形成在所述第一和第二引线框上的凹部；以及
树脂材料，设置在所述凹部中且包括具有乙烯基(-CH＝CH2)的主材和具有多个硅烷基(Si-H)的辅材，其中所述乙烯基(-CH＝CH2)和所述硅烷基(Si-H)彼此键合，
其中用于未与所述乙烯基反应的硅烷基(Si-H)的傅里叶变换红外光谱FT-IR信号的光密度(吸光度)在第一波数范围中处于0.0002到0.004(任意单位)的范围内，并且
所述光密度在不同于所述第一波数范围的第二波数范围中处于0.005到0.01(任意单位)的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中包含的所述多个硅烷基在数量上为所述乙烯基的数量的0.7到0.9倍。
4.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述树脂材料包括增进所述乙烯基和所述硅烷基之间的结合的催化剂。
5.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中所述第一波数范围在2100到2200cm-1的范围内。
6.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中所述第二波数范围在870到930cm-1的范围内。
7.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中在所述第一波数范围内所述未反应的硅烷基的光密度根据所述未反应的硅烷基Si-H的伸缩振动来匹配峰值。
8.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中在所述第二波数范围内所述未反应的硅烷基的光密度根据所述未反应的硅烷基Si-H的弯曲振动来匹配峰值。
9.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述树脂材料还包括荧光物质。
10.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述树脂材料包括光扩散材料或光散射材料。
11.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述树脂材料包括透光材料。
12.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述光源单元包括发光器件。
13.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述树脂材料形成为具有多层结构。
14.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述树脂材料包括有机聚硅氧烷。
15.根据权利要求1或2所述的发光器件封装，其中所述树脂材料包括聚硅氧烷。
16.根据权利要求4所述的发光器件封装，其中所述催化剂为铂(Pt)。
17.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中所述未反应的硅烷基的光密度在所述FT-IR信号的第一和第二波数范围之间彼此不同。
18.一种显示装置，其使用根据权利要求1或2所述的发光器件封装。
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