LED及其封裝方法

《LED及其封裝方法》是惠州雷曼光電科技有限公司於2012年9月13日申請的專利，該專利的公布號為CN102891236A，申請公布日為2013年1月23日，發明人是李漫鐵、屠孟龍、項其第、劉瀚。

《LED及其封裝方法》所述LED包括發光組件及燈珠。燈珠包覆發光組件，燈珠的軸向的橫截面以發光組件的法線於燈珠的軸向的橫截面上的投影為不對稱圖形；燈珠的底端的軸向的橫截面以發光組件的法線於燈珠的底端的軸向的橫截面上的投影為對稱圖形，發光組件位於燈珠的底端的對稱中心處。上述LED即可以擴大其的視角範圍，還可以保證發光組件的四周的受力均勻，防止燈珠在受熱或外力作用下造成發光組件和燈珠脫離，影響LED的使用。該發明還提供一種LED封裝方法。

2017年12月11日，《LED及其封裝方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《LED及其封裝方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：LED及其封裝方法
• 申請人：惠州雷曼光電科技有限公司
• 申請日：2012年9月13日
• 申請號：2012103390772
• 公布號：CN102891236A
• 公布日：2013年1月23日
• 發明人：李漫鐵、屠孟龍、項其第、劉瀚
• 地址：廣東省惠州市惠城區東江區高新科技開發區管理委員會2樓204室
• 分類號：H01L33/48(2010.01)I、H01L33/58(2010.01)I
• 代理機構：廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人：何平
• 類別：發明專利

專利背景

LED顯示屏通常是垂直於水平面安裝，形成一個LED顯示螢幕，因此LED顯示屏的最高亮度點是在0°視角，則LED的半功率視角是對稱的。半功率角度又稱功率角度，即就是光源中心的法線方向向四周張開，中心光強I到周圍的I/2之間的夾角。當光源的光強均勻時，向法線偏轉的周圍光強是原來一半時所夾的角應當相等。當光強不均勻時，夾角不相等。二極體發光角度也就是其光線散射角度。並且，顯示屏會安裝在一定的高度上，人們的觀看視角為仰視。由於觀看螢幕需要仰視，則LED顯示屏的可視範圍縮小。為了滿足人們仰視觀看的要求，在LED在外掛程式安裝的過程中，通過工裝治具，使得LED向下偏一定的角度，以增大LED的下半功率視角，即光線向下偏折的角度。這種方法是需要重新定製LED顯示屏的模具，製造成本較高，並且通用性較差。

發明內容

專利目的

《LED及其封裝方法》提供一種能夠使可視範圍增大的LED。

技術方案

《LED及其封裝方法》所述LED包括：發光組件；發光組件；燈珠，包覆所述發光組件，所述燈珠的軸向的橫截面以所述發光組件的法線於所述燈珠的軸向的橫截面上的投影為不對稱圖形；其中，所述燈珠的底端的軸向的橫截面以所述發光組件的法線於所述燈珠的底端的軸向的橫截面上的投影為對稱圖形，所述發光組件位於所述燈珠的底端的對稱中心處。

在其中一實施方式中，所述不對稱圖形包括第一半橢圓及第二半橢圓，所述第一半橢圓的第一半橢圓曲線與所述第二半橢圓的第二半橢圓曲線首尾連線，所述第一半橢圓曲線與所述第二半橢圓曲線的弧度不同，所述第一半橢圓與所述第二半橢圓的交線與所述發光組件的法線相交。在其中一實施方式中，所述第一半橢圓的長軸與所述第二半橢圓的長軸相等，所述第一半橢圓的短軸比所述第二半橢圓的短軸小。

在其中一實施方式中，所述燈珠的外表面包括第一發光曲面及第二發光曲面，所述第一半橢圓所對應的所述燈珠的外表面為第一發光曲面，所述第二半橢圓所對應的所述燈珠的外表面為第二發光曲面，所述第一發光曲面與所述第二發光曲面的半功率角度之比為1:1.5~5。在其中一實施方式中，所述對稱圖形為橢圓形。

