光束角特性改善的LED封装的制作方法

光束角特性改善的led封装
技术领域
1.led封装技术领域本发明涉及一种具有改善的光束角特性的led封装。具体而言，本发明涉及有一种具有如下特征的技术，该技术调整在封装发光器件的模具上形成的凹陷部和凸起部的边长和凹陷部和凸起部之间的高度差而控制光束角，从而可以使背光单元的生成为薄的厚度。


背景技术：

2.发光器件(led，light emission device)是通过提供偏压来发光的器件的统称，并且包括：发光二极管(light emission diode)，其通过pn接合在施加电流时发光；以及有机材料发光二极管(oled)，其使用有机材料。
3.发光元件模制成所提供的光通透射的透光构件，并且可以包括用于将与光一起产生的热量散发到外部的散热器，一般而言，其通常安装在引线框架或印刷电路板(pcb)上。
4.由发光器件提供的光扩散的角度称为光束角。需要将光聚焦在某个方向上时，使用因光束角小而光扩散角小的发光器件及根据这种目的形成的发光器件封装。相反，当需要分散光时，使用因光束角宽而光扩散角大的发光器件及根据这种目的形成的发光器件封装。


技术实现要素：

5.所要解决的技术问题
6.一般性的lcd显示器从位于背面的背光单元(blu,back lightunit)接收提供的光。根据显示器越来越轻薄的趋势而背光单元已从使用冷阴极荧光灯(ccfl)的现有方法更改为使用半导体发光器件，因此，与现有技术相比，减小了其体积和重量。
7.根据这种趋势，不断要求减小背光单元的厚度。然而，在以相等间隔配置的led封装中，背光单元的厚度必须随着光束角的减小而增加。此外，如果将相同厚度的背光单元实现为具有小光束角的led封装，则由于led封装的间距变窄，因此导致因增加led封装的数量而费用上涨的问题。
8.通过本实施例而要解决的问题之一是解决上述现有技术的缺点，从而提供一种具有大光束角的led封装。
9.本发明要解决的技术问题不限定于上述技术问题，通过本发明的描述而本领域普通技术人员会将清楚地理解未提及的其他技术问题。
10.解决问题的技术方案
11.本发明是为了解决上述的问题而发明的，根据本发明的发光器件封装，其特征在于，包括：基板，其通过第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)交叉而形成；至少一个的发光器件，其分别设置在基板的第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)上；以及模具，其用于封装发光器件，其中，所述模具的光提供面通过包括周期性地配置的多个凸起部和凹陷部来分散光，并且使用在透明环氧模塑料(emc)粉末材料中混合选自作为扩散剂的tio2、sio2、zno或
y2o3中的一种以上的材料而进行传递模制而形成，其中，所述基板的第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)的倾斜角被确定在5
°
至30
°
的范围内。
12.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述多个凸起部彼此具有相同的形状。
13.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述多个凸起部具有彼此正交的第一边和第二边的四边形。
14.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述四边形是正方形。
15.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述多个凹陷部彼此具有相同的形状。
16.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述多个凹陷部具有彼此正交的第一边和第二边的四边形。
17.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述四边形是正方形。
18.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述多个凸起部和凹陷部具有相同的形状。
19.根据本发明的发光器件封装的一个方面，所述多个凸起部和凹陷部具有彼此正交的第一边和第二边的四边形。
20.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述四边形是正方形。
21.根据本发明的发光器件封装的一方面，当凹陷部的深度为δt时，在所述模具的所述光提供面上出现的相位差为：(n：模具折射率、λ：波长)。
22.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述发光器件封装的光束角由数学公式表示：(2φ：光束角、λ：波长、w：凹陷部和凸出部的边长)。
23.根据本发明的发光器件封装的一方面，所述多个凸起部的每一个的横截面形成为半球形的同时，所述多个凹陷部的每一个的横截面形成为四边形。
24.发明效果
25.根据本实施例的半导体封装，封装发光器件的模具中形成的凹陷部和凸起部引起弗劳恩霍夫衍射，由此其提供可以加大由发光器件提供的光的光束角的优点。
26.进而，根据本实施例的半导体封装，提供调整在封装发光器件的模具上形成的凹陷部和凸起部的边长和凹陷部和凸起部之间的高度差而控制光束角的优点。
27.由此提供的优点是，如果形成背光的led封装提供的光的光束角形成得大而背光单元的生成为薄的厚度。
