【技术领域】
[0001] 本
发明是有关于一种
发光二极管封装结构，且特别是有关于一种可减少杂散光的发光二极管封装结构。【背景技术】
[0002] 发光二极管具有反应速度快、体积小、省电、低污染、高可靠度、适合量产等优点，所以发光二极管应用的领域十分广泛，如车灯、照明
灯具、大型看板、交通号志灯以及手机等。
[0003] 然而，发光二极管芯片于运作时会产生
热能，而这些热能若是累积在发光二极管芯片中而未实
时移除则会导致发光二极管芯片
发光效率降低甚至是损坏。因此，在设计发光二极管灯具时，常会将大部分的空间规划为放置
散热组件之用，然而，这会相对地压缩放置光学组件的空间。由于光学组件的体积受到限制，因此，光学组件不易集中发光二极管芯片所发出的光，故发光二极管所发出的光近似一面
光源且杂散光较多。【发明内容】
[0004] 本发明提供一种发光二极管封装结构，其发光面积较小，且杂散光较少。
[0005] 本发明提出一种发光二极管封装结构，包括一基底、至少一发光二极管芯片、一
挡板以及一透光盖板。发光二极管芯片配置于基底上并与基底电性连接。挡板配置于基底上并环绕发光二极管芯片，挡板具有一开口以暴露出发光二极管芯片，挡板的材质包括一不透明的吸光材料。透光盖板配置于挡板上并
覆盖挡板的开口。
[0006] 在本发明的一
实施例中，该挡板具有一内侧及一第一上表面，该发光二极管芯片具有一第二上表面及一离该内侧最远的侧边，该内侧及该第一上表面之间具有一第一端点，该侧边及该第二上表面之间具有一第二端点，该第一端点与该第二端点之间具有一联机，该联机与该第二上表面之间具有一夹
角θ，该夹角θ不大于30度(30°)。
[0007] 在本发明的一实施例中，该挡板具有一内侧，该发光二极管芯片具有一离该内侧最远的侧边，该内侧与该侧边之间具有一间隔距离D，该挡板与该发光二极管芯片之间具有一高度差T，该高度差T与该间隔距离D的比值不大于正切函数30度(tan 30°)。
[0008] 本发明提出一种发光二极管封装结构，包括一承载器、至少一发光二极管芯片以及一盖板。承载器具有一凹槽。发光二极管芯片配置于承载器的凹槽中，并与承载器电性连接。盖板配置于承载器上并覆盖凹槽，盖板具有一透光区与一围绕透光区的不透光区，发光二极管芯片所发出的光线经由透光区射出。
[0009] 在本发明的一实施例中，该不透光区具有一内侧及一第一上表面，该发光二极管芯片具有一第二上表面及一离该内侧最远的侧边，该内侧与该第一上表面之间具有一第一端点，该侧边与该第二上表面之间具有一第二端点，该第一端点与该第二端点之间具有一联机，该联机与该第二上表面之间具有一夹角θ，该夹角θ不大于20度(20°)。
[0010] 在本发明的一实施例中，该不透光区具有一内侧，该发光二极管芯片具有一离该内侧最远的侧边，该内侧与该侧边之间具有一
水平间隔距离D，该盖板与该发光二极管芯片之间具有一高度差T，该高度差T与该水平间隔距离D的比值不大于正切函数20度(tan20°)。
[0011] 在本发明的一实施例中，该盖板包括：一透光板，配置于该承载器上并覆盖该承载器的凹槽；以及一不透光结构，配置于该透光板上并位于该不透光区内，该不透光结构具有一开口以暴露出该透光板的位于该透光区中的部分。
[0012] 在本发明的一实施例中，该盖板包括：一透光板，配置于该承载器上并覆盖该承载器的凹槽；以及一不透光结构，配置于该透光板及该承载器之间，并位于该不透光区内，该不透光结构具有一开口以分别对应于该承载器的凹槽以及该透光板的位于该透光区中的部分。
[0013] 在本发明的一实施例中，该不透光区更包覆该承载器的
侧壁。
[0014] 在本发明的一实施例中，该承载器包括：一基底，该发光二极管芯片设置于该基底上且与该基底电性连接；以及一挡板，配置于该基底上，并具有一开口以暴露出该发光二极管芯片，该挡板的开口与该基底构成该凹槽，该挡板的材质包括一不透明的吸光材料，该发光二极管芯片设置于该开口中，该盖板设置于该挡板上并覆盖该挡板的开口。
[0015] 本发明提出一种发光二极管封装结构，包括一承载器、至少一发光二极管芯片、一透光盖板及一吸光层。承载器具有一凹槽。发光二极管芯片配置于承载器的凹槽中，并与承载器电性连接。透光盖板配置于承载器上并覆盖凹槽。吸光层配置在透光盖板上并具有一开口，发光二极管芯片所发出至少一部分光线通过透光盖板并经吸光层的开口而射出。
