发光二极管封装结构

摘要

本发明提供一种发光二极管封装结构，其包括壳体、发光二极管、透明组件以及围壁。壳体具有上表面、设于上表面上的凹槽以及环绕凹槽开口的环绕面，发光二极管设于凹槽的底面上，而透明组件设置于环绕面上并封闭凹槽的开口。围壁设置在壳体的上表面且围绕透明组件。

权利要求

1.一种发光二极管封装结构，其特征在于，包括：

壳体，具有上表面及设置于所述上表面上的凹槽，所述凹槽具有底面及开口，该壳体更具有环绕所述凹槽的所述开口的环绕面，所述凹槽内的空间中是真空或填充空气；

发光二极管，设置在所述凹槽的所述底面上；

透明组件，设置在所述环绕面上并封闭所述凹槽的所述开口；以及围壁，设置在所述壳体的所述上表面上且围绕所述透明组件；

所述壳体还包括一个沟槽，所述沟槽设置于所述环绕面与所述围壁之间。

2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括一种黏合材料设置于所述环绕面上，用以黏合所述环绕面与所述透明组件。

3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括一种黏合材料设置于所述沟槽内，用以黏合所述壳体与所述透明组件。

4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括设置于所述底面上的散热块，所述散热块向下延伸并暴露于所述壳体的下表面，所述发光二极管配置于所述散热块上。

5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述壳体与所述围壁是为一体成型结构。

6.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括至少一个导电支架被包覆于所述壳体内，所述导电支架的一端向下延伸并暴露于所述壳体的下表面上，所述导电支架的另一端暴露于所述凹槽内。

7.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括齐纳二极管，所述齐纳二极管设置在所述凹槽的所述底面上并与所述发光二极管电性连接。

8.如权利要求7所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述齐纳二极管与所述发光二极管并联连接。

9.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述透明组件为平板镜片或凸透镜。

10.如权利要求6所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述发光二极管由至少一个导线与暴露于所述凹槽中的所述导电支架电性连接。

说明书

发光二极管封装结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发光二极管(light emitting diode，LED)封装结构，尤其涉及一种可整合光线路径设计的发光二极管封装结构。

背景技术

[0002] 投影机的使用已普及应用于日常生活中，譬如在一般的会议简报场合中，可使用投影机来显示报告内容，以使所有与会者能同时观看数据；或是在家里观赏电影时，也可利用投影机投射出影像画面，让使用者在自家客厅便能拥有剧院般的享受。此外，随着科技的进步，市面上主要的数字投影机种类包括有：阴极射线管(cathode ray tube，CRT)投影机、液晶显示(liquid crystaldisplay，LCD)投影机、数字光源处理(digitallight processing，DLP)投影机、单晶硅液晶显示面板(liquid crystal on silicon，LCOS)投影机等四种数字投影机。不论是上述何种类型的投影机，都需要在其光学系统中设置光源。传统上较常应用于投影机中的光源包括阴极射线管或金属灯，然而此两种光源具有体积大、耗电量高及缺乏环保考虑等缺点。相较于上述传统光源，由于发光二极管封装组件具有体积小、耗电量低、发光效率高、高度色彩表现、反应速度快及具环保特性等优点，因此发光二极管光源具有一定的市场优势，并被广泛地应用于携带式信息产品中。

[0003] 然而，将发光二极管封装组件应用于投影机中以当作投影光源的技术尚未发展成熟，由于一般发光二极管封装组件具有约110至120度的光线发散角度，且发光二极管封装组件没有特殊的机构设计以配合组装于投影机中，导致发光二极管封装组件所发出的光源不能有效集中，光线无法准确对准投影机光学系统的透镜设计，以致影响光学系统的光路设计与光源有效利用性。因此，提供适合应用于投影机的发光二极管封装组件，仍为业界亟需解决的问题。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的之一，在于提供一种发光二极管封装结构，其特殊的结构设计，可使本发明发光二极管封装结构能便利地应用于投影机中，以解决前述投影机的光源问题。