在其中一實施方式中，所述燈珠的外表面包括四個曲面，四個所述曲面相互連線。在其中一實施方式中，所述四個曲面之間，相鄰的兩個所述曲面相切連線。在其中一實施方式中，所述發光組件包括支架及晶片，所述晶片設於所述支架上。在其中一實施方式中，所述支架位於所述燈珠的底端的中部。

該發明還提供一種LED封裝方法。一種LED封裝方法，包括：固晶，將晶片固定在支架上；焊線，金線的兩端分別焊接在晶片和支架上；灌膠，將晶片與支架放置在模具中，對模具注滿膠液，所述模具的注膠腔沿其軸向方向的軸向的橫截面為不對稱圖形，所述注膠腔開口處的軸向的橫截面為對稱圖形；固化，膠液固化，形成LED。

改善效果

《LED及其封裝方法》與傳統的LED相比，至少具有以下優點：

首先，燈珠的軸向的橫截面為不對稱圖形，燈珠的軸向的橫截面以發光組件的法線於燈珠的軸向的橫截面上的投影為不對稱圖形，則燈珠的外表面曲線關於發光組件的法線不對稱，即燈珠為偏光不對稱，則燈珠形成的光斑為不對稱光斑。並且，燈珠的底端的軸向的橫截面為對稱圖形，燈珠的底端的軸向的橫截面以發光組件的法線於燈珠的底端的軸向的橫截面上的投影為對稱圖形，因此發光組件位於燈珠的底端的對稱中心處。由於燈珠為偏光不對稱，在燈珠固化成型後，則燈珠內應力的分布是不均勻的。但是將燈珠的底端設計成對稱結構，則能夠使燈珠的內部應力分布較為均勻，防止在燈珠的成型過程中，防止注入的膠體流動衝擊發光組件，影響發光組件的形態及各元件之間的連線情況，破壞LED的質量。

第一發光曲面與第二發光曲面的半功率角度之比為1:1.5~5，擴大了LED的可視範圍。並且，將晶片設於負極引腳的碗杯內，可以使半功率角度較大的第二發光曲面形成下半功率角度，增大上述LED下半功率角度，能夠更好的滿足人們仰視觀察的要求。

並且，發光組件位於燈珠的底端的中部，由於燈珠的底端的軸向的橫截面為對稱圖形，則發光組件為與燈珠的底端的中部，則位於發光組件的四周的膠體關於發光組件對稱。因此，發光組件的受力均勻，穩固性較高，防止燈珠在受熱或外力作用下造成發光組件和燈珠脫離，影響LED的使用。

附圖說明

圖1為一實施方式的LED的剖視圖；

圖2為圖1所示燈珠沿垂直於其軸向方向的軸向的橫截面的示意圖；

圖3為圖1所示的LED的仰視圖；

圖4為圖1所示的LED的半頻率視角的示意圖；

圖5為圖1所示的LED的垂直偏光模擬曲線圖；

圖6為圖1所示的LED的燈珠的立體圖；

圖7為一實施方式的LED封裝方法的流程圖。

權利要求

1.一種LED，其特徵在於，包括：發光組件；燈珠，包覆所述發光組件，所述燈珠的軸向的橫截面以所述發光組件的法線於所述燈珠的軸向的橫截面上的投影為不對稱圖形；其中，所述燈珠的底端的軸向的橫截面以所述發光組件的法線於所述燈珠的底端的軸向的橫截面上的投影為對稱圖形，所述發光組件位於所述燈珠的底端的對稱中心處。

2.根據權利要求1所述的LED，其特徵在於，所述不對稱圖形包括第一半橢圓及第二半橢圓，所述第一半橢圓的第一半橢圓曲線與所述第二半橢圓的第二半橢圓曲線首尾連線，所述第一半橢圓曲線與所述第二半橢圓曲線的弧度不同，所述第一半橢圓與所述第二半橢圓的交線與所述發光組件的法線相交。

