TWI435481B - Light emitting diode device - Google Patents

Light emitting diode device Download PDF

Info

Publication number
TWI435481B
TWI435481B TW100105352A TW100105352A TWI435481B TW I435481 B TWI435481 B TW I435481B TW 100105352 A TW100105352 A TW 100105352A TW 100105352 A TW100105352 A TW 100105352A TW I435481 B TWI435481 B TW I435481B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
emitting diode
diode device
substrate
package structure
Prior art date
Application number
TW100105352A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201236217A (en
Inventor
Po Jen Su
Original Assignee
Genesis Photonics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Genesis Photonics Inc filed Critical Genesis Photonics Inc
Priority to TW100105352A priority Critical patent/TWI435481B/zh
Priority to CN201110415505.0A priority patent/CN102646784B/zh
Priority to CN201510511147.1A priority patent/CN105070812A/zh
Publication of TW201236217A publication Critical patent/TW201236217A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI435481B publication Critical patent/TWI435481B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

發光二極體裝置
本發明係有關發光二極體，特別是有關於具有小於80度傾角之反射體及同時覆蓋基材並包覆封裝結構與反射體之光學鏡體之發光二極體裝置。
目前，所知有關於提高發光二極體發光率之封裝技術，可細分為：1.基材的設計(包含取光與散熱)；2.晶片的選擇與排列方式；3.固晶之方式；4.金線線型與粗細；5.螢光體種類與塗佈結構；6.光學鏡體的曲率與折射率。如上所述，每一道關鍵製程皆對發光二極體的散熱性能、光通量、發光效率、相對溫色(CCT)、演色性(CRI)、光色的均勻性及壽命等特性影響甚深。故，欲將發光二極體封裝技術發揮至淋漓盡致，則必須著重於每一個細節。準此，本發明遂提供一種發光二極體裝置，藉由改善反射體與光學鏡體之設置方式，俾最佳化發光二極體裝置之照明亮度。
首先陳明，為最佳化發光二極體之照明亮度，本發明提供一種發光二極體裝置，其特性在於此裝置具有小於80度傾角之反射體及同時覆蓋基材並包覆封裝結構與反射體之光學鏡體。
準此，根據本發明之目的，發明人提出一種發光二極體裝置，其 包含：一基材、至少一發光二極體晶粒、一封裝結構、一反射體及一光學鏡體。其中，發光二極體晶粒係固晶設置於基材上，且發光二極體晶粒係例如更以至少一導電線與基材電性連接。另外，本發明係例如進一步包含封裝結構，所述之封裝結構係用以封裝發光二極體晶粒於基材上，封裝結構係由矽膠或樹脂膠所組成。實際上，封裝結構可以兩種樣態呈現，一則封裝結構為包含螢光層與封裝層之雙層結構，其中螢光層係位於封裝層上，螢光層具有螢光體，此雙層結構即為吾人所稱之遠端螢光體結構(Remote Phosphor)，其功效係著重於增進白光發光二極體的光輸出；另一則即是在封裝結構中摻雜螢光體，此單層結構即為吾人所稱之共型塗佈結構(Conformal Distribution)，其功效係著重改善白光顏色均勻性。
承續所言，反射體係於基材上且環設於發光二極體晶粒之側邊，反射體在與基材接合處具有一小於80度之傾角。具體而言，反射體之結構外觀不僅可是單階結構，更可為階梯狀之多階結構。
此外，本發明之發光二極體裝置更藉由光學鏡體以強化發光二極體之照明亮度，該光學鏡體係同時覆蓋基材並包覆反射體。緣是，光學鏡體之光學焦點可配合發光二極體晶粒之發光中心而設置，發光二極體裝置中可包含一個或多個發光二極體晶粒。另外強調，光學鏡體可為半正圓球體或半橢圓球體之平凸透鏡或凹凸透鏡，爰藉由光學鏡體之透鏡結構以減少全反射的發生，並增加其出光率。
依前揭說明，依本發明之發光二極體裝置，其可具有一或多個下述特色及優點：
(1)本發明之發光二極體裝置，藉由光學鏡體之光學焦點配合發光二極體晶粒之發光中心而設置，俾最佳化發光二極體晶粒之照明亮度。
(2)本發明之發光二極體裝置，爰藉由光學鏡體之透鏡結構以減少全反射的發生，並增加其出光率。