[0005] 本发明提供一种发光二极管封装结构，其包括壳体、发光二极管、透明组件以及围壁。其中，所述壳体具有上表面以及设于所述上表面上的凹槽，所述凹槽具有底面及开口，所述壳体更具有环绕所述凹槽的开口的环绕面。发光二极管设于所述凹槽的底面上，而所述透明组件设置在所述环绕面上并封闭所述凹槽的所述开口，而所述围壁设置在壳体的上表面上且围绕透明组件。

[0006] 由于本发明的发光二极管封装结构不以传统环氧树脂等胶体填充包覆发光二极管，因此可以避免因胶体所产生的光线发散与降低封装结构的信赖性等问题。此外，本发明的发光二极管封装结构另包含有围壁设于其表面，其可提供卡件定位的功能，以使发光二极管所产生的光线能准确地沿着光源系统所设计的路径射出，提供较佳的光利用效率。

附图说明

[0007] 图1为本发明发光二极管封装结构的实施例一的上侧外观示意图。

[0008] 图2为图1所示的本发明发光二极管封装结构的剖面示意图。

[0009] 图3为图1所示的本发明发光二极管封装结构的下侧外观示意图。

[0010] 图4为本发明发光二极管封装结构的实施例二的外观示意图。

[0011] 图5为图4所示本发明发光二极管封装结构的剖面示意图。

[0012] 附图标记说明

[0013] 10、40 发光二极管封装结构

[0014] 12 封装壳体 13 上表面

[0015] 14 发光二极管芯片 15 底面

[0016] 16、42 透明组件 17 环绕面

[0017] 18 凹槽 19、44 沟槽

[0018] 20 散热块 21 导线

[0019] 23 下表面 24 围壁

[0020] 25 开口 28 黏合材料

[0021] 30 导电支架 32 齐纳二极管

[0022] 34 标记

具体实施方式

[0023] 请参考图1至图3，图1、图2及图3分别为本发明发光二极管封装结构的实施例一的上侧外观示意图、剖面示意图以及下侧外观示意图。本发明发光二极管封装结构10可应用于投影机中，以当作投影光源使用。发光二极管封装结构10包括封装壳体12、至少一个发光二极管芯片14、透明组件16以及散热块20。封装壳体12具有上表面13以及凹槽18，其中凹槽18设于封装壳体12的上表面13上，亦即凹槽18设于封装壳体12内且被上表面13所暴露。凹槽18具有底面15以及开口25。散热块20设于凹槽18的底面15，其向下延伸并暴露于封装壳体12的下表面23，且散热块20是由具有高传热系数的材料所构成，例如金属材料。发光二极管芯片14设于凹槽18的底面15上，且位于散热块20的上表面。由于散热块20具有平坦的上表面，因此可以放置不同大小或数量的发光二极管芯片。
此外，在本实施例中，透明组件16为平板镜片，例如为平板型玻璃镜片。

[0024] 发光二极管封装结构10还包括围壁24设于封装壳体12的上表面13，可用来将透明组件16卡固于其内侧。发光二极管封装结构10另包括环绕面17，设于围壁24的内侧，环绕面17表面是用以承放透明组件16的外缘，使透明组件16与围壁24的内侧壁相接触。此外，环绕面17的表面可利用点胶等方式设置黏合材料28，用以将透明组件16外缘黏合于环绕面17表面，以进一步有效地固定透明组件16。值得注意的是，封装壳体12更可包括沟槽19，设置于环绕面17与围壁24之间，可用来容纳黏合材料28以黏合透明组件16与环绕面17。因此，依据围壁24与环绕面17的设计，围壁24内侧可放置不同型式的镜片，只要镜片的外缘符合围壁24的形状即可。在本实施例中，围壁24、环绕面17以及封装壳体12为一体成型结构，其材料举例为塑料类材料，可经由射出成型方式制作。值得注意的是，在透明组件16下方的凹槽18内没有填充任何固状或胶体材料，仅充填有空气设于发光二极管芯片14与透明组件16之间。然而，在其它实施例中，凹槽18内的空间亦可为真空状态。在此设计下，由于发光二极管芯片14与透明组件16之间不具有胶体材料，因此由发光二极管芯片14所产生的光线可以直接经由透明组件16射出发光二极管封装结构10，而不会像传统发光二极管封装组件，因填充环氧树脂而造成光线发散、具有高吸湿性以及易老化等缺点，也可以大幅提高本发明发光二极管封装结构10的散热效率与信赖性。

