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CN104798214A - 发光装置及包括该发光装置的电子设备 - Google Patents

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CN104798214A CN201380060364.2A CN201380060364A CN104798214A CN 104798214 A CN104798214 A CN 104798214A CN 201380060364 A CN201380060364 A CN 201380060364A CN 104798214 A CN104798214 A CN 104798214A
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Abstract

公开了一种发光装置。所述发光装置包括：板；发光二极管芯片，安装在板上；成型部，形成在板上以覆盖发光二极管芯片；透镜盖，结合到板上以覆盖成型部。空气间隙形成在透镜盖和成型部之间。

Description

发光装置及包括该发光装置的电子设备
技术领域
本发明涉及一种发光装置以及一种包括该发光装置的电子设备，更具体地，涉及一种透镜盖集成式发光装置以及一种包括该发光装置的电子设备。
背景技术
通常，发光二极管(LED)，作为一种通过施加电流来产生光的半导体元件，通过使利用半导体的p-n结结构注入的电子和空穴彼此复合来发光。发光二极管具有诸如快响应速度、低功耗、长寿命、优异的初始驱动特性等的许多优点，并且由于这些优点而在各种领域中以及出于各种目的已经被广泛使用。
近来，已经出于诸如移动电话的便携式终端的相机闪光灯的目的而使用其中包括有透镜的透镜集成式发光装置。透镜用来聚集或分散由发光二极管芯片发射的光，并且当将它应用在用于闪光灯的发光装置时，调节发光二极管的光在相机的拍摄视角中的分布。
根据现有技术的透镜集成式发光装置具有通过粘合剂将二次光学透镜粘附到反射器部件上的结构或者具有包括二次光学透镜的盖直接粘附到板上的结构。在前者的情况下，其上共形地涂覆有磷光体的发光二极管芯片放置在反射器中的透镜的下面，在后者的情况下，其上共形地涂覆有磷光体的发光二极管芯片在它被安装在诸如印刷电路板(PCB)的平板上的状态下被容纳在盖中。
根据如上所述的现有技术的透镜集成式发光装置具有在透镜下面的空间(即，空气间隙)被透镜和反射器或者盖封闭的结构。然而，在这种结构中，当水蒸汽被捕获在空气间隙中时，水蒸汽不能排出到外部，从而会明显地减低工作可靠性。另外，根据如上所述的现有技术难以将圆顶形状的透镜用在发光装置中，使得通用性低，空气间隙存在于其上共形地涂覆有磷光体的发光二极管芯片的正上方，使得从发光二极管芯片提取光的效率低。尽管如上所述的若干问题，在诸如移动终端的闪光灯等的特定应用方面对在发光二极管芯片上方包括透镜(具体地，平板型透镜)的发光装置存在显著的需求。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种发光装置以及一种包括该发光装置的电子设备，所述发光装置可通过进一步包括将发光二极管芯片包封在透镜盖中的成型部来提高光提取效率，并且通过构造成型部与透镜盖之间的空气间隙以与外部连通，从而即使水蒸汽被捕获在透镜盖中也可将水蒸汽顺利地排出到外部。
技术方案
根据本发明的示例性实施例，提供了一种发光装置，所述发光装置包括：板；发光二极管芯片，安装在板上；成型部，形成在板上以覆盖发光二极管芯片；透镜盖，结合到板上以覆盖成型部，其中，空气间隙形成在透镜盖和成型部之间。
成型部可按照圆顶形状来形成。
透镜盖可包括壁部和透镜部，其中，壁部结合到板同时包围发光二极管芯片的周围，透镜部位于发光二极管芯片的上方。壁部可包括一个或更多个空气循环孔。
透镜部的上表面可以是平坦的。
透镜部可包括形成在其下表面上的折射部和反射部。反射部可形成在透镜部的下表面的边缘处。
透镜部和壁部可通过透光树脂彼此一体成型。
壁部可形成为具有透镜部结合孔，透镜部可在透镜部与壁部分别形成的状态下结合到透镜部结合孔。
