TWI527270B - 發光二極體封裝裝置 - Google Patents

Description

發光二極體封裝裝置

本發明係有關搭載有發光二極體晶片，例如可使用於液晶顯示裝置的光源等之發光二極體封裝裝置之構成。

發光二極體係從壽命長，且小型，對於發光效率亦為優越之情況，廣泛適用於顯示器，背光，照明等之各種用途。此等之中，將3色的發光二極體晶片搭載於1個封裝之發光二極體封裝裝置係作為經由電流的分配而可顯示全彩之構成，可使用於彩色顯示器。作為如此之發光二極體封裝裝置，係例如揭示有有關下述專利文獻1之構成。

先前技術文獻

1　日本特開第3476611號公報

2　日本特開2005-77853號公報

3　日本特表2007-536718號公報

對於專利文獻1，係揭示有作為排列配置有綠色之發光二極體晶片(101)，紅色之發光二極體晶片(102)，藍色之發光二極體晶片(103)，呈以鑄模(209)保護各發光二極體晶片(101，102，103)之多色發光元件(括弧內之符號係公報記載之構成)。

對於上述專利文獻1，係作為上述鑄模(209)而揭示有使用樹脂者，緩和指向性而為了增加視野角，而含有擴散劑者，為了具有透鏡效果而做成各種形狀，將此做複數組合者，對於樹脂鑄模本身著色而具有濾色片之作用等。

但對於上述專利文獻1，作為發光二極體晶片之鑄模，對於一般所進行之賦予特性而只不過是記述。

另一方面，在近年來，發光二極體晶片伴隨著對於彩色顯示器等之顯示裝置的用途擴大，經由各發光元件之光吸收特性的不同等，即使將施加電壓作為均等，亦有經由對於作為全體所輸出的光產生不同之情況，產生顏色偏移之問題點。具體而言，例如由藍色發光二極體所發光的藍色光或由綠色發光二極體所發光的綠色光係由鄰接之紅色發光二極體所吸收，作為結果而產生有全體的色彩偏移為紅色情況。

當如此之顏色偏移產生時，對於使用於彩色顯示器等時之色再現性產生影響，極為不理想。

因此，亦考慮有經由控制施加於各發光元件之電壓而改善顏色偏移之情況，但從各發光元件的亮度不同之情況，在彩色顯示器等中，對於將在各封裝輸出的光調整為特定的亮度或色調，係控制變為極為複雜。

另一方面，對於上述專利文獻2或專利文獻3係揭示有以薄膜或有機層確保光學特性之技術。

如此，上述專利文獻1為始，在專利文獻2或專利文獻3中，亦對於經由樹脂鑄模而改善顏色偏移的情況，至目前為止未有作檢討。如此，為了保護發光二極體晶片而如可經由作為略必須之構成所設置之樹脂鑄模，改善顏色偏移之情況，亦未發生在如上述之控制面的問題，在作成顯示器時，亦未產生必須被覆薄膜而極為良好。

本發明係有鑑於如此之情事所做為之構成，其目的為提供實現經由樹脂鑄模而防止顏色偏移之發光二極體封裝裝置。

為了達成上述目的，本發明之發光二極體封裝裝置係具有：至少3個以上不同波長之發光二極體，和搭載有各發光二極體之導線框架之發光二極體封裝裝置，其中，上述導線框架係具備搭載有上述各發光二極體之杯部，對於搭載有上述各發光二極體之杯部內，係呈被覆所搭載之各發光二極體地設置有光透過性之第1樹脂鑄模，呈至少被覆上述杯部的開口地，形成光透過性之第2樹脂鑄模，上述第1樹脂鑄模與上述第2樹脂鑄模係相互折射率為不同為要點。

本發明之發光二極體封裝裝置係對於搭載有上述各發光二極體之杯部內，係呈被覆所搭載之各發光二極體地設置有光透過性之第1樹脂鑄模，並呈至少被覆上述杯部的開口地，形成有光透過性之第2樹脂鑄模。由此，從各發光二極體發光的光係透過第1樹脂鑄模與第2樹脂鑄模而加以照射。並且，從將第1樹脂鑄模與第2樹脂鑄模，相互折射率作為不同之情況，有效地防止顏色偏移，在使用於彩色顯示器等時發揮良好之色再現性。並且，經由樹脂鑄模而防止顏色偏移之時，在作成顯示器時無需被覆薄膜等。