[0025] 此外，发光二极管封装结构10还包括至少一个导电支架(lead frame)30被包覆于封装壳体12内，且发光二极管芯片14可由至少一个导线21以电性连接于暴露于凹槽18中的导电支架30。如图所示，导电支架30的一部分设于凹槽18中，而部分导电支架30则外露于封装壳体12的外侧侧边，可用以电性连接于外部电路，以提供发光二极管封装结构10发光所需的电源。换言之，导电支架30的一端向下延伸并暴露于封装壳体12的下表面
23，而导电支架30的另一端则暴露于凹槽18内。在其它实施例中，暴露于封装壳体12外侧的导电支架30亦可设于封装壳体12的底部，不限于图1所示的情况。再者，在凹槽18内的导电支架30表面的连接垫(pad)部分或是凹槽18的底面15上可设置电性分压组件，例如为齐纳二极管(zener diode)32，以进一步提高发光二极管封装结构10的稳定性。在较佳实施例中，齐纳二极管32是以并联方式电性连接于发光二极管芯片14。另一方面，封装壳体12的上方边缘区域可设置标记34，用来提供辨识方位或封装结构型号的功能。

[0026] 图4与图5分别显示本发明发光二极管封装结构的实施例二的外观示意图与剖面示意图，且图4与图5中与前一个实施例相同的组件是以同样的数字符号标示。在本实施例中，本发明发光二极管封装结构40也可应用于投影机的光学系统中，其包括封装壳体12、散热块20设于凹槽18的底面15、至少一个发光二极管芯片14设于散热块20的上表面、以及透明组件42设于发光二极管芯片14之上。本实施例的透明组件42为透镜，较佳为凸透镜，其可将发光二极管芯片14所产生的光线集中向外射出，例如使光线呈直线状垂直射出发光二极管封装结构40，以有效对准投影机的光学系统的光轴设计。本发明发光二极管封装结构40另包括围壁24设于封装壳体12的上表面，用来卡固透明组件42。围壁24的内侧设有一环绕面17，用以置放透明组件42的外缘。此外，在环绕面17与围壁24之间设置有沟槽44，位于环绕面17的下侧。在本实施例中，在环绕面17与沟槽44表面可填充黏合材料28，用以黏合环绕面17与透明组件42的外缘，并有效地将透明组件42固定于围壁24内。在较佳实施例中，封装壳体12、围壁24、环绕面17以及沟槽44等结构设计皆为一体成型结构。此外，封装壳体12的表面可包括标记34，以供辨识方位与型号。类似于前一个实施例，发光二极管芯片14与透明组件42之间并没有填充环氧树脂等传统封装结构中的封装胶体，亦即凹槽18内仅充填空气或为真空。

[0027] 相对于现有技术，由于本发明发光二极管封装结构并没有填充环氧树脂等传统封装结构中的封装胶体，因此可以避免因填充胶体而造成的高吸湿性、易老化、不易散热以及光线发散等缺点。换言之，因为本发明发光二极管封装结构在镜片等透明组件与发光二极管芯片之间仅具有空气或为真空，没有填充任何固体或胶体材料，因此发光二极管芯片所产生的光线可以直接经由其上方的镜片射出，能有效地配合镜片类型而达到所需的光路设计，且在没有填充胶体材料的情形下，本发明发光二极管封装结构具有高信赖性与良好散热效率等优点。再者，围壁能有效固定其内侧的透明组件，且具有卡件定位与对准光轴的功能，例如配合投影机的光学系统与机构设计，能直接利用固定围壁的位置，而使发光二极管封装结构产生的光线有效地对准光轴射出而不发生偏移。此外，围壁内侧可放置不同型式的镜片或其它透明组件，可方便设计光线路径，将光线导引至特定方向，以提供投影机所需的光线入射路径，大幅提升光线利用效率。因此，本发明发光二极管封装结构可应用于投影机的光学系统中，提供高利用效率的光源，同时大幅缩小产品体积，以满足市场需要，使得使用本发明发光二极管封装结构的投影机可以进一步应用于携带型信息产品中。

[0028] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。