3.根據權利要求2所述的LED，其特徵在於，所述第一半橢圓的長軸與所述第二半橢圓的長軸相等，所述第一半橢圓的短軸比所述第二半橢圓的短軸小。

4.根據權利要求3所述的LED，其特徵在於，所述燈珠的外表面包括第一發光曲面及第二發光曲面，所述第一半橢圓所對應的所述燈珠的外表面為第一發光曲面，所述第二半橢圓所對應的所述燈珠的外表面為第二發光曲面，所述第一發光曲面與所述第二發光曲面的半功率角度之比為1:1.5~5。

5.根據權利要求1所述的LED，其特徵在於，所述對稱圖形為橢圓形。

6.根據權利要求1所述的LED，其特徵在於，所述燈珠的外表面包括四個曲面，四個所述曲面相互連線。

7.根據權利要求6所述的LED，其特徵在於，所述四個曲面之間，相鄰的兩個所述曲面相切連線。

8.根據權利要求1所述的LED，其特徵在於，所述發光組件包括支架及晶片，所述晶片設於所述支架上。

9.根據權利要求8所述的LED，其特徵在於，所述支架位於所述燈珠的底端的中部。

10.一種LED封裝方法，包括：固晶，將晶片固定在支架上；焊線，金線的兩端分別焊接在晶片和支架上；灌膠，將晶片與支架放置在模具中，對模具注滿膠液，所述模具的注膠腔沿其軸向方向的軸向的橫截面為不對稱圖形，所述注膠腔開口處的軸向的橫截面為對稱圖形；固化，膠液固化，形成LED。

實施方式

參閱圖1，該實施方式的一種LED100包括發光組件110及燈珠120。發光組件110包括支架111、固晶底膠114、晶片115及金線117。支架111包括正極引腳112及負極引腳113，正極引腳112或負極引腳113設有碗杯（圖未標），晶片115收容於碗杯內。支架111位於燈珠120的底端的中部。

晶片115固定在固晶底膠114上。金線117的兩端分別與正極引腳112與晶片115電連線。燈珠120包覆發光組件110，燈珠120的軸向的橫截面以發光組件110的法線於燈珠120的軸向的橫截面上的投影為不對稱圖形，燈珠120的底端的軸向的橫截面以發光組件110的法線於燈珠120的底端的軸向的橫截面上的投影為對稱圖形，發光組件110位於燈珠120的底端的對稱中心處。

具體在該實施方式中，參閱圖2及圖3，不對稱圖形包括兩個弧度不同的半橢圓。對稱圖形為橢圓形。燈珠120的軸向的橫截面為兩個弧度不同的半橢圓。則燈珠120相對於燈珠120的中心法線不對稱。

具體在該實施方式中，不對稱圖形包括第一半橢圓121及第二半橢圓122，第一半橢圓121的第一半橢圓曲線與第二半橢圓122的第二半橢圓曲線首尾連線，第一半橢圓曲線與第二半橢圓曲線的弧度不同，第一半橢圓121與第二半橢圓122的交線與發光組件110的法線相交。第一半橢圓121的長軸與第二半橢圓122的長軸相等。第一半橢圓121的短軸比第二半橢圓122的短軸小。請同時參閱圖1，燈珠120的外表面包括第一發光曲面123及第二發光曲面124。第一半橢圓121所對應的燈珠120的外表面為第一發光曲面123，第二半橢圓所對應的燈珠120的外表面為第二發光曲面124。則第一半橢圓121的弧度較小，第二半橢圓122的弧度較大。第一半橢圓121、第二半橢圓122的共同長軸與燈珠120的中心法線所在的軸向的橫截面為不對稱圖形。並且，第一半橢圓121所對應的第一發光曲面123的弧度較小，第二半橢圓122所對應的第二發光曲面124的弧度較大。由於第一發光曲面123與第二發光曲面124的弧度不同，則第一發光曲面123與第二發光曲面124所對應的半功率角度也不相同。

