CN104251401A - 发光二极管组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED组件，其包括：发光片；井形组件主体，配置为容纳发光片；光学透镜，布置在发光片的上方并且形成为穹顶结构，该穹顶结构在发光片的上方形成空间并围绕组件的至少一部分和发光片；多个第一对准凹陷，形成在组件主体的上表面中；以及多个第一对准突起，形成在光学透镜的后表面中并与多个第一对准凹陷相对。光学透镜和组件主体借助于多个第一对准凹陷和突起而彼此自对准。按照这种方式，光学透镜和组件主体借助于多个第一对准凹陷和突起而彼此自对准。这样，LED组件能够防止在光学透镜和组件主体之间产生偏心缺陷。

Description

发光二极管组件

本申请要求于2013年6月28日提交的第10-2013-0075145号韩国专利申请的优先权，在此全文引入该专利申请的内容以作为参考。

技术领域

本申请涉及一种发光二极管组件（package）。

背景技术

普通的阴极射线管（CRT）是为数众多的显示设备之一，主要用在电视接收机、测量仪器和信息终端的监视器中。由于CRT的重量和尺寸，很难将其应用于小而轻的电子产品。换言之，CRT由于其重量和尺寸而受到限制，而电子产品的发展趋势是变得重量轻和尺寸小。

为了解决这一问题，利用电光效应的液晶显示（LCD）设备、利用气体放电的等离子体显示面板（PDP）以及利用电致发光效应的电致发光显示（ELD）设备被寄希望于代替CRT。在这些设备当中，LCD设备已经得到了积极地发展。

LCD设备由于其诸如轻、薄和低功耗驱动的优点而逐步用在广泛的应用领域中。此外，为了满足用户的需求，正在将LCD设备制造为具有更大的屏幕、更薄并且消耗更低的功率。

这些LCD设备通过控制透过液晶的光量来显示图像。换言之，LCD设备不同于CRT，LCD不是自发光的显示设备。就这点而言，LCD设备包括在LCD面板的后表面提供的背光单元。该背光单元包括独立的光源，光源提供显示图像所必需的光。

背光单元采用等离子体型光源，如冷阴极荧光灯（CCFL）、热阴极荧光灯（HCFL）、外部电极荧光灯（EEFL）、外部和内部电极荧光灯（EIFL）或其他。可选择的是，背光单元利用白光发光二极管（LED）作为光源。特别是，白光LED配置为发射白光，其由于具有使用寿命长、功耗低、尺寸小、耐用性及其他特征而广泛用在背光单元和各种照明设备中。

通常，大尺寸LCD设备中包括的直下型背光单元使用多个LED组件作为光源，这些LED组件排列在印刷电路板（PCB）上。每个LED组件都包括发光片。

为了提高LED组件的光效率，在LED组件上方安装光学透镜。安装光学透镜的方法包括模塑式（molding mode）和固定式（fixing mode）。模塑式将光学透镜直接贴附在LED组件上。固定式将光学透镜重叠布置在LED组件的上方并将光学透镜紧固于装载有LED组件的PCB上。

特别是，根据固定式，大尺寸LCD设备或者照明设备允许将光学透镜在LED组件上方对准，然后将其紧固于PCB。就这点而言，光学透镜和LED组件必须彼此精确对准。

如果LED组件和光学透镜未对准，那么从发光片发射的光在穿过光学透镜的过程中会发生畸变。由于这一现象，光效率会降低，并且会产生垂直方向的高亮度（光点）。

而且，与光学透镜直接贴合在LED组件上的模塑式相比，将光学透镜紧固于PCB的固定式更难于使光学透镜与LED组件对准。

事实上，光学透镜与LED组件的对准由工人来完成。更具体地说，工人首先将LED组件装载在PCB上，同时在屏幕上显示LED组件的位置坐标，其次，在将光学透镜紧固于PCB上之前将光学透镜定位在LED组件的上方。此后，工人比较LED组件的位置坐标与光学透镜的位置坐标，检查光学透镜和LED组件是否未对准。

比较光学透镜的位置坐标与LED组件的位置坐标使光学透镜和LED组件的对准过程变复杂。此外，由于是在装载光学透镜之后对是否未对准进行检查，因此很难直接且快速地校正LED组件和光学透镜的未对准。

换言之，如果LED组件的位置坐标和光学透镜的位置坐标彼此相同，那么必须将已定位的光学透镜与LED组件分离，然后将光学透镜再次定位在LED组件的上方。此外，为了检查是否未对准，必须比较LED组件的位置坐标与光学透镜的位置坐标。

