TWM450073U - 發光二極體封裝結構（二） - Google Patents

Description

發光二極體封裝結構(二)

本創作係有關於一種發光二極體封裝結構，尤指一種使用透光不織布的發光二極體封裝結構。

目前生活上已經可以看到各式各樣發光二極體(LED)商品的應用，例如交通號誌、汽車頭燈、及手電筒等。這些商品除了必要的發光二極體晶片製程外，都必須經過一道封裝的程序。

請參閱圖1，其為習知發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。所述的發光二極體封裝結構T包括有發光元件1a、封裝膠體2a、透鏡3a、及框體4a。一般來說，習知的封裝方式是透過點膠或模壓的方式，將環氧樹脂覆蓋發光元件1a，接著再透過烘烤的方式來固化環氧樹脂，以形固化的封裝膠體2a。由於環氧樹脂是高分子材料，所以容易有老化、不耐熱及光的特性不佳等問題。此外，封裝後的發光二極體晶片的發光角度受到封裝膠體2a限制，因而造成傳統的發光二極體晶片無法提供廣角度的光型。

因此，如何藉由結構的設計改良，以改善發光二極體的出光角度，已成為該項事業人士所欲解決的重要課題。

本創作實施例在於提供一種發光二極體封裝結構，其可使用透光不織布的發光二極體封裝結構。

本創作其中一種實施例所提供的一種發光二極體封裝結構，其包括：一電極單元、一殼體單元、一發光單元、一透光不織布、及一透鏡單元。電極單元包括一第 一電極及一第二電極。殼體單元包括一具有容置空間的反射罩體，其中該反射罩體包覆該第一電極及該第二電極的其中一部分，且該第一電極及該第二電極的另一部份外露於該反射罩體。發光單元包括至少一設置於該容置空間內的發光元件，其中上述至少一發光元件電性連接於該第一電極及該第二電極。透光不織布設置在該反射罩體頂部上且遮蓋上述至少一發光元件。透鏡單元設置在該不織布上。

本創作另外一種實施例所提供的一種發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元、一發光單元、一框架單元、一透光不織布、及一透鏡單元。基板單元包括一基板本體。發光單元包括至少一設置於該基板本體上且電性連接於該基板本體的發光元件。框架單元包括一設置於該基板本體上且圍繞上述至少一發光元件的框架體。透光不織布設置在該框架體上且遮蓋上述至少一發光元件。透鏡單元設置在該透光不織布上。

綜上所述，本創作實施例所提供的發光二極體封裝結構，其可透過“透光不織布設置在該反射罩體頂部上且遮蓋上述至少一發光元件”、“透光不織布設置在該框架體上且遮蓋上述至少一發光元件”、及“透鏡單元設置在該透光不織布上”的設計，以使得本創作的發光二極體封裝結構能夠擴大發光二極體晶片的發光角度，以提供廣角度的光型。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

〔第一實施例〕

首先，請參閱圖2A至圖2D。圖2A為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖(一)。圖2B為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖(二)。圖2C為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖(三)。

圖2D為本創作第一實施例發光二極體封裝結構在移除透光不織布後的俯視示意圖。由上述圖中可知，本創作第一實施例提供一種可使用透光不織布的發光二極體封裝結構。

如圖2A所示，本創作第一實施例提供一種發光二極體封裝結構Z，其包括一電極單元1、一殼體單元2、一發光單元3、一透光不織布4、及一透鏡單元8。

電極單元1包括一第一電極11及一第二電極12。舉例來說，第一電極11可提供一負電極的接觸面，而第二電極12可提供一正電極的接觸面，並且第一電極11與第二電極12彼此為電性絕緣。

殼體單元2包括一具有容置空間23的反射罩體21，其中該反射罩體21包覆該第一電極11及該第二電極12的其中一部分，且該第一電極11及該第二電極12的另一部份外露於反射罩體21。