由於第一半橢圓121與第二半橢圓122的弧度不同，則第一發光曲面123與第二發光曲面124的弧度也不同。根據光學原理，當光線照射在不同弧度的界面上時，則光線通過折射之後，光線發生的偏折角度也不相同。參閱圖1，根據折射定律，第一發光曲面123的弧度較小，則光線經過第一發光曲面123後發生偏折。請同時參閱圖4，第一發光曲面123所對應的半功率角度α較小。第二發光曲面124的弧度較大，則光線經過第二發光曲面124後發生偏折，則第二發光曲面124所對應的半功率角度β較大。根據第一發光曲面123與第二發光曲面124的弧度的不同設計，第一發光曲面123與第二發光曲面124的半功率角度之比可以為1:1.5~5。將第二發光曲面124靠近地面設定，則第一發光曲面123遠離地面，因此，半功率角度較大的第二發光曲面124形成光線向下偏折形成下半功率角度，即半功率角度β為LED100的下半功率角度。

當第二發光曲面124的半功率角度β較大的時候，即增大上述LED100下半功率角度，則可以增大LED100的可視範圍，能夠較好的滿足人們仰視觀看的要求。參閱圖5，圖5為該發明所提供的LED100的垂直偏光模擬曲線圖。根據圖5，可以看出LED100的法線兩側的光型不對稱。

參閱圖6，燈珠120的表面包括四個曲面125，四個曲面125相互連線構成燈珠120的表面。具體在該實施方式中，四個曲面125之間，相鄰的兩個曲面125相切連線。相鄰的兩個切面125之間相切連線，可以保證燈珠120的表面光滑。具體在該實施方式中，燈珠120為環氧樹脂燈珠。

一實施方式的LED顯示屏包括多個相互拼接的LED點陣模組，LED點陣模組包括多個像素點，像素點包括多個LED100。多個LED100排列構成一個像素點，並且多個LED100的具有較大半功率角度的一側靠近地面設定，以使位於地面上的觀察人員可以在較大的視角範圍內觀看到LED顯示屏。LED100的顏色可以為紅色、綠色及藍色。每個像素點包括紅色、綠色及藍色的LED100排列組成。由於LED100能夠增大可視範圍，則由上述LED100構成的LED顯示屏，使LED顯示屏也具有較大的可視範圍，能夠更好的滿足人們仰視觀察的要求。

參閱圖7，還提供一種LED封裝方法200。一種LED封裝方法200包括：

步驟S210，固晶，將晶片固定在支架上；

步驟S220，焊線，金線的兩端分別焊接在晶片和支架上；

步驟S230，灌膠，將晶片與支架放置在模具中，對模具注滿膠液，所述模具的注膠腔沿垂直於其軸向方向的軸向的橫截面為不對稱圖形，所述注膠腔開口處的軸向的橫截面為對稱圖形；

步驟S240，固化，膠液固化，形成LED。

在利用上述LED封裝方法製作的LED中，燈珠沿垂直於其軸向方向的軸向的橫截面為不對稱圖形，則燈珠120的外表面曲線相對於燈珠120的中心法線不對稱，即燈珠120為偏光不對稱，則燈珠120形成的光斑為不對稱光斑。並且，燈珠120的底端沿沿垂直於其方向的軸向的橫截面為對稱圖形。由於燈珠120為偏光不對稱，在燈珠120固化成型後，則燈珠120內應力的分布是不均勻的，導致發光組件的受到衝擊，影響發光組件的形態及導通情況。但是將燈珠120的底端設計成對稱結構，則能夠使燈珠120的內部應力分布較為均勻。因此，在上述LED100中，即可以實現燈珠120照射的光斑為不對稱性，滿足LED100在日常使用中的半功率角度要求，並且還能夠防止在燈珠120的成型過程中，防止注入的膠體流動衝擊發光組件，影響發光組件的形態及各元件之間的連線情況，破壞LED100的質量。

並且，發光組件位於燈珠120的底端的中部，由於燈珠120的底端的軸向的橫截面為對稱圖形，則發光組件為與燈珠120的底端的中部，則位於發光組件的四周的膠體關於發光組件對稱。因此，發光組件的受力均勻，穩固性較高，防止燈珠在受熱或外力作用下造成發光組件和燈珠脫離，影響LED100的使用。

榮譽表彰

2017年12月11日，《LED及其封裝方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。