专利名称：发光二极管模块的利记博彩app
技术领域：
本发明提供一种发光二极管模块及其形成方法，尤指一种具有高度光萃 取率的发光二极管模块及其形成方法。
背景技术：
近年来，由于显示技术不断的蓬勃发展，各种显示装置如液晶显示器、 移动电话、个人数字助理以及其他尺寸的显示装置，无不仰赖发光二极管的 应用。发光二极管是一种半导体元件，可提供较长的使用寿命，耗电量低、 反应速度快、且其材料由电转换成光的效率高，再加上其体积小、适合量产， 已普遍使用于各种数据、通讯及消费性电子产品上。请参考图1。图1为现有技术的发光二极管模块IO的示意图。发光二极 管模块10包含封装座12、发光芯片14、胶体16、两个金属接脚19以及透 镜18。金属接脚19形成于发光芯片14上，且电性连接于印刷电路基板(未 图示于图1)。发光芯片14配置于封装座12上，且包含芯片体13,胶体16 覆盖于发光芯片14上，胶体16用来帮助发光芯片14散热，以防止不当热 应力拉扯金属接脚19造成金属接脚19断线。而透镜18覆盖于胶体16上。 发光二极管模块10的光线自发光芯片14发出，透过芯片体13射出传至胶 体16，再穿透透镜18将光线传到外面。由于发光芯片14的芯片体13的折 射率一般约为2.8-3.4，较发光二极管模块10的外部空气折射率1高出许多，及透镜18，降低了发光二极管模块IO的光萃取率。请参考图2。图2为光线由折射率较大介质进入折射率较小介质的光线 路径示意图。光线L由介质22进入介质24，其中介质22的折射率为N0， 介质24的折射率为N1',且折射率N0大于折射率N1'。当入射角e大于临 界角ec时，光线L不会进入到介质24，而以反射角e反射回介质22。只有入射角e小于临界角ec的光线才能顺利穿透至介质24。由下列式子可以得知折射率与折射角的关系<formula>formula see original document page 5</formula>当N0与Nl，的比值愈大时，会发生全反射的临界角0c愈小，导致大部 分的光线无法由介质22顺利进入到介质24。综合上述，由于目前使用的发光二极管模块10的胶体16其折射率介于 1.9-2.2之间，与发光芯片14的芯片体13的折射率有明显的差异，造成临界 角0c过小，很多光线无法有效穿透，不但光萃取率不好，并且使得无法穿 透的光转换成热，进一步缩短发光二极管模块10的寿命。发明内容本发明提供一种具有高度光萃取率的发光二极管模块，包含封装座；发 光芯片，配置于该封装座上；多层光学膜层，覆盖于该发光芯片上；以及透 镜，覆盖该多层光学膜层上。该多层光学膜层具有相异的折射率，且该多层 光学膜层的折射率均小于该发光芯片的折射率，其中覆盖较接近该发光芯片 的光学膜层的折射率大于覆盖较远离该发光芯片的光学膜层的折射率。该透 镜的折射率大于l，且小于该多层光学膜层的折射率。本发明提供一种形成发光二极管模块的方法，包含将发光芯片配置于封 装座上，将折射率小于该发光芯片的折射率的多层光学膜层覆盖于该发光芯 片上，其中该多层光学膜层具有相异的折射率，以及将折射率小于该多层光 学膜层的折射率的透镜覆盖该多层光学膜层上，该透镜的折射率大于1。
图1为现有技术的发光二极管模块的示意图。图2为光线由折射率较大介质进入折射率较小介质的光线路径示意图。 图3为本发明的具有高度光萃取率的发光二极管模块的示意图。 图4为本发明另一具有高度光萃取率的发光二极管模块的示意图。 图5为光线由折射率较大介质进入不只一层的折射率较小介质的光线路 径示意图。附图标记说明10、 30、 40 发光二极管模块12、 32 封装座 14、 34 发光芯片 16 胶体36a-36k、 39a-39k 光学膜层18、 38 透镜19、 39 金属接脚13、 33 芯片体 L、 LI 光线e、 ea、 eb 入射角 ec 、 eci 临界角22、 24、 42、 44、 46、 48 介质eo、 er 角度具体实施方式
请参考图3。图3为本发明的具有高度光萃取率的发光二极管模块30 的示意图。发光二极管模块30包含封装座32、发光芯片34、多层光学膜层 36a-36k、两个金属接脚39以及透镜38。金属接脚形成于发光芯片34上， 且电性连接于基板，例如是印刷电路基板。发光芯片34配置于封装座32上， 且包含具有第一折射率N1的芯片体33。多层光学膜层36a-36k覆盖于发 光芯片34上，且多层光学膜层36a-36k的折射率为相异，其中覆盖最接近 发光芯片34的光学膜层36a具有折射率Na，覆盖最接近发光芯片34的第 二层胶层36b具有折射率Nb,以此类推，覆盖最远离发光芯片34的光学膜 层36k具有折射率Nk。其中覆盖较接近发光芯片34的光学膜层的折射率大 于覆盖较远离发光芯片34的光学膜层的折射率，亦即Na〉Nb〉…〉Nk。 而透镜38覆盖于光学膜层3汰上，且具有第三折射率N3，其大于l。其中， 透镜38为透明封装胶材，其可包含硅树脂(silicone )。且透镜38的第三折 射率N3小于多层光学膜层36a - 36k的折射率Na - Nk，而多层光学膜层36a -36k的折射率Na - Nk小于发光芯片的芯片体33的第 一折射率Nl,亦即 Nl > Na 〉 Nb > ... > Nk > N3 > 1 。