TW201403885A - 發光二極體裝置 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體裝置包含基板、發光二極體晶片、光學透鏡以及黏著介面層。發光二極體晶片電性連接於基板。光學透鏡具有一容置空腔用以覆蓋於發光二極體晶片上，容置空腔的內壁具有一擴散微結構。黏著介面層填充於光學透鏡的容置空腔內。

Description

發光二極體裝置
本發明是有關於一種發光二極體裝置，且特別是有關於一種具有光學透鏡的發光二極體裝置。
目前發光二極體裝置在照明上的應用越來越廣泛，有逐漸取代傳統鎢絲燈泡及水銀燈管的趨勢。隨著生活水準的提升，現代人對於照明品質的要求越來越高。目前某些發光二極體帶有光學透鏡的設計藉以達到照明品質的需求，同時需要光學透鏡設計的發光二極體裝置也越來越多。
目前在製造發光二極體裝置中的光學透鏡上，亦有許多不同的方法。一種習知光學透鏡的形成方法，將膠材直接點在發光二極體晶片上，並利用表面張力控制光學透鏡的外形，惟此成形方式對光學透鏡的尺寸與外形控制不精準，膠材硬化時間較長導致生產速度較慢。
此外，另一種形成光學透鏡的方法，其根據所需的光學透鏡外形先製做專屬的壓合模具，將膠材將點在模具之形成光學透鏡的凹陷中，接著在膠材未凝固前覆蓋於發光二極體晶片上，最後再脫模形成光學透鏡。此成形方式需要開立成本較高的模具使得產品成本較高，且硬化時間較長導致生產速度較慢。
有鑑於上述形成光學透鏡的方法在量產時遇到的困難，需要一種更適用於量產的光學透鏡形成方法。
因此，本發明之一目的是在提供一種改良的發光二極體裝置，藉以解決上述先前技術所提及的問題。
根據上述本發明之目的，提出一種發光二極體裝置，其包含基板、發光二極體晶片、光學透鏡以及黏著介面層。發光二極體晶片電性連接於基板。光學透鏡具有一容置空腔用以覆蓋於發光二極體晶片上，容置空腔的內壁具有一擴散微結構。黏著介面層填充於光學透鏡的容置空腔內。
依據本發明另一實施例，擴散微結構包含複數個錐狀體。
依據本發明另一實施例，該些錐狀體為三角錐、四角錐或圓錐。
依據本發明另一實施例，黏著介面層的折射係數介於發光二極體晶片的折射係數與光學透鏡的折射係數之間。
依據本發明另一實施例，容置空腔為一半球形、鋸齒形、方形、矩形、角錐形、圓錐形、圓柱形或圓餅形。
依據本發明另一實施例，基板為一可單面或雙面電性導通基板。
依據本發明另一實施例，光學透鏡的材料為一熱塑性塑膠。
依據本發明另一實施例，發光二極體晶片以導線電性連接於基板。
依據本發明另一實施例，發光二極體晶片以覆晶方式直接電性連接於基板。
依據本發明另一實施例，光學透鏡具有一圓弧外形。
由上述可知，應用本發明之發光二極體裝置的結構，能夠以更適用於量產的速度形成光學透鏡。本發明先提供一種具有容置空腔的光學透鏡，並於容置空腔內填入黏著劑再與發光二極體晶片接合。本發明之發光二極體裝置不需開設壓合模具(compressing molding)進而可以減少產品開發費用與時辰。此外，因為使用射出成形(injection molding)的光學透鏡，可以選擇成本較低的熱塑性材料且變化較多的光學透鏡形狀也能夠改善光學性能。
請參照第1圖，其繪示依照本發明之第一實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。發光二極體裝置100包含基板102、發光二極體晶片104以及光學透鏡108。光學透鏡108是以射出成形方式先形成一圓弧外形，且具有一容置空腔108a以覆蓋於發光二極體晶片104上。在光學透鏡108封裝於發光二極體晶片104前，容置空腔108a內先填充黏著介面層106再與發光二極體晶片104及基板102接合。在發光二極體裝置100的製造上，黏著介面層106可能需要一些固化時間，但黏著介面層106的體積較光學透鏡108的體積小，因此固化所需時間較短。黏著介面層106可以是熱硬化膠或光硬化膠，可藉加熱或照光以加速硬化。此外，黏著介面層106的折射係數較佳係介於發光二極體晶片104的折射係數與光學透鏡108的折射係數之間，藉以增加發光二極體裝置的出光效能。基板102的選用可以是單面或雙面電性導通基板。光學透鏡108的材料 可以是熱塑性塑膠或其他適用於射出成形製程的材料。在本實施例中，發光二極體晶片104以導線105電性連接於基板102，且容置空腔108a是一矩形或方形的空腔。
