專利名稱：發(fā)光二極管組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管組件，尤其涉及一種封裝膠材的外表面具有微結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管組件。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)由于具有省電、低驅(qū)動(dòng)電壓、壽命長(zhǎng)以及具有環(huán)保效果等優(yōu)點(diǎn)，逐漸用于各種照明設(shè)備以及液晶顯示器的背光源上。發(fā)光二極管組件的目的包括保護(hù)芯片不受外界水氣、氧氣、輻射或外力的破壞。傳統(tǒng)發(fā)光二極管組件用的封裝膠折射率約為1.5，與空氣的全反射角約為42度。因此，若封裝膠的出光面為平面結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致光線于封裝膠內(nèi)部發(fā)生全反射，而導(dǎo)致出光效率下降，進(jìn)而影響元件效率以及封裝材料提早老化等問題。美國(guó)專利7，875，476利用封裝膠成型技術(shù)，如圖1所示，將封裝膠11固化成圓球形，以降低光線于封裝膠11內(nèi)部發(fā)生全反射的機(jī)會(huì)，進(jìn)而增加出光效率。然而，上述方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)于非圓形或非正方形的封裝體10中，并且將封裝膠11固化成圓形所需的材料甚多，若應(yīng)用于大型封裝體10上，成本明顯上升。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明之一目的在于提供一出光效率高但制作容易的發(fā)光二極管組件。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管組件，包括:一基座、一發(fā)光兀件及一封裝膠材。發(fā)光元件設(shè)置于基座上。封裝膠材設(shè)置于發(fā)光元件上，且封裝膠材的外表面包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)。微結(jié)構(gòu)包括多個(gè)凹陷的微結(jié)構(gòu)或多個(gè)凸起的微結(jié)構(gòu)或上述微結(jié)構(gòu)的組合，其中至少一部分發(fā)光元件所發(fā)出的光線經(jīng)由微結(jié)構(gòu)傳遞至外界環(huán)境。在上述較佳實(shí)施例中，凸起的微結(jié)構(gòu)與凹陷的微結(jié)構(gòu)為一角錐體。角錐體可為一四角錐體，具有四個(gè)面，頂角為70度，高度為0.5mm。在上述較佳實(shí)施例中，凸起的微結(jié)構(gòu)分別為一微小顆粒，其中微小顆粒的光線折射率約略相等于封裝膠材的光線折射率，且其形狀為圓形、橢圓形、多邊形或其組合。另外，微小顆粒的排列間距介于O 500微米,微小顆粒的粒徑介于10 500微米,封裝膠材的表面粗糙度(Ra)約為30微米。在上述較佳實(shí)施例中，基座包括一定義于一側(cè)壁之中的容置空間，發(fā)光元件設(shè)置于容置空間中，且封裝膠材填充于容置空間中以包覆發(fā)光元件。凹陷的微結(jié)構(gòu)是自一參考面朝發(fā)光元件的方向凹陷，且凸起的微結(jié)構(gòu)是自一參考面朝遠(yuǎn)離發(fā)光元件的方向凸起，其中參考面為一平面，切齊側(cè)壁的外緣。在上述較佳實(shí)施例中，凸起的微結(jié)構(gòu)分別為一微小顆粒，其中微小顆粒的光線折射率約略相于封裝膠材的光線折射率，且微小顆粒的部分體積位于參考面之下，其中微小顆粒凸出于參考面之體積占其總體積的33 66%。
在上述較佳實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)的排列間距介于O 500微米。藉由本發(fā)明封裝膠材表面微結(jié)構(gòu)的設(shè)置，光線于封裝膠材內(nèi)部發(fā)生全反射的情形可以減少，進(jìn)而提聞光使用效率。


圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的封裝體的剖面圖；圖2顯示本發(fā)明的較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管組件的示意圖；圖3顯示本發(fā)明的較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管組件的剖面圖；圖4顯示圖3的A區(qū)域的放大圖；圖5顯示圖3的A區(qū)域的部分結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖6顯示本發(fā)明的較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管組件的制作方式的示意圖；圖7顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管組件的剖面圖；圖8顯示圖7的B區(qū)域的放大示意圖；圖9顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管組件的剖面圖；圖10顯示圖9的C區(qū)域的放大示意圖；圖11顯示圖9的C區(qū)域的俯視圖；圖12顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管組件的剖面圖；圖13顯示圖12的D區(qū)域的俯視圖；圖14顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管組件的剖面圖。附圖標(biāo)記:10:封裝體11:封裝膠50:鐵氟龍板材60:重物100、200、300、400、500:發(fā)光二極管組件110、210、310、410、510:基座111、211、311、411:底板113、213、313、413:側(cè)壁115、215、315、415:容置空間120,220,320,420,520:發(fā)光元件130,230,330,430,530:封裝膠材131、231、331、431、531:外表面131a:微結(jié)構(gòu)231a、231b:微結(jié)構(gòu)340、440:微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)533:外表面A、B、C、D:區(qū)域W:粒徑P:間距
R:參考面
具體實(shí)施例方式茲配合