在本發明中，對於上述第1樹脂鑄模係其表面則與杯部的開口緣整面或較此呈隆起地加以設置之情況，在防止配光特性的惡化，而得到良好的配光特性上為佳。

在本發明中，對於上述導線框架係具備腳部與端子部之至少任一項，上述第2樹脂鑄模係呈露出腳部及/或端子部之一部分地加以形成之情況，露出有腳部及/或端子部而未阻礙電性的連接或放熱。

在本發明中，對於第2樹脂鑄模的折射率係較第1樹脂鑄模的折射率為大之情況，係有效地防止顏色偏移，在使用於彩色顯示器等時發揮良好之色再現性。

在本發明中，對於第1樹脂鑄模係含有光擴散劑，但對於第2樹脂鑄模係未含有光擴散劑之情況，係有效地防止顏色偏移，在使用於彩色顯示器等時發揮良好之色再現性。

接著，說明為了實施本發明之最佳形態。

圖1係顯示本發明之第1實施形態之發光二極體封裝裝置的圖，圖1(A)係平面圖，圖1(B)係同縱剖面圖。

在此例中，上述發光二極體封裝裝置係具有至少3個以上不同波長之發光二極體2R，2B，2G，和搭載有各發光二極體2R，2B，2G之導線框架1之發光二極體封裝裝置。

上述不同波長之發光二極體2R，2B，2G係具體而言為紅色發光二極體2R，藍色發光二極體2B及綠色發光二極體2G。上述紅色發光二極體2R，藍色發光二極體2B及綠色發光二極體2G係均在導線框架1中，安裝於朝向發光二極體2R，2B，2G的光照射方向之安裝面3。

上述導線框架1係對於金屬薄板而言，經由進行深壓或彎曲成形等的塑性加工所形成。上述導線框架1係在此例中，在平面視為跑道形狀，形成為上面開放之杯部5。並且，上述導線框架1之杯部5底面係作為朝開放部側，各安裝有上述發光二極體2R，2B，2G之安裝面3而發揮機能。於上述安裝面3安裝上述各發光二極體2R，2B，2G而照射光線。此時，上述杯部5之上擴散狀之側壁內面係作為反射從各發光二極體2R，2B，2G所照射的光之反射面4而發揮機能。

在此，在本實施形態中，在上述導線框架1中，杯部5之開放部側(在此例為上面側)為光照射側，其方向為光照射方向，至少杯之上部開放部成為光照射範圍。

對於上述導線框架1係於將杯部5之長度方向作為軸之單側的上端緣，延設有4個腳部6。另外，對於上述導線框架1係在將杯部5之長度方向作為軸之相反側的上端緣中，於從端部的部分，延設有1個腳部6。上述腳部6係由以杯部5之上端緣的高度延伸於橫方向，吊掛杯部5之部分，和從其前端延伸於下方，支撐杯部5等之部分，和從其下端再次延伸於橫方向而接合於安裝面之部分加以構成。

對於上述導線框架1係在將杯部5之長度方向作為軸之相反側的上端緣，呈與上述1個之腳部6排列地，設置3個端子構件(本發明之端子部)7。在上述各端子構件7係作為個體而設置有上述杯部5及腳部6。上述端子構件7係由以較上述杯部5的上端緣之高度高一段之高度，延伸於橫方向而藉由連接導線8，與各發光二極體2R，2B，2G加以電性連接之部分，和從其前端延伸於下方之部分，和從其下端再次延伸於橫方向而接合於安裝面之部分加以構成。

即，上述導線框架1係將杯部5與4個之腳部6以一體加以形成，3個之端子構件7則作為個體而設置有上述杯部5及腳部6，經由此等杯部5及4個之腳部6所成之第1之部件及作為3個之端子構件7而發揮機能之第2之部件加以構成。