发明内容

因此，本发明的实施方式旨在提供一种LED组件，其基本上避免了由于相关技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题。

本发明的实施方式提供一种LED组件，其适于通过在光学透镜和组件主体中形成对准凹陷（concave）和突起并使得光学透镜与组件主体彼此自对准（self-aligned），从而防止在光学透镜和组件主体之间产生偏心（eccentric）缺陷。

而且，本发明的实施方式提供一种LED组件，其适于通过在组件主体的上表面中形成低水平面（low-leveled）的表面和对准突起部分并使得光学透镜与组件主体彼此自对准，从而防止在光学透镜和组件主体之间产生偏心缺陷。

本发明的额外的特点和优点将在随后的描述中进行阐述，并且部分地由该描述显而易见，或者可以通过实施本发明而获悉。本发明的优点可以通过文字描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

根据本发明的一个方面，提供一种LED组件，其包括：发光片；井形组件主体，配置为容纳该发光片；光学透镜，所述光学透镜布置在发光片的上方并且形成为穹顶结构，所述穹顶结构在发光片的上方形成空间并包围所述组件的至少一部分和所述发光片；多个第一对准凹陷，形成在组件主体的上表面中；以及多个第一对准突起，与多个第一对准凹陷相对地形成在光学透镜的后表面中凹陷。光学透镜和组件主体借助于多个第一对准凹陷和突起而彼此自对准。

根据本发明的另一个方面的一种LED组件，包括：发光片；井形组件主体，配置为容纳该发光片；光学透镜，所述光学透镜布置在发光片的上方并且形成为穹顶结构，所述穹顶结构在发光片的上方形成空间并包围所述组件的至少一部分和所述发光片；多个第二对准突起，形成在组件主体的上表面中；以及多个第二对准凹陷，与多个第二对准突起相对地形成在光学透镜的后表面中，其中光学透镜和组件主体借助于多个第二对准凹陷和突起而彼此自对准。

根据本发明实施方式的另一个方面的一种LED组件，其包括：发光片；井形组件主体，配置为容纳该发光片；光学透镜，所述光学透镜布置在发光片的上方并且形成为穹顶结构，所述穹顶结构在发光片的上方形成空间并包围所述组件的至少一部分和所述发光片；对准突起部分，形成于井形组件主体的上表面的内缘中；以及低水平面的表面，形成于井形组件主体的除了对准突起部分之外的外侧上表面中。光学透镜的内侧后缘部分与组件主体的对准突起部分和低水平面的表面以自对准模式相接合。

根据对下面的附图和详细描述的阅读，其他系统、方法、特点和优点对于本领域技术人员将是或者将变为显而易见的。所有这些另外的系统、方法、特点和优点都被包括在本说明书中和本发明公开的范围内，并且受随后的权利要求的保护。在本部分中的内容不应当被理解为对权利要求的限制。下面结合实施方式来讨论另外的方面和优点。应当理解，前面对本发明的概述和后面对本发明的详述都是示范性的和解释性的，用来提供对要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

所包括的附图提供对本申请实施方式的进一步理解，附图合并到申请文件中并构成申请文件的一部分，用于图解说明本发明的实施方式，并且连同文字描述一起用来解释本发明。在附图中：

图1是显示根据本发明第一实施方式的LED组件的结构的截面图；

图2A至2C是显示在图1的LED组件的主体部分中形成的对准槽的各个例子的透视图；

图3是显示根据本发明第二实施方式的LED组件的结构的截面图；

图4是显示根据本发明第三实施方式的LED组件的结构的截面图；和

图5是显示根据本发明第四实施方式的LED组件的结构的截面图。

具体实施方式

现在详细地参考本发明的各个实施方式，附图中示出了本发明的多个例子。下文中介绍的这些实施方式作为例子来提供，以便向本领域普通技术人员传达本发明的精神。因此，这些实施方式可以具体化为不同的形式，不限于本文中描述的这些实施方式。而且，为了方便，在附图中可能将设备的尺寸和厚度放大表示。包括附图的整个申请文件中所使用的相同的附图标记尽可能地表示相同或相似的部件。

图1是显示根据本发明第一实施方式的LED组件的结构的截面图。

参考图1，根据本发明第一实施方式的LED组件包括：井形组件主体200；容纳在组件主体200内部的发光片201；在组件主体200的井中填充的塑模层203；以及布置在发光片201上方的光学透镜180。发光片201被塑模层203覆盖。光学透镜180紧固于印刷电路板（PCB）150上。

