專利名稱：發(fā)光二極管封裝及其制造方法和具有該led封裝的光源單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管封裝及其制造方法和具有該LED封裝的光源單元，更 具體地，涉及一種降低了生產(chǎn)成本的高效LED封裝及其制造方法和具有該高效LED封裝的 光源。
背景技術(shù)：
隨著向先進的信息社會的發(fā)展，對各種顯示設(shè)備發(fā)展的需要也強烈起來，尤其是 液晶顯示器(IXD)、等離子體顯示面板(PDP)、電致發(fā)光顯示器(ELD)、場發(fā)射顯示器(FED)、 真空熒光顯示器(VFD)等近來都處于積極地研究和試驗中。其中，IXD由于分辨率高、產(chǎn)量 大、驅(qū)動單元便利、重量輕、設(shè)計纖薄、能耗低等特點在現(xiàn)有技術(shù)中引起廣泛的關(guān)注。LCD通過向介入在兩基板之間的具有介電各向異性的液晶材料施加電場并控制電 場強度來調(diào)節(jié)透過基板的光的數(shù)量而顯示圖像。因為IXD中的IXD面板為非發(fā)射型器件， 所以LCD需要給LCD面板提供光的光源單元。用作光源單元的燈可以包括例如冷陰極熒光燈(CCFL)、外部電極熒光燈(EEFL)、 發(fā)光二極管(LED)等。與諸如CCFL的其他器件相比，LED光源單元具有很多優(yōu)點，例如，較 長的壽命、較快的發(fā)光速度、較小的尺寸、較高的亮度、卓越的能效等，因此它有望成為下一 代的光源。通過制備紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)LED芯片的封裝以形成封裝組(cluster) 并形成由制備好的LED封裝組成的至少一排來制造LED光源單元。形成封裝組的R、G和B LED芯片發(fā)出的多束光混合在一起形成白色光，該白色光再從封裝組射出。參照圖1，射出的光會產(chǎn)生集中在封裝組中間的與其輻射性能有關(guān)的點陣形 (lattice)斑點，該輻射性能與LED制造有關(guān)。為了防止形成這樣的點陣形斑點，增加了所 需光學片的使用，而光學片的增加使用會引起生產(chǎn)成本提高。LED僅消耗提供給它的能量的15%來發(fā)光，而剩余85%的能量以熱形式發(fā)射。因 此，增加LED的數(shù)量可能增加LED產(chǎn)生的熱，此外，還可能增加用于驅(qū)動LED光源單元的功 耗。另外，還存在一側(cè)的邊緣部分比另一側(cè)的邊緣部分亮的問題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在解決關(guān)于傳統(tǒng)技術(shù)的上述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一 種降低了生產(chǎn)成本的高效LED封裝及其制造方法和具有所制造的LED封裝的光源單元。為了實現(xiàn)本目的和其他優(yōu)點，本發(fā)明提供了一種制造LED封裝的方法，包括制 備其上安裝有LED的?？?；形成具有倒圓錐形頂部部分和具有通過噴砂或微珠處理(beadtreatment)形成的霾粒的側(cè)面部分的半球形透鏡；以及將透鏡固定至?？蛞苑庾ED。這里，利用噴砂設(shè)備向透鏡的外側(cè)噴射離散的粒子來實施噴砂工藝。執(zhí)行微珠處理以將離散的粒子引入到透鏡中。利用雙注入工藝來執(zhí)行微珠處理，所述雙注入工藝包括初次注入不包含離散粒子 的頂部部分，然后在整個初次注入的頂部部分上二次注入添加有離散粒子的側(cè)面部分。本發(fā)明的LED封裝可包括安裝在提供有來自外部電源的電能的印刷電路板上的 模框、安裝在所述?？蛏嫌靡园l(fā)光的LED以及固定至?？蛴靡苑庾ED的半球形透鏡，其 中，所述透鏡具有倒圓錐形頂部部分和具有通過噴砂和微珠處理形成的霾粒的側(cè)面部分。霾粒可以通過將離散粒子粘附到透鏡的側(cè)面部分的外側(cè)的噴砂工藝來形成?？蛇x地，霾粒可通過將離散粒子引入到透鏡的側(cè)面部分中的微珠處理來形成。