發光單元3包括至少一設置於該容置空間23內的發光元件31，其中上述至少一發光元件31電性連接於該第一電極11及該第二電極12。舉例來說，發光元件31可為一發光二極體裸晶(LED bare die)，且發光元件 31可透過導線32電性連接於第二電極12。

接著，請同時配合參閱圖3A至3D。圖3A為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的透光不織布的立體示意圖。圖3B為本創作圖3A的A部分放大示意圖。圖3C為本創作圖3B的B部分放大示意圖。圖3D為本創作圖3C的C部分放大示意圖。

如圖2A所示，透光不織布4設置在該反射罩體頂部25上且遮蓋上述至少一發光元件31，其中透光不織布4包括一纖維布體41及一混入該纖維布體41的螢光膠體43。更進一步說，螢光膠體43可包括一結合膠體431及多個混入該結合膠體431內的螢光顆粒433。所述的透光不織布4，例如可呈圓形狀或四角形狀，但本創作不限制透光不織布的形狀。

如圖3C所示，所述的纖維布體41可為多個相互交叉編織的纖維411所形成的。例如可以是由尼龍(nyoln)、聚酯(polyester)、丙烯酸(acrylic acid)、聚丙烯(polypropene)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)、氟樹脂(fluorine resin)等樹脂纖維(resin fibers)、嫘縈(rayon)等纖維素(cellulose)系的化學纖維(chemical fiber)、玻璃纖維(glass fibres)等之短纖維所構成，但本創作不限制纖維的材料。舉例來說，纖維411直徑可為1μm至50μm、長度可為5mm至20mm，而纖維密度可為30至100g/cm2。注意的是，纖維的密度或纖維布體的厚度可依據實際需求而增加或減少。此外，從光的透光性的觀點來看，選擇透光性較佳的材料來構成纖維布體41是較佳的。

再者，所述的結合膠體431，例如可以是由矽樹脂(silicone)等有機材料或溶膠凝膠(sol gel)等無機材料所形成的透明膠體。舉例來說，可先將添加有螢光顆粒433的結合膠體431均勻的攪拌。接著透過濅泡的方式，使得混有螢光顆粒433的結合膠體431能附著於纖維411的表面上以及纖維411之間的空隙45。然後再透過烘烤的方式，使得液狀的結合膠體431得以凝結成固體。最後即可完成由纖維布體41及螢光膠體43所形成的透光不織布4。換言之，內部混有螢光膠體43且已固化的纖維布體41可預先被製作出來，然後再使用預製的纖維布體41來蓋住上述設置於容置空間23內的發光元件31。因此，本創作可使用透光不織布4，以有效地提升發光角度，從而提供廣角度的光型。

附帶一提，對熱硬化性樹脂的材料而言，例如可使用80至150℃的溫度持續加熱2至4小時，以固化液狀的結合膠體431。對溶膠凝膠的材料而言，例如可使用80至120℃的溫度持續加熱0.5至1小時，以固化液狀的結合膠體431。

如圖3C及3D所示，螢光顆粒433的分佈大多數是集中在纖維411的表面。換言之，鄰近於纖維411的螢光顆粒433的數量遠大於分佈於空隙45的數量。

此外，如圖2A所示。透鏡單元8設置在不織布4上。所述的透鏡單元8為一透鏡81。因此，本創作可透過透鏡81的使用，以有效地提升發光二極體封裝結構Z在側邊的發光強度。上述透鏡81的材料，例如可以是矽樹脂等透光性的材料所構成，但本創作不限制材料的種類 。

