專利名稱：發光器件封裝和具有發光器件封裝的照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及發光器件封裝和具有發光器件封裝的照明裝置。
背景技術：
在20世紀20年代在電壓施加到半導體器件時觀察到發光之后，在20世紀60年代末期，作為通過半導體制造工藝制造的發光器件的發光二極管LED開始用于實際應用。之后，為了改進LED的效率已經進行了不斷的研究和開發，特別是對于具有足以替代當前光源的光特性的LED的關注日益增加。并且，隨著對LED的研究的增加，對LED封裝和具有LED封裝的照明裝置的研究也日益增多。 為了獲得高效率封裝，重要的是將從發自LED的光提取到外部的光的量最大化。一般來說，用于照明裝置的封裝可以是白色封裝。為此，在LED上涂覆的熒光材料可以用于改變光的波長。

發明內容
因此，本發明涉及發光器件封裝和具有發光器件封裝的照明裝置。本發明的目的在于提供一種發光器件封裝和具有發光器件封裝的照明裝置，它們能夠改進來自發光器件的光的提取效率。本發明的另一目的在于提供一種發光器件封裝和具有發光器件封裝的照明裝置，其中，量子點磷光體用于提供高效率發光器件。在隨后的描述中將會部分地闡述本發明的額外的優點、目的和特征，并且部分優點、目的和特征對于已經研究過下面的內容的本領域技術人員來說將是顯而易見的，或者部分優點、目的和特征將通過本發明的實踐來知曉。通過在給出的描述及其權利要求以及附圖中特別地指出的結構可以實現并且獲得本發明的目的和其它的優點。為了實現這些和其它優點并且根據本發明的目的，如在此具體化并且廣泛描述的，發光器件封裝包括封裝主體，其具有第一表面和第二表面以及貫通孔，其中，第一表面上設有安裝部分，并且貫通孔設置在封裝主體中以穿過第一表面和第二表面；在第一表面上的至少一對第一電極；在第二表面上的至少一對第二電極，該第二電極分別通過貫通孔連接到第一電極；發光器件，其位于安裝部分上并且電連接到第一電極；在發光器件上的光波長轉換層；以及在光波長轉換層上的保護層，該保護層用于密封安裝部分。在本發明的另一方面，發光器件封裝包括封裝主體，其具有第一表面和第二表面以及貫通孔，其中第一表面上設有安裝部分，并且貫通孔設置在封裝主體中以穿過第一表面和第二表面；在第一表面上的至少一對第一電極；在第二表面上的至少一對第二電極，其通過貫通孔連接到第一電極，第二電極具有向下突出的插入部分；發光器件，其位于安裝部分上并且電連接到第一電極；在發光器件上的光波長轉換層；在光波長轉換層上的保護層，該保護層用于密封安裝部分；以及電路板，其具有用于在其中插入第二電極的插入部分的插入孔。
將理解的是，本發明的前述一般性描述和下面的詳細描述是示例性和說明性的，并且意在提供對所要求保護的本發明的進一步說明。


附圖被包括進來以提供本發明的進一步理解，并且被并入本申請且構成本申請的一部分，示出了本發明的實施方式，并且與說明書一起用于說明本發明的原理。在附圖中圖I示出了示例性封裝主體的截面。圖2示出了示例性封裝的截面。圖3示出了具有間隔的光波長轉換層的示例性殼體的截面。圖4示出了具有雙反射膜的示例性殼體的截面。 圖5示出了雙反射膜的示意圖。圖6和7分別示出具有光波長轉換層的其他示例性殼體的截面。圖8和9分別示出了具有保護層的其它示例性殼體的截面。圖10和11分別示出了具有透鏡形狀包封的示例性殼體的截面。圖12到16分別示出了具有包括透鏡形狀的保護層的示例性殼體的截面。圖17示出了示例性光提取圖案的截面。圖18和19分別示出了包括不同透鏡形狀的保護層的示例的截面。圖20和21分別示出了具有封裝的照明裝置的示例的截面。圖22至26示出了用于制造封裝的工藝的示例的截面。圖27示出了封裝的另一個示例的截面。
