TW201517316A - 發光二極體封裝結構以及發光二極體封裝模組 - Google Patents
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Abstract
一種發光二極體封裝結構包含基板、發光二極體晶片、混光封膠層以及紫外光保護層。發光二極體晶片設置於基板之表面，混光封膠層覆罩住發光二極體晶片，紫外光保護層黏附於混光封膠層之表面，當紫外光保護層接收紫外光線時，係產生色變以反射或吸收紫外光線。
Description
本發明是有關於一種發光二極體封裝結構以及發光二極體封裝模組。
近年來藍光二極體成功大量量產後，LED的應用範圍大幅增加，而且，隨著LED生產良率的提高，使得單位製造成本降低，業界對發光二極體的需求持續增加。就特性而言，發光二極體(Light Emitting Diode,LED)具有體積小、壽命長、耗電量小等特性，諸如3C產品指示器與顯示裝置等已普遍採用發光二極體。
然而，一般應用在室外照明的發光二極體，卻容易因為發光二極體暴露在太陽光中，而導致發光二極體之壽命減少。舉例而言，當太陽光中的紫外光照射到發光二極體時，容易導致發光二極體因過熱而損壞，且發光二極體長期暴露在紫外光下也較會有劣化的問題。
本發明之一態樣是在提供一種發光二極體封裝結
構以及發光二極體封裝模組，以解決習知技術之問題。
根據本發明之一實施例，提供一種發光二極體封裝結構，其包含基板、可發出第一波長光線之發光二極體晶片、混光封膠層以及紫外光保護層。發光二極體晶片設置於基板之表面，混光封膠層覆罩住發光二極體晶片，混光封膠層具有波長轉換物質，可將部份第一波長之光線轉換為第二波長之光線，並與其他未被轉換成第二波長之第一波長光線混合以形成白光。紫外光保護層黏附於混光封膠層之表面，當紫外光保護層接收紫外光波段的光線時，係產生色變以反射或吸收紫外光波段的光線。
根據本發明之一實施例，紫外光保護層為光致變色層。
根據本發明之一實施例，光致變色層之材料為鹵化銀(AgX)或鄰羥基苯(Spiropyran)。
根據本發明之一實施例，紫外光保護層之厚度介於1μm到40μm之間。
根據本發明之一實施例，紫外光保護層之厚度介於5μm至10μm之間。
根據本發明之一實施例，發光二極體封裝結構更包含杯體部，位於基板之表面且環繞發光二極體晶片設置。此杯體部與基板形成具有發光二極體晶片之凹槽，混光封膠層填充於凹槽內。
根據本發明之一實施例，發光二極體封裝結構更包含固晶膠，接著於發光二極體晶片與基板之間。
根據本發明之另一實施例，發光二極體封裝模組包含基板、複數個可發出第一波長光線之發光二極體晶片、複數個混光封膠層、透明外殼以及紫外光保護層。複數個發光二極體晶片設置於基板之表面。複數個混光封膠層分別覆罩住各發光二極體晶片，各混光封膠層具有波長轉換物質，可將部份第一波長之光線轉換為第二波長之光線，並與其他未被轉換成第二波長之第一波長光線混合以形成白光。透明外殼罩設住發光二極體晶片與混光封膠層，紫外光保護層黏附於透明外殼之表面，當紫外光保護層接收紫外光波段的光線時，係產生色變以反射或吸收紫外光波段的光線。
根據本發明之一實施例，紫外光保護層為光致變色層。
根據本發明之一實施例，紫外光保護層設計有預定圖案，以於紫外光保護層產生色變時，調變複數個發光二極體晶片發出之光形。
根據本發明之一實施例，光致變色層之材料為鹵化銀(AgX)或鄰羥基苯(Spiropyran)。
綜上所述，本發明藉由將紫外光保護層覆罩於混光封膠層或透明外殼上，使得發光二極體封裝結構以及發光二極體封裝模組接收到紫外光照射時，可藉由紫外光保護層產生色變以保護內部之發光二極體晶片。
1、2‧‧‧發光二極體封裝結構
10、50、110‧‧‧基板
12‧‧‧固晶膠
20、60、120‧‧‧發光二極體晶片
30、70、130‧‧‧混光封膠層
33‧‧‧波長轉換物質
40、80、150、160‧‧‧紫外光保護層
83‧‧‧杯體部
83a‧‧‧表面
88‧‧‧凹槽
99‧‧‧預定圖案
99a‧‧‧長方框形
100、200‧‧‧發光二極體封裝模組
140‧‧‧透明外殼
141‧‧‧外側表面
142‧‧‧內側表面
為讓本發明及其優點更明顯易懂，所附圖式之說明參考如下：第1圖係繪示為本發明之發光二極體封裝結構之第一實施例。
第2A圖係繪示第1圖之發光二極體封裝結構尚未受到紫外光照射時之光形示意圖。