本發(fā)明的具有LED封裝的光源單元可以包括LED封裝，所述LED封裝包括安裝 在提供有來自外部電源的電能的印刷電路板上的?？?、安置在?？蛏嫌靡园l(fā)光的LED、以及 具有倒圓錐形頂部部分和具有通過噴砂或微珠處理形成的側(cè)面部分的半球形透鏡；光散射 板，用以散射從LED封裝發(fā)出的光；以及多個光學片，用以增強從LED封裝發(fā)出的光的亮度。多個光學片可以是選自散射片、棱鏡片、偏光片和保護片中的至少一種。由上述公開顯而易見，本發(fā)明可具有在拓寬光的方向角度以提高光的散射的同 時，防止LED光僅在垂直方向射出的優(yōu)點，從而增強發(fā)光效率，例如，均勻亮度。此外，本發(fā)明可以減少所需光學片的數(shù)量和LED封裝的數(shù)量，從而在能夠制造具 有光源單元的纖薄的顯示器的同時，降低了能耗和生產(chǎn)成本。應(yīng)該理解，本發(fā)明的前述簡要描述和下述詳細描述均為示范性和解釋性的，并且 其旨在具體地描述所要求保護的本發(fā)明。
并入本申請中并構(gòu)成本申請的一部分的附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解，闡述 了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是示出使用傳統(tǒng)LED封裝的光源單元的發(fā)光圖案的照片；圖2A和2B分別是根據(jù)本發(fā)明示意性地圖示光源單元的平面圖和剖面圖；圖3A和3B分別是根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例圖示LED封裝中的透鏡的透視圖和 剖面圖；以及圖4A和4B分別是根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例圖示LED封裝中的透鏡的透視 圖和剖面圖。
具體實施例方式在下面的描述中，將結(jié)合附圖參照示范性實施例詳細描述根據(jù)本發(fā)明的LED封裝 及其制造方法和具有上述制造的LED封裝的光源單元。圖2A是圖示具有本發(fā)明的LED封裝的光源單元10的平面圖，圖2B是圖示沿圖2A 中的(1-1’)線截取的上述光源單元10的剖面圖。上述光源單元10包括用于發(fā)光的多個 LED封裝30和與LED封裝30隔開按照固定間隔排列的多個光學片16。光源單元10還可 以包括其上安裝有LED封裝30的印刷電路板(PCB) 38、散射光的散射板14和反射從LED封裝30發(fā)出的光的反射板(未示出)。多個LED封裝30彼此間以固定間隔隔開的方式進行排列。一個LED封裝30包括 安置在PCB 38上的?？?6、固定到?？?6的LED 31以及封住LED31的透鏡32。?？?6可以將LED 31產(chǎn)生的熱傳遞給PCB 38。為了散發(fā)LED 31產(chǎn)生的熱，以及 為了進一步從外部電源經(jīng)由焊腿(未示出)將電能提供到LED 31,PCB 38可以由諸如鋁的 金屬基板制成。LED 31利用貫穿半導體的p_n結(jié)結(jié)構(gòu)的注入產(chǎn)生諸如電子和/或電子空穴的少 數(shù)載流子，并利用這些少數(shù)載流子的復合產(chǎn)生光。LED 31固定在?？?6內(nèi)部，并包括紅色 (R)熒光劑31a、綠色(G)熒光劑31b和藍色(B)LED芯片31c以產(chǎn)生白色光。參照圖3A至4B，透鏡32散射LED 31發(fā)出的光以擴大光輻射寬度并向外界透射 被散射的光。透鏡32可形成為半球形形狀，該半球形形狀包括在透鏡32頂部的具有倒圓 錐形的凸透鏡型凹槽的第一部分32a和作為透鏡的側(cè)面部分的第二部分32b，第二部分32b 基本上占據(jù)了透鏡32除第一部分32a外的其他部分，其中霾粒(haze)可形成在第二部分 32b的外表面上，或形成在第二部分32b的內(nèi)部，即可以與透鏡32成一體。霾?？捎蓢娚盎?微珠處理形成。更具體地，如圖3A和3B中所示，噴砂工藝可以僅在透鏡32的第二部分32b的外表 面上產(chǎn)生霾粒，使得發(fā)光位置不限于透鏡32中心處的第一部分32a。