具體實施例方式將詳細參考本發明的特定實施方式，在附圖中示出其示例。只要可能，在整個附圖中使用相同的附圖標記，以指示相同或者類似的部分。雖然本發明允許不同變化和修改，但是將在附圖中示出本發明的特定實施方式并且將在下面進行描述。然而，本發明不意在將本發明限于在此所公開的特定實施方式，與此相反，本發明包括符合由本發明的權利要求限定的本發明的范圍的所有的修改、替代以及其等同物。在將諸如層、區域或者襯底的元件描述為在其他元件“上”的情況下，應該理解為，該元件可以直接在其他元件上，或者在這兩個元件之間可以存在另一中間元件。雖然諸如第一和第二的詞語可以用于描述不同的元件、組件、區域、層和/或區域，但是應該理解的是，元件、組件、區域、層和/或區域不受到這樣的詞語的限制。參考圖I和2，發光器件封裝100包括封裝主體10，封裝主體10具有第一表面11、與第一表面11相對的第二表面12以及安裝部分13,安裝部分13在第一表面11上,用于在其上安裝發光器件40。封裝主體10可以由陶瓷或者硅形成。封裝主體10具有貫通孔15，貫通孔15從安裝部分13穿過封裝主體10到達第二表面12，并且安裝部分13具有用于向上反射光的傾斜側面。即，安裝部分13具有從第一表面11向內的凹陷，或者根據情況，安裝部分13可以與第一表面11齊平，以形成平坦表面。封裝主體10具有位于其上的至少一對電極20和30，包括在第一表面11上的第一電極20和在第二表面12上的第二電極30，該第一電極20和第二電極30與貫通孔15中的電極金屬31電連接。通過如所示的引線接合或者根據情況通過倒裝芯片接合，或者通過將位于發光器件的下側上的底側電極直接焊接到第一電極20，諸如發光二極管的發光器件40可以在安裝部分13處安裝到第一電極20。并且，存在位于發光器件40上的光波長轉換層50，光波長轉換層50包括光波長轉換材料，諸如磷光體(或者熒光材料)，用于轉換來自發光器件40的光的波長中的至少一些，并且將具有轉換后的波長的光與來自發光器件40的光進行混合，以將來自發光器件40的光轉換為其他波長的光。
光波長轉換材料的一個不例可以是磷光體、突光材料、以及量子點磷光體(QD磷光體)。如果量子點磷光體與發光器件一起使用，則量子點磷光體具有很大的優點。如果描述了將磷光體(或者熒光材料)用作基質材料的主材料，則雖然存在很多種YAG、TAG和硅酸鹽族氧化物磷光體(或者熒光材料)以及硫化物族，但是這些材料不能滿足在耐久性、耐潮性、色溫穩定性等方面的可靠性的要求。然而，近來開發并且應用的氮化物或者氧氮化物基質材料具有代替現有氧化物中的氧原子的氮原子的強共價鍵，從而具有高穩定性，并且將激勵和發光波長移到長波長，從而適合于藍光發光器件的應用。并且，與通常使用的有機熒光染料相比，作為發光納米顆粒的量子點磷光體具有如下非常優秀的優點通過由顆粒大小控制獲得的量子局限效應產生的相同組成的不同光譜、非常高的超過80%的量子產率以及非常好的顏色純凈度和顯色性。在其上安裝有發光器件40的安裝部分13上設置有包封80。根據情況，除了光波長轉換層50之外，或者作為光波長轉換層50的替代，諸如磷光體(或者熒光材料)的光波長轉換材料可以被包括到包封80中。在安裝部分13上，存在保護層60，保護層60用于對發光器件40、光波長轉換層50和布線以及包封80進行保護和防潮。保護層60覆蓋安裝部分13，定位在第一表面11上，并且通過位于第一層11的邊緣的至少一部分處的粘附層70牢固地接合到第一表面11。