CN1976026A - 发光元件的封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光元件的封装结构，其主要包括有一基板、一壳体层及至少一发光二极管，壳体层设置于基板表面，并于壳体层上设置至少一容置空间，而发光二极管设置于容置空间内，并可于发光二极管上依序设置有一平坦层及一厚度均等的光转换层，借此发光二极管所产生的第一光源将穿透厚度均等的光转换层并转换为一第二光源，致使以提高发光元件的光色的均匀。

Description

发光元件的封装结构

技术领域

本发明涉及一种发光元件的封装结构，发光二极管所产生的第一光源将穿透厚度均等的光转换层，借此以提高发光元件的光色的均匀。

背景技术

发光二极管(LED；Light-Emitting Diode)由于具备有寿命长、体积小、耗电量少、反应速度快、无热辐射等特性及优点，因此被广泛应用于指示灯、广告广告牌中。是以，如何将发光二极管所产生的光源进行光色的转换，并提高发光二极管所产生的光源的适用范围将显得额外重要。

现有发光元件的封装结构，如图1所示，包括有一基板11、一壳体层13及至少一发光二极管17，其中，壳体层13设置于基板11表面，并于壳体层13上设置有至少一容置空间15，而发光二极管17设置于容置空间15内。于发光二极管17外围包覆有一荧光层12，得以将发光二极管17产生的第一光源L1转换成为一第二光源L2，例如，第一光源L1可为一蓝色光源，在第一光源L1穿透荧光层12后，将会有部分的第一光源L1被转换成绿色光源及/或红色光源，并使得蓝色光源、绿色光源及红色光源混合成第二光源L2，而第二光源L2将为一白色光源，借此发光二极管17所产生的第一光源L1在穿透荧光层12将可产生一白色光源。

将荧光层12涂布于发光二极管17时，荧光层12将包覆发光二极管17，并因为内聚力及重力的作用，使得包覆发光二极管17表面的荧光层12呈现一圆弧形态样，并造成荧光层12的厚度不均匀。此时，发光二极管17产生的第一光源L1由各角度穿过荧光层12时，所行进路径长度(厚度)将不一致，因此，由荧光层12各角度所转换产生的绿色光源及/或红色光源的比例也将有所不相同。例如：分别由发光二极管17不同角度产生的第一光源L1，将因为所穿透荧光层12的行进路径长度不相同，使得由荧光层12转换产生的第二光源L2及第三光源L3的光色有所差异，例如，第二光源L2为一偏蓝色的白色光，而第三光源L3为一偏红色或黄色的白色光。并造成发光元件10所产生的光源的光色不均匀，使得发光元件10无法产生一理想的白色光源。

为此，如何针对上述现有技术的缺点，设计出一种新颖的发光元件的封装结构，不仅可均匀发光元件的光转换层的厚度，并可有效提高发光元件所产生的光源的光色均匀度，成为急待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种发光元件的封装结构，通过在发光二极管上设置有一平坦层，而得以于平坦层上设置一厚度均等的光转换层，致使发光二极管产生的光源得以穿透路径长度相同的光转换层。

本发明的次要目的在于提供一种发光元件的封装结构，通过设置一厚度均匀的光转换层，可使得由发光元件各个角度所产生的光源的光色差异减小，以提高发光元件的整体光色的均匀。

本发明的又一目的在于提供一种发光元件的封装结构，其中荧光层通过平坦层而设置于发光二极管上，借此将有利于减少荧光层的用量，并有利于降低发光元件的设置成本。

本发明的又一目的在于提供一种发光元件的封装结构，其中该荧光层不与发光二极管直接接触，借此将可有效避免荧光层有受热变质的情形发生。

为此，为实现上述目的，本发明提供一种发光元件的封装结构，其主要包括有一基板；一壳体层，其设置于该基板表面，并于壳体层上设置至少一容置空间；及至少一发光二极管，设置于该容置空间内，并于该发光二极管上依序设置有一平坦层及一厚度均等的光转换层。