第2B圖至第2C圖係繪示第1圖之發光二極體封裝結構受紫外光照射之時間長短之光形變化圖。
第3圖係繪示第2A圖至第2C圖之紫外光保護層之光波長與光線穿透率之關係圖。
第4圖係繪示本發明之發光二極體封裝結構之第二實施例。
第5圖係繪示本發明之發光二極體封裝模組之第一實施例。
第6圖係繪示本發明之發光二極體封裝模組之第二實施例。
為了使本揭示內容之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。
其中圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
下述實施例係揭露一種發光二極體封裝結構以及發光二極體封裝模組，其皆包含有紫外光保護層部分或全部覆罩住發光二極體封裝結構以及發光二極體封裝模組中之發光二極體，以免發光二極體受到太陽光中的紫外線照射而導致壽命減少。
請參照第1圖，係繪示為本發明之發光二極體封裝結構之第一實施例。如圖所示，發光二極體封裝結構1包含有基板10、發光二極體晶片20、混光封膠層30以及紫外光保護層40。
發光二極體封裝結構1之基板10表面設置有固晶膠12，接著於發光二極體晶片20以及基板10之間，用以將發光二極體晶片20固定設置在基板10的表面上。發光二極體晶片20可發出第一波長光線。在本實施例中，第一波長可為450奈米到500奈米之藍光，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，第一波長可為紅光之波長範圍或綠光之波長範圍。
混光封膠層30覆罩住發光二極體晶片20，且混光封膠層30內具有波長轉換物質33。此波長轉換物質33可將第一波長之光線轉換為第二波長之光線，並與其他未被轉換成第二波長之第一波長之光線混合以形成白光。舉例而言，若發光二極體晶片20為藍光二極體，則波長轉換物
質33可為螢光粉，當發光二極體晶片20發出的部分藍光打到螢光粉時，可轉化為黃光，並與原本未被螢光粉轉化的藍光混合形成白光。
在混光封膠層30覆罩住發光二極體晶片20後，紫外光保護層40可黏附於混光封膠層30之表面。在本實施例中，紫外光保護層40可利用塗布之方式黏附在混光封膠層30之表面上，但不以此為限。在本發明之其他實施中，紫外光保護層40可利用噴灑或旋布(spin coating)之方式形成於混光封膠層30之表面上。
在本實施例中，紫外光保護層40可為光致變色層。更詳細而言，當紫外光保護層40可為一種照射到紫外光時，就會產生顏色之變化之材料，例如鹵化銀(AgX)或鄰羥基苯(Spiropyran)之材料。因此，本實施例之紫外光保護層40接收到紫外光波段之光線時，就會產生顏色變化而反射或吸收紫外光線，以保護發光二極體晶片20不受到紫外光波段的光線的傷害。
值得一提的是，在本實施例中，紫外光保護層40之厚度介於5μm至10μm之間，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，紫外光保護層40之厚度可介於1μm到40μm之間。若紫外光保護層40之厚度大於40μm，則製程上可能需作兩次以上之塗布，會使得紫外光保護層40難以附著在混光封膠層30上，而若紫外光保護層40之厚度小於1μm，則紫外光保護層40所能反射或吸收之紫外光較少，而無法保護發光二極體晶片20免於紫外光之危害。
為了便於理解，請一併參考第2A圖至第2C圖，第2A圖係繪示第1圖之發光二極體封裝結構尚未受到紫外光照射時之光形示意圖。第2B圖至第2C圖係繪示第1圖之發光二極體封裝結構受紫外光照射之時間長短之光形變化圖。
在第2A圖中，發光二極體封裝結構1尚未受到紫外光之照射，因此發光二極體封裝結構1發出之光線可直接穿透紫外光保護層40，此通常為晚間沒有陽光的情況。
接著，如第2B圖所示，若在白天戶外時，發光二極體封裝結構1開始受到紫外光線的照射，此時紫外光保護層40接收到紫外光線，就會產生顏色的變化以反射紫外光線。但因為第2B圖照射到紫外光線的時間較短或是剛受到紫外光線的照射，所以與紫外光進行反應的分子較少，導致所能反射的紫外光線較少。
接著如第2C圖所示，隨著紫外光線照射之時間拉長，紫外光保護層40因為與紫外光線進行反應的分子越多，所以能反射掉的紫外光線也越來越多，此時紫外光保護層40的顏色變化也會較第2B圖之紫外光保護層40大。亦即，第2C圖之紫外光保護層40具要較第2B圖之紫外光保護層40更深的顏色。因此，本實施例之發光二極體封裝結構1應用在戶外照明時，可以保護發光二極體晶片20不受紫外光線的危害，增加戶外之發光二極體燈具的使用壽命。