在該情況下，如所示的，粘附層70可以定位為與第一電極20的側面接觸，粘附層70能夠進一步提高安裝部分13的氣密性。將參考附圖來描述不同的變型例，并且參考圖I和2進行的描述可以以相同的方式應用到以下變型例中沒有描述的部分。并且，明顯的是，以下變型例的技術內容可以相互應用。圖3示出了其中光波長轉換層51安裝為與發光器件40隔開的示例。隔開的光波長轉換層51因此防止從發光器件40發射且在光波長轉換層51處反射的光被重吸收到發光器件40。并且，因為光波長轉換層51與作為發熱源的發光器件40隔開，以實現熱穩定，并且光波長轉換層51可以由保護層60保護，因此光波長轉換層51具有良好的可靠性。圖4示出了具有這樣隔開的多重反射膜90以及光波長轉換層51的結構。
多重反射膜90能夠透射特定波長的光，同時反射其他光。例如，如圖5中所示，多重反射膜90可以透射藍光(B)，同時反射包括紅光(R)和綠光(G)的其他光。因此，多重反射膜90透射來自發光器件40的藍光(B)，以將其提取到外部，并且對于具有由包括到光波長轉換層51的磷光體(或者熒光材料)轉換的波長的黃光，反射并返回的光沒有被保護層60或者覆蓋透鏡吸收，而是被反射，從而最小化了光的損失，由此進一步地改善了光提取效率。圖6示出了混合有上述量子點磷光體的光波長轉換層52，該光波長轉換層52定位為與發光器件40隔開。量子點磷光體能夠改善顯色性和光效率。
圖7示出了如下的示例，其中光波長轉換層51如圖4所示地定位為與發光器件40隔開，并且同時提供了附加的量子點磷光體53。在同時提供發光器件40和量子點磷光體53的情況下，也能夠改善顯色性和光效率。上述保護層60可以由玻璃或者塑料樹脂形成。圖8示出了保護層61的示例，該保護層61由諸如玻璃的具有良好的防潮性質的材料形成，并且具有或者不具有非常薄的粘附層。并且，圖9示出了如下的示例，其中，保護層62是塑料樹脂膜，并且防潮層62a定位在保護層62上。當然，作為防潮層62a的替代，可以在安裝部分13中設置防潮材料。圖10示出了透鏡形狀的包封81的示例。透鏡形狀的包封81可以包括光波長轉換材料。并且，具有透鏡形狀彎曲表面的保護層63可以與透鏡形狀的包封81共形地設置在透鏡形狀的包封81上。根據情況，保護層63也可以包括光波長轉換材料。同時，參考圖11，不是彎曲形狀，而是盒形狀的保護層64可以設置在透鏡形狀的包封81上。在該情況下，如所示的，在保護層64與透鏡形狀的包封81接觸的部分處，保護層64也可以具有彎曲形狀。參考圖12，可以提供透鏡形狀的保護層65。在該情況下，在保護層65和粘附層70之間可以附加地存在連接層65a。并且，參考圖13，可以利用粘附層70安裝透鏡形狀66a的保護層66。S卩，透鏡形狀66a和保護層66可以形成為一體。圖14示出了如下的示例，其中，在透鏡形狀66a和保護層66如圖13中所示地形成為一體的不例中，防反射層91定位在發光器件40上。防反射層91至少具有交替成對的層的疊層，所述層具有相互不同的折射率，以減少保護層66的下側的反射。防反射層91可以附加地定位在保護層66的上側上，或者定位在包封80上。在參考圖12至14中的任何一個描述的示例性結構中，顯而易見的是，包封80可以包括光波長轉換材料，或者附加的光波長轉換材料層可以被設置給包封80。參考圖15，替代包封80，可以注入氣體82，以防潮和/或抗氧化。氣體82可以是包括氮氣的穩定氣體。在該情況下，有益的是，光波長轉換層50被設置為與發光器件40的上側直接接觸。在該情況下，透鏡形狀66a的保護層67被提供在發光器件40上，該保護層67在面向發光器件40的一側具有光提取圖案67a。
