相關(guān)分案申請

本申請案是發(fā)明名稱為“發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)”，申請?zhí)枮?01410531538.5的發(fā)明專利申請案的分案申請，原申請案的申請日是2014年10日10日。

本發(fā)明是有關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著光電技術(shù)的進步，用以取代傳統(tǒng)白熾燈泡及熒光燈管的新世代光源─發(fā)光二極管(light-emittingdiode,led)─的技術(shù)逐漸成熟。由于發(fā)光二極管具有低功率消耗、體積小、非熱致發(fā)光、環(huán)保等優(yōu)點，因此其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸地被推廣。

在現(xiàn)有的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，發(fā)光二極管是配置在封裝載體，而熒光膠體包覆發(fā)光二極管，且封裝膠體包覆熒光膠體與封裝載體。由于發(fā)光二極管具有特定的出光角度，因此發(fā)光二極管所發(fā)出的光線會以特定的角度入射至熒光膠體與封裝膠體中。如此一來，發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)其發(fā)光角度有限，無法具有較大的出光角度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其可增加發(fā)光單元的出光角度范圍及出光亮度。

本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其包括封裝載體、導(dǎo)光組件以及發(fā)光單元。導(dǎo)光組件配置于封裝載體上。發(fā)光單元配置于導(dǎo)光組件相對遠離封裝載體的上表面上。導(dǎo)光組件的水平投影面積大于發(fā)光單元的水平投影面積。發(fā)光單元包括基板、第一型半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及第二型半導(dǎo)體層。第一型半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及第二型半導(dǎo)體層依序配置于基板上。發(fā)光單元適于發(fā)出光束，且光束的一部分進入導(dǎo)光組件，并自導(dǎo)光組件的上表面射出且與上表面的法線方向具有夾角，而夾角介于0度至75度之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的導(dǎo)光組件包括透光單元以及反射層。反射層配置于透光單元與封裝載體之間，且透光單元具有上表面。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的導(dǎo)光組件的厚度為發(fā)光單元的基板的厚度的0.1倍至2倍。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的導(dǎo)光組件的折射率小于或等于發(fā)光單元的基板的折射率。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)還包括透光罩，配置于封裝載體上且遮蓋導(dǎo)光組件與發(fā)光單元。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的透光罩與封裝載體之間存在有空氣間隙。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)還包括波長轉(zhuǎn)換層，配置于封裝載體上且包覆發(fā)光單元與導(dǎo)光組件。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)還包括封裝膠體，配置于封裝載體上且包覆波長轉(zhuǎn)換層與封裝載體，其中導(dǎo)光組件的水平投影面積小于封裝膠體的水平投影面積。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的導(dǎo)光組件的上表面為粗糙表面，且粗糙表面的中心線平均粗糙度介于100納米至3000納米之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的粗糙表面為周期性的圖案化表面。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的封裝載體具有凹槽，而發(fā)光單元與導(dǎo)光組件位于凹槽內(nèi)。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的導(dǎo)光組件的水平投影面積為發(fā)光單元的水平投影面積的1.1倍至5倍。

基于上述，由于本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)光組件，其中導(dǎo)光組件的水平投影面積大于發(fā)光單元的水平投影面積。因此，發(fā)光單元所發(fā)出的光束的一部分可通過導(dǎo)光組件的導(dǎo)光效果，而增大發(fā)光單元的出光角度范圍。如此一來，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)可具有較廣的出光角度且可提高其的出光亮度。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1示出為本發(fā)明的一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖2示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖3示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖4示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖5示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖6示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

附圖標記說明：

100a、100b、100c、100d、100e、100f：發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)；

110a、110e：封裝載體；

112e：凹槽；

113e：表面；

120a、120b、120c：導(dǎo)光組件；

121a、121b、121c：上表面；

122c：透光單元；

124c：反射層；

130a、130f：發(fā)光單元；

132：基板；

134：第一型半導(dǎo)體層；

136：發(fā)光層；

138：第二型半導(dǎo)體層；

140：透光罩；

150：波長轉(zhuǎn)換層；

160：封裝膠體；

a：空氣間隙；

l1、l2、l3：光束；

l1’、l2’、l3’：光束的一部分；

l4、l4’：激發(fā)光；

n1、n2、n3：法向方向；

α1、α2、α3：夾角。

具體實施方式

圖1示出為本發(fā)明的一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖1，在本實施例中，發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100a包括封裝載體110a、導(dǎo)光組件120a以及發(fā)光單元130a。導(dǎo)光組件120a配置于封裝載體110a上。發(fā)光單元130a配置于導(dǎo)光組件120a相對遠離封裝載體110a的上表面121a上。導(dǎo)光組件120a的水平投影面積大于發(fā)光單元130a的水平投影面積。發(fā)光單元130a適于發(fā)出光束l1，且光束的一部分l1’進入導(dǎo)光組件120a，并自導(dǎo)光組件120a的上表面121a射出，光束l1’與上表面121a的法線方向n1具有夾角α1，而夾角α1介于0度至75度之間。

