CN108198932A - 发光二极体封装结构及发光二极体模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光二极体封装结构，其包括第一透光板、发光单元以及第一封装胶体。发光单元设置于第一透光板上，第一封装胶体设置于发光单元与第一透光板之间且包覆部分发光单元。通过这种方式，本发明的发光二极体封装结构制作相当方便，有效提升产能。

Description

发光二极体封装结构及发光二极体模组
本申请是申请号为201410669621.9，发明名称为“发光二极体封装结构及发光二极体模组”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光二极体封装结构及发光二极体模组，特别是涉及一种可实现无封装基板的封装的发光二极体封装结构及发光二极体模组。
背景技术
请参阅图1，图1为现有技术的发光二极体封装结构1的示意图。如图1所示，发光二极体封装结构1包含封装基板10、发光二极体芯片12以及封装胶体14。发光二极体芯片12设置于封装基板10上，且封装胶体14点胶于封装基板10与发光二极体芯片12上，以对发光二极体芯片12进行封装，也就是说，发光二极体芯片12是位于封装基板10与封装胶体14之间。由于发光二极体芯片12需先设置于封装基板10上才能进行封装，制作较为不便，使得产能无法提升。
发明内容
本发明提供一种可实现无封装基板的封装的发光二极体封装结构及发光二极体模组，以解决上述问题。
本发明提供一种发光二极体封装结构，其包含：第一透光板、至少一个发光单元以及第一封装胶体。发光单元设置于第一透光板上，第一封装胶体设置于发光单元与第一透光板的间且包覆部分发光单元，该发光单元包含基板、第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第一型电极及第二型电极，该第一型半导体层位于该基板上，该发光层位于该第一型半导体层上，该第二型半导体层位于该发光层上，该第一型电极与该第一型半导体层电性连接，该第二型电极与该第二型半导体层电性连接，且该第一型电极与该第二型电极外露于该第一封装胶体外。
其中，第一封装胶体的第一侧表面与第一透光板的第二侧表面切齐。
其中，发光单元还包含反射层，反射层位于第二型半导体层上，反射层的反射率大于90％。
其中，发光单元与第一封装胶体的第一侧表面间的距离大于发光单元与第一封装胶体的第一底表面间的距离，且第一透光板连接于第一封装胶体的第一底表面。
其中，第一封装胶体内掺杂至少一种荧光粒子。
其中，发光二极体封装结构还包含第二透光板以及第二封装胶体，第二封装胶体包覆第一透光板与第一封装胶体，第二透光板连接第二封装胶体的第二底表面。
其中，第二封装胶体的第三侧表面与第二透光板的第四侧表面切齐。
其中，第二封装胶体内掺杂至少一种荧光粒子，且至少一种荧光粒子的粒径介于3微米到50微米间。
其中，发光单元为覆晶式发光二极体芯片。
本发明还提供一种发光二极体模组，其包括：承载座以及如上所述的发光二极体封装结构。发光二极体封装结构设置于承载座上并与承载座电性连接。
本发明的有益效果是：本发明可利用封装胶体及透光板直接将多个发光单元封装后进行切割，以完成发光二极体封装结构的制作，进而实现无封装基板的封装。在切割后的发光二极体封装结构中，封装胶体的侧表面即会与透光板的侧表面切齐。由于本发明为无封装基板的封装，只要将以封装胶体及透光板封装后的发光单元进行切割，即可完成发光二极体封装结构的制作，因此本发明的发光二极体封装结构制作相当方便，可有效提升产能。此外，本发明利用透光板对封装胶体进行定型，可不用额外模具的制作，进而节省成本。由于透光板的硬度大于封装胶体的硬度，在后续将发光二极体封装结构设置于承载座上时，透光板可保护发光单元，进而避免因外力破坏而影响出光。再者，本发明可于封装胶体内掺杂荧光粒子，并且藉由调整荧光粒子的浓度及/或放射波长，来调整出光效率与光线颜色，同样地，透光板也可以保护荧光粒子，具有防止封装胶体表面的荧光粒子脱落的功效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是现有技术的发光二极体封装结构的示意图；
图2是本发明第一实施例的发光二极体封装结构的示意图；
图3是以第一封装胶体及第一透光板封装多个发光单元的示意图；
图4是本发明第二实施例的发光二极体封装结构的示意图；
图5是本发明第三实施例的发光二极体封装结构的示意图；
图6是本发明第四实施例的发光二极体封装结构的示意图；
图7是本发明第五实施例的发光二极体封装结构的示意图；
图8是本发明第六实施例的发光二极体封装结构的示意图；
图9是本发明第七实施例的发光二极体模组的示意图；
图10是本发明第八实施例的发光二极体模组的示意图；
