透镜模块以及包括该透镜模块的发光装置封装件的制作方法

文档序号:13216559阅读:126来源:国知局
技术领域本发明的实施方式涉及发光二极管封装件以及包括在该发光装置封装件中的透镜模块。

背景技术:
发光二极管(LED)是将电能转化为光能的半导体装置。LED可以通过控制化合物半导体的成分来产生具有各种波长(颜色)的光,并且LED的输出可以在红色、绿色、蓝紫色等的范围内。LED可以通过使用荧光材料组合颜色而发出具有优异效率的白光。与诸如荧光灯、白炽灯之类的传统光源相比较,LED具有的优点包括:低能耗、半永久性使用期限、改善的响应速度、稳定性、环境友好性等。因此,LED的应用范围已经延及发光二极管背光用以代替构成LCD(液晶显示)装置的背光的冷阴极荧光灯(CCFL),以及延及白色发光二极管发光装置用以代替荧光灯或白炽灯、车头灯、信号灯等。根据传统技术,发光装置芯片与预定封装本体组合,并且在发光装置芯片上设置有包含荧光物质的树脂,并且在该树脂上形成有透镜,从而构成发光装置封装件。特别地,由于与发光装置封装件组合的透镜与比如外部反射镜、边框等结构之间具有低结合特性,因此通过使用固定构件的固定方法来确保结合稳定性,固定构件具有用于将透镜与单独的发光装置封装件组合起来的诸如底板等的作为下支承部的基部的结构。然而,问题在于,导致不方便的过程以及生产成本的增加。

技术实现要素:
本发明的实施方式旨在解决上述问题,并且本发明的一方面提供了一种透镜模块,该透镜模块能够在即使没有单独的基板元件的情况下,通过形成与用于发光装置的透镜结构相关的在透镜本身中的与外部边框部组合的连接部,以使边框部与透镜部容易地组合,从而使结构和生产过程简化。问题的解决方案根据本发明的一方面,提供了一种透镜模块,该透镜模块包括:透镜部;支承部,该支承部从透镜部的外侧延伸;以及连接部,该连接部分别形成在支承部上。根据本发明的另一方面,提供了一种发光二极管封装件,该发光二极管封装件包括:透镜模块,该透镜模块包括透镜部、从透镜部的外侧延伸的支承部以及分别形成在支承部上的连接部;光源模块,该光源模块容置于透镜模块的透镜部内;以及边框部,该边框部各自具有形成在与透镜模块的透镜部相对应的区域处的开口。本发明的有益效果根据本发明的一些实施方式,关于用于发光二极管的透镜结构,由于与外部边框部组合的连接部形成在透镜本身中,所以即使在没有单独的基板元件的情况下边框部和透镜部也容易地组合,使得结构和生产过程能够得以简化,并且因此能够实现生产成本的降低。而且,有利的是,即使设置有基板,与基板组合的连接部形成在透镜本身中,使得能够实现具有较高可靠性的结构的发光二极管封装件。附图说明图1是根据本发明的第一实施方式的透镜模块的立体图;图2是根据本发明的第一实施方式的透镜模块的沿线A-A’截取的截面图;图3是根据本发明的第一实施方式的透镜模块的截面图;图4和图5是根据本发明的第二实施方式的发光二极管封装件的截面图;图6和图7是根据本发明的第三实施方式的发光二极管封装件的截面图;图8是根据本发明的第四实施方式的透镜模块的立体图;图9是根据第四实施方式的透镜模块的沿线A-A’截取的截面图;图10和图11是根据本发明的第五实施方式的发光二极管封装件的截面图;图12是根据本发明的第六实施方式的透镜模块的立体图;图13和图14是根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的截面图;图15是根据本发明的第七实施方式的透镜模块的立体图;以及图16是根据本发明的第七实施方式的发光二极管封装件的截面图。发明方式在下文中,将参照附图对根据本发明的实施方式的构型和操作进行详细描述。无论附图的附图标记如何,附图中具有相似功能和操作的元件被给予相同的附图标记。