如圖2A至圖2C所示，上述透鏡81分別具有不同的高度(h₁ ~h₃ )，其中h₁ ~h₃ 可為透鏡81底面至透鏡81頂點之間的高度。舉例來說，透光不織布4與透鏡81構成之發光二極體封裝結構Z可滿足以下公式：h/d≦1，其中h為透鏡81底面至透鏡81頂點之間的高度，d為透光不織布4的長度。於本創作一實施例中，如圖2A所示，透光不織布4的長度(d)約為10mm，而h₁ 的高度約為2mm。於本創作另一實施例中，如圖2B所示，透光不織布4的長度(d)約為10mm，而h₂ 的高度約為5mm。於本創作又一實施例中，如圖2C所示，透光不織布4的長度(d)約為10mm，而h₃ 的高度約為9mm。須注意的是，透光不織布4的長度(d)與透鏡81底面至透鏡81頂點之間的高度(h)可以實際需求調整，本創作不以此為限。

接著，請同時配合參閱圖4和圖5。圖4為本創作第一實施例發光二極體封裝結構與習知發光二極體封裝結構置於暗室的測試狀態示意圖。圖5為本創作表1的折線示意圖。

如圖4所示，暗室7的底面上設置有4組測量點(1)至(4)，而暗室7的側面上設置有4組測量點(5)至(8)。更詳細地說，每一個測量點(1)至(8)上設置有照度計7a，且照度計7a之間的間隔為100mm。另外，待測試的發光二極體封裝結構被放置在暗室7的上方，且暗室7的上方與底面的距離為400mm。

首先，將本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z放置在暗室7內，然後透過照度計7a，量測在每一個測 量點(1)至(8)的受照平面上所接受的光通量，並將量測的結果記錄在表1。其次，將習知發光二極體封裝結構T放置在暗室7內，然後透過照度計7a，量測在每一個測量點(1)至(8)的受照平面上所接受的光通量，並將量測的結果記錄在表1。

請同時配合參閱圖2A至圖2C。表1的實施例A、實施例B及實施例C分別為圖2C、圖2B及圖2A的發光二極體封裝結構Z，而表1的比較例為習知發光二極體封裝結構T。如表1所示的不同測量點的照度百分比，本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z與習知發光二極體封裝結構T，除了在正前方的測量點(1)所量測的結果相同。但其餘的測量點(2)至(8)顯示本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z在不同角度所發射的光通量是大於習知發光二極體封裝結構T。

承接上述。更詳細地說，透鏡81的高度(h)與發光二極體的出光角度成正比例的關係。換言之，透鏡81的高度(h)愈高，則出光的角度就愈廣。此外，在測量點(8)也就是本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z和習知發光二極體封裝結構T的水平方向位置所量測到的值分別為44.3%和2%。換言之，本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z具有廣角度的出光效果。

如圖6所示，DUT1代表習知發光二極體封裝結構T的配光曲線圖。DUT2代表本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z的配光曲線圖。另外，水平軸的座標數值代表各視角的角度數值，垂直軸的座標數值代表各視角角度下的相對發光強度值。由圖5可知，本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z在角度70至90度之間及-70至-90度之間的發光強度值是大於習知發光二極體封裝結構T。換言之，本創作第一實施例發光二極體封裝結構Z具有廣角度的出光效果。

〔第二實施例〕

首先，請參閱圖7。圖7為本創作第二實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖7與圖2A的比較可知，本創作第二實施例與第一實施例的差異在於：在第二實施例中，透鏡單元8為一混有多個光擴散顆粒82的透鏡81。因此，本創作可透過混有多個光擴散顆粒82的透鏡81的使用，以有效地提升發光二極體封裝結構Z在側邊的發光強度以及均勻出光的效果。

〔第三實施例〕

首先，請參閱圖8。圖8為本創作第三實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖8與圖2A的比較可知，本創作第三實施例與第一實施例的差異在於：在第三實施例中，透光不織布4的纖維布體41的寬度與反射罩體21的寬度相同。

〔第四實施例〕

首先，請參閱圖9。圖9為本創作第四實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖9與圖8的比較可知，本創作第四實施例與第三實施例的差異在於：在第四實施例中，透鏡單元8為一混有多個光擴散顆粒82的透鏡81。因此，本創作可透過混有多個光擴散顆粒82的透鏡81的使用，以有效地提升發光二極體封裝結構Z在側邊的發光強度以及均勻出光的效果。

