发光器件显示器的制作方法
专利名称：发光器件显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型通常涉及发光器件显示器，更具体地，涉及包含具有多个发光器的表面安装封装体的发光器件显示器，所述多个发光器对齐以改善发光均勻性。
背景技术：
最近几年，发光二极管(LED)技术有了巨大的改进，从而引入了具有增加的亮度和色彩逼真度的LED。由于这些改进的LED和改进的图像处理技术，大幅、全色LED视频屏幕已经可用并且现在在广泛使用。大幅LED显示器通常包括提供由相邻像素间的距离或 “像素间距”决定的图像分辨率的各个LED面板的组合。用来更远距离观看的户外显示器，可具有相对大的像素间距并且通常包括分立 LED阵列。在分立LED阵列中，驱动单独安装的红光、绿光和蓝光LED簇以形成对于观看者来说的全彩像素。另一方面，室内屏幕，其需要更短的像素间距例如是3mm或更小，可包括具有多个表面安装器件(SMD或多个SMD)或其它类型的发光器件封装体，其中每一个限定一个像素。每个发光器件封装体可以承载红光、绿光和蓝光发光LED，它们发射的光组合以产生所需要波长或颜色的光。室内和户外显示器通常都在相当大的离轴角度的范围内是可观看的，例如达到 145°或甚至更大。一些传统发光器件封装体中的LED在不同的观看角度会遭受不同的发光特性。这些封装体中的LED可以在封装体的中央或中央附近设置成簇，并且在不同的观看角度，最靠近观看者的特定LED发光更突出。例如，如果在使得红光LED最靠近观看者的角度观看该封装体，该红光会比直接观看该封装体时发光更突出。这对蓝光和绿光LED可能同样适用。因此，由封装体产生的颜色根据观看角度而被不同地感觉。传统的发光器件封装体可能也会遭受到随着观看角度增加色彩逼真度有明显损失的问题。此外，各个封装体的材料和/或用于在封装体中安装各个LED的材料可能具有反射特性，其会通过产生不想要的光反射和/或眩光进一步降低色彩逼真度。诸如SMD的发光器件封装体，无论是包含集成电路还是分立部件诸如二极管或功率晶体管，都会产生显著的热量，特别是在高功率器件中。这个热量通常需要被散去以防止过早的部件退化或失效。这可能需要额外的热管理部件以散发足够的热量，从而保持有源电路或部件的结侧的工作温度低于目标温度(例如，110°c或以下)。包括导热传输的各种热管理策略被广泛采用。一种为电子封装体散热实施导热传输的传统方法是，允许热量沿器件的引线传导出去。但是，引线常常没有足够的质量或暴露表面积以提供有效的散热。例如，主要在电磁光谱中可见光部分发射光的高亮度LED会产生大量的热，使用这种传统技术很难将其散去。
实用新型内容本实用新型提供一种发光器件封装体引线框、发光器件封装体和提供不同的观看角度的改进的颜色发射均勻性的LED屏。本实用新型也提供发光器件封装体，其允许改善的封装体中发光器的电流控制、封装体组件的刚性和防水的封装体操作。用于多发光器件封装体的导电性引线框的一个实施例包括多个导电性阴极部，其每一个具有用于承载至少一个发光器件的附着焊盘，每一个附着焊盘电性耦合至其至少一个发光器件。与每个阴极部分开设置有对应的多个导电性阳极部，所述阳极部的每一个具有连接焊盘，所述连接焊盘设置成允许电连接至发光器件。其中附着焊盘和连接焊盘设置成保持发光器件线性对齐。根据本实用新型的发光器件封装体的一个实施例包括壳体，该壳体具有从壳体上表面延伸到壳体内部的空腔。包含与壳体成为整体的引线框，该引线框包括保持多个发光器件线性对齐的导电部，所述多个发光器件向所述空腔外发光。该引线框也允许通过该引线框将电信号施加到发光器件。根据本实用新型的发光器件显示器的一个实施例包括承载有发光器件封装体阵列的基板。每一个发光器件封装体包括壳体并且包含线性对齐的发光器件。