本實(shí)用新型是關(guān)于半導(dǎo)體元件，且特別是有關(guān)于具有反射層的發(fā)光二極管封裝。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管為一種半導(dǎo)體元件，主要透過半導(dǎo)體化合物將電能轉(zhuǎn)換為光能以達(dá)到發(fā)光效果；因其具有高發(fā)光效率、使用壽命長(zhǎng)、體積小及環(huán)保無汞等特點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于作為室內(nèi)外照明。此外，發(fā)光二極管更因具備窄譜輸出的特點(diǎn)而被逐漸被應(yīng)用于影像辨識(shí)(如臉部辨識(shí)、虹膜辨識(shí)或車牌辨識(shí))。

請(qǐng)參閱圖1，其繪示現(xiàn)有發(fā)光二極管組件的剖視圖。在圖1中，發(fā)光二極管組件1包含基板10、發(fā)光二極管芯片12及封裝膠體14；基板10可以為印刷電路板(printed circuit board,PCB)，且其上預(yù)先形成有多個(gè)電路布線(未圖示)；發(fā)光二極管芯片12固設(shè)于基板10上，并與電路布線形成電性連接；封裝膠體14呈圓形弧狀地包覆發(fā)光二極管芯片12。封裝膠體14為環(huán)氧樹脂或硅樹脂等高透明性樹脂作為材料，且封裝膠體14經(jīng)設(shè)計(jì)使具有外凸弧面來達(dá)到擴(kuò)大通過的光線的折射角度的效果，以產(chǎn)生如圖2所示的呈朗伯(Lambertian)發(fā)散的發(fā)光場(chǎng)形。

在圖2中，發(fā)光二極管組件1的發(fā)散角(以相對(duì)強(qiáng)度大于0.4為例)約在光軸I兩側(cè)各40度左右；沿著圖1所繪示的發(fā)光二極管組件1的光軸I(即0度)的射出的光線(中心光源)最強(qiáng)，愈遠(yuǎn)離光軸I的光線愈弱；這使得發(fā)光二極管組件1的發(fā)散角內(nèi)的光線的均勻度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種發(fā)光二極管組件，用以解決現(xiàn)有技術(shù)所述的發(fā)光二極管組件在發(fā)散角內(nèi)的光線均勻度低的問題，并可進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大照射范圍。

依據(jù)本實(shí)用新型的一種發(fā)光二極管組件包含基板、發(fā)光二極管芯片及封裝體，發(fā)光二極管芯片設(shè)于基板上并具有光軸，封裝體包覆發(fā)光二極管芯片。封裝體包含反光層及透光層，反光層設(shè)于發(fā)光二極管芯片前方，用以反射發(fā)光二極管芯片發(fā)出的部分光線使產(chǎn)生反射光線；透光層設(shè)于反光層及發(fā)光二極管芯片之間。由發(fā)光二極管組件的側(cè)剖面觀之，封裝體呈圓弧狀地包覆發(fā)光二極管。

在本實(shí)用新型另一實(shí)施方式中，反光層可對(duì)稱光軸設(shè)置，反光層在基板上的垂直投影范圍可大于發(fā)光二極管芯片于基板上的垂直投影范圍；反光層在平行于光軸的方向上的厚度可隨著遠(yuǎn)離光軸而減少，且反光層及透光層的接面可設(shè)計(jì)使呈圓弧狀，且接面的曲率半徑可小于封裝體的曲率半徑。

在本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式中，發(fā)光二極管組件更可以包含反光薄膜，呈環(huán)狀地設(shè)于基板上，并用以反射前述反射光線。

在本實(shí)用新型的再一實(shí)施方式中，發(fā)光二極管組件還可包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)，此波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)位于透光層中。該發(fā)光二極管芯片用以產(chǎn)生波長(zhǎng)介于700nm～980nm的紅外光。

附圖說明

圖1繪示現(xiàn)有發(fā)光二極管組件的剖視圖；

圖2為現(xiàn)有發(fā)光二極管組件的強(qiáng)度與發(fā)光角度關(guān)系的曲線圖；

圖3繪示依照本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件的剖視圖；

圖4繪示依照本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件的俯視圖；

圖5為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件光強(qiáng)度與發(fā)光角度關(guān)系的曲線圖；