可以通过将排列于光学透镜180后表面上的凸块（bump）112贴附到形成于PCB150上的粘合构件111，从而将光学透镜180紧固于PCB150上。粘合构件111可以由诸如环氧树脂胶（epoxy paste）的粘合材料来形成。在PCB150上形成信号线（未示出）。信号线用于将驱动信号施加于在组件主体200上形成的引线框（lead frame）（未示出）。

如图中所示，通过倒装片接合工艺将发光片201装载在组件主体200的内部，但不限于此。换言之，可以利用引线接合法将发光片201放置在组件主体200的内部。在组件主体200的井中填充的塑模层203可以包括荧光材料。发光片201可以包括红色R、绿色G和蓝色B的LED之一。

光学透镜180在与发光片201重叠的区域中变薄，并在其内部形成空间（empty space）S。这种光学透镜180可以降低在与发光片201垂直方向上的亮度，并且使光在发光片201的周围散射，即沿着横向方向散射。

换言之，可以在发光片201的上方提供空间S，空间S使得光学透镜180不在垂直于发光片201的上方空间中。为此，光学透镜180可以形成为穹顶形，并且发光片201可以被包围在光学透镜180的穹顶形中。

为了防止光学透镜180与具有发光片201的组件主体200之间的偏心缺陷，本发明能够在光学透镜180的后表面的邻近凸块112的至少一个区域中形成至少一个第一对准突起210。第一对准突起210可以与光学透镜180一体成型。而且，在组件主体200的上表面（具体而言，是组件主体200的侧壁的上表面）中形成与第一对准突起210相对的至少一个第一对准凹陷G1。

在具有发光片201的组件主体200被装载在PCB150上之后，当将光学透镜180重叠布置在发光片201上方时，光学透镜180中形成的第一对准突起210与组件主体200中形成的第一对准凹陷G1直接接合。

依照上述内容，第一对准突起210与第一对准凹陷G1的机械结合能够防止在将光学透镜180紧固于PCB150时产生偏心缺陷。

图2A至2C是显示在图1中LED组件的主体部分中形成的对准凹陷的各种例子的透视图。

参考图1至图2C，LED组件允许在组件主体200的上表面的边缘中（即在组件主体200的侧壁的上表面中）形成与光学透镜180的第一对准突起210相对的第一对准凹陷G1。

第一对准凹陷G1可以沿着容纳发光片201的井的周围而形成。换言之，第一对准凹陷G1可以沿着组件主体200的侧壁的上表面而形成。并且，第一对准凹陷G1可以形成为沿着组件主体200的上表面的四条边中的每条边（即沿着组件主体200的每个侧壁）延伸的直线槽形，如图2A中所示。此外，如图2B中所示，可以在组件主体200的上表面的每条边中（即在组件主体200的每个侧壁中）形成至少两个具有直线槽形状的第一对准凹陷G1。而且，具有直线槽形状的第一对准凹陷G1可以形成为倒三角截面。

可选择的是，如图2C中所示，第一对准凹陷G1可以形成为漏斗形。漏斗形第一对准凹陷G1可以形成在组件主体200的上表面的四个角和四条边中。而且，可以在组件主体200的上表面的每条边中形成至少一个漏斗形第一对准凹陷G1。换言之，可以在组件主体200的四个侧壁以及四个侧壁相接的四个角中形成漏斗形第一对准凹陷G1。

当在组件主体200中形成图2A至2C中所示的第一对准凹陷G1时，与第一对准凹陷G1相对的光学透镜180的第一对准突起可以形成为具有三角形截面的直线凸台形（land）或倒锥形。

图2A至2C中示出的第一对准凹陷G1仅是示例。同样可以将第一对准凹陷G1变为各种形状。例如，位于组件主体200的上表面的四个角和四条边中的第一对准凹陷G1可以形成为圆形、四边形、三角形和椭圆形之一。

按照这种方式，对准突起和凹陷位于光学透镜和组件主体中。如上所述，本发明披露的LED组件使得光学透镜和组件主体能够彼此自对准。因此，可以防止在光学透镜和组件主体或发光片之间产生偏心缺陷。