更具體來說，在本實施例中，封裝載體110a例如是導(dǎo)線架或電路板，其具有反射的特性。導(dǎo)光組件120a為透光平板或透光膠體，透光平板例如但不限于藍寶石片，透光膠體板例如但不限于硅膠。發(fā)光單元130a包括基板132、第一型半導(dǎo)體層134、發(fā)光層136以及第二型半導(dǎo)體層138，其中第一型半導(dǎo)體層134、發(fā)光層136以及第二型半導(dǎo)體層138依序配置于基板132上。此處，發(fā)光單元130a例如是水平式發(fā)光二極管，但并不以此為限。特別是，發(fā)光單元130a所發(fā)出光束的一部分l1’進入導(dǎo)光組件120a，且被封裝載體110a反射而自導(dǎo)光組件120a的上表面121a射出。較佳地，導(dǎo)光組件120a的水平投影面積為發(fā)光單元130a的水平投影面積的1.1倍至5倍。需說明的是，若水平投影面積的比值小于1.1倍，則導(dǎo)光組件120a的光導(dǎo)的效果不佳，無法有效擴大發(fā)光單元130a的出光角度；或水平投影面積的比值大于5倍，則導(dǎo)光組件120a不易固定于封裝載體110a上。

請再參考圖1，在本實施例中，導(dǎo)光組件120a的外型輪廓和發(fā)光單元130a的基板132的外形輪廓略同，藉此可等效的擴大發(fā)光單元130a每一面向的出光角度，可以避免光度不均的問題產(chǎn)生。再者，本實施例的導(dǎo)光組件120a的厚度為發(fā)光單元130a的基板132的厚度的0.1倍至2倍。若厚度的比值小于0.1倍，則導(dǎo)光組件120a的光導(dǎo)的效果不佳，無法擴大發(fā)光單元130a的出光角度；若厚度的比值大于2倍，則導(dǎo)光組件120a內(nèi)會產(chǎn)生熱蓄積的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100a升溫而壽命減短。此外，本實施例的導(dǎo)光組件120a的折射率小于或等于發(fā)光單元130a的基板132的折射率。

由于本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100a具有導(dǎo)光組件120a，其中導(dǎo)光組件120a的水平投影面積大于發(fā)光單元130a的水平投影面積。也就是說，配置于導(dǎo)光組件120a上的發(fā)光單元130a并未完全覆蓋住導(dǎo)光組件120a的上表面121a，而是暴露出導(dǎo)光組件120a的部分上表面121a。因此，發(fā)光單元130a所發(fā)出的光束的一部分l1’可通過導(dǎo)光組件120a的導(dǎo)光而使其從未被發(fā)光單元130a所覆蓋住的上表面121a射出且與上表面121a的法線方向n1的夾角α1介于0度至75度之間，進而可有效增大發(fā)光單元130a的出光角度范圍。如此一來，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100a可具有較廣的出光角度且可提高其的出光亮度。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內(nèi)容，其中采用相同的標號來表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重復(fù)贅述。

圖2示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖2，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100b與圖1的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100a相似，惟二者主要差異之處在于：本實施例的導(dǎo)光組件120b的上表面121b為粗糙表面，其中此粗糙表面的中心線平均粗糙度介于100納米至3000納米之間。較佳地，粗糙表面121b為周期性的圖案化表面。

由于本實施例的導(dǎo)光組件120b的上表面121b為粗糙表面，因此導(dǎo)光組件120b除了具有導(dǎo)光的效果之外，其亦具有散射的效果，可將發(fā)光單元130a進入導(dǎo)光組件120b內(nèi)的光束散射出去，進而增大發(fā)光單元130a的出光角度范圍。如此一來，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100b可具有較廣的出光角度且可提高其的出光亮度。