利用噴砂設(shè)備噴射具 有所需粒子尺寸的離散粒子執(zhí)行噴砂處理，所需粒子尺寸取決于透鏡32表面上的粗糙度。 可以在第二部分32b上局部地執(zhí)行噴砂工藝。如圖4A和4B中所示，微珠處理可將離散粒子引入到透鏡32中，即微珠處理可以 通過將離散粒子與制造透鏡32的材料混合并注入該混合物形成第二部分32b來實現(xiàn)。這 里，微珠處理可以通過雙注入工藝實現(xiàn)，雙注入工藝包括無霾粒的第一部分32a的初次注 入和在整個第一部分32a上的第二部分32b的二次注入，從而形成與透鏡32成一體的霾 粒，其中第二部分32b可以具有形成在其上的霾粒。如此，用以形成霾粒的對作為透鏡32的側(cè)面部分的第二部分32b的局部噴砂或微 珠處理在提高光散射效率的同時可以防止光僅在垂直方向發(fā)射，其中光由R、G和B LED 31 產(chǎn)生。因而，光可以具有均勻的亮度，例如，減少了點陣形斑點的產(chǎn)生，點陣形斑點的產(chǎn)生的 減少又增強了發(fā)光效率并可以在所有方向上散射LED光，從而減少光學片和LED封裝的數(shù) 量。LED封裝的數(shù)量的減少可以降低能耗和生產(chǎn)成本，并且采用光源單元的顯示設(shè)備可以比 傳統(tǒng)產(chǎn)品更纖薄。LED封裝30的數(shù)量可以根據(jù)使用LED封裝30作為光源的顯示面板的尺寸變化。再次參照圖2A和2B，光學片16可以用來提高從LED封裝30出射的光的亮度及其 亮度均勻性。這樣的光學片可以包括選自散射片、棱鏡片、偏光片和保護片中的至少一種。散射片可以起到散射從LED封裝30出射的光的作用。更具體地，散射片把自散 射板14接收的入射光導向顯示面板的正面并對光進行散射以使光在大范圍內(nèi)具有均勻分 布，從而使光輻射到顯示面板上。棱鏡片可以使通過散射片散射的光聚集在垂直于顯示面 板的方向上。偏光片可以透射與偏光片的透射軸平行的光，同時反射與透射軸垂直的光。保 護片可以保護偏光片或棱鏡片免受損壞。當按照本發(fā)明在透鏡32的側(cè)面部分上形成霾粒時，可以減少光學片16的數(shù)量，繼而可以降低生產(chǎn)成本并能夠制造纖薄的顯示設(shè)備，這樣的顯示設(shè)備具有采用LED封裝30的 光源單元10。 散射板14與LED封裝30以一定間隔隔開并安置在LED封裝30和光學片16之間， 以將從LED封裝30發(fā)出的光散射到顯示面板的整個表面。反射板(未示出)是具有高的光反射率的板，它把經(jīng)由散射板14的背面入射到其 上的光再次反射至相同的散射板14，因而減少了光損耗。反射板可以安置在LED封裝30下 方或在多個LED封裝30之間。下面的描述將給出制造本發(fā)明的LED封裝30的方法。下文中，除透鏡32的形成 過程以外，將省略制造LED封裝的任何傳統(tǒng)工藝。根據(jù)本發(fā)明，形成具有倒圓錐形頂部部分32a和具有霾粒的側(cè)面部分32b的半球 形透鏡32，霾粒通過噴砂或微珠處理形成。更具體地，為了將離散粒子噴射在透鏡32的側(cè)面部分32b的外側(cè)上，利用噴砂設(shè) 備來執(zhí)行噴砂工藝。通過雙注入工藝執(zhí)行微珠處理，雙注入工藝包括初次注入不包含離散 粒子的頂部部分32a，然后，在整個第一次注入的頂部部分上注入添加有離散粒子的側(cè)面部 分32b。因此，透鏡32中可以包含離散粒子以形成霾粒。如上所述，當在透鏡32的側(cè)面部分32b上形成霾粒時，在提高透鏡的光散射效率 的同時可以抑制LED 31產(chǎn)生的光僅在垂直方向的發(fā)射。因此，透鏡可以呈現(xiàn)均勻的亮度， 例如，減少了點陣形斑點的產(chǎn)生，點陣形斑點的產(chǎn)生的減少反過來增強了透鏡的發(fā)光效率， 從而減少了所需的LED封裝的數(shù)量。另外，LED封裝的數(shù)量的減少可以降低能耗和生產(chǎn)成 本，和/或可以利用具有LED封裝的光源制造纖薄的顯示設(shè)備。 