图3是显示根据本发明第二实施方式的LED组件的结构的截面图。

参考图3，根据本发明第二实施方式的LED组件包括：井形组件主体300；容纳在组件主体300内部的发光片301；在组件主体300的井中填充的塑模层303；以及布置在发光片301上方的光学透镜280。发光片301被塑模层303覆盖。光学透镜280紧固于印刷电路板（PCB）150上。

第二实施方式的LED组件包括第二对准突起310和凹陷G2，该第二对准突起310和凹陷G2形成于与第一实施方式中的第一对准突起210和凹陷G1互补的位置处。换言之，沿着组件主体300的上表面的边（即沿着组件主体300的侧壁的上表面）形成多个第二对准突起310。在光学透镜280的后表面中形成与第二对准突起310相对的多个第二对准凹陷G2。

在光学透镜的后表面形成的第二对准凹陷G2可以具有与图2A至2C所示的第一对准凹陷G1反向的结构。换言之，在光学透镜280的后表面中与组件主体300的四条边（或侧壁）相对地形成与图2A至2C中所示第一对准凹陷G1反向的第二对准凹陷G2。

在组件主体300的上表面的边上（即在组件主体300的侧壁的上表面上）形成与第二对准凹陷G2相对的第二对准突起310。第二对准突起310可以与组件主体300一体成型。

图4是显示根据本发明第三实施方式的LED组件的结构的截面图。

参考图4，根据本发明第三实施方式的LED组件包括：井形组件主体400；容纳在组件主体400内部的发光片401；在组件主体400的井中填充的塑模层403；以及布置在发光片401上方的光学透镜380。发光片401被塑模层403覆盖。光学透镜380紧固于印刷电路板（PCB）150上。

第三实施方式的LED组件使得光学透镜380和组件主体400在光学透镜380没有任何结构改变的情况下彼此自对准。更具体地说，光学透镜380的环绕空间S底部的内侧后缘部分可以与对准突起部分P的外侧面以及低水平面的表面X接合，对准突起部分P形成于井形组件主体400的上表面的内边缘中，低水平面的表面X形成于井形组件主体400的除了对准突起部分P之外的外侧上表面中。

换言之，光学透镜380的空间S与其中放置发光片401的、组件主体400的井重叠。而且，组件主体400的对准突起部分P的外侧面可以接触光学透镜380的内侧面的底部区域，该底部区域环绕空间S的底部。此外，组件主体400的低水平面的表面X可以接触光学透镜380的后表面的边缘。这样，光学透镜380和井形组件主体400可以彼此自对准。

以这种方式，第三实施方式的LED组件使得光学透镜的后表面的内缘能够被对准突起部分引导并放置在组件主体的低水平面的表面上。这样，光学透镜和组件主体可以彼此直接自对准。因此，能够防止在光学透镜和包括发光片的组件主体之间产生偏心缺陷。

图5是显示根据本发明第四实施方式的LED组件的结构的截面图。

图5中所示的第四实施方式的LED组件具有能够增强第一实施方式的LED组件的光散射性能的结构。第四实施方式披露的散射图案同样可以应用于第二和第三实施方式的LED组件。

在本发明中披露的光学透镜180在与发光片201重叠的区域中相比其他区域变得更薄，从而降低在与发光片201垂直的方向上的亮度。换言之，光学透镜180形成为具有穹顶结构。这样，当发光片201被光学透镜180包围时，借助于光学透镜180在发光片201的上方形成空间S。

根据本发明第四实施方式的LED组件包括多个散射图案550，散射图案550形成于用于形成空间S的光学透镜180的内表面上。可以通过使散射图案550的密度随着从光学透镜180的内表面的顶点（或中心点）朝着发光片201（或者光学透镜180的后表面）延伸而减小的方式来形成散射图案550。

更具体地说，随着从光学透镜180的内表面的顶点（或中心点）朝着发光片201（或者光学透镜180的后表面）延伸，在光学透镜的内表面上形成的散射图案550的尺寸可以变得更大。另一方面，随着从光学透镜180的内表面的顶点（或中心点）朝着发光片201（或光学透镜180的后表面）延伸，散射图案550的密度可以变小。

这样，根据本发明第四实施方式的LED组件能够防止在与发光片201重叠的区域中（或与发光片201垂直的方向上）产生显著的高亮度，如光点缺陷。而且，第四实施方式的LED组件可以在发光片201的周围（或横向方向）有效扩散亮度。因此，第四实施方式的LED组件能够提供均匀的亮度特性。