光提取圖案67a防止發生在保護層67的下側處的全反射，以有效地向外提取來自發光器件41的光。參考圖16，包封80可以被設置在圖15中所示的示例中的安裝部分中。在該情況下，如上所述，光波長轉換材料可以被包括到包封80。在圖15和16中描述的光提取圖案67a可以是重復的規則單元結構的不均勻圖案。然而，即使在應用包括任意圖案的各種圖案的情況下，也能夠改善防反射和光提取。另外，可以提供各種透鏡形狀的保護層，諸如如圖18中所示的菲涅耳(Fresnel)透鏡圖案68a的保護層68，或者如圖19中所示的用于改變光束角的透鏡圖案68a的保護層68。圖18中的菲涅耳透鏡圖案68a和圖19中的透鏡圖案68a使得來自發光器件40 的光不會集中在中心，而是均勻地散開。上述發光器件封裝100可以安裝到諸如PCB的電路板，以作為照明裝置。當封裝100安裝到電路板時，通過使用表面安裝技術可以將第二電極30安裝到電路板的圖案。并且，參考圖20，第二電極32可以被直接設置在電路板200中并且安裝到電路板200。在該情況下，有益的是，第二電極32可以設置有向下突出的插入部分。S卩，有益的是，第二電極32具有向下突出的形狀，其以足夠的厚度和長度延伸，以將封裝100牢固地緊固到電路板200。在該情況下，插入部分形狀的第二電極32設置在電路板中的插入孔220中。通過形成具有與第二電極32的大小相同或者小于第二電極32的大小的插入孔220，由于第二電極32的材料的延展性，使得在將第二電極32插入到插入孔220中之后，第二電極32可以被固定在插入孔220中。S卩，第二電極32可以通過壓配合來進行安裝。電路板200具有基板主體210，基板主體210具有插入孔220，并且金屬圖案231和232安裝到該插入孔220。金屬圖案231和232被設置在插入孔220中，也用于在封裝100安裝到電路板200的情況下，將第二電極32電連接到金屬圖案231和232。雖然圖20示出了兩個第二電極32和兩個插入孔220，但是對于第二電極32和插入孔220的數量沒有限制。因此，通過將封裝100插入和安裝到電路板200，可以不需要諸如焊接的附加高溫工藝。在量子點磷光體用作光波長轉換材料的情況下，安裝的這樣的狀態可以是更有益的。如上所述，雖然因此量子點磷光體是有益的，但是因為量子點磷光體容易受到熱的影響，因此通過在沒有使用是高溫工藝的焊接的情況下利用插入工藝來安裝封裝100，能夠防止由于熱導致的量子點磷光體的劣化或者削弱。圖21示出了封裝100和電路板200的另一個示例的截面。參考圖21，封裝100具有第一基板110，并且第一電極131、第二電極132和133以及散熱器134安裝到第一基板110,并且封裝100包括發光器件40,發光器件40位于散熱器134上并且通過布線連接到第一電極131。在該情況下，因為具有反射表面121的第二基板120可以安裝在第一基板110上，因此第二基板120可以向上反射來自發光器件140的光，并且第二基板120可以用作用于安裝發光器件140的安裝部分。包封150可以定位在安裝有發光器件140的部分上，光波長轉換層160可以位于包封150上，并且玻璃或者硅酮的帽層170可以定位在光波長轉換層160上。在該情況下，光波長轉換層160可以包括光波長轉換材料，例如，量子點磷光體。然而，當然可以使用在圖2中所示的示例中描述的所有各種材料。并且，包封150也可以包括光波長轉換材料。