术语如第一术语和第二术语可以被用于解释各种组成元件,但组成元件并不应当局限于这些术语。这些术语仅用于区分组成元件与其它组成元件的目的。将根据附图和实施方式的描述清楚地示出实施方式。关于实施方式的描述,还将理解的是,当元件被提及为位于另一个元件、基底、层、区域、衬垫或图案“上”时,该元件能够位于其它元件、基底、层、区域、衬垫或图案的正上方,或者也可以存在间隔元件。此外,将理解的是,当元件被提及为位于另一元件“下方”时,该元件能够位于正下方,或者也可以存在一个或更多个间隔元件。在附图中,为了清楚起见,层和区域的厚度可能被放大。在下文中,将参照附图对实施方式进行描述。1.第一实施方式图1是根据本发明的第一实施方式的透镜模块的立体图,图2是根据图1的透镜模块的沿线A-A’截取的截面图,以及图3图示了关于图2的透镜模块的截面部分的平面图。参照图1至图3,根据本发明的第一实施方式的透镜模块100可以包括:透镜部110;支承部120,该支承部120从透镜部110的外侧部延伸;通孔H,该通孔H形成在每个支承部120处。如图2中所图示的,透镜部110在其内部具有光源接纳区域111,该光源接纳区域111用于接纳安装有发光二极管的印刷电路板(PCB),并且透镜部110包括透镜形式,该透镜形式在突出到外侧的结构中具有曲面,使得接收于光源接纳区域111中的光能够被漫射至外部。而且,透镜模块100可以使用透明树脂制成,并且透镜可以包含荧光剂。透镜部110可以使用包含荧光剂的树脂来注射和模制,或者可以通过将荧光剂施涂于透明或半透明树脂、玻璃或薄膜的方式产生。此外,尽管在透镜部110内的光源接纳区域111可以被实施为一般的内部接纳空间(腔),但发光二极管接纳区域111b可以被加工为具有凸形曲面的腔,并且用于安装发光二极管的PCB接纳区域可以被加工为与PCB的形状相对应的腔。当具有这种双层结构的光源接纳区域111形成时,光在穿透透镜部110和光源接纳区域——在该光源接纳区域中将形成有由发光二极管造成的空气层——时穿透具有不同折射率的元件,使得光的漫射率和散射率能够增大。除此之外,能够通过发光二极管接纳区域111b的凸形曲面进一步提高漫射率和散射率。支承部120可以被实施为呈板形式的结构,该呈板形式的结构延伸成与透镜部110的外侧部一体地形成,并且支承部120可以使用注射模制方法被实施为与透镜部110成一体式结构。当然,在支承部120已经制造成与透镜部110独立的结构之后,支承部可以与透镜部110组合。特别地,如图3中所图示的,在本发明的本实施方式中,支承部120可以具有用于将透镜部110连接至外部结构(比如边框部、反射器等)的连接部X,并且连接部X可以包括孔的形式,或者可以包括将在下文中描述的实施方式中的突出结构的形式。图1至图3的透镜模块的各实施方式示出的是,连接部X实施为贯穿支承部120的通孔H的结构。特别地,如图2中所图示的,通孔H的结构可以构造成贯穿支承部120,或者可以形成为从支承部120的两个表面朝向通孔的中央部分渐缩。也就是说,如图3中所图示的,更优选的是,通孔H从支承部120的上表面渐缩成部分a、c,所述部分a、c相对于支承部120的厚度的中央部分b形成倾斜角。这种结构的优点在于,当插入通孔H中的外部连接元件随后通过热铆合方法进行结合时,通过使熔接表面能够延伸为熔接材料沿渐缩部分的凹形倾斜部聚集的结构而能够提高结合力。2.第二实施方式第二实施方式图示了应用第一实施方式的透镜模块的发光二极管封装件的构型的示例。图4和图5图示了根据第二实施方式的发光二极管封装件的构型。