壁部可包括形成在彼此面对的位置处的空气循环孔。
发光装置还可包括通过在发光二极管芯片中共形地涂覆而形成的磷光体层。
发光二极管芯片可以是无框架的发光二极管芯片。
根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种包括用于闪光灯的发光装置的电子设备，所述发光装置包括：板；发光二极管芯片，安装在板上；成型部，包封发光二极管芯片；透镜盖，结合到板上以覆盖成型部，其中，空气间隙形成在透镜盖和成型部之间。
电子设备可以是包括数码相机或成像元件的便携式终端。
发光装置还可包括通过在发光二极管芯片中共形地涂覆而形成的磷光体层。
透镜盖的上表面可以是平坦的。
透镜盖可包括壁部和具有透镜形状部的透镜部。
壁部可包括一个或更多个空气循环孔。
发光二极管芯片可以是无框架的发光二极管芯片。
有益效果
根据本发明的示例性实施例，透镜盖中的发光二极管芯片被成型部(具体地，具有圆顶形状的成型部)包封，由此能够进一步改善光提取效率。此外，在包括构造成覆盖发光二极管芯片的透镜盖的发光装置中，透镜盖的内部空间通过形成在透镜盖中的空气循环孔与透镜盖的外部连通，使得即使水蒸汽被捕获在透镜盖中，水蒸汽也可以被顺利地排出到外部。因此，可防止由于水蒸汽在透镜盖中的停留而导致的在可靠性方面的降低。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的发光装置的透视图。
图2是示出根据本发明的第一示例性实施例的发光装置的剖面透视图。
图3是示出根据本发明的第一示例性实施例的发光装置的剖视图。
图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的发光装置的剖视图。
图5是示出在图4中示出的发光装置的透镜盖的底部透视图。
图6是示出根据本发明的第三示例性实施例的发光装置的剖面透视图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。通过示例的方式来提供下面将提供的示例性实施例，从而可向本领域技术人员充分地传达本发明的精神。因此，本发明不限于将在下面描述的示例性实施例，而是可以以其他形式来实施。另外，在附图中，为了方便，可夸大组件的宽度、长度和厚度等。
另外，在本说明书中使用的术语“无框架的发光二极管(LED)芯片”用于将它与根据现有技术的发光二极管芯片区分开，它是不包括形成发光二极管芯片的外观的主体、反射器(可与主体一体地形成)和引线框架的封装件，是指其外观由除了透镜部件之外的发光二极管芯片自身形成的封装件。无框架的发光二极管芯片的封装件依据封装件的大部分在发光二极管芯片在晶圆上被切成小块之前构成而称为晶圆级封装件，依据封装件的外观与发光二极管芯片的外观相同或相似而称为芯片级封装件，或者依据发光二极管芯片在不使用诸如引线框架或子安装件的附加组件的情况下安装在板上而还称为板上芯片(COB)型发光二极管封装件。本发明中的“无框架的发光二极管芯片”是由不包括发光二极管封装件、反射器和主体的外观的发光二极管封装件构成的芯片。无框架的发光二极管芯片的示例可包括公开在第10-2011-0139385号韩国专利特许公布中的发光二极管。
由于无框架的发光二极管芯片不包括附加的组件并且无框架的发光二极管芯片的大部分工艺通过半导体生产工艺来完成，因此会减少用于制造无框架的发光二极管所需的时间和成本，并且会改善无框架的发光二极管芯片的可靠性。另外，由于无框架的发光二极管芯片不包括形成封装件的外观的组件，所以封装件可被小型化，从而适合于将无框架的发光二极管芯片用于要求组件的薄度的纤薄型信息技术(IT)产品，并且由于发光二极管芯片与板相邻地安装，因此提高了热排放效率。
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的发光装置的透视图，图2是示出根据本发明的第一示例性实施例的发光装置的剖面透视图，图3是示出根据本发明的第一示例性实施例的发光装置的剖视图。
如图1至图3所示，根据本发明的第一示例性实施例的发光装置构造成包括板2、发光二极管芯片4、成型部6和透镜盖8。