安裝有封裝100的電路板200的基板210可以具有與第二基板120匹配的左側和右側上的一對貫通孔。在基板主體210上并且在電路板200的貫通孔220中，存在金屬圖案231、232和233。因此，因為向下突出以在封裝100的左側和右側上形成插入部分的該一對第二電極132和133被插入在被設置為分別與第二電極132和133匹配的插入孔220中，因此封裝100可以安裝到電路板200。 將描述用于制造封裝100的工藝。參考圖22，第一基板110被設置為定位在封裝的底側上，并且如圖23中所示，貫通孔111和用于形成散熱器的孔112形成在第一基板110中。然后，引線框架安裝到基板110，以包括電極131、132和133以及散熱器134。引線框架具有在第一基板110的上表面上的第一電極131、在貫通孔111和第一基板110的邊緣中的第二電極132和133以及在孔112中的散熱器134。即，第二電極132和133可以是來自一個第一電極131的兩個或者多于兩個的分支。然后，參考圖25，第二基板120接合到第一基板110的上表面。然后，參考圖26，發光器件140安裝在引線框架的散熱器134上以連接到第一電極131，并且包封150形成在發光器件140上。并且，在包封150上形成光波長轉換層160和帽層170時，如圖21中所示，封裝100的形成完成。另外，在光波長轉換層160和帽層170之間可以存在保護層180，用于保護光波長轉換層160。與上述的保護層60相關的描述也可以同樣地應用于保護層180。如上所述，示例性發光器件具有如下的優點。在示例性發光器件中使用的量子點磷光體允許顯著地改善發光器件的顏色純度和顯色性。一般地，雖然量子點磷光體容易受到熱和潮濕的影響，但是由于具有量子點磷光體的光波長轉換層定位為與作為熱產生源的發光器件隔開，所以量子點磷光體從熱的角度看是穩定的，并且由于保護層的保護而具有非常優異的可靠性。并且，應用到封裝的多重反射膜可以通過透射來自發光器件的藍光(B)并且將其提取到外部，并且對于具有通過包括在光波長轉換層中的磷光體(或者熒光材料)轉換的波長的黃光，反射沒有被保護層或者覆蓋透鏡吸收而被反射并且返回的光，從而進一步改善光提取效率，來最小化光的損耗。此外，應用到封裝的保護層的光提取圖案防止保護層的下側表面處的全反射，允許有效地將從發光器件發射的光向外提取。另外，因為可以在沒有諸如焊接的高溫工藝的情況下將發光器件封裝安裝到電路板，所以可以防止量子點磷光體的材料特性的劣化。因此，期望的是，由于量子點磷光體的材料特性，本發明的實施方式可應用于要求高顯色性的高質量背光單元，或者具有發光器件的照明裝置。對于本領域技術人員來說顯而易見的是，在不偏離本發明的精神或范圍的情況下能夠在本發明中進行各種修改和變型。因此，本發明意在涵蓋本發明的修改和變型，只要它們落入所附權利要求及其等同物的范圍內即可。 本申請要求于2011年4月19日提交的韓國專利申請No. 10-2011-0036221的優先權,通過引用,其全部內容合并于此。
權利要求
1.一種發光器件封裝，所述發光器件封裝包括 封裝主體，所述封裝主體具有第一表面和第二表面以及貫通孔，其中，所述第一表面上設有安裝部分，并且所述貫通孔設置在所述封裝主體中以穿過所述第一表面和所述第二表面； 在所述第一表面上的至少一對第一電極； 在所述第二表面上的至少一對第二電極，所述第二電極分別通過所述貫通孔連接到所述第一電極； 在所述安裝部分上的發光器件，所述發光器件電連接到所述第一電極； 在所述發光器件上的光波長轉換層；以及 在所述光波長轉換層上的保護層，該保護層用于密封所述安裝部分。
