CN107438905A - 发光元件阵列及包含该发光元件阵列的照明系统 - Google Patents

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Abstract

实施例涉及一种发光元件阵列，包括：电路板，包括第一电极和第二电极；发光元件；布置在电路板上，并且包括第一电极焊盘和第二电极焊盘，第一电极焊盘和第二电极焊盘分别连接至第一电极和第二电极；以及反光镜，布置在发光元件周围，并且包括多个堆叠的镜片。

Description

发光元件阵列及包含该发光元件阵列的照明系统
技术领域
实施例涉及一种发光器件阵列和该发光器件阵列的发光，更具体地，涉及一种可以通过堆叠有多个镜片的反光镜来收集发光器件的侧光的发光器件阵列。
背景技术
通常，发光器件封装包括诸如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)的发光器件，以及其上安装有发光器件和电极的封装体。在下面的描述中，将在字符或图形图像中用作显示灯或显示装置的多个发光器件封装定义为发光器件封装阵列。此外，在空间中布置并电连接多个发光器件封装以形成发光器件封装阵列的工艺被定义为第二级封装工艺。第二级封装工艺例如是将多个发光器件封装布置在印刷电路板上并且通过回流焊接工艺将发光器件封装焊接到预定位置的工艺。
以期望的数目进行模块化和排列并且形成单个发光器件封装而不是将发光器件封装阵列制造成一体就可以自由地形成发光器件封装阵列。然而，当布置发光器件封装时，相应的距离可能被不均匀地组装，或者由于第二级封装工艺中的热变形而可能改变布置位置。
为了解决上述问题，韩国专利10-0735432中公开的“发光器件封装和发光器件封装阵列”包括：发光器件；封装体，由导电材料形成并且形成有具有安装发光器件的底表面和用于反射从发光器件发射的光的侧表面的空腔；第一电极，从封装体突出；以及第二电极，被插入到封装主体中。以及，通过紧固第一电极和第二电极来提供多个发光器件封装，从而改善了对准。
但是，由于传统的“发光器件封装和发光器件封装阵列”要求制造发光器件封装的工艺包括引导框架，以便以均匀的间隔布置发光器件，因此增加了生产成本和生产时间。
发明内容
【技术问题】
为了解决上述问题，已经做出了实施例，并且这些实施例的目的是提供一种发光器件阵列和包括该发光器件阵列的照明系统，它们可以通过简化发光器件阵列的制造工艺来降低制造成本和时间。
【技术方案】
为了实现上述目的，在一个实施例中，发光器件阵列包括：电路板，包括第一电极和第二电极；发光器件，布置在所述电路板上，并且包括第一电极焊盘和第二电极焊盘，所述第一电极焊盘和第二电极焊盘分别电连接至所述第一电极和第二电极；以及反光镜，布置在所述发光器件周围，并且包括多个堆叠的镜片。
所述反光镜的内径可以朝所述电路板减小。
所述反光镜的内径可以从所述电路板开始以阶梯的形式增加。
所述反光镜朝向发光器件的内表面可以具有梯部，并且所述反光镜的外表面可以是平坦的。
所述反光镜的高度可以是所述发光器件的高度的1.1至1.3倍。
所述反光镜的镜片可以由与所述电路板的材料相同的材料制成。
所述反光镜可以包括CEM(复合环氧树脂材料)3和FR4中的至少一种。
所述反光镜的内表面可以相对于所述电路板而具有90度至150度的倾斜角。
堆叠在所述反光镜中的多个镜片可以通过粘结片来结合。
在另一个实施例中，一种发光器件阵列包括：电路板，包括第一电极和第二电极；发光器件，布置在所述电路板上，并且包括第一电极焊盘和第二电极焊盘，所述第一电极焊盘和第二电极焊盘分别电连接至所述第一电极和第二电极；以及反光镜，布置在所述发光器件周围，并且包括具有不同堆叠厚度的多个镜片。
所述反光镜的内径可以朝所述电路板减小。
所述多个堆叠的镜片中的每一个镜片的厚度可以朝上方方向减小。
所述多个堆叠的镜片中的每一个镜片的厚度可以朝上方方向增加。
所述反光镜的外表面可以是平坦的。
所述反光镜的高度可以是所述发光器件的高度的1.1至1.3倍。
所述反光镜可以包括CEM(复合环氧树脂材料)3和FR4中的至少一种。
所述反光镜的内表面可以相对于所述电路板而具有90度至150度的倾斜角。
堆叠在所述反光镜中的多个镜片可以通过粘结片来结合。
在另一个实施例中，一种发光系统包括：根据权利要求1至19中任意一项所述的发光器件阵列；以及光学镜片，配置为传递从所述发光器件阵列发射的光。
【有益效果】
根据上述实施例，可以简化发光器件阵列的制造工艺，可以降低生产成本，并且可以通过省略发光器件封装的引导框架的制造步骤来降低工艺的不良率。
此外，根据发光器件的尺寸可以改善光输出特性，并且可以改善从发光器件中发射的光的角度。
附图说明
图1是示出了根据实施例的发光器件阵列的透视图。
图2a至图2f是示出了发光器件阵列的第一至第六实施例的截面图。
图3是示出了根据实施例的发光器件阵列的平面图。
图4是示出了装配有根据实施例的发光器件阵列的图像显示装置的截面图。
具体实施方式
现在将详细参考优选实施例，其示例在附图中示出。