板2可以是包括在其上表面上彼此分隔开的电极21和21的印刷电路板(PCB)结构的板。如所示的，在板2的上表面上的电极21和21中的每个可穿透板2或者穿过板2的边缘然后延伸至板2的下表面。尽管未示出，还可将具有薄板形状并且由金属制成的热沉形成在板2的下表面上。
发光二极管芯片4安装在板2的上表面上，并且通过例如倒装芯片键合电连接到电极21和21。另外，发光二极管芯片4包括通过共形涂覆形成的磷光体层41。由发光二极管芯片4产生的光以及波长通过磷光体层41转换的光可彼此混合以产生具有意图的颜色的光，优选地，白光。优选地，发光二极管芯片4可以是不包括单独的框架、子安装件或主体等的无框架的发光二极管芯片。根据这个示例性实施例，发光二极管芯片4的高度变低，使得发光装置的整体高度变低，由此能够使包括发光装置的电子设备纤薄。
成型部6形成在板2上以覆盖发光二极管芯片4。在本示例性实施例中，成型部6具有圆顶透镜形状，并且通过使用诸如硅树脂或环氧基树脂等的树脂、或者包括该树脂的树脂复合物的压力成型或传递成型而按照圆顶透镜的形状形成。优选的是，成型部6和发光二极管芯片4之间不存在空气间隙，并且可通过不包括空气间隙的成型部6来改善来自发光二极管芯片4的光提取效率。另外，成型部6可用来调节光的视角。
透镜盖8通过表面安装技术(SMT)结合到板2上以覆盖成型部6和包封在成型部6中的发光二极管芯片4。透镜盖8包括壁部81和平板型透镜部82，其中，壁部81结合到板2同时包围成型部6和设置在成型部6中的发光二极管芯片4的周围，平板型透镜部82位于成型部6和设置在成型部6中的发光二极管芯片4的上方。
在本示例性实施例中，优选的是，透镜盖8由诸如环氧基树脂或硅树脂等的树脂材料制成，所述树脂材料可通过SMT来安装并且在SMT时产生较少的问题或没有诸如扭曲等的在外观方面的问题。具体地，壁部81结合到在板2上不存在电极21的区域，从而可增强结合力。
另外，透镜盖8通过使透光的树脂材料成型来形成。即，壁部81和透镜部82彼此一体成型的透镜盖8通过使用壁部81和透镜部82的模具限制形状的树脂成型工艺来形成。
另外，尽管透镜部82可具有各种类型的透镜形状部件，但优选的是，透镜部82具有上表面和下表面都平坦的平板型透镜结构。另外，出于改善发射的光的颜色均匀性和外观的目的，透镜盖8可在其中包括漫射材料。漫射材料可均匀地分布在透镜盖8中或集中在透镜部82上。
另外，空气间隙83形成在透镜盖8的内侧处，更具体地，形成在透镜盖8与成型部6之间。这里，多个空气循环孔84形成在透镜盖8的壁部81中以使得透镜盖8中的空间(即，空气间隙83)与透镜盖8的外部之间的空气的流动顺利。
空气循环孔84使得空气间隙83中的湿气(具体地，由在发光二极管芯片的工作时产生的热而造成的水蒸汽)顺利地排出到透镜盖8的外部，由此提高发光装置的可靠性。
透镜盖8具有近似长方体形状或正六面体形状，其中，壁部81由四个矩形或正方形的侧壁构成，空气循环孔84分别形成在侧壁中，即，形成在前侧壁、后侧壁、左侧壁和右侧壁中。根据示例性实施例，另一空气循环孔84设置成面对一个空气循环孔84，由此能够使在透镜盖8的内部和外部的空气更好地流通。在本示例性实施例中，每个空气循环孔84延伸至它与板2所接触的位置，使得它具有敞开的形状。然而，将注意的是，空气循环孔84可在它与板所接触的位置之前完成以具有闭合形状。
此外，发光装置可包括稳压二极管5。稳压二极管5安装在板2上，并且位于成型部6的外部以及透镜盖8的内部，以免阻碍来自发光二极管芯片4的光。
图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的发光装置的剖视图，图5是示出在图4中示出的发光装置的透镜盖的底部透视图。
参照图4和图5，与上述的第一示例性实施例相似，根据本发明的第二示例性实施例的发光装置构造成包括板2、安装在板2上的发光二极管芯片4、覆盖发光二极管芯片4的成型部6以及结合到板2上以覆盖成型部6的透镜盖8。板2、发光二极管芯片4和成型部6具有与上述的第一示例性实施例的板、发光二极管芯片和成型部的构造相同或相似的构造。因此，将省略对于板2、发光二极管芯片4和成型部6的描述以避免重复的描述。