圖6繪示依照本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件的剖視圖；及

圖7繪示依照本實(shí)用新型第三實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件的剖視圖。

其中，附圖標(biāo)記：

1、3、3a發(fā)光二極管組件

10、30基板

12、32發(fā)光二極管芯片

14封裝膠體

33封裝體

34透光層

35接面

36反射層

37反射薄膜

38波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子

d直徑

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖3及圖4，其等分別繪示依照本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件的剖視圖及俯視圖。發(fā)光二極管組件3包含基板30、發(fā)光二極管芯片32、封裝體33?；?0可以為印刷電路板，或者基板30也可以為預(yù)先布設(shè)有電路圖案(未圖示)的陶瓷基板、鋁基板或銅基板等具有良好導(dǎo)熱或散熱效果的材質(zhì)制作而成。

發(fā)光二極管芯片32在操作中能夠根據(jù)所用的半導(dǎo)體材料的成分，發(fā)射一特定顏色的光顏色的光；在本實(shí)施方式中，發(fā)光二極管芯片32用以產(chǎn)生波長(zhǎng)介于700nm～980nm的紅外光。

如圖3所示，封裝體33呈圓弧狀地包覆發(fā)光二極管芯片32。封裝體33包含反光層34及透光層36；反光層36設(shè)在發(fā)光二極管芯片32的上方，透光層34設(shè)在發(fā)光二極管芯片32及反光層36之間，并密封發(fā)光二極管芯片32。

透光層34由玻璃或其他耐熱及光學(xué)透明材料(例如為環(huán)氧樹脂或硅樹脂)制成，用以供發(fā)光二極管芯片32發(fā)出的光線于其中傳遞，并可避免粉塵或水氣附著于發(fā)光二極管芯片32。在此要特別說明的是，圖3所繪示的發(fā)光二極管芯片32以覆晶形式的發(fā)光二極管芯片為例，故無導(dǎo)線連接在發(fā)光二極管芯片32的電極(未圖示)及基板30的電路布線之間；然而，若發(fā)光二極管芯片32為水平結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管芯片時(shí)，透光層34必須同時(shí)密封發(fā)光二極管芯片32及連接在發(fā)光二極管芯片32的電極及基板30的電路布線間的導(dǎo)線。

反光層36可由金屬制成或由白色、灰色等具有反光特性的膠體制成，用以反射發(fā)光二極管芯片32發(fā)出并傳遞至其上的光線，使產(chǎn)生反射光線。反射光線傳遞至基板30后，經(jīng)基板30供承載發(fā)光二極管芯片30的表面再次反射后，朝向發(fā)光二極管芯片30的前方傳遞。簡(jiǎn)言之，發(fā)光二極管芯片32發(fā)出的光線的傳遞路徑有二，其一為直接經(jīng)透光層34折射后傳遞至設(shè)于發(fā)光二極管芯片32前方的被照射面，其二為經(jīng)透光層34傳遞至反光層34后，經(jīng)反光層34反射后向基板30傳遞，之后再由基板30反射并經(jīng)透光層34折射后傳遞至被照射面。

反光層36可設(shè)計(jì)使對(duì)稱于發(fā)光二極管芯片32的光軸I，且其在平行于光軸I的方向上的厚度隨著遠(yuǎn)離光軸I而減少，使透光層34及反光層36間的接面35大致呈圓弧狀地朝向發(fā)光二極管芯片32的方向凹陷。

由發(fā)光二極管組件3的側(cè)剖面觀之，反光層36于基板30上的垂直投影范圍大于發(fā)光二極管芯片32于基板30上的垂直投影范圍，接面35的曲率半徑小于封裝體33的曲率半徑。反光層36的使用可以有效地降低發(fā)光二極管組件3正向出光的強(qiáng)度，并可擴(kuò)大發(fā)光二極管組件3照射范圍。舉例來說，以一般商業(yè)常見42mil*42mil(約當(dāng)1mm*1mm，即1mm²)的面積規(guī)格的發(fā)光二極管芯片32而言，本實(shí)施方式的反射部36的直徑d(如圖4所示)可設(shè)計(jì)約為1.6mm。