[0016] 在本发明之一实施例中，该吸光层具有一内侧及一第一上表面，该发光二极管芯片具有一第二上表面及一离该内侧最远的侧边，该内侧与该第一上表面之间具有一第一端点，该侧边与该第二上表面之间具有一第二端点，该第一端点与该第二端点之间具有一联机，该联机与该第二上表面之间具有一夹角0，该夹角θ不大于30度(30°)。
[0017] 在本发明之一实施例中，该吸光层具有一内侧，该发光二极管芯片具有一离该内侧最远的侧边，该内侧与该侧边之间具有一水平间隔距离D，该透光盖板与该发光二极管芯片之间具有一高度差T，该高度差T与该水平间隔距离D的比值不大于正切函数30度(tan30°)。
[0018] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所
附图式作详细说明如下。【附图说明】
[0019] 图1A绘示本发明一实施例的发光二极管封装结构的示意图。
[0020] 图1B绘示图1A的发光二极管封装结构的俯视图。
[0021] 图1C绘示沿图1B的A-A线段的剖面图。
[0022] 图2A绘示图1A的发光二极管封装结构的一种变化的示意图。
[0023] 图2B绘示图2A的发光二极管封装结构的俯视图。
[0024] 图2C绘示沿图2B的A-A线段的剖面图。
[0025] 图3A绘示本发明一实施例的发光二极管封装结构的示意图。
[0026] 图3B绘示图3A的发光二极管封装结构的俯视图。
[0027] 图3C绘示沿图3B的A-A线段的剖面图。
[0028] 图4A绘示图3A的发光二极管封装结构的一种变化的示意图。
[0029] 图4B绘示图4A的发光二极管封装结构的俯视图。
[0030] 图4C绘示沿图4B的A-A线段的剖面图。
[0031] 【主要组件符号说明】
[0032] 100、200、300、400：发光二极管封装结构
[0033] 110、310：承载器
[0034] 112、314：基底
[0035] 112a：线路
[0036] 114、316：挡板
[0037] 114a、316a：开口
[0038] 114b、316b：内壁
[0039] 120、320：发光二极管芯片
[0040] 122、322：侧壁
[0041] 130：透光盖板
[0043] 312：凹槽
[0044] 314a：表面
[0045] 318、336a：侧壁
[0046] 330：盖板
[0047] 332：透光区
[0048] 334：不透光区
[0049] 336：透光板
[0050] 338：不透光结构
[0051] 338a：开口
[0052] 338b：延伸部
[0053] 338c：内表面
[0054] D1：发光二极管芯片与挡板之间之间隔距离
[0055] D2：发光二极管芯片与不透光区之间的水平间隔距离为D2
[0056] H1：挡板的厚度
[0057] H2：发光二极管芯片的厚度
[0058] H3：不透光结构的厚度
[0059] L：光线
[0060] θ1、θ2：光线的角度
[0061] T1：挡板与发光二极管芯片之间的高度差
[0062] T2：盖板与发光二极管芯片之间的高度差
[0063] T3：透光板与发光二极管之间的高度差
[0064] W：发光二极管芯片的宽度
[0065] W1：透光区的宽度【具体实施方式】
[0066] 图1A绘示本发明一实施例的发光二极管封装结构的示意图。图1B绘示图1A的发光二极管封装结构的俯视图。图1C绘示沿图1B的A-A线段的剖面图。
[0067] 请同时参照图1A、图1B与图1C，本实施例的发光二极管封装结构100包括一承载器110、多个发光二极管芯片120以及一透光盖板130。
[0068] 承载器110包括一基底112与一挡板114，挡板114配置于基底112上并具有一开口114a，开口114a暴露出部分的基底112，挡板114的材质包括一不透明的吸光材料(例如黑色或深色的陶瓷材料或吸光层)，基底112的材质例如为陶瓷、玻璃、
硅或金属。此外，基底112及挡板114可以是一体成型的结构。
[0069] 发光二极管芯片120覆晶接合于基底112上并位于开口114a中，发光二极管芯片120与基底112电性连接。挡板114环绕发光二极管芯片120设置，挡板114相对于发光二极管芯片120的光轴(optical axis)垂直或倾斜设置。开口114a暴露发光二极管芯片