〔第五實施例〕

首先，請參閱圖10。圖10為本創作第五實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖10與圖2A的比較可知，本創作第五實施例與第一實施例的差異在於：在第五實施例中，透光不織布4的邊緣包覆該反射罩體21的一部份。

〔第六實施例〕

首先，請參閱圖11。圖11為本創作第六實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖11與圖10的比較可知，本創作第六實施例與第五實施例的差異在於：在第六實施例中，透鏡單元8為一混有多個光擴散顆粒82的透鏡81。因此，本創作可透過混有多個光擴散顆 粒82的透鏡81的使用，以有效地提升發光二極體封裝結構Z在側邊的發光強度以及均勻出光的效果。

〔第七實施例〕

首先，請參閱圖12。圖12為本創作第七實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖12與圖2A的比較可知，本創作第七實施例與第一實施例的差異在於：在第七實施例中，反射罩體21更包括一鄰近於反射罩體頂部25的固定部27。因此，本創作的透光不織布4可設置在固定部27上，並且提供一種低厚度(low profile)的結構。

〔第八實施例〕

首先，請參閱圖13。圖13為本創作第八實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖13與圖12的比較可知，本創作第八實施例與第七實施例的差異在於：在第八實施例中，透鏡單元8為一混有多個光擴散顆粒82的透鏡81。

〔第九實施例〕

首先，請參閱圖14。圖14為本創作第九實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖14與圖2A的比較可知，本創作第九實施例與第一實施例的差異在於：在第九實施例中，一種發光二極體封裝結構W包括一基板單元5、一發光單元3、一框架單元6、一透光不織布4、及一透鏡單元8。基板單元5包括一基板本體51。發光單元3包括至少一設置於該基板本體51上且電性連接於該基板本體51的發光元件31。框架單元6包括一設置於該基板本體51上且圍繞上述至少一發光元 件31的框架體61。透光不織布4設置在該框架體61上且遮蓋上述至少一發光元件31。透鏡單元8設置在透光不織布4上。因此，本創作可採用晶片直接封裝(COB)的方式製作而成。

〔第十實施例〕

首先，請參閱圖15為本創作第十實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。由圖15與圖14的比較可知，本創作第十實施例與第九實施例的差異在於：在第十施例中，透鏡單元8為一混有多個光擴散顆粒82的透鏡81。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本創作實施例所提供的發光二極體封裝結構，其可透過“透光不織布設置在該反射罩體頂部上且遮蓋上述至少一發光元件”、“透光不織布設置在該框架體上且遮蓋上述至少一發光元件”、及“透鏡單元設置在該透光不織布上”的設計，以使得本創作的發光二極體封裝結構能夠擴大發光二極體晶片的發光角度，以提供廣角度的光型。

以上所述僅為本創作之較佳可行實施例，非因此侷限本創作之專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均包含於本創作之範圍內。

[習知]

T‧‧‧發光二極體封裝結構

1a‧‧‧發光元件

2a‧‧‧封裝膠體

3a‧‧‧透鏡

4a‧‧‧框體

[本創作]

Z、W‧‧‧發光二極體封裝結構

1‧‧‧電極單元

11‧‧‧第一電極

12‧‧‧第二電極

2‧‧‧殼體單元

21‧‧‧反射罩體

23‧‧‧容置空間

25‧‧‧反射罩體頂部

27‧‧‧固定部

3‧‧‧發光單元

31‧‧‧發光元件

32‧‧‧導線

4‧‧‧透光不織布

41‧‧‧纖維布體

411‧‧‧纖維

43‧‧‧螢光膠體

431‧‧‧結合膠體

433‧‧‧螢光顆粒

45‧‧‧空隙

5‧‧‧基板單元

51‧‧‧基板本體

6‧‧‧框架單元

61‧‧‧框架體

7‧‧‧暗室

7a‧‧‧照度計

8‧‧‧透鏡單元

81‧‧‧透鏡

82‧‧‧光擴散顆粒

圖1為習知發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖2A為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖(一)。