較佳實(shí)施例。請(qǐng)參閱圖2、3。圖3顯示沿圖2中a_a線段所視的剖面圖。本發(fā)明的較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管組件100包括一基座110、一發(fā)光元件120及一封裝膠材130?；?10包括一底板111及一側(cè)壁113。側(cè)壁113自底板111突出，一容置空間115定義于側(cè)壁113之中。請(qǐng)參閱圖3-5。圖4顯示圖3的A區(qū)域的放大圖，圖5顯示圖3的A區(qū)域的部分結(jié)構(gòu)的俯視圖。封裝膠材130填充于容置空間115中以包覆發(fā)光元件120。封裝膠材130的外表面131包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)131a,自一參考面R朝遠(yuǎn)離發(fā)光兀件120的方向凸起,其中參考面R為一平面，切齊于側(cè)壁113的外緣，但并不限至于此。微結(jié)構(gòu)131a為一角錐體，其排列間距介于O 500微米。本發(fā)明較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管組件100的制作方式將于下列說明中詳述:請(qǐng)參照?qǐng)D6。首先，提供一鐵氟龍板材50，并針對(duì)其表面進(jìn)行表面切割，以形成多個(gè)形狀互補(bǔ)于微結(jié)構(gòu)131a(圖4)的圖案，而使鐵氟龍板材50表面上具有粗糙結(jié)構(gòu)；利用一重物60壓迫鐵氟龍板材50于發(fā)光二極管組件100的封裝膠材130的表面上，其中封裝膠材是在未完全凝固狀態(tài)時(shí)，受到鐵氟龍板材的粗糙結(jié)構(gòu)壓?。缓娓砂l(fā)光二極管組件100的封裝膠材130 (圖4)，以完成微結(jié)構(gòu)131a的成型。其中，封裝膠材130的材質(zhì)主要是透明的環(huán)氧樹脂(Epoxy resin)或娃膠(silicone)。當(dāng)發(fā)光元件120作動(dòng)時(shí)，至少一部分發(fā)光元件120所發(fā)出的光線經(jīng)由微結(jié)構(gòu)131a傳遞至外界環(huán)境。如此一來(lái)，光線于封裝膠材130內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)部全反射的情形將可減少，以增加發(fā)光元件120的效率并避免封裝膠材130提早老化等問題。在一具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，具有微結(jié)構(gòu)131a的封裝膠材130可提升13.68%的出光效率。本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)131a的形式并不限定于上述的型態(tài)，以下舉例性的提供微結(jié)構(gòu)131a各種可能的實(shí)施方式:請(qǐng)參照?qǐng)D7、8。圖7顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管組件200的剖面圖，圖8顯示圖7的B區(qū)域的放大示意圖。在此實(shí)施例中,相似或相對(duì)應(yīng)的元件將施予相似的標(biāo)號(hào)，且已說明的特征將在以下說明中被省略。發(fā)光二極管組件200與發(fā)光二極管組件100不同的特征在于，封裝膠材230包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)231a以及多個(gè)微結(jié)構(gòu)231b，其中微結(jié)構(gòu)231a是自參考面R朝遠(yuǎn)離發(fā)光元件220的方向凸起，且微結(jié)構(gòu)231b是自參考面R朝發(fā)光元件220的方向凹陷。微結(jié)構(gòu)231a、231b皆為角錐體，其排列間距介于O 500微米。值得注意的是，在圖8中，雖然微結(jié)構(gòu)231a與微結(jié)構(gòu)231b彼此交錯(cuò)排列，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可依照末端產(chǎn)品應(yīng)用而加以改變，而不限于此交錯(cuò)排列方式。請(qǐng)參照?qǐng)D9-11。圖9顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管組件300的剖面圖，圖10顯示圖9的C區(qū)域的放大示意圖，圖11顯示圖9的C區(qū)域的俯視圖，是利用光學(xué)顯微鏡的CCD影像傳感器的實(shí)際拍攝圖面。在此實(shí)施例中，相似或相對(duì)應(yīng)的元件將施予相似的標(biāo)號(hào)，且已說明的特征將在以下說明中被省略。發(fā)光二極管組件300的封裝膠材330的外表面331包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)340，其中微結(jié)構(gòu)340分別為一微小顆粒，自參考面R凸起。微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)340的光線折射率約略相等于封裝膠材330的光線折射率，其排列間距P介于O 500微米，且其粒徑W介于10 500微米，粗糙度(Ra)大約為30微米。間距P為O微米，是表最密排列的狀態(tài)。在此實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)340的形狀為圓形、橢圓形、多邊形或其組合，且微小顆粒的部分體積位于參考面之下，而微小顆粒凸出于參考面R的體積占其總體積的33 66%。形成微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)340的方式將于下列說明中詳述:首先，制作多個(gè)折射率以及比重與封裝膠材330相當(dāng)?shù)奈⒔Y(jié)構(gòu)(微小顆粒)340 ;將微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)340放置于處在未完全凝固狀態(tài)的封裝膠材330上，使微小顆粒340嵌入封裝膠材330之中；烘干封裝膠材330，以完成微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)340的成型。在此實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)340由玻璃材質(zhì)所制成，但并不限定于此。值得注意的是，在上述制作方式中，若是在烘干封裝膠材330后進(jìn)一步將部分微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)340自封裝膠材330取下，多個(gè)自封裝膠材330外表面331凹陷的微結(jié)構(gòu)(未圖示)將形成于其上。請(qǐng)參照?qǐng)D12、13。