参照图4和图5,根据本发明的本实施方式的发光二极管封装件可以包括光源模块400和在与图1至图3相关的部分中描述的透镜模块,该光源模块400包括容置于透镜模块100的光源接纳区域内的发光二极管410以及安装有发光二极管410的印刷电路板(PCB)420,并且发光二极管封装件还可以包括具有开口的边框部200,透镜模块100的透镜部110能够插入此开口中。边框部200可以形成为具有反射特性的反射器。在这种情况下,边框部可以由包含银、铝、铂、铬、镍、氧化钛、氧化硅、氧化铝、氟化镁、氧化钽以及氧化锌中的至少一者的材料制成,或者边框部可以形成为基底中包含有上述材料的结构,或者基底上涂覆有上述材料的结构。边框部200可以包括侧部分210和下表面部分220,侧部分210的底部在该下表面部分220中弯曲,并且边框部200的上部分形成为敞开的。而且,下表面部分220的一个区域是具有开口的,并且透镜模块的透镜部110可以插入开口位置中。特别地,第一实施方式的通孔H可以形成在透镜模块100的支承部120中,并且通孔H可以从上表面和下表面部朝向中央部分逐渐地渐缩。从边框部的下表面部分220延伸的边框突出部211可以连接成插入通孔H中,并且可以使用热铆合方法等执行边框突出部与通孔的熔接。这时,熔接材料聚集在通孔H的渐缩部分H1、H2中,使得能够实现透镜模块的支承部的表面与边框部的下表面部分220之间的牢固结合。因此,在图4的实施方式中,不需要使透镜模块100与边框部200进行组合,因为在透镜模块100的下部分中布置有单独的支承板。因此,与边框部200的强结合力可以通过透镜模块100而简单地实现,使得具有可靠性的发光二极管封装件能够以较低成本实现。而且,具有双层结构的光源接纳区域111——其中,发光二极管接纳区域111b加工为具有凸形弯曲的腔,并且用于安装发光二极管的PCB接纳区域111a加工为与PCB的形状相对应的腔——形成在透镜模块100内,使得光能够穿透具有不同折射率的组成材料,从而增大光的漫射率和散射率,并且由于发光二极管接纳区域111b的凸形弯曲而进一步提高漫射率和散射率。3.第三实施方式图6和图7图示了根据本发明的第三实施方式。参照图6和图7,第三实施方式与第一实施方式相似,其中,发光二极管封装件包括本发明的第一实施方式的透镜模块100,并且构造成使得透镜模块100和边框部200通过设置单独的基板300进行组合。基板300构造成使得呈突出形式的板突出部320形成在基底310上。因此,当板突出部320通过穿过透镜模块100的通孔H而粘结结合至边框部200的下表面部分220并且通过热铆合(HS)方法执行熔接时,板突出部320被熔接,并且熔接材料聚集在通孔H的渐缩部分H1、H2中,使得透镜模块100的表面能够牢固地结合至边框部的下表面部分220。在第三实施方式中,与第二实施方式相比,由于添加了基板300,因此元件增多。尽管如此,第三实施方式具有的意义在于,由于基板,光源模块400、透镜模块100以及边框部200能够从底部被稳定地支承并且能够结合,并且第三实施方式的优点还在于,能够通过应用根据本发明的第一实施方式的透镜模块而得以实现牢固结合。特别地,尽管未图示,在边框部200的下表面部分220中,在与板突出部320相对应的位置中形成有结构与透镜模块100的通孔H的结构相同的单独的通孔,并且在板突出部320已插入该单独的通孔中之后执行热铆合方法,使得能够实现更牢固地结合。当然,在这种情况下,此单独的通孔可以以与本发明的透镜模块中所实施的通孔的结构相同的方式成为渐缩的。4.第四实施方式图8是根据本发明的第四实施方式的透镜模块的立体概念图。图9是图7的透镜模块的沿线A-A’截取的截面图。参照图8和图9,根据本发明的第四实施方式的透镜模块100可以包括:透镜部110;支承部120,该支承部120延伸至透镜部110的外侧;以及突出部130,该突出部130位于支承部120上。