圖2B為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的側視剖 面示意圖(二)。

圖2C為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖(三)。

圖2D為本創作第一實施例發光二極體封裝結構在移除透光不織布後的俯視示意圖。

圖3A為本創作第一實施例發光二極體封裝結構的透光不織布的立體示意圖。

圖3B為本創作圖3A的A部分放大示意圖。

圖3C為本創作圖3B的B部分放大示意圖。

圖3D為本創作圖3C的C部分放大示意圖。

圖4為本創作第一實施例發光二極體封裝結構與習知發光二極體封裝結構置於暗室的測試狀態示意圖。

圖5為本創作表1的折線示意圖。

圖6為本創作第一實施例發光二極體封裝結構與習知發光二極體封裝結構的配光曲線圖。

圖7為本創作第二實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖8為本創作第三實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖9為本創作第四實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖10為本創作第五實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖11為本創作第六實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖12為本創作第七實施例發光二極體封裝結構的側視剖 面示意圖。

圖13為本創作第八實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖14為本創作第九實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

圖15為本創作第十實施例發光二極體封裝結構的側視剖面示意圖。

Z‧‧‧發光二極體封裝結構

1‧‧‧電極單元

11‧‧‧第一電極

12‧‧‧第二電極

2‧‧‧殼體單元

21‧‧‧反射罩體

23‧‧‧容置空間

25‧‧‧反射罩體頂部

3‧‧‧發光單元

31‧‧‧發光元件

32‧‧‧導線

4‧‧‧透光不織布

41‧‧‧纖維布體

43‧‧‧螢光膠體

8‧‧‧透鏡單元

81‧‧‧透鏡

82‧‧‧光擴散顆粒

Claims (10)

1. 一種發光二極體封裝結構，其包括：一電極單元，其包括一第一電極及一第二電極；一殼體單元，其包括一具有容置空間的反射罩體，其中該反射罩體包覆該第一電極及該第二電極的其中一部分，且該第一電極及該第二電極的另一部份外露於該反射罩體；一發光單元，其包括至少一設置於該容置空間內的發光元件，其中上述至少一發光元件電性連接於該第一電極及該第二電極；一透光不織布，其設置在該反射罩體頂部上且遮蓋上述至少一發光元件；以及一透鏡單元，其設置在該透光不織布上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該透光不織布包括一纖維布體及一混入該纖維布體的螢光膠體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體封裝結構，其中該螢光膠體包括一結合膠體及多個混入該結合膠體內的螢光顆粒。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該透光不織布的邊緣包覆該反射罩體的一部份。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該透鏡單元為一內部混有多個光擴散顆粒的透鏡。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該透鏡單元為一透鏡，該透光不織布與該透鏡構成之發光二極體封裝結構滿足以下公式：h/d≦1，其中h為 該透鏡底面至該透鏡頂點之間的高度，d為該透光不織布的長度。
7. 一種發光二極體封裝結構，其包括：一基板單元，其包括一基板本體；一發光單元，其包括至少一設置於該基板本體上且電性連接於該基板本體的發光元件；一框架單元，其包括一設置於該基板本體上且圍繞上述至少一發光元件的框架體；一透光不織布，其設置在該框架體上且遮蓋上述至少一發光元件；以及一透鏡單元，其設置在該透光不織布上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結構，其中該透光不織布包括一纖維布體及一混入該纖維布體的螢光膠體。
9. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結構，其中該螢光膠體包括一結合膠體及多個混入該結合膠體內的螢光顆粒。
10. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結構，其中該透鏡單元為一內部混有多個光擴散顆粒的透鏡。