应当理解，当元件被称为位于另一元件的“上方”或“下方”时，其可以直接位于元件上方或下方，或者也可以存在一个或多个介于中间的元件。此外，当元素被称为“在上方”或“在下方”，可以基于元件而包括“在元件下方”以及“在元件上方”。
图1是示出了根据实施例的发光器件阵列的透视图，图2A至2F是示出了发光器件阵列的第一至第六实施例的截面图，图3是示出了根据实施例的发光器件阵列的平面图。
参考图1至图3，根据本实施例的发光器件阵列100包括：电路板110，发光器件120布置在电路板110上；反光镜130，其布置为对应于布置并容纳发光器件120的位置；连接器140；以及电源单元(未示出)。
这里，电源单元(未示出)产生安装在发光器件阵列100上的发光器件120所消耗的电力，并且布置在发光器件阵列100的一侧上的连接器140与电源单元连接，以向发光器件阵列100供电。
在所提出的实施例中，电路板110可以是印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路板(FPCB)或金属芯PCB(MCPCB)。并且，印刷电路板是单面PCB(印刷电路板)，双面PCB(印刷电路板)或多层PCB(印刷电路板)。
此外，发光器件120布置在电路板110上，第一电极111和第二电极112设置在电路板110上，并且发光器件120包括第一电极焊盘121和第二电极焊盘122。并且，第一电极焊盘121和第二电极焊盘122分别与电路板110上的第一电极111和第二电极112电连接，以向发光器件供电。第一电极111和第二电极112可以由诸如铝、铜、金、银、镍或钛之类的材料形成。
在本实施例中，发光器件120可以是发光二极管。发光二极管可以例如是发射诸如红色、绿色、蓝色或白色的光的有色发光二极管，或者是发射紫外线的UV(紫外光)发光二极管，本实施例对此不作限制。
此外，多个发光器件120可以包括发出不同颜色的至少两个或更多个发光器件120，它们可以交替安装，可以根据发光器件的尺寸而分组安装，或者安装发出单一颜色的多个发光单元120，本实施例对此不作限制。
例如，当发光器件阵列100发射白光时，多个发光器件120可以包括发射红光的发光器件和发射蓝光的发光器件。因此，发射红光和蓝光的发光器件可以交替地安装以形成红光、蓝光和绿光。
同时，反光镜130可以围绕发光器件120而布置在电路板110上，以接收发光器件120。
在本实施例中，反光镜130的内径可以朝着电路板110而减小，并且从电路板110开始逐步增加。
反光镜130可以具有在其上堆叠的多个镜片131、131a、131b和131c。反光镜130朝向发光器件的内表面具有梯部，反光镜130的外表面是平坦的。
这里，可以堆叠多个镜片131、131a、131b和131c，使得反光镜130的内表面相对于电路板110而具有90°至150°的倾斜角。而且，反光镜130可以根据使用从发光器件发射的光的目的而不同地控制光分布方法。
在第一实施例中，为了使光分布具有直线，如图2a所示，具有相同尺寸的反光镜130的镜片131、131a、131b和113c可以竖直地堆叠至面向发光器件120的反光镜130的内壁，该内壁具有平坦的表面并且不具有梯部。
此外，反光镜130的镜片131、131a、131b和131c可以以阶梯的形式堆叠在电路板110上，使得镜片131、131a、131b和131c的面积可以朝着布置有发光器件120的方向而变小。为了提供扩散从发光器件中发射的光的光分布特性，如图2B和图2C所示，在多个反光镜130中具有不同尺寸的镜片120a、130a、131b和131c分别具有面向发光器件120的内表面131、132a、132b和132c，以具有阶梯的形状。
并且，所堆叠的镜片131、131a、131b和131c的数量可以根据反光镜130的镜片131、131a、131b和131c的厚度而变化。由于反光镜130的高度可以可以通过镜片131、131a、131b和131c的厚度以及镜片131、131a、131b和131c的数量来确定，所以反光镜130的高度可以根据在发光器件阵列中布置的发光器件的尺寸来确定。
如图2d所示，在第四实施例中，具有相同尺寸的反光镜130的镜片131a、131b和131c竖直地堆叠至面向发光器件120的反光镜130的内表面，该内表面具有平坦的表面并且不具有梯部。这里，镜片131a、131b和131c的厚度t1、t2和t3可以彼此不同。
在第四实施例中，t3可以大于t2，t2可以大于t1，并且发光器件和反光镜可以在板上依据反光镜的高度与发光器件的高度的比来设置，以进行高度较高的光的输出。并且，可以堆叠具有不同厚度的镜片131a、131b和131c，使得可以根据发光器件120的高度来调整反光镜的高度，将薄镜片朝向上方方向堆叠以略微调节反光镜的高度。
参考图2e和图2f，在第五实施例和第六实施例中，反光镜的内径朝向电路板变小，并且所堆叠的镜片131a、131b和131c可以具有不同的厚度。