图11是本发明第九实施例的发光二极体封装结构的示意图；
图12是本发明第十实施例的发光二极体模组的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图2，图2为本发明第一实施例的发光二极体封装结构2的示意图。如图2所示，发光二极体封装结构2包含第一透光板20、发光单元22以及第一封装胶体24。发光单元22设置于第一透光板20上，而第一封装胶体24设置于发光单元22与第一透光板20的间且包覆部分发光单元22。
在本实施例中，发光单元22包含基板220、第一型半导体层222、发光层224、第二型半导体层226、第一型电极228、第二型电极230以及反射层232。发光单元22可为覆晶式发光二极体芯片，且基板220的材料可为蓝宝石，但不以此为限。第一型半导体层222位于基板220上，发光层224位于第一型半导体层222上，第二型半导体层226位于发光层224上，反射层232位于第二型半导体层226上，第一型电极228与第一型半导体层222电性连接，第二型电极230与第二型半导体层226电性连接，且第一型电极228与第二型电极230外露于第一封装胶体24外。换言之，第一封装胶体24并未包覆发光单元22的第一型电极228与第二型电极230。第一型半导体层222可为N型半导体层(例如，N型氮化镓层)，且第二型半导体层226可为P型半导体层(例如，P型氮化镓层)。此时，第一型电极228即为N型电极，且第二型电极230即为P型电极。
反射层232的反射率可大于90％，且反射层232的材料可选自金、银、铝、铜、镍及铬所构成的材料群组，但不以此为限。反射层232可将光线反射，进而增加发光单元22的整体出光效率。需说明的是，本发明可根据实际出光需求决定是否设置反射层232。
请参阅图3，图3为以第一封装胶体24及第一透光板20封装多个发光单元22的示意图。如图3所示，本发明可直接将多个发光单元22以第一封装胶体24封装后再盖上第一透光板20定型。接着，再针对每一个发光单元22进行切割，以完成如图2所示的发光二极体封装结构2的制作，进而实现无封装基板的封装。在切割后的发光二极体封装结构2中，第一封装胶体24的第一侧表面240即会与第一透光板20的第二侧表面200切齐。由于本发明为无封装基板的封装，因此本发明的发光二极体封装结构2制作相当方便，可有效提升产能。此外，本发明利用第一透光板20对第一封装胶体24进行定型，可不用额外模具的制作，进而节省成本。
如图2所示，当发光单元22发光时，至少部分发光单元22发出的光线L即会依序穿过第一封装胶体24与第一透光板20而射出。于此实施例中，第一透光板20针对发光单元22发出的光线L的透光率可大于90％，且第一透光板20的材料可为玻璃或陶瓷，但不以此为限。优选地，发光单元22与第一封装胶体24的第一侧表面240间的距离D1可大于发光单元22与第一封装胶体24的第一底表面242间的距离D2，这是为搭配发光单元22所发出的光形而设计，以增加发光单元22的整体出光效率及出光角度，其中第一透光板20连接于第一封装胶体24的第一底表面242。
在本实施例中，第一封装胶体24内可掺杂多个第一荧光粒子244。优选地，第一荧光粒子244的放射波长(Emission Wavelength)可大于发光单元22的主发光波长。第一荧光粒子244可将发光单元22发出的光线L的波长转换为另一波长，进而改变发光单元22发出的光线L的颜色，优选地，发光单元22与第一封装胶体24的第一侧表面240间的距离D1可大于发光单元22与第一封装胶体24的第一底表面242间的距离D2，因此，发光二极体封装结构2可具有优选的光均匀性及光强度。
配合图2，请参阅图4，图4为本发明第二实施例的发光二极体封装结构3的示意图。发光二极体封装结构3与上述的发光二极体封装结构2的主要不同之处在于，发光二极体封装结构3的第一封装胶体24包含第一部分24a以及第二部分24b，第一部分24a位于发光单元22与第二部分24b之间，且第一部分24a中的第一荧光粒子244的浓度小于第二部分24b中的第一荧光粒子244的浓度。藉此，可进一步增加发光单元22的整体出光效率。
配合图2，请参阅图5，图5为根据本发明第三实施例的发光二极体封装结构4的示意图。发光二极体封装结构4与上述的发光二极体封装结构2的主要不同之处在于，发光二极体封装结构4的第一封装胶体24内更包含多个第二荧光粒子246。在本实施例中，第一荧光粒子244的放射波长可小于第二荧光粒子246的放射波长。换言之，本发明可藉由第一荧光粒子244与第二荧光粒子246将发光单元22发出的光线L的波长转换为二相异波长，进而与发光单元22发出的光线L混光后可提高发光二极体封装结构4的色饱和度。