28.进而，如果由形成背光的led封装所提供的光的光束角形成得大，则随着led封装的间距变宽而led封装的数量减少，从而提供经济上降低费用的实惠的优点。
29.本发明的效果不限定于上述的效果，通过以下描述，本领域技术人员对其他未提及的要解决技术问题可以从下列记载中得到明确理解。
附图说明
30.图1是示出根据本发明的第一实施例的半导体封装的概要的立体图。
31.图2是沿着图1所示的本发明的第一实施例的半导体封装的a-a线的截面图。
32.图3是示出根据本发明第二实施例的背光单元的概要的截面图。
33.图4是示出根据本发明第三实施例的背光单元的概要的示例图。
具体实施方式
34.根据本发明的发光器件封装，其特征在于，包括：基板，其通过第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)交叉而形成；至少一个的发光器件，其分别设置在基板的第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)上；以及模具，其用于封装发光器件，其中，所述模具的光提供面通过包括周期性地配置的多个凸起部和凹陷部来分散光，并且使用在透明环氧模塑料(emc)粉末材料中混合选自作为扩散剂的tio2、sio2、zno或y2o3中的一种以上的材料而进行传递模制而形成，其中，所述基板的第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)的倾斜角被确定在5
°
至30
°
的范围内。
35.以下，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在此之前，本说明书和权利要求书中使用的术语或单词不应解释为限定于其通常的含义或字典含义，并且应解释为，其是发明人为了以最佳方式解释自己的发明而本着可适当定义术语概念的原则而与本发明的技术思想相一致的含义和概念。据此，应理解为，由于本说明书中描述的实施例和附图中所示的构成仅是本发明的最优选实施例，因此并其不代表本发明的所有技术思想，在本技术时，可以存在各种等同物和修改形式可以替代它们。
36.第一实施例
37.图1是示出第一实施例的概要的立体图，图2是沿着图1的线a-a截取的截面图。参照图1和图2，根据第一实施例的发光器件封装10包括：基板(sub)；发光器件100，其配置在基板上；以及模具200，其封装发光器件100，其中，模具的光提供表面s包括周期性地配置的多个凸起部(p)和凹陷部(c)。
38.基板(sub)可以连接到发光器件100，以形成向发光器件100提供偏压的导线(未图示)。作为一例，基板(sub)可以由能够将提供的发光器件100提供光时形成的热量接收的材料形成，作为一例，可以由硅(si)等形成。用于将从发光器件100提供的热量散发到外部的散热器(未图示)可以形成在基板(sub)的背面上。
39.发光器件100设置在基板(sub)上，并且电连接到形成在基板(sub)上的导线以提供驱动电力。发光器件100，作为一例，可以是发光二极管和有机发光二极管中的任何一种，并且可以发射蓝光、红光和白光等具有可见光波段波长的光。
40.模具200将发光器件100封装。在一实施例中，模具200由能够透射由发光器件100提供的光的材料形成。作为一例，模具200可以由透明材料形成。
41.可以在模具200的光提供面s上周期性地形成凸起部(p)和凹陷部(c)。作为一例，凸起部(p)可以形成为一边的长度为w的正方形。凹陷部(c)可以形成为一边的长度为w的正方形。以任何一个凸起部(p)为基准而凹陷部(c)可以位于上、下、左和右，并且凸起部(p)以任何一个凹陷部(c)为基准而凸起部(p)可以位于上、下、左和右。凸起部(p)的表面与凹陷部(c)的表面之间的高度差可以恒定地形成为δt。
42.在图1和图2所示的实施例中，通过形成在模具200的光提供面(s)上的凸起部(p)和凹陷部(c)来加大光束角。
43.如图2所示，当在模具200的光提供面(s)上未形成凸起部(p)和凹陷部(c)时，发光器件封装1的光束角为2θ。然而，当在模具200的光提供面s上形成凸起部(p)和凹陷部(c)时，发生弗劳恩霍夫衍射(fraunhofer diffraction)。弗劳恩霍夫衍射通常会排列一些小孔以改变光的衍射角(光束角)，但通过利用改变光的相位的凸起部(p)和凹陷部(c)的周期
性图案，可以将光束角加大到2φ。
44.图1和2中所示的实施例的光束角可以用如下的数学公式1运算。如以下数学公式1所示，通过减小一边的长度，可以改善光束角(2φ)。
45.【数学公式1】
[0046][0047]
另外，在本实施例中，通过使用高度差达到δt的的凸起部(p)和凹陷部(c)而形成由发光器件100提供的光的相位差，并且用如下的数学公式2运算此时的相位差。
[0048]
【数学公式2】
[0049][0050]
据此，相位差可以通过控制凸起部(p)和凹陷部(c)的表面之间的高度差(δt)来控制。由此，可以改变光束角2φ。作为一例，δt的增加会增加相位差并相应地增加光束角。相反，当δt减小时，相位差减小且光束角减小。
[0051]
根据未图示的实施例，凸起部(p)和凹陷部(c)可以具有相同的四边形，并且四边形可以具有周期性配置的形状。根据未图示的另一实施例，凸起部(p)和凹陷部(c)可以具有多边形、圆形、椭圆形等的周期性排列的形状，并且可以根据凸起部(p)和凹陷部(c)的形状来控制光束角特性。
[0052]