120。在本实施例中，请参考图1C，以最右边的发光二极管120为例作说明，挡板114的厚度为H1，发光二极管芯片120的厚度为H2，其中挡板114的远离基底112的一表面与发光二极管芯片120的远离基底112的一表面之间具有一高度差为T1，而发光二极管芯片120的宽度为W，发光二极管芯片120邻近挡板114的一侧至与挡板114邻近发光二极管芯片120的一侧之间之间隔距离为D1，则T1/(W+D1)≤tanθ1。详细而言，角度θ1为发光二极管芯片120射出开口114a的光线L的角度(例如是发光二极管芯片120的发光上表面最左端发出光线L相对于发光二极管芯片120的发光上表面的角度，亦是发光二极管芯片120的发光面最左端发出光线L相对于挡板114的上表面的角度)，在本实施例中，T1/(W+D1)≤tan
30°，特别是，T1/(W+D1)≤tan 20°，较佳地，则为T1/(W+D1)≤tan 18°。透光盖板130配置于挡板114上并覆盖开口114a，透光盖板130的材质可为玻璃或是其它适合的透光材料。
[0070] 在本实施例中，由于发光二极管芯片120是以覆晶接合的方式配置于基底112上，因此，开口114a的所有内壁114b皆可尽可能地接近发光二极管芯片120的侧壁122。
[0071] 值得注意的是，由于本实施例通过界定挡板114与发光二极管芯片120之间的高度差为T1，发光二极管芯片120的宽度为W，以及发光二极管芯片120与挡板114之间之间隔距离为D1，故可得知发光二极管芯片120射出开口114a的光线L的角度θ1，意即由关系式，T1/(W+D1)≤tan 30°(或tan 20°或tan 18°)，可得知角度θ1例如是30度(或20度或18度)。
[0072] 换言之，发光二极管芯片120具有相对的一第一侧壁(例如是右边侧壁)及一第二侧壁(例如是左边侧壁)，第二侧壁较第一侧壁更接近挡板114(例如是挡板右边内壁)。挡板114与发光二极管芯片120之间具有一高度差(例如是T1)，挡板114(例如是挡板右边内壁)与第一侧壁(例如是左边侧壁)之间具有一间隔距离(例如是D1)，高度差除以间隔距离的值不大于正切函数30度(tangent function of 30 degrees，tan 30°)。
[0073] 在一实施例中，挡板114具有一内侧(例如是挡板右边内侧)及一第一上表面，发光二极管芯片120具有一第二上表面及一离内侧最远的侧边(例如是左侧边)。内侧及第一上表面之间具有一第一端点(例如是转角端点)，侧边及第二上表面之间具有一第二端点(例如是转角端点)。第一端点与第二端点之间具有一联机(例如是光线L)，联机与第二上表面之间具有一夹角(例如是θ1)，夹角不大于30度(30°)。
[0074] 在另一实施例中，挡板114具有一内侧(例如是挡板右边内侧)，发光二极管芯片120具有一离内侧最远的侧边(例如是左侧边)。内侧与侧边之间具有一间隔距离(例如是D1)，挡板114与发光二极管芯片120之间具有一高度差(例如是T1)。高度差与间隔距离的比值不大于正切函数30度(tan30°)。
[0075] 并且，由于本实施例使开口114a的内壁114b尽可能地靠近发光二极管芯片120的侧壁122，因此，可利用开口114a的内壁114b来遮挡由发光二极管芯片120的侧壁122所发出的大角度的杂散光，甚至挡板114吸收入射光线的大部分、减弱入射光线反射后的强度及减少入射光线反射的机会，进而缩小发光二极管封装结构100的发光面积并降低面光源的效应。此外，挡板114的高度及开口大小的弹性搭配设计，可以调整及控制发光二极管芯片120的光场型(light emitting field or pattern)。
[0076] 此外，由于本实施例使开口114a的内壁114b相当靠近发光二极管芯片120的侧壁122，因此，开口114a的内壁114b局限了
荧光粉(未绘示)可涂布的范围，进而可限制发光二极管封装结构的发光面积。
[0077] 图2A绘示图1A的发光二极管封装结构的一种变化的示意图。图2B绘示图2A的发光二极管封装结构的俯视图。图2C绘示沿图2B的A-A线段的剖面图。
[0078] 请同时参照图2A、图2B与图2C，本实施例的发光二极管封装结构200相似于图1A的发光二极管封装结构100，两者主要的差异之处在于发光二极管封装结构200的发光二极管芯片120是以打线接合的方式配置于基底112上。详细而言，发光二极管封装结构200更包括多条导线210，导线210电性连接于发光二极管芯片120与基底112之间。此外，导线210例如是金线。