配合图2，请参阅图6，图6为本发明第四实施例的发光二极体封装结构5的示意图。发光二极体封装结构5与上述的发光二极体封装结构2的主要不同之处在于，发光二极体封装结构5的第一封装胶体24包含第一部分24a以及第二部分24b，第一部分24a位于发光单元22与第二部分24b之间，第一部分24a内掺杂多个第一荧光粒子244，且第二部分24b内掺杂多个第二荧光粒子246。
配合图2，请参阅图7，图7为本发明第五实施例的发光二极体封装结构6的示意图。发光二极体封装结构6与上述的发光二极体封装结构2的主要不同之处在于，发光二极体封装结构6还包含第二透光板60以及第二封装胶体62，且第一封装胶体24内无掺杂任何荧光粒子。如图7所示，第二封装胶体62包覆第一透光板20与第一封装胶体24，第二透光板60连接第二封装胶体62的第二底表面622，且第二封装胶体62的第三侧表面620与第二透光板60的第四侧表面600切齐。在本实施例中，第二封装胶体62内可掺杂多个第一荧光粒子244，第一荧光粒子244的放射波长可大于发光单元22的主发光波长，且第一荧光粒子244的粒径可介于3微米到50微米之间。此外，发光单元22与第一封装胶体24的第一底表面242的距离D2可为第一透光板20与第二封装胶体62的第二底表面622的距离D3的1到30倍，由于发光单元22所发出的光线L会先经过第一封装胶体24及第一透光板20后才激发第一荧光粒子244，因此第一封装胶体24与第二封装胶体62的厚度比在此范围内具有较佳的导光效果，因此可导出较多的光线L去激发第一荧光粒子244。藉由上述的结构配置，可进一步增进整体出光效率及变换不同的出光效果。
配合图7，请参阅图8，图8为本发明第六实施例的发光二极体封装结构7的示意图。发光二极体封装结构7与上述的发光二极体封装结构6的主要不同之处在于，发光二极体封装结构7的第二封装胶体62内还包含多个第二荧光粒子246。在本实施例中，第二荧光粒子246的放射波长可大于第一荧光粒子244的放射波长。
配合图2，请参阅图9，图9为本发明第七实施例的发光二极体模组8的示意图。如图9所示，发光二极体模组8包含承载座80、发光二极体封装结构2、第一型接合垫82以及第二型接合垫84。发光二极体封装结构2设置于承载座80上并与承载座80电性连接。在本实施例中，第一型接合垫82可为N型接合垫，且第二型接合垫84可为P型接合垫。第一型接合垫82与第二型接合垫84设置于承载座80上，且第一型接合垫82与第二型接合垫84用以电性连接发光二极体封装结构2。如图9所示，发光单元22的第一型电极228与第一型接合垫82电性连接，且发光单元22的第二型电极230与第二型接合垫84电性连接。在本实施例中，承载座80可具有可挠性，例如可挠性电路板，可应用在各种形状的灯座上，但不以此为限。此外，图9中的发光二极体封装结构2也可以是图4至图8中的发光二极体封装结构3-7替换，视实际应用而定。
配合图9，请参阅图10，图10为本发明第八实施例的发光二极体模组9的示意图。发光二极体模组9与上述的发光二极体模组8的主要不同之处在于，发光二极体模组9还包含多个第一型接合垫82与多个第二型接合垫84。如图10所示，多个第一型接合垫82与多个第二型接合垫84设置于承载座80上，用以电性连接多个发光二极体封装结构2。换言之，本发明可根据实际出光需求于承载座80上设置一个以上的发光二极体封装结构2。此外，图10中的发光二极体封装结构2也可以是图4至图8中的发光二极体封装结构3-7替换，视实际应用而定。
配合图2、图3，请参阅图11，图11是本发明第九实施例的发光二极体封装结构11的示意图。如图3所示，本发明可直接将多个发光单元22以第一封装胶体24封装后再盖上第一透光板20定型。接着，再针对多个发光单元22进行切割，以完成如图11所示的发光二极体封装结构11的制作，进而实现无封装基板的封装。如图11所示，于切割后的发光二极体封装结构11中包含三个发光单元22，但不以此为限。本发明也可针对两个、四个或四个以上的发光单元进行切割，以完成包含多个发光单元22的发光二极体封装结构11的制作。此外，在发光二极体封装结构11切割完成后，第一封装胶体24的第一侧表面240即会与第一透光板20的第二侧表面200切齐。
配合图10、图11，请参阅图12，图12是本发明第十实施例的发光二极体模组13的示意图。如图12所示，发光二极体模组13包含承载座80、发光二极体封装结构11、多个第一型接合垫82与多个第二型接合垫84，其中多个第一型接合垫82与多个第二型接合垫84设置于承载座80上，用以电性连接发光二极体封装结构11的多个发光单元22。比较图10的发光二极体模组9与图12的发光二极体模组13，本发明可将多个具有单一发光单元22的发光二极体封装结构2设置于承载座80上，也可将具有多个发光单元22的发光二极体模组13设置于承载座80上，视实际应用而定。