透镜部110包括光源接纳区域111,该光源接纳区域111用于接纳安装有发光二极管的印刷电路板,并且透镜部110呈透镜状形状,该透镜状形状在突出到外部的结构中具有弯曲,使得容置于该光源接纳区域111中的光能够漫射到外部。而且,透镜模块100可以由透明树脂制成,并且透镜模块100可以包含荧光剂。透镜部110可以使用包含荧光剂的树脂来注射和模制,或者可以通过将荧光剂施加于透明或半透明树脂、玻璃或薄膜的方式产生。此外,如图9中所图示的,在透镜部110内的光源接纳区域111可以实施为接纳空间(腔),并且发光二极管接纳区域111b可以加工为具有凸形弯曲的腔,并且PCB接纳区域111a可以加工与PCB的形状相对应的腔。当具有这种双层结构的光源接纳区域111形成时,光能够在穿透透镜部和光源接纳区域111——该光源接纳区域111具有由发光二极管造成的空气层——时穿透具有不同折射率的元件,从而能够提高光的漫射率和散射率,并且由于发光二极管接纳区域111b的凸形弯曲而进一步提高了漫射率和散射率。支承部120可以实施为呈平坦形式的结构,该呈平坦形式的结构延伸成与透镜部110的外侧一体地形成,并且可以使用注射模制方法来实施为与透镜部110成一体式结构。当然,在支承部制造成与透镜部110独立的结构的情况下,支承部可以构造成与透镜部110组合。特别地,本发明的实施方式可以包括构造成在支承部120上突出的突出部131。如图8和图9中所图示的,突出部131可以形成在作为支承部120的上表面的一个表面上,并且透镜部110可以形成为筒形结构,但并不局限于此。因此,透镜部可以具有各种棱柱形形状,并且对突出结构的宽度、长度和数量以及突出结构的截面形状可以进行各种改变。而且,突出部131可以使用插入或熔接方法等联接至连接孔或连接部。根据本发明的第五实施方式的透镜模块的优点在于,由于在透镜模块处设置有连接构件,使得在没有单独的外部元件的情况下能够容易地执行与将要组合的物体的组合,因此能够使生产过程简化。5.第五实施方式图10和图11图示了应用根据本发明的第五实施方式的透镜模块结构的发光二极管封装件的实施方式。如图10中所图示的,根据图8中的本发明的第四实施方式的透镜模块100在支承部120的表面上可以具有突出部131,并且在本实施方式中,对突出部131仅设置在支承部120的上表面上的结构进行描述,并且在与稍后将要描述的实施方式有关的部分中,将描述修改的结构。如图10中所图示的,应用根据本发明的第五实施方式的透镜模块的发光二极管封装件可以包括透镜模块100和光源模块400,该光源模块400包括容置于透镜模块100的光源接纳区域内的发光二极管410以及安装有发光二极管410的印刷电路板420,并且发光二极管封装件还可以包括具有开口的边框部200,透镜模块100的透镜部110能够插入此开口中。边框部可以形成为具有反射特性的反射器。在这种情况下,边框部可以由包含银、铝、铂、铬、镍、氧化钛、氧化硅、氧化铝、氟化镁、氧化钽以及氧化锌中的至少一者的材料制成,或者边框部可以形成为基底中包含有上述材料的结构,或者基底上涂覆有上述材料的结构。边框部200可以包括侧部分210和下表面部分220,该下表面部分220形成为从侧部分210的底部弯曲,并且边框部的上部分具有敞开结构。而且,下表面部分220的一个区域是具有开口的,并且相应地,透镜模块100的透镜部110可以通过该开口区域插入下表面部分220中。另外,在边框部200的下表面部分220中可以形成有边框通孔221,使得透镜模块的突出部131能够插入,并且在透镜模块100的突出部131已经插入并且连接至边框通孔221之后,透镜模块100和边框部200可以通过热铆合方法结合。在图示的实施方式中,尽管边框通孔221实施为贯穿边框部200的下表面部分220,根据情况,结合部分可以实施为其中形成有呈凹槽形式的图案的结构,而不是实施为其中边框通孔贯穿下表面部分的结构。