[0079] 在本实施例中，由于需保留开口114a中的一部分空间作为打线接合的用，因此，只能使开口114a的部分内壁114b尽可能地接近发光二极管芯片120的侧壁122。本实施例可通过适当地排列发光二极管芯片120以及调整导线210的打线方向来增加内壁114b的可接近侧壁122的部分。
[0080] 详细而言，本实施例是将二发光二极管芯片120排成一列(或一行，或一数组)，并且使多条导线210分别连接于二发光二极管芯片120的相对外侧与基底112的线路112a之间。如此一来，开口114a的二相对内壁114b可尽可能地接近发光二极管芯片120的二相对侧壁122。
[0081] 图3A绘示本发明一实施例的发光二极管封装结构的示意图。图3B绘示图3A的发光二极管封装结构的俯视图。图3C绘示沿图3B的A-A线段的剖面图。
[0082] 请同时参照图3A、图3B与图3C，本实施例的发光二极管封装结构300包括一承载器310、多个发光二极管芯片320以及一盖板330。承载器310具有一凹槽312。详细而言，在本实施例中，承载器310包括一基底314与一挡板316，其中挡板316配置于基底314上并具有一开口316a，开口316a暴露出基底314的部分表面314a，且开口316a的内壁316b与基底314的部分表面314a构成凹槽312。基底314与挡板316皆由不透光材料所构成，例如陶瓷材料、硅或金属。此外，基底314及挡板316可以是一体成型的结构。
[0083] 发光二极管芯片320配置于凹槽312中并与承载器310电性连接。盖板330配置于承载器310上并覆盖凹槽312，盖板330具有一透光区332与围绕透光区332的一不透光区334。透光区332位于发光二极管芯片320上方。值得注意的是，在本实施例中，透光区332的宽度W1与发光二极管芯片320的宽度W的比值是代表在同一剖面中(例如同样在沿图3B的A-A线段的剖面图中)透光区332的宽度W1与发光二极管芯片320的宽度W的比值。此外，若是该剖面同时切过多个发光二极管芯片320，则该比值为透光区332的宽度W1与所有被剖面线切过的发光二极管芯片320的宽度W的总和的比值。
[0084] 详细而言，在本实施例中，盖板330包括一透光板336与一不透光结构338。透光板336配置于承载器310上并覆盖凹槽312。不透光结构338配置于透光板336上并位于不透光区334内，不透光结构338具有一开口338a，开口338a暴露出透光板336的位于透光区332中的部分。不透光结构338例如为一黑色油墨层或一吸光层。不透光结构338相对于发光二极管芯片320的光轴(opticai axis)平行或倾斜设置。此外，不透光结构亦可设置于透光板及挡板之间。不透光结构配置于透光板及承载器之间，并位于不透光区内，不透光结构具有一开口，开口分别对应于凹槽以及透光板的位于透光区中的部分。
[0085] 特别是，请参考图3C，在本实施例中，不透光结构338的厚度为H3，发光二极管芯片320的厚度为H2，盖板330的透光板336远离承载器310的一侧表面与发光二极管芯片320远离承载器310的一侧表面之间具有一高度差为T3。其中盖板330的不透光结构338远离承载器310的一侧表面与发光二极管芯片320远离承载器310的一侧表面之间具有一高度差为T2(等于T3及H3的总和)，而发光二极管芯片320的宽度为W，发光二极管芯片320邻近不透光区334的一侧面与不透光区334相邻发光二极管芯片320的丨侧面之间的水平间隔距离为D2(亦即发光二极管芯片320邻近不透光结构338的一侧面与不透光结构338相邻发光二极管芯片320的一侧面之间的水平间隔距离为D2)，则T2/(W+D2)≤tanθ2≤T2/W，其中D2可例如为0，而角度θ2为发光二极管芯片320射出开口316a的光线L的角度(例如是发光二极管芯片320的发光上表面最左端发出光线L相对于发光二极管芯片320的发光上表面的角度，亦是发光二极管芯片320的发光面最左端发出光线L相对于不透光结构338的上表面的角度)，较佳地θ2为20度(20°)。