接著請參考第3圖，其係繪示第2A圖至第2C圖
之紫外光保護層之光波長與光線穿透率之關係圖，其中第3圖以紫外光保護層40之厚度為5μm至10μm為例，圖中的(a)線段、(b)線段以及(c)線段分別代表第2A圖、第2B圖以及第2C圖之光線穿透率。如圖所示，在第2A圖由於尚未照射到紫外光線，因此也並不會偵測到有紫外光線穿透，所以(a)線段在紫外光波段(10奈米至380奈米)之紫外光穿透率跟(b)線段以及(c)線段相近。但是，第2A圖因為紫外光保護層40尚未受到紫外光線照射，所以紫外光保護層40尚未產生顏色變化，因此(a)線段之可見光(400奈米至700奈米)可百分之百穿透紫外光保護層40。
接著請參考第3圖中之(b)線段以及(c)線段，其係分別代表第2B圖與第2C圖之紫外光穿透率。如圖所示，在第2B圖中，因為紫外光保護層40受到紫外光照射之時間較第2C圖中之紫外光保護層40短，所以(b)線段之紫外光穿透率略高於(c)線段之紫外光穿透率。而在可見光波長之部分，由於第2B圖中之紫外光保護層40可能受到紫外光線照射時間較短，所以顏色變化較第2C圖中之紫外光保護層40淺，因此在可見光波段中，(b)線段的可見光穿透率會大於(c)線段。
請參考第4圖，其係繪示本發明之發光二極體封裝結構之第二實施例。如圖所示，發光二極體封裝結構2包含有基板50、發光二極體晶片60、混光封膠層70以及紫外光保護層80。
發光二極體封裝結構2之基板50設置有固晶膠
12，接著於發光二極體晶片60以及基板50之間，用以將發光二極體晶片60固定設置在基板50的表面上。本實施例與第一實施例最大的不同在於，本實施例之發光二極體封裝結構2更包含杯體部83。杯體部83位於基板50之表面且環繞發光二極體晶片60設置，杯體部83與基板50可形成凹槽88，發光二極體晶片60設置於凹槽88內，且混光封膠層70可填充於凹槽88內。在產品的實際製造過程中，杯體部83與基板50可為一體成型之設計，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，杯體部83可與基板50之材料不同且另外形成於基板50之表面上。
發光二極體晶片60可發出第一波長光線，混光封膠層70具有波長轉換物質33，用以將第一波長之光線轉換為第二波長之光線，並與其他未被轉換成第二波長之第一波長之光線混合以形成白光。
本實施例之紫外光保護層80覆罩住混光封膠層70以及杯體部83之表面83a，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，混光封膠層70可只覆罩住混光封膠層70，而裸露杯體部83之表面83a。
紫外光保護層80在受到包含紫外光波段之光線照射時，就會與紫外光線反應而產生顏色變化，並反射紫外光線。因此，本實施例之紫外光保護層80可避免凹槽88內部之發光二極體晶片60受到紫外光之長期照射而損壞。
本實施例之紫外光保護層80之厚度介於5μm至10μm，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，紫外光
保護層80之厚度可介於1奈米至40奈米。本實施例之紫外光保護層80之材質可包含鹵化銀(AgX)或鄰羥基苯(Spiropyran)等材料。
請參照第5圖，係繪示本發明之發光二極體封裝模組之第一實施例。如圖所示，發光二極體封裝模組100包含基板110、複數個發光二極體晶片120、複數個混光封膠層130、透明外殼140以及紫外光保護層150，其中該些發光二極體晶片120可陣列設置於基板110之表面，而該些混光封膠層130則分別覆罩住發光二極體晶片120。發光二極體晶片120可發出第一波長之光線，各混光封膠層130具有波長轉換物質33，可將部份第一波長之光線轉換為第二波長之光線，並與其他未被轉換成第二波長之第一波長光線混合以形成白光。
透明外殼140覆罩住發光二極體晶片120以及混光封膠層130。紫外光保護層150則黏附於透明外殼140之表面，當紫外光保護層150接收紫外光線時，可產生色變以反射或吸收紫外光線。在本實施例中，紫外光保護層150黏附於透明外殼140之外側表面141，但不以此為限。在其他實施例中，紫外光保護層150也可黏附於透明外殼之內側表面142。