2.根據權利要求I所述的發光器件封裝，其中，所述保護層通過粘附層安裝到所述第一表面。
3.根據權利要求I所述的發光器件封裝，其中，所述粘附層沿著所述第一表面的邊緣設置。
4.根據權利要求I所述的發光器件封裝，其中，所述保護層具有透鏡形狀。
5.根據權利要求I所述的發光器件封裝，其中，所述保護層具有光提取圖案。
6.根據權利要求I所述的發光器件封裝，所述發光器件封裝進一步包括在所述發光器件上的包封。
7.根據權利要求I所述的發光器件封裝，所述發光器件封裝進一步包括在所述發光器件上的防反射層或者選擇性地透射和反射光的雙反射層或者多重反射膜。
8.根據權利要求I所述的發光器件封裝，所述發光器件封裝進一步包括在所述保護層上的防潮層。
9.根據權利要求I所述的發光器件封裝，其中，所述光波長轉換層包括量子點磷光體。
10.根據權利要求I所述的發光器件封裝，其中，所述第二電極具有向下突出的插入部分。
11.根據權利要求10所述的發光器件封裝，其中，所述插入部分插入在電路板中的插入孔中，并且安裝到所述電路板中的插入孔。
12.根據權利要求10所述的發光器件封裝，其中，所述插入部分是來自一個第一電極的兩個或者多于兩個的分支。
13.一種發光器件封裝，所述發光器件封裝包括 封裝主體，所述封裝主體具有第一表面和第二表面以及貫通孔，其中所述第一表面上設有安裝部分，并且所述貫通孔設置在所述封裝主體中以穿過所述第一表面和所述第二表面； 在所述第一表面上的至少一對第一電極； 在所述第二表面上的至少一對第二電極，所述第二電極通過所述貫通孔連接到所述第一電極，所述第二電極具有向下突出的插入部分； 在所述安裝部分上的發光器件，所述發光器件電連接到所述第一電極； 在所述發光器件上的光波長轉換層； 在所述光波長轉換層上的保護層，該保護層用于密封所述安裝部分；以及電路板，所述電路板具有用于在其中插入所述第二電極的所述插入部分的插入孔。
14.根據權利要求13所述的發光器件封裝，其中，所述插入孔具有與所述第二電極的橫截面相同的大小，或者小于所述第二電極的橫截面的大小。
15.根據權利要求13所述的發光器件封裝，其中，所述第二電極插入在所述插入孔中并且由于所述第二電極的材料的延展性而固定在所述插入孔中。
16.根據權利要求13所述的發光器件封裝，所述發光器件封裝進一步包括在所述電路板上的金屬圖案。
17.根據權利要求13所述的發光器件封裝，其中，所述金屬圖案延伸到所述插入孔的內部。
18.根據權利要求13所述的發光器件封裝，其中，所述光波長轉換層包括量子點磷光體。
19.根據權利要求13所述的發光器件封裝，其中，所述插入部分是來自一個第一電極的兩個或者多于兩個的分支。
20.根據權利要求13所述的發光器件封裝，其中，所述封裝主體包括熱連接到所述發光器件的散熱器。
全文摘要
本發明涉及發光器件封裝和具有發光器件封裝的照明裝置。發光器件封裝包括封裝主體，其具有第一表面和第二表面以及貫通孔，其中第一表面上設有安裝部分，并且貫通孔設置在封裝主體中以穿過第一表面和第二表面；在第一表面上的至少一對第一電極；在第二表面上的至少一對第二電極，其分別通過貫通孔連接到第一電極；在安裝部分上的發光器件，其電連接到第一電極；在發光器件上的光波長轉換層；以及在光波長轉換層上的保護層，該保護層用于密封安裝部分。
文檔編號H01L33/48GK102751422SQ20121001784
公開日2012年10月24日 申請日期2012年1月19日 優先權日2011年4月19日
發明者崔文九, 樸七根, 金萬根, 金相天 申請人:Lg電子株式會社