(3)本發明之發光二極體裝置，摻雜有螢光體之封裝結構具有高度的色彩控制能力。
(4)本發明之發光二極體裝置，由矽膠所組成之封裝結構具有高折射率、高耐溫性、絕緣性、化學穩定性及高透光性等特性。
100‧‧‧基材
200‧‧‧發光二極體晶粒
300‧‧‧封裝結構
310‧‧‧封裝層
320‧‧‧螢光層
330‧‧‧螢光體
400‧‧‧反射體
500‧‧‧光學鏡體
600‧‧‧導電線
a‧‧‧傾角
H‧‧‧光學鏡體之高度
R‧‧‧光學鏡體之半徑
第1A圖係為本發明之發光二極體裝置之第一實施例之示意圖。
第1B圖係為本發明之發光二極體裝置之第二實施例之示意圖。
第1C圖係為本發明之發光二極體裝置之第三實施例之示意圖。
第2A圖係為本發明之發光二極體裝置之第四實施例之示意圖。
第2B圖係為本發明之發光二極體裝置之第五實施例之示意圖。
第2C圖係為本發明之發光二極體裝置之第六實施例之示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本發明之發光二極體裝置之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明之。
首先，懇請 鈞審同時參閱第1A圖、第1B圖及第1C圖，其係分別 為本發明之發光二極體裝置之第一實施例之示意圖、本發明之發光二極體裝置之第二實施例之示意圖及本發明之發光二極體裝置之第三實施例之示意圖，其中，為了便於理解，圖中僅繪示出一個發光二極體200，實際上，亦可以有複數個發光二極體200固晶於基材100上。衡酌第1A圖中的第一實施例，所述之發光二極體裝置係包含一基材100、一發光二極體晶粒200、一封裝結構300、一反射體400及一光學鏡體500。其中，發光二極體晶粒200係設置於基材100上，且發光二極體晶粒200更以至少一導電線600與基材100電性連接。另外，所述之封裝結構300係用以封裝發光二極體晶粒200於基材100上，封裝結構300係由矽膠或樹脂膠所組成。在第一實施例中封裝結構300更包含一螢光層320與一封裝層310，其中螢光層320係位於封裝層310上，螢光層320具有螢光體330，此雙層結構即為吾人所稱之遠端螢光體結構(Remote Phosphor)。如此將封裝結構300區分為螢光層320與封裝層310之功效，係著重於增進白光發光二極體晶粒200的光輸出。再者，反射體400係位於基材100上且環設於發光二極體晶粒200之側邊，反射體400在與基材100接合處具有一小於80度之傾角a，該傾角a舉例可大於10度。除此之外，反射體400之結構外觀不僅可若第1A圖所繪之，更可似第1B圖中第二實施例所示之階梯狀之反射體400，當然在此僅為舉例並不具限制性。
要言之，本發明之發光二極體裝置更藉由光學鏡體500以強化發光二極體晶粒200之照明亮度，其中該光學鏡體500係例如由玻璃、矽膠或透明樹脂所組成。該光學鏡體500係同時覆蓋基材100並包覆反射體400。換言之，光學鏡體500之覆蓋範圍擴及整個基材 100及承載於基材100上之各構件。如此一來，光學鏡體500之光學焦點可配合發光二極體晶粒200之發光中心而設置，倘若光學焦點能與發光中心重疊，則本發明之發光二極體裝置之照明亮度即能夠最佳化。
復次，在此第一實施例中光學鏡體500之高度H與其半徑R相同，光學鏡體500為一半正圓球體，因此發光二極體之出光率會高於平板式發光二極體。反之，在第1C圖之第三實施例中的光學鏡體500之高度H與其半徑R不相同，光學鏡體500為一半橢圓球體，故發光二極體之出光率會低於平板式發光二極體。總而言之，光學鏡體500係一透鏡體之平凸透鏡或凹凸透鏡，其出光率與透鏡結構有關，而透鏡之曲率也會影響全反射的多寡。當光從高折射率介質進入低折射率介質時，即會發生全反射，爰藉由光學鏡體500之透鏡結構以減少全反射的發生，並增加其出光率。
請接續參閱第2A圖、第2B圖及第2C圖，其係分別為本發明之發光二極體裝置之第四實施例之示意圖、本發明之發光二極體裝置之第五實施例之示意圖及本發明之發光二極體裝置之第六實施例之示意圖。基本上，第四實施例對應第一實施例，第五實施例對應第二實施例，第六實施例對應第三實施例，其中所存乎之差異乃在於封裝結構300之設計。具體而言，為了追求高顏色均勻性與高輸出流明等特性，傳統的螢光粉塗佈方式已無法達成此需求，因此許許多多推陳出新的螢光粉塗佈技術陸續誕生。鑑於前述，第一實施例至第三實施例所呈現者乃是著重增進白光輸出之遠端螢光體結構(Remote Phosphor)，而第四實施例至第六實施例所呈現者則是著重改善白光顏色均勻性之共型塗佈方式( Conformal Distribution)。簡而言之，共型塗佈方式之實際結構設計即是在封裝結構300摻雜有螢光體330，並藉以與遠端螢光體結構(Remote Phosphor)之雙層結構設計做區隔，該摻雜有螢光體330之封裝結構300具有高度的色彩控制能力，合此述明。
綜合所述，依據本發明之主要技術特徵之實施樣態不僅只在於此六個實施例，以上所述僅為最佳實施例的揭示，而非用以限定本發明。任何未脫離本發明之精神與範疇，而進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
100‧‧‧基材
200‧‧‧發光二極體晶粒
300‧‧‧封裝結構
310‧‧‧封裝層
320‧‧‧螢光層
330‧‧‧螢光體
400‧‧‧反射體
500‧‧‧光學鏡體
600‧‧‧導電線
a‧‧‧傾角
H‧‧‧光學鏡體之高度
R‧‧‧光學鏡體之半徑

Claims (10)