尽管已经参考多个示例性实施方式描述了本发明的各个实施方式，但是应该理解，本领域技术人员能够设计许多其他的修改和实施方式，其将落在本发明的原理的精神和范围内。尤其是，在说明书、附图和随附的权利要求书的范围内的组成部件和/或对象组合布置的排列的各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或排列的变化和修改之外，可选择的应用对于本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (19)

1.一种发光二极管组件，包括：

发光片；

井形组件主体，配置为容纳所述发光片；

光学透镜，所述光学透镜布置在所述发光片的上方并且形成为穹顶结构，所述穹顶结构在所述发光片的上方形成空间并包围所述组件的至少一部分和所述发光片；

多个第一对准凹陷，形成在所述组件主体的上表面中；以及

多个第一对准突起，与所述多个第一对准凹陷相对地形成在所述光学透镜的后表面中，

其中，所述光学透镜和所述组件主体借助于所述多个第一对准凹陷和所述多个第一对准突起而彼此自对准。

2.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中所述光学透镜在与所述发光片重叠的区域中形成为比其他区域中更薄。

3.根据权利要求1所述的发光二极管组件，进一步包括填充在所述组件主体的井中的塑模层。

4.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中

所述组件主体被装载在配有信号线的印刷电路板上，以及

所述光学透镜以包围所述发光片和所述组件主体的方式紧固于所述印刷电路板上。

5.根据权利要求1所述的发光二极管组件，进一步包括多个散射图案，所述散射图案形成于所述光学透镜的用于形成所述空间的内表面上。

6.根据权利要求5所述的发光二极管组件，其中所述散射图案的密度随着从所述光学透镜的内表面的顶点朝着所述发光片延伸而变小。

7.根据权利要求5所述的发光二极管组件，其中所述散射图案的尺寸随着从所述内表面的顶点朝着所述发光片延伸而变小。

8.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中

所述第一对准凹陷形成为漏斗形，以及

所述第一对准突起形成为倒锥形。

9.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中

所述第一对准凹陷形成为直线槽形，以及

所述第一对准突起形成为直线凸台形。

10.一种发光二极管组件，其包括：

发光片；

井形组件主体，配置为容纳所述发光片；

光学透镜，所述光学透镜布置在所述发光片的上方并且形成为穹顶结构，所述穹顶结构在所述发光片的上方形成空间并包围所述组件的至少一部分和所述发光片；

多个第二对准突起，形成在所述组件主体的上表面中；以及

多个第二对准凹陷，与所述多个第二对准突起相对地形成在所述光学透镜的后表面中，

其中，所述光学透镜和所述组件主体借助于所述多个第二对准凹陷和所述多个第二对准突起而彼此自对准。

11.根据权利要求10所述的发光二极管组件，其中所述光学透镜在与所述发光片重叠的区域中形成为比其他区域中更薄。

12.根据权利要求10所述的发光二极管组件，进一步包括填充在所述组件主体的井中的塑模层。

13.根据权利要求10所述的发光二极管组件，其中

所述组件主体被装载在配有信号线的印刷电路板上，以及

所述光学透镜以包围所述发光片和所述组件主体的方式紧固于所述印刷电路板上。

14.根据权利要求10所述的发光二极管组件，进一步包括多个散射图案，所述散射图案形成于所述光学透镜的用于形成所述空间的内表面上。

15.根据权利要求14所述的发光二极管组件，其中所述散射图案的密度随着从所述光学透镜的内表面的顶点朝着所述发光片延伸而变小。

16.根据权利要求15所述的发光二极管组件，其中所述散射图案的尺寸随着从所述内表面的顶点朝着所述发光片延伸而变小。

17.根据权利要求10所述的发光二极管组件，其中

所述第二对准凹陷形成为漏斗形，以及

所述第二对准突起形成为倒锥形。

18.根据权利要求10所述的发光二极管组件，其中

所述第二对准凹陷形成为直线槽形，以及

所述第二对准突起形成为直线凸台形。

19.一种发光二极管组件，其包括：

发光片；

井形组件主体，配置为容纳所述发光片；

光学透镜，所述光学透镜布置在所述发光片的上方并且形成为穹顶结构，所述穹顶结构在所述发光片的上方形成空间并包围所述组件的至少一部分和所述发光片；

对准突起部分，形成于所述井形组件主体的上表面的内缘；以及

低水平面的表面，形成于在所述井形组件主体的除了所述对准突起部分之外的外侧上表面中，

其中，所述光学透镜的内侧后缘部分与所述组件主体的所述对准突起部分和所述低水平面的表面以自对准模式相接合。