請(qǐng)參閱圖5，其為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件的強(qiáng)度與發(fā)光角度關(guān)系的曲線圖。為了方面說明，圖5更以虛線表示現(xiàn)有發(fā)光二極管組件的強(qiáng)度與發(fā)光角度關(guān)系曲線A。在圖5中，曲線B表示本實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件3的強(qiáng)度與發(fā)光角度關(guān)系。由圖5所示曲線B可知，發(fā)光二極管組件3的發(fā)光場(chǎng)形呈蝙蝠翼(batwing)狀，光發(fā)散角(以相對(duì)強(qiáng)度大于0.4為例)約在光軸I(即0度)兩側(cè)各65度左右，且在光軸I兩側(cè)各約35度的光線最強(qiáng)，故可以提供一個(gè)范圍大且均勻的照射面。

要特別說明的是，基板30供承載發(fā)光二極管芯片32的表面300可以為不經(jīng)過特殊處理的光滑表面，然前述表面需使用非吸光材質(zhì)制作即可；如此一來，才能夠有效地避免經(jīng)反射層36反射后的光線被基板30大量吸收而影響發(fā)光二極管組件3的整體光利用效率。然而，為了更有效地提高光利用效力，基板30供承載發(fā)光二極管芯片32的表面300上也可設(shè)有反光薄膜37，如圖6所示。發(fā)光二極管組件3a的反光薄膜37可經(jīng)設(shè)計(jì)而設(shè)在經(jīng)反射層36反射后的光線的光學(xué)傳遞路徑，并可例如呈環(huán)形設(shè)置，并用以反射傳遞于其上的光線；也就是說，由發(fā)光二極管芯片32發(fā)出的部分光線會(huì)經(jīng)透光層34傳遞至反光層34后，再經(jīng)反光層34反射后向反光薄膜37傳遞，之后再由反光薄膜37反射并經(jīng)透光層34折射后傳遞至被照射面。圖6所繪示的發(fā)光二極管組件3a的其他元件的功用及相關(guān)說明，實(shí)際上與圖3及圖4所繪示的發(fā)光二極管組件3相同，在此不予贅述。發(fā)光二極管組件3a至少可以達(dá)到發(fā)光二極管組件3相同的功能。

請(qǐng)參閱圖7，其繪示依照本實(shí)用新型第三實(shí)施方式的發(fā)光二極管組件的剖視圖。圖7所繪示的發(fā)光二極管組件3b與圖1所繪示的發(fā)光二極管組件3類似，且相同的元件標(biāo)示以相同的符號(hào)。值得注意的是:兩者的差異在于:圖7所繪示的發(fā)光二極管組件3b更包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子38。

波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子38均勻地分布于發(fā)光二極管組件3a的透光層34中，并用以與發(fā)光二極管芯片32射出的部分光線發(fā)生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換并產(chǎn)生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光線，藉以達(dá)到改變發(fā)光二極管組件3b的發(fā)光波段的效果。圖7所繪示的發(fā)光二極管組件3b的其他元件的功用及相關(guān)說明，實(shí)際上與圖3及圖4所繪示的發(fā)光二極管組件3相同，在此不予贅述。發(fā)光二極管組件3b至少可以達(dá)到發(fā)光二極管組件3相同的功能。

本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組件3、3a、3b可供應(yīng)用于影像辨識(shí)裝置(如臉部辨識(shí)裝置、虹膜辨識(shí)裝置或車牌辨識(shí)裝置)中，藉以提供影像辨識(shí)光源。一般來說，為了避免環(huán)境光源影像辨識(shí)精準(zhǔn)度，影像辨識(shí)光源多使用不可見光，并可例如為波長(zhǎng)介于700nm～980nm的紅外光。相較于現(xiàn)有技術(shù)所述的發(fā)光二極管組件1，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組件3、3a、3b具備照射范圍大及高均勻度的特點(diǎn)，故在相同照度及照射面積的條件下，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管3、3a、3b使用數(shù)量可低于現(xiàn)有技術(shù)所述的發(fā)光二極管組件1。

雖然本實(shí)用新型已以實(shí)施方式公開如上，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定者為準(zhǔn)。