综上所述，本发明可利用透光板与封装胶体直接将多个发光单元封装后进行切割，以完成发光二极体封装结构的制作，进而实现无封装基板的封装。于切割后的发光二极体封装结构中，封装胶体的侧表面即会与透光板的侧表面切齐。由于本发明为无封装基板的封装，只要将封装过后的发光单元进行切割，即可完成发光二极体封装结构的制作，因此本发明的发光二极体封装结构制作相当方便，可有效提升产能。此外，本发明利用透光板对封装胶体进行定型，可不用额外模具的制作，进而节省成本。由于透光板的硬度大于封装胶体的硬度，在后续将发光二极体封装结构设置于承载座上时，透光板可保护发光单元，进而避免因外力破坏而影响出光。再者，本发明可于封装胶体内掺杂荧光粒子，并且藉由调整荧光粒子的浓度及/或放射波长，来调整出光效率与光线颜色，同样地，透光板也可以保护荧光粒子，具有防止封装胶体表面的荧光粒子脱落的功效。另外，透光板及封装胶体都具有导光功能，可提高光取出效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
一发光二极体封装结构，包括：
至少一发光二极体芯片，所述发光二极体芯片包括一第一电极及一第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极配置于所述发光二极体芯片的同一侧，且所述第一电极与所述第二电极之间具有间隔；
一透光层，覆盖所述发光二极体芯片；以及
一封装胶体，位于所述发光二极体芯片与所述透光层之间，所述封装胶体包覆所述发光二极体芯片，且暴露出所述发光二极体芯片的所述第一电极及所述第二电极；以及
一承载板，所述发光二极体封装结构配置于所述承载板上，其中所述封装胶体和承载板之间具有间隔。
2.一种发光装置，其特征在于，包括：
一发光二极体封装结构，包括：
至少一发光二极体芯片，所述发光二极体芯片包括一第一电极及一第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极配置于所述发光二极体芯片的同一侧，且所述第一电极与所述第二电极之间具有间隔；
一透光层，覆盖所述发光二极体芯片；以及
一封装胶体，位于所述发光二极体芯片与所述透光层之间，所述封装胶体包覆所述发光二极体芯片，且暴露出所述发光二极体芯片的所述第一电极及所述第二电极；以及
一承载板，所述发光二极体封装结构配置于所述承载板上，其中所述封装胶体和所述发光二极体芯片粘合，而未与所述承载板粘合。
3.一种发光装置，其特征在于，包括：
一发光二极体封装结构，包括：
一荧光材料层；
至少一发光二极体芯片，配置于所述荧光材料层上，所述发光二极体芯片包括一第一电极及一第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极配置于所述发光元件的同一侧，并被所述荧光材料层所暴露，且所述第一电极与所述第二电极之间具有间隔；以及
一透光层，覆盖于所述荧光材料层及所述发光二极体芯片上；
以及
一承载板，所述发光二极体封装结构配置于所述承载板上，其中所述荧光材料层和承载板之间具有间隔。
4.一种发光装置，其特征在于，包括：
一发光二极体封装结构，包括：
一荧光材料层；
至少一发光二极体芯片，配置于所述荧光材料层上，所述发光二极体芯片包括一第一电极及一第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极配置于所述发光元件的同一侧，并被所述荧光材料层所暴露，且所述第一电极与所述第二电极之间具有间隔；以及
一透光层，覆盖于所述荧光材料层及所述发光二极体芯片上；
以及
一承载板，所述发光二极体封装结构配置于所述承载板上，其中所述荧光材料层和所述发光二极体芯片粘合，而未与所述承载板粘合。
5.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述发光二极体封装结构具有一平的侧表面，所述平的侧表面包括所述封装胶体的一侧表面与所述透光层的一侧表面。
6.根据权利要求3或4所述的发光装置，其特征在于，所述发光二极体封装结构具有一平的侧表面，所述平的侧表面包括所述荧光材料层的一侧表面与所述透光层的一侧表面。
7.根据权利要求1-4其中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，所述封装胶体的下表面高于所述第一电极的下表面与所述第二电极的下表面。
8.根据权利要求1-4其中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，所述发光二极体芯片包括一本体及连接于所述本体的所述第一电极与所述第二电极，其中所述封装胶体的下表面不低于所述本体的下表面。
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