如图2e所示，t3可以大于t2且t2可以大于t1，使得所堆叠的多个镜片131a、131b和131c的厚度朝向上方方向而变薄。如图2f所示，t1可以大于t2且t2可以大于t3，使得所堆叠的多个镜片131a、131b和131c的厚度朝向上方方向而变厚。
如上所述，在堆叠有多个镜片的结构中，可以根据发光器件120的高度来调节反光镜的高度。并且，可以堆叠多个镜片131、131a、131b和131c，使得反光镜的内表面(即，堆叠的镜片的内表面)相对于电路板110具有90°至150°的倾斜角。
因此，根据本实施例，当可以电连接到发光器件阵列电路板上的第一电极和第二电极的发光器件被布置在电路板上时，由于可以通过对镜片进行堆叠来改变反光镜的结构而无需考虑发光器件的尺寸，因此可以容易地控制发光器件的光分布方法。
另外，反光镜的高度h1可以比布置在电路板110上的发光器件的高度h2大1.1至1.3倍，这是因为随着反光镜130的高度减小，光输出增加。但是，在考虑到光分布特性和光输出二者的情况下才可以确定反光镜的高度，因此本实施例不限于此。
同时，反光镜130的底座131可以由与电路板110相同的材料制成，并且反光镜的材料可以包括CEM(复合环氧树脂材料)3和FR4中的至少一种。
并且，反光镜130的镜片131、131a、131b和131c可以用镜片的相应层之间的粘结片(其为粘合带)来进行结合，以结合镜片的各个层。
图4是示出了装配有根据实施例的发光器件阵列的图像显示装置的截面图。
参考图4，具有根据实施例的发光器件阵列的图像显示装置10包括液晶体200、背光单元300、模制框架400、底架500、散热块600和顶部壳体700。
液晶体200可以使用从背光单元300发射的光源来显示图像。并且，除了液晶体200之外，还可以设置需要光源的其它类型的显示装置。
液晶体200布置在玻璃体之间，并且偏振板(polarization plate)安装在玻璃体上以便使用光的偏振特性。此处，具有介于液体和固体之间的物理性质的液晶体200具有一种结构，在该结构中，具有流动性的液晶分子被均匀对齐以作为晶体。于是，使用外部电场能够改变液晶分子的分子排列的性质来显示图像。
在图像显示装置10中使用的液晶体200可以具有有源矩阵型的性质，并且使用晶体管作为开关以调整施加到每个像素的电压。
液晶体200可以包括面向彼此的彩色滤光片基板(未示出)和薄膜晶体管基板(未示出)，在它们之间具有液晶体，并且彩色滤光片基板可以实现通过液晶体200所显示的图像的颜色。彩色滤光片基板可以接收从液晶体200投影的光并且仅传递每个像素的红光、绿光和蓝光来显示图像。并且，薄膜晶体管基板可以响应于从印刷电路板提供的驱动信号，而施加从印刷电路板向液晶体提供的驱动电压。
此外，背光单元300包括：发光器件阵列100，用于发射光；以及导光板150，其将从发光器件阵列100发射的光改变成平面光源，以供应液晶体200；光学镜片160，改善了从导光板150提供的光的亮度分布的均匀性；以及反射镜片170，将发射到导光板150的背面的光反射到导光板150。
光学镜片160由透光的且是弹性的聚合物材料形成，聚合物可以具有重复形成有多个立体结构的棱镜层。
导光板150使从发光器件封装模块发射的光散射，从而使发射的光能够被均匀地分散在显示装置屏幕的整个区域上。因此，导光板150由具有高折射率和透射率的材料形成。例如，导光板150可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)等形成。此外，当没有形成导光板150时，可以构造空气导向型(air-guide)显示装置。
反射镜片170可以由具有高反射率的材料制成并且可以以超薄的形状来使用，并且可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
发光器件阵列100可以包括多个发光器件和其上布置有用于容纳发光器件的反光镜的电路板，并且可以使用诸如PCB之类的电路板。
背光单元300包括：漫射膜(未示出)，用于将从导光板150入射的光朝液晶体200扩散；棱镜膜(未示出)，用于使扩散的光聚集来增强竖直入射；以及保护膜，用于保护棱镜膜。
模制框架400可以连接到发光器件阵列100、液晶体200和导光板150，以便固定安装在图像显示装置10中的部件。
可以设置下底架500以接纳模制框架400、发光器件阵列100和导光板150，并且下底架500的整个表面可以涂覆有高反射性的材料。
此外，散热块600布置在下底架500的内表面上，并且发光器件阵列100安装在散热块600的一侧，以便驱散从布置在发光器件阵列100中的发光器件所传递出的热。
顶部壳体700设置在模制框架400上方以支撑安装在图像显示装置10中的部件，从而防止部件的移动并且固定模制框架400和下底架500。
除了图像显示装置之外，上述发光器件阵列可以用于照明装置中，并且图像显示装置和照明装置可以统称为照明系统。