在本實施形態中，呈被覆上述各發光二極體2R，2B，2G地設置有光透過性之樹脂鑄模10(作為保護構件而發揮機能)。

上述樹脂鑄模10，係相互折射率不同之第1樹脂鑄模11與第2樹脂鑄模12則在來自各發光二極體2R，2B，2G之光照射範圍的全域加以層積而存在。

上述之第1樹脂鑄模11係呈被覆填充光透過性之樹脂於導線框架1之杯部5內而加以搭載之各發光二極體2R，2B，2G地所形成。另外，上述第2樹脂鑄模12係呈至少被覆上述杯部5之開口地，經由成形有光透過性之樹脂而加以形成。在此例中，呈被覆填充有第1樹脂鑄模11之導線框架1周圍地加以成形而配置。即，在各發光二極體2R，2B，2G之光照射方向中，於內側存在有第1樹脂鑄模11，於外側存在有第2樹脂鑄模12。

配置於外側之第2樹脂鑄模12的折射率係呈較配置於內側之第1樹脂鑄模11的折射率為大地，選定各構成第1樹脂鑄模11及第2樹脂鑄模12之材質。

作為構成上述第1樹脂鑄模11之材質，係可使用位於折射率1.35~1.45範圍之聚矽氧烷樹脂或聚矽氧烷橡膠。上述聚矽氧烷樹脂或聚矽氧烷橡膠係從耐熱特性優越，且無長期性變色，信賴性優越之觀點，作為構成上述第1樹脂鑄模11之材料為最佳。

又，作為構成上述第2樹脂鑄模12之材質，係可使用位於折射率1.45~1.65範圍之環氧樹脂。

作為可改善如此之顏色偏移的理由，係有推測如以下的理由。首先，經由含於第1樹脂鑄模11之擴散劑，R(紅色)，G(綠色)，B(藍色)3色則在遍佈廣視野角而接近完全擴散的狀態加以混合之故，認為改善光的指向性。

另外，認為經由第1樹脂鑄模11與第2樹脂鑄模12之界面的透鏡效果，和經由與杯部5內面之反射互起作用而提高光度之情況。更且，第2樹脂鑄模12係對於耐濕度性優越，亦具有保護第1樹脂鑄模11之效果，在屋外等嚴峻的環境下亦具有優越的特性。

然而，在此之折射率係指將真空作為1.0時之絕對折射率。

上述第1樹脂鑄模11係於安裝有各發光二極體2R，2B，2G而熔接連接導線8之狀態的導線框架1之杯部5內，填充樹脂材料而加以形成。此時，於第1樹脂鑄模11內，空氣變為氣泡而殘留時，因光學的特性下降之故而並不理想。

另外，第1樹脂鑄模11的表面係與杯部5之上端緣整面或稍微隆起程度而填充樹脂材料者，則在得到良好的配光特性上為佳。即，因第1樹脂鑄模11的表面則對於杯部5之上端緣而言凹陷時，配光特性則惡化，而填充於杯部5之樹脂量過多，第1樹脂鑄模11之表面則從杯部5之周緣部分地溢出時，產生亂反射而配光特性極端產生惡化。

上述第2樹脂鑄模12係呈露出上述導線框架1之腳部6及/或端子構件7之一部分地而形成為佳。在此例中，完全地被覆填充有第1樹脂鑄模11之杯部5，而腳部6與端子構件7亦接合於安裝面之面以外的部分則由第2樹脂鑄模12加以被覆。經由如此作為，防止杯部5之變形，腳部6或端子構件7之脫落或變形等之同時，對於電性連接或放熱亦無阻礙。

對於配置於內側之第1樹脂鑄模11係含有光擴散劑，但對於配置於外側之第2樹脂鑄模12係未含有光擴散劑者為佳。經由如此作為，反射率及亮度則提升。

作為上述光擴散劑，係可使用高分子系及無機系等各種構成，但在構成第1樹脂鑄模11之材料(例如，聚矽氧烷樹脂或聚矽氧烷橡膠)中，作為與矩陣相相溶或不易相溶之粒子而分散存在之情況則為必要。