[0086] 由于本实施例通过界定盖板330与发光二极管芯片320之间的高度差为T2，发光二极管芯片320的宽度为W，以及发光二极管芯片330与不透光区334之间的水平间隔距离为D2(亦即发光二极管芯片320与不透光结构338之间的水平间隔距离为D2)，故可得知发光二极管芯片320射出开口316a的光线L的角度θ2，意即由关系式，T2/(W+D2)≤tanθ2，可得知θ2例如是20度(20°)。
[0087] 换言之，发光二极管芯片320具有相对的一第一侧壁(例如右边侧壁)及一第二侧壁(例如左边侧壁)，第二侧壁较第一侧壁更接近不透光区334(例如不透光区右边内壁)。盖板330与发光二极管芯片320之间具有一高度差(例如是T2)，不透光区334(例如是不透光区右边内壁)与第一侧壁(例如是左边侧壁)之间具有一水平间隔距离(例如是D2)，高度差除以水平间隔距离的值不大于正切函数20度(tangent function of 20 degrees，tan20°)。
[0088] 在一实施例中，不透光区334具有一内侧(例如是右边内侧)及一第一上表面，发光二极管芯片320具有一第二上表面及一离内侧最远的侧边(例如是左侧边)。内侧与第一上表面之间具有一第一端点(例如是转角端点)，侧边与第二上表面之间具有一第二端点(例如是转角端点)。第一端点与第二端点之间具有一联机(例如与光线L重迭)，联机与第二上表面之间具有一夹角(例如是θ2)，夹角不大于20度(20°)。
[0089] 在另一实施例中，不透光区334具有一内侧(例如是右边内侧)，发光二极管芯片320具有一离内侧最远的侧边(例如是左侧边)。内侧与侧边之间具有一水平间隔距离(例如是D2)，盖板与发光二极管芯片之间具有一高度差(例如是T2)。高度差与水平间隔距离的比值不大于正切函数20度(tan 20°)。
[0090] 此外，值得注意的是，本实施例可通过调整不透光结构338的开口338a大小来调整透光区332的尺寸(宽度或是面积)，进而可调整发光二极管封装结构300的发光面积。因此，本实施例可通过缩小不透光结构338的开口338a尺寸来减少由发光二极管芯片320的侧壁322所发出的杂散光，甚至不透光结构338吸收入射光线的大部分、减弱入射光线反射后的强度及减少入射光线反射的机会，进而降低透光板336的导光效应(Light guide effect)，甚至降低面光源效应。此外，非透光区的高度及透光区大小的弹性搭配设计，可以调整及控制发光二极管芯片320的光场型(light emitting field or pattern)。
[0091] 图4A绘示图3A的发光二极管封装结构的一种变化的示意图。图4B绘示图4A的发光二极管封装结构的俯视图。图4C绘示沿图4B的A-A线段的剖面图。
[0092] 请同时参照图4A、图4B与图4C，本实施例的发光二极管封装结构400相似于图3A的发光二极管封装结构300，两者主要的差异的处在于发光二极管封装结构400的不透光结构338还另外具有一延伸部338b，延伸部338b可包覆透光板336与承载器310的侧壁336a、318。不透光结构338例如为一金属壳体。不透光结构338例如是以嵌合或是黏着的方式与透光板336及承载器310接合。
[0093] 值得注意的是，当不透光结构338的材质为一反射性质良好的材料(如金属材料)时，则被不透光结构338挡住的光线(亦即由发光二极管芯片320所发出的光线)可在不透光结构338的内表面338c与承载器310之间进行多次反射，的后再射出开口338a，如此一来，可增加发光二极管封装结构400的出光量。此外，无论不透光结构是否为反射性材料，在不透光结构及透光板之间与不透光结构及承载器之间亦可形成一反射材料层结构。
[0094] 综上所述，由于本发明的发光二极管封装结构具有不透明且具有吸旋光性质的挡板，故可通过使挡板的开口内壁靠近发光二极管芯片的侧壁来遮挡由发光二极管芯片的侧壁所发出的大角度的杂散光，进而缩小发光二极管封装结构的发光面积并降低面光源的效应。
[0095] 此外，本发明的发光二极管封装结构可具有一配置于承载器上的盖板，盖板具有一透光区与一围绕透光区的一不透光区，本发明可通过缩小透光区的尺寸来缩小发光二极管封装结构的发光面积，并减少由发光二极管芯片的侧壁所发出的杂散光，进而可降低面光源效应。
[0096] 虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的
申请专利范围所界定者为准。