圖12顯示本發(fā)明另一實(shí)施例發(fā)光二極管組件400的剖面圖，圖13顯示圖12的D區(qū)域的俯視圖，是利用光學(xué)顯微鏡的CCD影像傳感器的實(shí)際拍攝圖面。在此實(shí)施例中，相似或相對(duì)應(yīng)的元件將施予相似的標(biāo)號(hào)，且已說明的特征將在以下說明中被省略。發(fā)光二極管組件400的封裝膠材430的外表面431包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)440，如圖13所示，微結(jié)構(gòu)440是由多個(gè)不規(guī)則凸起于封裝膠材430的外表面431的微小顆粒，附圖中的微小顆粒粗糙度(Ra)大約為100微米。形成微結(jié)構(gòu)440的方式將于下列說明中詳述:首先，藉由一噴槍(未圖示)將微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)440噴灑于封裝膠材430的外表面431上；烘干微結(jié)構(gòu)(微小顆粒)440，以完成微結(jié)構(gòu)440的成型。請(qǐng)參照?qǐng)D14。圖14顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管組件500的剖面圖。在此實(shí)施例中，封裝膠材530設(shè)置于發(fā)光元件520之上并直接固化于基座510之上。封裝膠材530遠(yuǎn)離基座510的外表面531以及位于外表面531與基座510之間的外表面533皆包括多個(gè)如上述實(shí)施例所述的微結(jié)構(gòu)。值得注意的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可任意將上述實(shí)施例所揭示的微結(jié)構(gòu)相互搭配，以應(yīng)用于不同的封裝體。藉由本發(fā)明的發(fā)光二極管組件，光線于封裝膠材的外表面發(fā)生全反射的機(jī)會(huì)將會(huì)降低，以達(dá)到提升出光效率的目的。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示于上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，當(dāng)可作些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管組件，包括: 一基座; 一發(fā)光元件，設(shè)置于該基座上；以及 一封裝膠材，設(shè)置于該發(fā)光元件上，且該封裝膠材的外表面包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)，其中該等微結(jié)構(gòu)包括多個(gè)凹陷的微結(jié)構(gòu)或多個(gè)凸起的微結(jié)構(gòu)或上述微結(jié)構(gòu)的組合， 其中至少一部分該發(fā)光元件所發(fā)出的光線經(jīng)由該等微結(jié)構(gòu)傳遞至外界環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組件，其中該等凸起的微結(jié)構(gòu)與該等凹陷的微結(jié)構(gòu)為一角錐體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組件，其中該等凸起的微結(jié)構(gòu)分別為一微小顆粒，其中該等微小顆粒的光線折射率相等于該封裝膠材的光線折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管組件，其中該等微小顆粒排列間距介于O 500微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管組件，其中該等微小顆粒的粒徑介于10 500微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管組件，其中該等凸起的微結(jié)構(gòu)是該微小顆粒，該封裝膠材的表面粗糙度為30微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管組件，其中該等微小顆粒的形狀為圓形、橢圓形、多邊形或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組件，其中該等凹陷的微結(jié)構(gòu)是自一參考面朝該發(fā)光元件的方向凹陷，且該凸起的微結(jié)構(gòu)是自該參考面朝遠(yuǎn)離該發(fā)光元件的方向凸起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管組件，其中該參考面為一平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管組件，其中該基座包括一定義于一側(cè)壁之中的容置空間，該發(fā)光元件設(shè)置于該容置空間中，且該封裝膠材填充于該容置空間中以包覆該發(fā)光元件，其中該參考面切齊于該側(cè)壁的外緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管組件，其中該等凸起的微結(jié)構(gòu)分別為一微小顆粒，其中該等微小顆粒光線折射率相等于該封裝膠材的光線折射率，且該等微小顆粒的部分體積位于該參考面之下。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管組件，其中該等微小顆粒凸出于該參考面的體積占其總體積的33 66%。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組件，其中該等微結(jié)構(gòu)的排列間距介于O 500微米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管組件，包括一基座、一發(fā)光元件及一封裝膠材。發(fā)光元件設(shè)置于基座上。封裝膠材設(shè)置于發(fā)光元件上，且封裝膠材的外表面包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)。微結(jié)構(gòu)包括多個(gè)凹陷的微結(jié)構(gòu)或多個(gè)凸起的微結(jié)構(gòu)或上述微結(jié)構(gòu)的組合，其中至少一部分發(fā)光元件所發(fā)出的光線經(jīng)由微結(jié)構(gòu)傳遞至外界環(huán)境。
文檔編號(hào)H01L33/54GK103137842SQ20111044174
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者林裕閔, 廖振淳, 鄭佳申 申請(qǐng)人:隆達(dá)電子股份有限公司