然而，根据本发明的需要而所述多个凸起部(p)中的每一个的横截面形成为半球形的同时，所述多个凹陷部(c)的每一个的横截面可以形成为四边形形状，并且有可能形成相反的情况。
[0053]
第二实施例
[0054]
在下文中，将参照图3描述根据本发明第二实施例的背光单元。图3是示出根据本发明第二实施例的背光单元的概要的截面图。
[0055]
参照图3，根据本发明第二实施例的背光单元11包括：多个发光装置100，其形成在包括第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)的基板(sub)的第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)上；以及扩散板400，其扩散由发光器件100提供的光。
[0056]
如第一实施例中所述，发光器件100可以是发光二极管和有机发光二极管中的任何一种，并且可以发出蓝光、红光和白光等具有可见光波段波长的光。
[0057]
基板(sub)可以通过与第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)交叉来形成,并且至少一个发光装置100可以位于第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)中。
[0058]
第一倾斜面(s1)与第二倾斜面(s2)的倾斜角度优选为5
°
至30
°
，该优选的原因在于，如果倾斜角小于5
°
，则与平面基板相比，改善光束角的效果不明显，并且如果倾斜角超过30
°
，则朝着背光单元11的两个侧面发散的光量增加，从而背光单元11的光效率降低。
[0059]
当第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)形成在基板(sub)中时，因基板(sub)的表面积增加而执行散热器(heat sink)的功能使在发光元件100中产生的热量散发到外部。
[0060]
用于向发光器件100提供驱动电力的导线(未图示)可以形成在基板sub上。第一倾斜面(s1)和第一倾斜面(s2)形成为在不同的方向上倾斜，第一倾斜面(s1)和第一倾斜面
(s2)交替地形成在基板上。
[0061]
根据本实施例的背光单元11可以还包括扩散板(diffusionplate)400，该扩散板400与基板子间隔开并扩散由发光器件100提供的光。在扩散板400上还可以在与发光器件100相对应的位置处形成反射构件410。
[0062]
在图3所示的实施例中，发光器件100a和发光器件100b设置成与第一倾斜面(s1)和第二倾斜面(s2)交叉。配置在第一倾斜面(s1)上的发光器件100a沿着第一倾斜面(s1)倾斜的方向偏转而提供光，并且设置在第二倾斜面(s2)上的发光器件100b沿着第二倾斜面(s2)倾斜的方向偏转而提供光。据此，与以等间隔配置在现有平面基板上的一对led芯片相比，它具有更宽的光束角。
[0063]
进而，根据第二实施例的背光单元11包括发光器件(100a)和用于进一步扩散由发光器件100b提供的光的扩散板400，从而可以更广泛地提供光。
[0064]
第三实施例
[0065]
在下文中，将参照图4描述根据本发明的第三实施例的发光器件封装12。根据本发明第三实施例的发光器件封装12包括：基座160，其安装有发光装置100；封装胶200，其由透光树脂形成以封装发光器件100；以及壳体，其形成为暴露封装胶200的上部并围绕封装胶200的侧面的形状，其中，所述封装胶通过使用金属模具模制而形成，从而具有预定的形状。
[0066]
参照图4，发光器件100安装在基座160上，通过位于基座160上的第一电极120和第二电极140接收提供的驱动电力。
[0067]
模具200由透光材料制成，并且保护封装的发光器件100。基座160具有完全围绕封装胶200的侧面并暴露封装胶200的上部的形状。在本实施例中，模具200包括环氧树脂或硅树脂等透光树脂，并且可以通过使用金属模子的传递模制而形成。
[0068]
模具200具有主要实现光发射的上面平坦的平面。这种平面形状可以通过传递模制来实现。在将液态树脂注入壳体160的空腔中以形成封装胶的现有技术中，由于表面张力，如上所述无法获得期望的平面形状。另外，在所述封装胶30中可以包括被特定波长的光激发并发射不同波长的光的荧光体。
[0069]
可以将模具200通过传递模制而形成上面31为平面的模具200。另外，通过将模具200传递模制而可以形成具有半球形凸透镜或凹透镜形状或菲涅耳图案的各种透镜形状的封装胶200。菲涅耳图案可以是存在有粗糙度的图案，并且这种图案的透镜可以加宽光束角。
[0070]
进而，使用在透明环氧模塑料(emc)粉末材料中混合选自作为扩散剂的具有白色、乳白色和/或灰白色等颜色的tio2、sio2、zno或y2o3中的一种以上的材料而进行传递模制而形成。据此，所述模具200包含扩散剂。根据在透明环氧模塑化合物(emc)中混合的扩散剂的量而可以调节模具200的透明度和led封装12的光束角。
[0071]
据此，在根据本实施例的发光器件封装中，可以通过调节模具200中包括的扩散剂的量来控制光的扩散度，由此可以控制发光器件封装12的光束角。
[0072]
上面已经结合本发明的特定实施例描述了本发明，但这仅是示例，本发明不限定于此，本发明所属领域的普通技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下对所描述的实施例进行变更或变形，并且在本发明的技术宗旨和本文所述描述的权利要求的范围内，可以进行各种变更和变形。