紫外光保護層150可為光致變色層，例如鹵化銀(AgX)或鄰羥基苯(Spiropyran)等材料。因此，本實施例之紫外光保護層150接收到紫外光線時，就會產生顏色變化而反射或吸收紫外光線，以保護發光二極體晶片120不受
到紫外光線的傷害。
接著請參考第6圖，其係繪示本發明之發光二極體封裝模組之第二實施例。如圖所示，本實施例之發光二極體封裝模組200實質上可包含多個第4圖中之發光二極體封裝結構2排列而成，其中本實施例之紫外光保護層160可設計有一預定圖案99，以於紫外光保護層160產生色變時，調變該些發光二極體封裝結構2所發出之光形。
舉例而言，本實施例之預定圖案99可為長方形框99a，長方形框99a的範圍不塗布紫外光保護層160，而長方形框99a之中間以及外側周圍仍塗布有紫外光保護層160。如此一來，當本實施例之發光二極體封裝模組200接受到紫外光線時，只有塗布紫外光保護層160之部分有色變之現象產生，而長方框形99a的部分則仍然為透明的，藉以調整發光二極體封裝模組200所發出之光形。
綜上所述，本發明所揭露之實施例提供一種具有紫外光保護層之發光二極體封裝結構以及發光二極體封裝模組，使得發光二極體封裝結構以及發光二極體封裝模組接受到紫外光線照射時，藉由紫外光保護層與紫外光線反應產生色變現象，而吸收或反射紫外光線，避免紫外光直接照射到發光二極體晶片，因此可以保護發光二極體晶片部受紫外光線之破壞。此外，發光二極體封裝模組之紫外光保護層可設計出預定圖案，使得紫外光保護層接受到紫外光而產生色變時，發光二極體封裝模組之光形也會跟著改變。
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。
1‧‧‧發光二極體封裝結構
10‧‧‧基板
12‧‧‧固晶膠
20‧‧‧發光二極體晶片
30‧‧‧混光封膠層
33‧‧‧波長轉換物質
40‧‧‧紫外光保護層
Claims (11)
- 一種發光二極體封裝結構，包含：一基板；可發出一第一波長光線之一發光二極體晶片，設置於該基板之表面；一混光封膠層，覆罩住該發光二極體晶片，該混光封膠層具有波長轉換物質，可將部份該第一波長之光線轉換為一第二波長之光線，並與其他未被轉換成該第二波長之該第一波長光線混合以形成白光；以及一紫外光保護層，黏附於該混光封膠層之表面，當該紫外光保護層接收一紫外光波段的光線時，係產生色變以反射或吸收該紫外光波段的光線。
- 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，其中該紫外光保護層為一光致變色層。
- 如請求項2所述之發光二極體封裝結構，其中該光致變色層之材料為鹵化銀(AgX)或鄰羥基苯(Spiropyran)。
- 如請求項2所述之發光二極體封裝結構，其中該紫外光保護層之厚度介於1μm到40μm之間。
- 如請求項3所述之發光二極體封裝結構，其中該紫外光保護層之厚度介於5μm至10μm之間。
- 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，更包含一杯體部，位於該基板之表面且環繞該發光二極體晶片設置，該杯體部與該基板形成具有該發光二極體晶片之一凹槽，該混光封膠層填充於該凹槽內。
- 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，更包含一固晶膠，接著於該發光二極體晶片與該基板之間。
- 一種發光二極體封裝模組，包含：一基板；複數個可發出第一波長光線之發光二極體晶片，陣列設置於該基板之表面；複數個混光封膠層，分別覆罩住該些發光二極體晶片，各該混光封膠層具有波長轉換物質，可將部份該第一波長之光線轉換為一第二波長之光線，並與其他未被轉換成該第二波長之該第一波長光線混合以形成白光； 一透明外殼，罩設住該些發光二極體晶片與該些混光封膠層；以及一紫外光保護層，黏附於該透明外殼之表面，當該紫外光保護層接收一紫外光波段的光線時，係產生色變以反射或吸收該紫外光波段的光線。
- 如請求項8所述之發光二極體封裝模組，其中該紫外光保護層為一光致變色層。
- 如請求項9所述之發光二極體封裝模組，其中該紫外光保護層設計有一預定圖案，以於該紫外光保護層產生色變時，調變該些發光二極體晶片發出之光形。
- 如請求項9所述之發光二極體封裝模組，其中該光致變色層之材料為鹵化銀(AgX)或鄰羥基苯(Spiropyran)。
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