圖3示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖3，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100c與圖1的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100a相似，惟二者主要差異之處在于：本實施例的導(dǎo)光組件120c是由透光單元122c以及反射層124c所組成。反射層124c配置于透光單元122c與封裝載體110a之間，而透光單元122c具有上表面121c。此處，透光單元122c例如是為透光平板或透光膠體，較佳地，透光單元122c為藍寶石片，而反射層124c例如是布拉格反射鏡或金屬材料層。如圖3所示，當(dāng)發(fā)光單元130a發(fā)出光束l2時，光束的一部分l2’會進入導(dǎo)光組件120c的透光單元122c，且被反射層124c反射而自透光單元122c的上表面121c射出。光束l2’與上表面121c的法線方向n2具有夾角α2，而夾角α2介于0度至75度之間。

此外，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100c可選擇性地還包括透光罩140，其中透光罩140配置于封裝載體110a上且遮蓋導(dǎo)光組件120c與發(fā)光單元130a。此處，透光罩140的材質(zhì)例如是透光膠體、玻璃或摻雜有熒光物質(zhì)的透明膠體。需說明的是，當(dāng)透光罩140的材質(zhì)為透光膠體或玻璃時，整體發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100c的出光顏色為單一色光。特別是，本實施例的透光罩140與封裝載體110a之間存在有空氣間隙a，但并不以此為限。

圖4示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖4，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100d與圖3的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100c相似，惟二者主要差異之處在于：本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100d還包括波長轉(zhuǎn)換層150以及封裝膠體160。詳細來說，波長轉(zhuǎn)換層150配置于封裝載體110a上且包覆發(fā)光單元130a與導(dǎo)光組件120c。封裝膠體160配置于封裝載體110a上且包覆波長轉(zhuǎn)換層150與封裝載體110a，其中導(dǎo)光組件120c的水平投影面積小于封裝膠體160的水平投影面積。也就是說，導(dǎo)光組件120c的水平投影面積會大于發(fā)光單元130a的水平投影面積，但會小于封裝膠體160的水平投影面積。換言之，封裝膠體160會將導(dǎo)光組件120c完全包覆。

如圖4所示，當(dāng)發(fā)光單元130a發(fā)出光束l3時，光束的一部分l3’會進入導(dǎo)光組件120c的透光單元122c，且被反射層124c反射而自透光單元122c的上表面121c射出。接著，由透光單元122c的上表面121c射出的光束的一部分l3’會激發(fā)波長轉(zhuǎn)換層150中的熒光物質(zhì)(未示出)而產(chǎn)生激發(fā)光l4’，其中光束l3’與上表面121c的法線方向n3具有夾角α3，而夾角α3介于0度至75度之間。另一方面，光束l3亦可以直接與波長轉(zhuǎn)換層150中的熒光物質(zhì)(未示出)而產(chǎn)生激發(fā)光l4。也就是說，波長轉(zhuǎn)換層150可將發(fā)光單元130a所發(fā)出的特定波長光束l3、l3’(如藍光)轉(zhuǎn)換為另一特定波長的光束l4、l4’(如黃光)。發(fā)光單元130a未與波長轉(zhuǎn)換150的熒光物質(zhì)所反應(yīng)的光束(未示出)會與激發(fā)光l4、l4’于封裝膠體160內(nèi)進行混光，進而產(chǎn)生混合光，如白光。

圖5示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖5，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100e與圖4的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100d相似，惟二者主要差異之處在于：本實施例的封裝載體110e具有凹槽112e，而發(fā)光單元130a與導(dǎo)光組件120c位于凹槽112e內(nèi)。如圖5所示，波長轉(zhuǎn)換層150完全填滿凹槽112e并完全包覆發(fā)光單元130a與導(dǎo)光組件120c，其中波長轉(zhuǎn)換層150與凹槽112e的表面113e實質(zhì)上切齊，但并不以此為限，而封裝膠體160直接覆蓋凹槽112e的表面113e與波長轉(zhuǎn)換層150。

圖6示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖6，本實施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100f與圖4的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)100d相似，惟二者主要差異之處在于：本實施例的發(fā)光單元130f具體化為覆晶式發(fā)光二極管。

此外，于其他未示出的實施例中，為了更進一步增加出光角度與出光亮度，亦可選用于如前述實施例所提及的具有粗糙表面的導(dǎo)光組件120b(請參考圖2)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可參照前述實施例的說明，依據(jù)實際需求，而選用前述構(gòu)件，以達到所需的技術(shù)效果。

綜上所述，由于本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)光組件，其中導(dǎo)光組件的水平投影面積大于發(fā)光單元的水平投影面積。因此，發(fā)光單元所發(fā)出的光束的一部分可通過導(dǎo)光組件的導(dǎo)光效果，而增大發(fā)光單元的出光角度范圍。如此一來，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)可具有較廣的出光角度且可提高其的出光亮度。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。