透镜盖8由诸如环氧基树脂或硅树脂等的透光树脂制成，并且包括形成有空气循环孔84的壁部81和与壁部81一体地形成的透镜部82。使透镜盖8成型以具有彼此一体形成的壁部81和透镜部82的工艺与上述的第一示例性实施例的工艺相同。
根据本发明的第二示例性实施例，透镜部82包括具有通过内部全反射将光从中心朝向外侧广泛地传播的TIR透镜形状821的下表面以及平坦的上表面。如图5所很好地示出的，TIR透镜形状821包括折射部和反射部，并且可具有在其中心处形成有凹形槽的圆锥形。反射部形成在透镜部82的边缘处。
图6是示出根据本发明的第三示例性实施例的发光装置的剖面透视图。
参照图6，根据本发明的第三示例性实施例的发光装置构造成包括板2、安装在板2上的发光二极管芯片4、包封发光二极管芯片4的成型部6以及结合到板2上以覆盖成型部6和包封在成型部6中的发光二极管芯片4的透镜盖8。
这里，透镜盖8包括壁部81和透镜部82。然而，与上述的第一示例性实施例和第二示例性实施例不同，壁部81和透镜部82单独地成型然后彼此结合以构成透镜盖8。详细地，具有台阶的透镜部结合孔812形成在壁部81的上端处，并且平板型透镜部82结合到透镜部结合孔812以形成透镜盖8。透镜部82可以是其上部和下部都平坦的平板型透镜。
与上述的示例性实施例相似，用于顺利地排出湿气或水蒸汽的空气循环孔84形成在壁部81中。
壁部81可具有在壁部的至少内表面上具有优良的反射特性的诸如白色或乳白色等的颜色，使得其内表面可用作反射表面，并且内表面可形成为斜面。
将注意的是，替代平板型透镜部的包括具有形成在其下表面上的折射部和反射部的透镜形状部的TIR透镜部可用作结合到壁部81的透镜部结合孔812的透镜部82。
上述的发光装置可优选地用于例如数码相机或照相手机等中的闪光灯。

Claims (19)

1.一种发光装置，所述发光装置包括：
板；
发光二极管芯片，安装在板上；
成型部，形成在板上以覆盖发光二极管芯片；以及
透镜盖，结合到板上以覆盖成型部，
其中，空气间隙形成在透镜盖和成型部之间。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，成型部按照圆顶形状形成。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，透镜盖包括壁部和透镜部，其中，壁部结合到板同时包围发光二极管芯片的周围，透镜部位于发光二极管芯片的上方。
4.如权利要求3所述的发光装置，其中，壁部包括一个或更多个空气循环孔。
5.如权利要求3所述的发光装置，其中，透镜部的上表面是平坦的。
6.如权利要求3所述的发光装置，其中，透镜部包括形成在其下表面上的折射部和反射部。
7.如权利要求6所述的发光装置，其中，反射部形成在透镜部的下表面的边缘处。
8.如权利要求3所述的发光装置，其中，透镜部和壁部通过透光树脂彼此一体地成型。
9.如权利要求3所述的发光装置，其中，壁部形成为具有透镜部结合孔，透镜部在透镜部与壁部分别形成的状态下结合到透镜部结合孔。
10.如权利要求3所述的发光装置，其中，壁部包括形成在彼此面对的位置处的空气循环孔。
11.如权利要求1所述的发光装置，所述发光装置还包括通过在发光二极管芯片中共形地涂覆而形成的磷光体层。
12.如权利要求1所述的发光装置，其中，发光二极管芯片是无框架的发光二极管芯片。
13.一种包括用于闪光灯的发光装置的电子设备，所述发光装置包括：
板；
发光二极管芯片，安装在板上；
成型部，包封发光二极管芯片；以及
透镜盖，结合到板上以覆盖成型部，
其中，空气间隙形成在透镜盖和成型部之间。
14.如权利要求13所述的电子设备，其中，电子设备是包括数码相机或成像元件的便携式终端。
15.如权利要求13所述的电子设备，其中，发光装置还包括通过在发光二极管芯片中共形地涂覆而形成的磷光体层。
16.如权利要求13所述的电子设备，其中，透镜盖的上表面是平坦的。
17.如权利要求13所述的电子设备，其中，透镜盖包括壁部和具有透镜形状部的透镜部。
18.如权利要求17所述的电子设备，其中，壁部可包括一个或更多个空气循环孔。
19.如权利要求13所述的电子设备，其中，发光二极管芯片是无框架的发光二极管芯片。
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