通常，在发光器件封装的结构中制造引导框架会导致大量的成本，从而导致低生产率和耗时的生产。然而，在本实施例中，省略了引导框架，并且布置了设置有发光器件的反光镜和堆叠在发光器件阵列中的多个镜片，从而使从发光器件的侧表面发射的光聚焦或者根据发光器件的尺寸来改善光输出特性。
此外，通过省略需要大量制造成本的引导框架的制造步骤，可以简化发光器件阵列的生产工艺，可以降低生产成本，并且可以降低工艺的不良率。
虽然已经参考其多个说明性实施例进行了描述，但是应当理解的是，这些实施例是说明性的而不是限制性的，并且本领域技术人员可以设计出许多其它修改和应用都将落入到这些实施例的本质方案中。例如，在实施例的具体构成要素中可以进行各种变形和修改。此外，应当理解的是，与这些变形和修改相关的差异落入所附权利要求限定的本公开的精神和范围内。
本发明的实施例
已经在“具体实施方式”中充分描述了用于实现本发明的实施例。
工业实用性
根据本实施例的发光器件阵列可以改善发光器件所发射的光的角度和光输出特性，并且其可以被安装在图像显示装置或照明系统上。

Claims (20)

1.一种发光器件阵列，包括：
电路板，包括第一电极和第二电极；
发光器件，布置在所述电路板上，并且包括第一电极焊盘和第二电极焊盘，所述第一电极焊盘和第二电极焊盘分别电连接至所述第一电极和第二电极；以及
反光镜，布置在所述发光器件周围，并且包括多个堆叠的镜片。
2.根据权利要求1所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜的内径朝所述电路板减小。
3.根据权利要求2所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜的内径从所述电路板开始以阶梯的形式增加。
4.根据权利要求3所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜的内表面朝向发光器件具有梯部。
5.根据权利要求1所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜的外表面是平坦的。
6.根据权利要求1所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜的高度是所述发光器件的高度的1.1至1.3倍。
7.根据权利要求1所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜的镜片由与所述电路板的材料相同的材料制成。
8.根据权利要求1所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜包括CEM(复合环氧树脂材料)3和FR4中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的发光器件阵列，其中，所述反光镜的内表面相对于所述电路板具有90度至150度的倾斜角。
10.根据权利要求1所述的发光器件阵列，其中，堆叠在所述反光镜中的多个镜片通过粘结片来结合。
11.一种发光器件阵列，包括：
电路板，包括第一电极和第二电极；
发光器件，布置在所述电路板上，并且包括第一电极焊盘和第二电极焊盘，所述第一电极焊盘和第二电极焊盘分别电连接至所述第一电极和第二电极；以及
反光镜，布置在所述发光器件周围，并且包括具有不同堆叠厚度的多个镜片。
12.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述反光镜的内径朝所述电路板减小。
13.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述多个堆叠的镜片中的每一个镜片的厚度朝上方方向减小。
14.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述多个堆叠的镜片中的每一个镜片的厚度朝上方方向增加。
15.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述反光镜的外表面是平坦的。
16.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述反光镜的高度是所述发光器件的高度的1.1至1.3倍。
17.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述反光镜包括CEM(复合环氧树脂材料)3和FR4中的至少一种。
18.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述反光镜的内表面相对于所述电路板具有90度至150度的倾斜角。
19.根据权利要求11所述的发光器件，其中，堆叠在所述反光镜中的多个镜片通过粘结片来结合。
20.一种发光系统，包括：
根据权利要求1至19中任意一项所述的发光器件阵列；以及
光学镜片，配置为传递从所述发光器件阵列发射的光。
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