作為上述光擴散劑之具體例，係可舉出氧化鋁，碳酸鈣，二氧化矽，聚矽氧，硫化鋅，氧化鋅，氧化鈦，磷酸鈦，鈦酸鎂，雲母，玻璃填充劑，硫酸鋇，黏土，滑石，聚矽氧橡膠狀彈性體，聚甲基倍半矽氧烷等之無機系擴散劑，丙烯酸系，苯乙烯系，聚酯系，聚烯烴系，胺甲酸乙酯系，尼龍系，甲基丙烯酸酯-苯乙烯系，氟素系，降莰烯系等之有機系擴散劑等。

更且，作為光擴散劑之粒子徑，如為經由添加擴散劑而得到所期望之光擴散性之構成，並無特別加以限制，但作為平均粒子徑，最佳可使用1~50μm程度的構成。當不足1μm時，因僅由透過光而有不易得到光擴散效果之情況。另一方面，當超過50μm時，因無法得到充分之光擴散效果而有對於辨識性差之情況。

作為光擴散劑之調合量，對於基材樹脂而言，0.1~10重量%最佳。因調合量不足0.1重量%時，有不易得到充分的光擴散效果之情況，反之，超過10重量%時，有損光的透過性，反而不易得到充分的光擴散性能之情況。更理想為0.5~5重量%之範圍。

更且，亦可併用平均粒子徑，粒徑分布及種類不同之2種類以上的光擴散劑，而單獨或併用粒徑分布並非一樣，具有2個以上之粒徑分布之構成等而使用亦可。

特別是併用無機系光擴散劑與有機系光擴散劑之情況則為有效果。作為此情況之無機系光擴散劑，係可最佳使用親水性製二氧化矽，疏水性製二氧化矽，親水性氣相金屬氧化物之氧化鋁或氧化鈦等。另外，作為有機系光擴散劑，係可最佳使用聚矽氧烷‧丙烯酸共聚物樹脂，交聯聚甲基丙烯酸甲基，交聯聚甲基丙烯酸丁基，交聯聚苯乙烯，交聯聚丙烯酸酯等。

構成上述第1樹脂鑄模11之材料，係從容易填充而可容易進行作業，進行高精確度之計量而得到鑄模表面形狀之安定性之必要性，在分散配合光擴散劑之狀態，6Pa‧s以下的黏度為佳，於填充後經由化學反應或溶劑之揮發除去而使其硬化。

實施例

接著，對於實施例加以說明。

如圖1所示，於各導線框架1安裝各發光二極體2R，2B，2G，使用折射率1.41之聚矽氧烷橡膠所成之第1樹脂鑄模11，折射率1.54之環氧樹脂所成之第2樹脂鑄模12而製作實施例。然而，對於第1樹脂鑄模11係添加0.5重量%擴散劑。

作為比較例，並非第1樹脂鑄模11，而製作僅形成經由環氧樹脂之第2樹脂鑄模12之構成。

圖2係上述實施例之配光特性測定結果，圖3係比較例之配光特性測定結果(橫置)。如此等結果所見，對於比較例R(紅色)，G(綠色)，B(藍色)各色的特性曲線為橢圓之情況而言，了解到實施例係R(紅色)，G(綠色)，B(藍色)各色的特性曲線均接近於圓形。從此結果，了解到在比較例中，對於經由角度有著任一色彩強烈顯示之指向性而言，在實施例中，未看到有任一色彩極端強烈顯示之傾向，而在顏色偏移面為未有問題之位準。

如以上，如根據本實施形態之發光二極體封裝裝置，對於搭載有上述各發光二極體2R，2B，2G之杯部5內，係呈被覆所搭載之各發光二極體2R，2B，2G地設置有光透過性之第1樹脂鑄模11，而呈至少被覆上述杯部5之開口地，形成有光透過性之第2樹脂鑄模12。由此，從各發光二極體2R，2B，2G發光的光係透過第1樹脂鑄模11與第2樹脂鑄模12而加以照射。並且，從將第1樹脂鑄模11與第2樹脂鑄模12，相互折射率作為不同之情況，有效地防止顏色偏移，在使用於彩色顯示器等時發揮良好之色再現性。並且，經由樹脂鑄模10而防止顏色偏移之時，在作成顯示器時無需被覆薄膜等。