发光二极管模块30的光线自发光芯片34发出，透过芯片体33射出穿 透一层层的光学膜层36a-36k,再穿透透镜38将光线传到外面。通常该发 光芯片的芯片体33的折射率为2.8-3.4，透镜38的折射率为1.5，空气的折 射率为1。而在一优选实施例中，多层光学膜层36a-36k的折射率介于2.8 到1.5之间，以蒸镀或溅镀的方式将多层光学膜层36a - 36k —层一层覆盖于 发光芯片34上。由于多层光学膜层36a - 36k的折射率Na - Nk为逐次递减， 使得发光芯片34的芯片体33的折射率N1与覆盖于最接近发光芯片34的光学膜层36a的折射率Na不至于差异太大，而折射率Na与折射率Nb亦差距 不大，同理，最远离发光芯片34的光学膜层36k的折射率Nk与透镜38的 折射率N3的差距也不大。如此一来，光线经由发光芯片34的芯片体33射 出，穿透一层一层的光学膜层36a-36k，再穿透透镜38将光线传到外面， 与邻近的折射率差异不大，全反射的情况较不易发生，大部分的光线都可以 有效穿透。请参考图4。图4为本发明另一具有高度光萃取率的发光二极管模块40 的示意图。发光二极管模块40所包含的封装座32、发光芯片34、多层光学 膜层36a-36k、两个金属接脚39、芯片体33、透镜38与图3所示的封装座 32、发光芯片34、多层光学膜层36a-36k、两个金属接脚39、芯片体33、 透镜38完全相同。发光二极管模块40另包含多层光学膜层39a-39k，多层 光学膜层39a-39k覆盖于透镜38上，且多层光学膜层39a-39k的折射率为相 异，其中覆盖最接近透镜38的光学膜层39a具有折射率N3a，覆盖最接近 透镜38的第二层光学膜层39b具有折射率N3b,以此类推，覆盖最远离透 镜38的光学膜层39k具有折射率N3k。其中，覆盖较接近透镜38的光学膜 层的折射率大于覆盖较远离透镜38的光学膜层的折射率，亦即N3a〉N3b 〉…〉N3k，且折射率N3a-N3K皆大于1。其中，透镜为透明封装胶材， 其材料可包含硅树脂(Silicone )。多层光学膜层36a-36k为发光二极管模块 40的内部多层膜结构，而多层光学膜层39a-39k为发光二极管模块40的外 部多层膜结构，其包含二氧化硅(Si02，折射率1.46)、氟化镁(MgF2，折射率 L38)等。且小于多层光学膜层36a-36k的折射率Na-Nk,而多层光学膜层 36a - 3汰的折射率Na - Nk小于发光芯片的芯片体33的第 一折射率Nl,亦 即Nl > Na 〉 Nb 〉…〉Nk > 〉 N3 〉 N3a 〉 N3b 〉…〉N3k 〉 1 。发光二极管模块40的光线自发光芯片34发出，透过芯片体33射出穿 透一层层的光学膜层36a_36k,再穿过透镜38,再穿透一层层的光学膜层 39a-39k,将光线传到外面。通常该发光芯片的芯片体33的折射率为2.8-3.4,光学膜层39a-39k的折射率为介于1.5到l之间，空气的折射率为1。 在一优选实施例中，多层光学膜层36a-36k的折射率介于2.8到1.5之间， 以蒸镀或溅镀的方式将多层光学膜层36a- 36k —层一层覆盖于发光芯片34 上。由于多层光学膜层36a-36k的折射率Na-Nk为逐次递减，使得发光 芯片34的芯片体33的折射率N1与覆盖最接近发光芯片34的光学膜层36a的折射率Na不至于差异太大，而折射率Na与折射率Nb亦差距不大；同理， 最远离发光芯片34的最外层第一光学膜层36k的折射率Nk与最靠近透镜 38的光学膜层39a的折射率N3a的差距也不大，而多层光学膜层39a - 39k 的折射率N3a-N3k亦为逐次递减，则折射率N3a与邻近的光学膜层3%的 折射率N3b亦差距不大。如此一来，光线经由发光芯片34的芯片体33射出， 穿透一层一层的光学膜层36a-36k，再穿过透镜38,再穿透一层层光学膜 层39a-39k,将光线传到外面，与邻近的折射率差异不大，全反射的情况较 不易发生，大部分的光线都可以有效穿透。请参考图5。图5为光线由折射率较大介质进入不只一层的折射率较小 介质的光线路径示意图。光线Ll依序由介质42进入介质44、再进入介质 46、再进入介质48。其中介质42的折射率为N0，介质44的折射率为Na， 介质46的折射率为Nb，介质48的折射率为Nl'，且各折射率的大小关为 N0〉Na〉Nb〉N1，。当光线L1的入射角eO小于临界角0cl，能穿透介质42 进入介质44;接着，光线Ll穿透介质44并以入射角0a折射进入介质46; 最后，光线L1穿透介质46再以入射角eb折射进入介质48。套用上面用到 的式子，可以得知折射率与折射角的关系NOxs函- Nl， xs固，当NO与Nl，的比值愈小时，会发生全反射的临界角0cl愈大，因此大部分的光线可以顺利进入到邻近的介质。以上所述的实施例仅用来说明本发明，并不局限本发明的范畴。其中相异层的光学膜层36a-36k可为环氧树脂的相异成份、 一氧化硅(SiO,折射 率1.9)、五氧化二钽(了3205，折射率2.2)、 二氧化钛(Ti02，折射率2.4)， 但不局限于此，也可选用其他折射率适合的材料。光线经由发光芯片34的 芯片体33射出，穿透一层一层的光学膜层36a - 36k(彼此折射率差异不大)， 再穿透透镜38 (及外部多层膜结构的光学膜层39a-39k)将光线传到外面， 因与邻近膜层的折射率差异不大，全反射的情况较不易发生，大部分的光线 都可以有效穿透。