請參照第2圖，其繪示依照本發明之第二實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。第二實施例的發光二極體裝置100’不同於第一實施例的發光二極體裝置100只在於使用不同的發光二極體晶片104’。發光二極體晶片104’是以覆晶方式直接電性連接於基板102上，而不同於發光二極體晶片104以導線電性連接的方式。
請參照第3圖，其繪示依照本發明之第三實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。第三實施例的發光二極體裝置100”不同於第一、二實施例的發光二極體裝置只在於光學透鏡108的容置空腔形式不同。在本實施例中，光學透鏡108的容置空腔108b為一半球形的空腔。
請參照第4圖，其繪示依照本發明之第四實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。第四實施例的發光二極體裝置100a不同於第一、二、三實施例的發光二極體裝置只在於光學透鏡108的容置空腔形式不同。在本實施例中，光學透鏡108的容置空腔108c為一角錐形或圓錐形的空腔。
請參照第5圖，其繪示依照本發明之第五實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。第五實施例的發光二極體裝置100b不同於第一、二、三、四實施例的發光二極體裝置只在於光學透鏡108的容置空腔形式不同。在本實施例中，光學透鏡108的容置空腔108d為一圓柱形或圓餅形 的空腔。
請參照第6圖，其繪示依照本發明之第六實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。第六實施例的發光二極體裝置200不同於第一、二、三、四、五實施例的發光二極體裝置主要在於光學透鏡的容置空腔增加新功能。在本實施例中，光學透鏡208的容置空腔208a內壁具有擴散微結構209，藉以增加出光的均勻性。擴散微結構209具有複數錐狀體，且錐狀體的尖端均朝向發光二極體晶片204的出光面(上表面)。發光二極體裝置200包含基板202、發光二極體晶片204以及光學透鏡208。光學透鏡208是以射出成形方式先形成一圓弧外形，且具有一鋸齒形容置空腔208a以覆蓋於發光二極體晶片204上。在光學透鏡208封裝於發光二極體晶片204前，容置空腔208a內先填充黏著介面層206再與發光二極體晶片204及基板202接合。在發光二極體裝置200的製造上，黏著介面層206可能需要一些固化時間，但黏著介面層206的體積較光學透鏡208的體積小，因此固化的時間較短。黏著介面層206可以是熱硬化膠或光硬化膠，藉加熱或照光以加速硬化。此外，黏著介面層206的折射係數較佳為介於發光二極體晶片204的折射係數與光學透鏡208的折射係數之間，藉以增加出光的效能。基板202的選用可以是單面或雙面電性導通基板。光學透鏡208的材料可以是熱塑性塑膠或其他適用於射出成形製程的材料。在本實施例中，發光二極體晶片204以覆晶方式直接電性連接於基板202。此外，光學透鏡208的容置空腔並不限制於第6圖中的形狀，也 可以是上述第一、二、三、四、五實施例中的空腔形狀，再加上擴散微結構的設計。
請參照第7圖，其繪示依照本發明之第七實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。第七實施例的發光二極體裝置200’不同於第一實施例的發光二極體裝置200只在於使用不同的發光二極體晶片204’。發光二極體晶片204’是以導線205電性連接於基板202上，而不同於發光二極體晶片204以覆晶方式直接電性連接於基板。
請同時參照第8、9、10圖，其分別繪示依照本發明之第八、九、十實施例的發光二極體裝置中的擴散微結構之單一錐狀體。在第8圖中，擴散微結構之單一錐狀體為一四角錐209a。在第9圖中，擴散微結構之單一錐狀體為一三角錐209b。在第10圖中，擴散微結構之單一錐狀體為一圓錐209c。在發光二極體晶片204所發出的光經擴散微結構上複數的錐狀體後能夠將發光二極體裝置的出射光更加均勻化。
由上述本發明實施方式可知，應用本發明之發光二極體裝置的結構，能夠以更適用於量產的速度形成光學透鏡。本發明先提供一種具有容置空腔的光學透鏡，並於容置空腔內填入黏著劑再與發光二極體晶片接合。本發明之發光二極體裝置不需開設壓合模具(compressing molding)進而可以減少產品開發費用與時辰。此外，因為使用射出成形(injection molding)的光學透鏡，可以選擇成本較低的熱塑性材料且變化較多的光學透鏡形狀也能夠改善光學性能。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光二極體裝置