另外，上述第1樹脂鑄模11係其表面則為與杯部5的開口緣整面或較此呈隆起地加以設置之情況，在防止配光特性的惡化，而得到良好的配光特性上為佳。

在此，作為得到良好之配光特性的理由，推測以下之情況。首先，對於在1種類之樹脂鑄模中，無法修正紅色發光二極體2R之配光特性而言，由經由2種類之樹脂鑄模而設置光的境界者，產生有透鏡效果。經由此透鏡效果而改善紅色發光二極體2R之配光特性，作為結果改善作為全體之配光特性。另外，經由矽較杯部5稍微隆起之時，產生凸透鏡效果，經由使其形狀變化之時，可控制配光。

另外，對於上述導線框架1係具備腳部6與端子構件7之至少任一項，上述第2樹脂鑄模12係呈露出腳部6及/或端子構件7之一部分地加以形成之情況，露出有腳部6及/或端子構件7而未阻礙電性的連接或放熱。

另外，第2樹脂鑄模12的折射率係較第1樹脂鑄模11的折射率為大之情況，係有效地防止顏色偏移，在使用於彩色顯示器時發揮良好之色再現性。

另外，對於第1樹脂鑄模11係含有光擴散劑，但對於第2樹脂鑄模12係未含有光擴散劑之情況，係有效地防止顏色偏移，在使用於彩色顯示器等時發揮良好之色再現性。

1‧‧‧導線框架

2R‧‧‧紅色發光二極體

2B‧‧‧藍色發光二極體

2G‧‧‧綠色發光二極體

3‧‧‧安裝面

4‧‧‧反射面

5‧‧‧杯部

6‧‧‧腳部

7‧‧‧端子構件

8‧‧‧連接導線

10‧‧‧樹脂鑄模

11‧‧‧第1樹脂鑄模

12‧‧‧第2樹脂鑄模

圖1係顯示本發明之第1實施形態之發光二極體封裝裝置的圖，圖1(A)係平面圖，圖1(B)係剖面圖。

圖2係實施例之配光特性測定結果。

圖3係比較例之配光特性測定結果。

1．．．導線框架

2B．．．藍色發光二極體

2G．．．綠色發光二極體

2R．．．紅色發光二極體

3．．．安裝面

4．．．反射面

5．．．杯部

6．．．腳部

7．．．端子構件

8．．．連接導線

10．．．樹脂鑄模

11．．．第1樹脂鑄模

12．．．第2樹脂鑄模

Claims (3)

1. 一種發光二極體封裝裝置，係具有：至少3個以上不同波長之發光二極體，和搭載有各發光二極體之導線框架，其特徵為前述導線框架係具備搭載有上述各發光二極體之杯部，對於搭載有前述各發光二極體之杯部內，係呈被覆所搭載之各發光二極體地設置有光透過性之第1樹脂鑄模，以至少被覆前述杯部的開口，且與前述第1樹脂鑄模直接接觸，於與前述第1樹脂鑄模間形成界面，而形成光透過性之第2樹脂鑄模，前述第1樹脂鑄模與第2樹脂鑄模係相互折射率為不同，第2樹脂鑄模之折射率係較第1樹脂鑄模之折射率為大，前述第1樹脂鑄模係其表面較前述杯部之開口緣稍微隆起加以設置，前述第2樹脂鑄模係具有前述界面、和朝向前述界面之相反側之面，朝向前述第2樹脂鑄模之前述界面之相反側之面之整體係平坦面者。
2. 如申請專利範圍第1項記載之發光二極體封裝裝置，其中，前述導線框架係具備腳部與端子部之至少一項，前述第2樹脂鑄模係呈露出腳部及/或端子部之一部分地加以形成。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之發光二極體封裝裝置，其中，對於第1樹脂鑄模係含有光擴散劑，但對於第2樹脂鑄模係未含有光擴散劑。