在这种情况下,如图11中所图示的,结合部分221——设置在边框部200的下表面部分220处的孔结构——可以构造成具有从边框部200的下表面部分220中的一个表面或两个表面朝向下表面部分220的中央部分逐渐地渐缩的部分H1、H2。这也意在实现强结合力,因为当对突出部131进行热铆合时熔接溶液聚集在具有渐缩结构的区域中。当应用第五实施方式的透镜模块100时,在对透镜模块100与边框部200进行结合时需要在透镜模块的下部分中布置单独的支承板。因此,与边框部200的强结合力能够通过透镜模块100得以简单地实现,使得能够以低成本实现具有可靠性的发光二极管封装件。6.第六实施方式图12中图示的透镜模块具有第四实施方式的透镜模块的改进结构,并且与第四实施方式的透镜模块的不同之处在于,突出部131、132分别形成在支承部120的一个表面以及与所述一个表面相反的另一个表面上。也就是说,第一突出部131形成在支承部120的上表面上,并且第二突出部132形成在支承部120的下表面上。相应地,第一突出部131可以根据与图10相关的部分中描述的那样与边框部200组合,并且第二突出部132可以结合至作为外部结构件的基板300。图13示出了应用图12中所呈现的透镜模块100的发光二极管封装件,并且该发光二极管封装件具有的不同之处在于,第二突出部132附加于透镜模块100的支承部120的下表面。特别地,如图12和图13所图示的,透镜模块100的第一突出部131结合至边框部200的下表面,如图10的实施方式中所示,并且基板300的板通孔320形成为使得透镜模块100的第二突出部132能够以穿过板通孔320的方式与板通孔320组合。在使用热铆合方法执行熔接时,基板300经由透镜模块与位于上部分处的边框部200结合,使得能够实现更牢固的结合。此时,如图14中所图示的,设置在基板300处的板通孔320可以实施为朝向板通孔320的中央部分逐渐地渐缩。熔接材料聚集在板通孔320的渐缩部分H3、H4中,使得透镜模块100的表面与边框部200的下表面部分220能够牢固地结合。也就是说,本发明的板通孔320可以形成为朝向基板300的中央部分渐缩。在另一实施方式中,板通孔320可以形成为凹形样式的结构。在第六实施方式中,与第五实施方式相比,尽管附加有基板300,但有利的是,光源模块400、透镜模块100以及边框部200能够被稳定地支承和结合,并且能够通过应用根据第四实施方式的透镜模块而实现更牢固地结合。7.第七实施方式图15和图16中图示的第七实施方式与其它实施方式的相同之处在于,设置有透镜110和支承部120,与其它实施方式的不同之处在于,作为突出结构的第二突出部134仅形成在支承部120的下表面部分上。此时,第七实施方式具有透镜模块100和边框部200使用粘合材料结合在一起的结构,并且这个结构可以应用于透镜模块100与下部分的基板300之间需要更牢固的结合力的情况。如图16中所图示的,应用第七实施方式的发光二极管封装件可以构造成使得第二突出部134插入并且焊接在基板300的板通孔320中,并且板通孔320形成为朝向板通孔320的中央部分逐渐地渐缩。如上所述,在本发明的已经描述了本发明的详细的示例性实施方式的详细描述中,应当明显的是,在不背离本发明的精神或范围的情况下,本领域的技术人员能够做出修改和改变。因此,将理解的是,上述内容是对本发明的说明,而不能解释为限于所公开的特定实施方式,并且对公开的实施方式的修改以及其它实施方式旨在被包括在所附权利要求及其等同物的范围内。
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