100’‧‧‧發光二極體裝置
100”‧‧‧發光二極體裝置
100a‧‧‧發光二極體裝置
100b‧‧‧發光二極體裝置
102‧‧‧基板
104‧‧‧發光二極體晶片
104’‧‧‧發光二極體晶片
105‧‧‧導線
106‧‧‧黏著介面層
108‧‧‧光學透鏡
108a‧‧‧容置空腔
108b‧‧‧容置空腔
108c‧‧‧容置空腔
108d‧‧‧容置空腔
200‧‧‧發光二極體裝置
200’‧‧‧發光二極體裝置
202‧‧‧基板
204‧‧‧發光二極體晶片
204’‧‧‧發光二極體晶片
205‧‧‧導線
206‧‧‧黏著介面層
208‧‧‧光學透鏡
208a‧‧‧容置空腔
209‧‧‧擴散微結構
209a‧‧‧四角錐
209b‧‧‧三角錐
209c‧‧‧圓錐
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係繪示依照本發明之第一實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。
第2圖係繪示依照本發明之第二實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。
第3圖係繪示依照本發明之第三實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。
第4圖係繪示依照本發明之第四實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。
第5圖係繪示依照本發明之第五實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。
第6圖係繪示依照本發明之第六實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。
第7圖係繪示依照本發明之第七實施例的一種發光二極體裝置的剖面示意圖。
第8圖係繪示依照本發明之第八實施例的一種發光二極體裝置中的擴散微結構之單一錐狀體。
第9圖係繪示依照本發明之第九實施例的一種發光二極體裝置中的擴散微結構之單一錐狀體。
第10圖係繪示依照本發明之第十實施例的一種發光二極體裝置中的擴散微結構之單一錐狀體。
100‧‧‧發光二極體裝置
102‧‧‧基板
104‧‧‧發光二極體晶片
105‧‧‧導線
106‧‧‧黏著介面層
108‧‧‧光學透鏡
108a‧‧‧容置空腔

Claims (10)

  1. 一種發光二極體裝置，包含：一基板；一發光二極體晶片，電性連接於該基板；一光學透鏡，具有一容置空腔用以覆蓋於該發光二極體晶片上，該容置空腔的內壁具有一擴散微結構；以及一黏著介面層，填充於該容置空腔內。
  2. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該擴散微結構包含複數個錐狀體。
  3. 如請求項2所述之發光二極體裝置，其中該些錐狀體為三角錐、四角錐或圓錐。
  4. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該黏著介面層的折射係數介於該發光二極體晶片的折射係數與該光學透鏡的折射係數之間。
  5. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該容置空腔為一半球形、鋸齒形、方形、矩形、角錐形、圓錐形、圓柱形或圓餅形。
  6. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該基板 為一可單面或雙面電性導通基板。
  7. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該光學透鏡的材料為一熱塑性塑膠。
  8. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該發光二極體晶片以導線電性連接於該基板。
  9. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該發光二極體晶片以覆晶方式直接電性連接於該基板。
  10. 如請求項1所述之發光二極體裝置，其中該光學透鏡具有一圓弧外形。
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