又，为实现上述目的，本发明提供一种发光元件的封装结构，其主要包括有：一基板；一壳体层，其设置于该基板表面，并于壳体层上设置至少一容置空间；至少一发光二极管，设置于该容置空间内；及一光转换层，以均匀方式设置于该容置空间内的发光二极管上，其中该光转换层与该发光二极管不相互接触。

采用本发明发光二极管产生的光源得以穿透路径长度相同的光转换层，能够提高发光元件的光色的均匀度，并有利于降低发光元件的设置成本。

附图说明

图1为现有发光元件的封装结构的构造截面图；

图2为本发明发光元件的封装结构一较佳实施例的构造截面图；

图3为本发明发光元件的封装结构另一实施例的构造截面图；

图4为本发明发光元件的封装结构又一实施例的构造截面图；

图5为本发明发光元件的封装结构又一实施例的俯视图；

图6A至图6D分别为本发明发光元件的封装结构在各制作步骤的构造截面图。

其中，附图标记：

10：发光元件           11：基板

12：荧光粉             13：壳体层

15：容置空间           17：发光二极管

20：发光元件           21：基板

22：光转换层           23：壳体层

24：平坦层             25：容置空间

251：侧表面            253：底表面

27：发光二极管         28：保护层

30：发光元件           36：反射层

40：发光元件           50：发光元件

59：固定体

具体实施方式

首先，参阅图2，为本发明发光元件的封装结构一较佳实施例的构造截面图。于本发明实施例中，发光元件20主要包括有一基板21、一壳体层23及至少一发光二极管27，壳体层23设置于基板21表面，并可选择由一塑料材质或具反光特性的材质所制成，于壳体层23上设置有至少一容置空间25，发光二极管27则设置于容置空间25内，并于发光二极管27上依序设置有一平坦层24及一厚度均等的光转换层22。

于本发明一实施例中，光转换层22为一荧光层，例如，包括有硅胶及荧光粉，发光二极管27可选择以直立方式或覆晶方式设置于容置空间25内的基板21上。在发光二极管27设置完成后，再于发光二极管27上设置平坦层24，平坦层24均匀设置于部分的容置空间25内部，而形成一完整的平面。并于平坦层24上设置厚度均等的光转换层22，例如，平坦层24由一硅胶或一环氧树脂所组成。

通过平坦层24的设置将有利于光转换层22的设置，并可提高光转换层22的厚度的均匀，此外，还可减少光转换层22及荧光粉的使用量，以降低光转换层22的设置成本。又，由于光转换层22并不与发光二极管27直接接触，因此也可避免发光二极管27于使用过程中所产生的热量直接传递至光转换层22，并降低光转换层22有受热变质的可能。

由发光二极管27的各个角度所产生的一第一光源L1在进入光转换层22后，将穿透相近的行进路径长度(厚度)d，并通过光转换层22的设置将第一光源L1转换成一第二光源L2。例如，第一光源L1可为一蓝色光源，在第一光源L1穿透光转换层22后，将会有部分的第一光源L1被转换成为一绿色光源及/或红色光源，而第二光源L2的光色将是蓝色光源、绿色光源及红色光源的混合，并成为一白色光源。

因为发光二极管27的各角度所产生的第一光源L1，都穿透一厚度d相近的光转换层22，因此第一光源L1在穿透光转换层22后，所转换产生的第二光源L2的蓝色光源、绿色光源及红色光源的比例相近，换言之，经由光转换层22的转换而产生的第二光源L2及第二a光源L2a，将具有相近的光色混合比例(具有相同的光色)，借此发光元件20将具有一均匀的光色。

参阅图3，为本发明发光元件的封装结构另一实施例的构造截面图。于本实施例中，容置空间25包括有至少一侧表面251及至少一底表面253，侧表面251及底表面253形成有一介于90度及180度间的夹角a，致使侧表面251相对于底表面253而言呈一倾斜态样，以提高光导出效率。

侧表面251上也可选择设置有一反射层36，其材质为一得以反射光线的材质，例如：一金属材质、一布拉格反射镜或一光子晶粒结构，可进一步提高发光二极管27所产生的光源的导出效率，并有利于发光元件30的整体亮度的提高。当然，容置空间25的侧表面251及底表面253也可为一正交态样，并于壳体层23上设置有多个容置空间25，而容置空间25内设置有一发光二极管27，如图4所示。