  1. 一種發光二極體裝置，包含：一基材；至少一發光二極體晶粒，其係固晶於該基材上；一反射體，其係位於該基材上且環設於該發光二極體晶粒之側邊，其中該反射體在與該基材接合處具有一傾角，該傾角係小於80度；以及一光學鏡體，其係同時覆蓋該基材並包覆該反射體，其中該光學鏡體之一光學焦點重疊於該發光二極體晶粒之一發光中心。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其更包含一封裝結構，其係封裝該發光二極體晶粒於該基材上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體裝置，其中該封裝結構更包含一螢光層與一封裝層，其中該螢光層係位於該封裝層上。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體裝置，其中該封裝結構摻雜有螢光體。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體裝置，其中該封裝結構係由矽膠或樹脂膠所組成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該傾角係大於10度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該光學鏡體係為一透鏡體。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體裝置，其中該透鏡體係 為一半正圓球體或一半橢圓球體。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該光學鏡體係平凸透鏡或凹凸透鏡。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該光學鏡體係由玻璃、矽膠或透明樹脂所組成。
TW100105352A 2011-02-18 2011-02-18 Light emitting diode device TWI435481B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100105352A TWI435481B (zh) 2011-02-18 2011-02-18 Light emitting diode device
CN201110415505.0A CN102646784B (zh) 2011-02-18 2011-12-13 发光二极管装置
CN201510511147.1A CN105070812A (zh) 2011-02-18 2011-12-13 发光二极管装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100105352A TWI435481B (zh) 2011-02-18 2011-02-18 Light emitting diode device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201236217A TW201236217A (en) 2012-09-01
TWI435481B true TWI435481B (zh) 2014-04-21

Family

ID=46659476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100105352A TWI435481B (zh) 2011-02-18 2011-02-18 Light emitting diode device

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN102646784B (zh)
TW (1) TWI435481B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI481083B (zh) * 2012-10-16 2015-04-11 Lextar Electronics Corp 發光二極體結構
TWI529969B (zh) * 2013-09-11 2016-04-11 新世紀光電股份有限公司 發光二極體封裝結構
JP2015179777A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社東芝 半導体発光装置
TWI626771B (zh) * 2016-07-26 2018-06-11 宏齊科技股份有限公司 發光二極體單元和薄型平面光源模組
CN106531857A (zh) * 2016-12-28 2017-03-22 芜湖聚飞光电科技有限公司 一种芯片级led封装结构及封装工艺

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0921577A4 (en) * 1997-01-31 2007-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, SEMICONDUCTOR ELECTROLUMINESCENT DEVICE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
US20020017652A1 (en) * 2000-08-08 2002-02-14 Stefan Illek Semiconductor chip for optoelectronics
US7271963B2 (en) * 2005-03-07 2007-09-18 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bi-curvature lens for light emitting diodes and photo detectors
JP4962685B2 (ja) * 2005-04-26 2012-06-27 日本精機株式会社 照明装置及びその照明装置を備えた液晶表示装置
US20070045641A1 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Yin Chua Janet B Light source with UV LED and UV reflector
JP2007311445A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置及びその製造方法
LT5688B (lt) * 2008-11-07 2010-09-27 Uab "Hortiled" Konversijos fosfore šviesos diodas, skirtas augalų fotomorfogeneziniams poreikiams tenkinti
TWM377704U (en) * 2009-11-23 2010-04-01 Advanced Optoelectronic Tech Edge type light emitting component package structure and package housing

Also Published As

Publication number Publication date
TW201236217A (en) 2012-09-01
CN102646784A (zh) 2012-08-22
CN105070812A (zh) 2015-11-18
CN102646784B (zh) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW569476B (en) Light emitting diode, LED lighting module, and lamp apparatus
TWI405356B (zh) 發光單元
US9791119B2 (en) Light emitting module and head lamp including the same
JP5415622B2 (ja) 広い角度分布を備えた発光ダイオードデバイス
US9169988B2 (en) Light emitting module and head lamp including the same
CN101410994B (zh) 发光装置
US20110062470A1 (en) Reduced angular emission cone illumination leds
TWI545802B (zh) 發光器具及其製造方法
CN108700731A (zh) 光学透镜和灯单元以及具有其的照明设备
JP2007134316A (ja) 照明装置
CN103459916A (zh) 照明装置以及光源装置
TWI435481B (zh) Light emitting diode device
US20110180832A1 (en) Light emitting device package
KR20090031446A (ko) 조명 디바이스 패키지
TW201606981A (zh) 發光二極體封裝結構
JP2014146783A (ja) ランプユニット
US8651703B2 (en) Light emitting device using filter element
US20110194273A1 (en) Light emitting device, method for manufacturing the same, and backlight unit
US10060581B2 (en) Light emitting device
US20060145173A1 (en) Light emitting diode package and process of making the same
US9966413B2 (en) Light-emitting diode module and lamp using the same
CN100476288C (zh) 发光二极管照明模块及照明装置
KR101666844B1 (ko) 광학 소자 및 이를 포함하는 광원 모듈
US20140077241A1 (en) Light emitting diode
JP2020508553A (ja) 発光モジュール