由上可知，发光芯片34的芯片体33的折射率与最接近发光芯片34的 光学膜层36a的折射率Na差异不大，很多光线都能有效穿透，同理，透镜 38的折射率N3与最接近透镜38的光学膜层39a的折射率N3a差异也不大， 可以提高光的萃取率，因此光线不会聚集在发光二极管模块30、 40的内而转换成热能造成发光二极管模块30、 40过热，因而可以大幅提高发光二极 管模块30、 40的寿命。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1. 一种发光二极管模块，包含有封装座；发光芯片，配置于该封装座上；多层光学膜层，覆盖于该发光芯片上，该多层光学膜层具有相异的折射率，且该多层光学膜层的折射率均小于该发光芯片的折射率；以及透镜，覆盖于该多层光学膜层之上，该透镜的折射率大于1，且小于该多层光学膜层的折射率。
2. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中覆盖较接近该发光芯片的 光学膜层的折射率大于覆盖较远离该发光芯片的光学膜层的折射率。
3. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中该多层光学膜层包含环氧 树脂。
4. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中该多层光学膜层包含一氧化硅。
5. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中该多层光学膜层包含五氧 化二钽。
6. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中该多层光学膜层包含二氧 化钛。
7. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中该多层光学膜层的折射率 介于2.8到1.5之间。
8. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中该透镜为透明封装胶材。
9. 如权利要求1所述的发光二极管模块，其中该透镜包含硅树脂。
10. —种发光二极管模块，包含有 封装座；发光芯片，配置于该封装座上；内部多层膜结构，覆盖于该发光芯片上，该内部多层膜结构包含具有相 异的折射率的多层光学膜层，且该内部多层膜结构的该多层光学膜层的折射率均小于该发光芯片的折射率；透镜，覆盖于该内部多层膜结构的上，该透镜的折射率大于l,且小于 该内部多层膜结构的折射率；以及外部多层膜结构，覆盖于该透镜上，该外部多层膜结构包含具有相异的 折射率的多层光学膜层，且该外部多层膜结构的该多层光学膜层的折射率均 大于l，且小于该透镜的折射率。
11. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中覆盖较接近该发光芯片 的该内部多层膜结构的光学膜层的折射率大于覆盖较远离该发光芯片的该 内部多层膜结构的光学膜层的折射率。
12. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该内部多层膜结构的该 多层光学膜层包含环氧树脂。
13. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该内部多层膜结构的该多层光学膜层包含一氧化硅。
14. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该内部多层膜结构的该 多层光学膜层包含五氧化二钽。
15. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该内部多层膜结构的该 多层光学膜层包含二氧化钛。
16. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该内部多层膜结构的该 多层光学膜层的折射率介于2.8到1.5之间。
17. 如权利要求10所述的发光二极管模块，其中该透镜为透明封装胶材。
18. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该透镜包含硅树脂。
19. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该外部多层膜结构的该 多层光学膜层包含二氧化硅或氟化镁。
20. 如权利要求IO所述的发光二极管模块，其中该外部多层膜结构的该 多层光学膜层的折射率介于1.5到1.0之间。
全文摘要
发光二极管模块包含封装座、发光芯片、多层光学膜层、以及透镜。该发光芯片配置于该封装座上，该多层光学膜层覆盖于该发光芯片上，而该透镜覆盖该多层光学膜层上。该多层光学膜层具有相异的折射率，且该多层光学膜层的折射率均小于该发光芯片的折射率。该透镜的折射率大于1，且小于该多层光学膜层的折射率。
文档编号H01L33/00GK101271946SQ20071009182
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者洪振滨, 黄国圳 申请人:奇美电子股份有限公司