接著，將具有霾粒的透鏡32固定到其上安裝有LED 31的?？?6，以封住LED 31 并完成LED封裝30。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的技術(shù)結(jié)構(gòu)和其他特征，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而 言，本發(fā)明顯然并不受限于上述示范性實施例和附圖，而是在不背離所附權(quán)利要求書所限 定的本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明可以覆蓋其替換、變型和/或修改。
權(quán)利要求
一種制造LED封裝的方法，包括制備其上安裝有LED的模框；形成具有倒圓錐形頂部部分和具有通過噴砂或微珠處理形成的霾粒的側(cè)面部分的半球形透鏡；以及將所述透鏡固定到所述模框，以封住所述LED。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用噴砂設(shè)備向所述透鏡的外側(cè)上噴射離散粒 子來執(zhí)行所述噴砂處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行所述微珠處理以將離散粒子引入到所述透鏡中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，通過雙注入工藝執(zhí)行所述微珠處理，所述雙注入 工藝包括初次注入不包含離散粒子的頂部部分，然后在整個第一次注入的頂部部分上注入 添加有離散粒子的側(cè)面部分。
5.一種LED封裝，包括?？?，所述?？虬惭b在被提供了來自外部電源的電能的印刷電路板上；LED，所述LED安置在所述?？蛏?，用以發(fā)光；以及半球形透鏡，所述半球形透鏡固定到所述模框用以封住所述LED，其中，所述透鏡包括 倒圓錐形頂部部分和具有通過噴砂和微珠處理形成的霾粒的側(cè)面部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED封裝，其中，所述霾粒通過將離散粒子粘附到所述透鏡的 側(cè)面部分的外側(cè)的噴砂工藝形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED封裝，其中，所述霾粒通過將離散粒子引入到所述透鏡的 側(cè)面部分中的微珠處理形成。
8.一種具有LED封裝的光源單元，包括LED封裝，所述LED封裝包括安裝在被提供了來自外部電源的電能的印刷電路板上的 ?？颉仓迷谒瞿？蛏嫌靡园l(fā)光的LED、以及固定到所述?？蛴靡苑庾∷鯨ED的半球形 透鏡，其中，所述透鏡包括倒圓錐形頂部部分和具有通過噴砂和微珠處理形成的霾粒的側(cè) 面部分；散射板，用以散射從所述LED封裝出射的光；以及多個光學片，用以提高從所述LED封裝出射的光的亮度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光源單元，其中，所述霾粒通過將離散粒子粘附到所述透鏡 的側(cè)面部分的外側(cè)或?qū)㈦x散粒子引入到所述透鏡的側(cè)面部分中形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光源單元，其中，所述多個光學片是選自散射片、棱鏡片、偏 光片和保護片中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低了生產(chǎn)成本的高效LED封裝及其制造方法和具有該LED封裝的光源單元。制造該LED封裝的方法包括制備其上安裝有LED的?？颍恍纬删哂械箞A錐形頂部部分和具有通過噴砂或微珠處理形成的霾粒的側(cè)面部分的半球形透鏡；以及將該透鏡固定到?？蛞苑庾∷鯨ED。
文檔編號H01L33/58GK101807652SQ200910260650
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者李仙花, 申鉉浩, 羅健洙 申請人:樂金顯示有限公司