同时参阅图3及图4，本发明的发光元件封装结构还包括有一保护层28，其设置于光转换层22上，通过保护层28的设置可避免光转换层22与外界直接接触，及受到外在的因素破坏而导致结构受损，而不利于维持发光元件30的整体的光色均匀。

参阅图5，为本发明又一实施例的俯视图。本发明的壳体层23上设置有多个容置空间25，并于各个容置空间25内设置有至少一发光二极管27。上述的容置空间25及发光二极管27可以矩阵方式排列设置，并成为一发光显示装置400中，例如：点矩阵型显示器(Dot matrix display)或数字显示型显示器(Clock display or Digit display)，以达成大面积发光及显示的功能。

同时参阅图6A至图6D，分别为本发明发光元件的封装结构在各制作步骤的构造截面图。首先，于一固定体59上放置一壳体层23，其中壳体层23上设置有至少一容置空间25，如图6A所示。接续，于容置空间25内的固定体59表面上均匀设置有一光转换层22，例如，光转换层22可选择为荧光粉及硅胶的混合，并以一般灌胶的方式，将荧光粉及硅胶的混合物灌注于容置空间25内部，并进行一静置或烘烤的动作，致使荧光粉及硅胶的混合物固化为光转换层22，如图6B所示。

另外，将设置有至少一发光二极管27的基板21与壳体层23相粘合，其中各个发光二极管27在基板21上的设置位置相对于壳体层23上的容置空间25的设置位置。并使得基板21与壳体层23相粘合时，各个发光二极管27将存在于容置空间25内部，而在本发明实施例中发光二极管27并未与光转换层22相互接触，并于发光二极管27及光转换层22之间存在有一间隙空间54。借此不仅可降低光转换层22及荧光粉的使用量，而有利于制作成本的降低，同时也可使得发光二极管27在使用过程中所产生的热量，不会以传导的方式传递至光转换层22，将可避免光转换层22于发光元件50的使用过程中有变质的情形，如图6C所示。

待基板21与壳体层23稳固连接后，便可将固定体59移除以完成发光元件50的封装流程，如图6D所示。而发光元件50的封装构造，与图2所示的发光元件20的封装构造差异之处在于，发光元件50中并未设置有平坦层24。

于本发明实施例中发光元件50的发光二极管27不直接与光转换层22相接触，并于两者之间存在有一间隙空间54。然而于实际应用时，如图2、图3、图4及图5所述的发光元件20/30/40的封装结构，也可以上述的工艺方式完成设置。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种发光元件的封装结构，其特征在于，主要包括有：

一基板；

一壳体层，其设置于该基板表面，并于壳体层上设置至少一容置空间；及

至少一发光二极管，设置于该容置空间内，并于该发光二极管上依序设置有一平坦层及一厚度均等的光转换层。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该光转换层为一荧光层。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该发光二极管以一直立方式设置或一覆晶方式设置于该基板上。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该壳体层为一塑料材质。

5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括有一保护层，设置于该光转换层上。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该容置空间包括有至少一侧表面及至少一底表面，并于该侧表面上设置有一反射层。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该平坦层可选择由硅胶及环氧树脂的其中之一材质所组成。

8.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，该荧光层包括有硅胶及荧光粉。

9.一种发光元件的封装结构，其特征在于，主要包括有：

一基板；

一壳体层，其设置于该基板表面，并于壳体层上设置至少一容置空间；

至少一发光二极管，设置于该容置空间内；及

一光转换层，以均匀方式设置于该容置空间内的发光二极管上，该光转换层与该发光二极管不相互接触。

10.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，该光转换层为一荧光层。

11.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，该发光二极管以一直立方式设置或一覆晶方式设置于该基板上。

12.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，该壳体层为一塑料材质。

13.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，还包括有一保护层，设置于该光转换层上。

14.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，该容置空间包括有至少一侧表面及至少一底表面，并于该侧表面上设置有一反射层。

15.根据权利要求10所述的封装结构，其特征在于，该荧光层包括有硅胶及荧光粉。

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