包含电连接的驱动电路，其用于选择性地对发光器件封装体阵列加电以在所述显示器上产生可视图像。本实用新型提供了一种用于多发光器件封装体的导电性引线框，所述导电性引线框包括多个导电性阴极部，每一个具有用于承载至少一个发光器件的附着焊盘，其中每一个附着焊盘与它的发光器件电耦合；与所述阴极部分开的对应的多个导电性阳极部，所述阳极部中的每一个具有连接焊盘，所述连接焊盘设置成能够与所述发光器件之一电连接， 其中所述附着焊盘和所述连接焊盘设置成保持发光器件线性对齐，其中所述引线框的表面积的至少一半通过所述发光器件封装体的壳体而可见。进一步地，所述发光器件适于通电以组合产生全色范围。进一步地，所述发光器件包括LED。进一步地，所述LED包括至少两个接触，其中之一与所述附着焊盘之一电耦合并且其中另一个与所述连接焊盘之一电耦合。进一步地，发光器件的线性阵列在第一方向上延伸，并且所述阳极部中的每一个设置为相互平行的关系，并且所述阴极部设置为相互平行的关系，并且所述阴极部和所述阳极部中的每一个沿与所述第一方向正交的方向延伸。进一步地，所述阳极部和阴极部由金属片制成。进一步地，所述LED包括红光、绿光和蓝光LED。进一步地，所述LED中的每一个通过引线接合与连接焊盘电耦合。进一步地，所述发光二极管中的每一个通过焊料与相应的附着焊盘耦合。进一步地，所述引线框进一步包括深色和/或黑色陶瓷壳体。 进一步地，所述弓I线框进一步包括通孔。进一步地，所述引线框进一步包括V形切口。本实用新型提供了一种发光器件封装体，其包括壳体，包括从所述壳体的顶面延伸到所述壳体的内部的空腔；以及与所述壳体成整体的引线框，所述引线框包括保持多个发光器件的导电部，所述多个发光器件线性对齐并向所述空腔外发射光，所述引线框也使得能够通过所述引线框将电信号施加到所述发光器件，其中所述引线框的表面积的至少一半通过所述发光器件封装体的壳体而可见。进一步地，所述引线框包括多个导电性阴极部，每一个导电性阴极部具有用于承载至少一个所述发光器件的附着焊盘，每一个所述附着焊盘与和其对应的所述发光器件电耦合，所述引线框还包括与所述阴极部分开的对应的多个导电性阳极部，所述阳极部中的每一个具有连接焊盘，所述连接焊盘设置成使得能够与所述发光器件之一电连接，其中所述附着焊盘和连接焊盘设置成保持发光器件线性对齐。[0025]进一步地，所述发光器件包括LED，所述LED适于通电以组合产生全色范围。[0026]进一步地，所述引线框设置成允许所述封装体的表面安装。[0027]进一步地，所述引线框进一步包括通孔和/或V形切口，所述通孔和所述切口提高表面安装器件的整体稳定性并且使所述表面安装器件能够防水。[0028]进一步地，所述器件进一步包括至少部分延伸通过所述承载体延伸的热导体。[0029]进一步地，所述LED包括红光、绿光和蓝光LED。[0030]进一步地，每个所述发光器的所述第二电端子通过引线结合与连接焊盘电耦合。[0031]本实用新型提供了一种发光器件显示器，其包括载有发光器件封装体阵列的基板，每一个所述发光器件封装体包括塑料壳体并包含线性对齐的LED ；以及电连接的驱动电路，用以选择性对所述阵列施加电力以在所述显示器上产生可视图像。[0032]进一步地，所述发光器件封装体以垂直列和水平行设置。[0033]进一步地，所述发光器件封装体中的每一个所述LED由各自的电信号驱动。[0034]进一步地，所述LED适于通电以组合产生全色范围并且限定所述显示器的一个像ο[0035]进一步地，每个所述发光器件封装体通过每个发光器件封装体底面的焊料焊盘与所述基板耦合。[0036]进一步地，当观看所述显示器时，所述焊料焊盘不可见。[0037]进一步地，每个所述发光器件封装体是防水的，使得所述显示器在室内和户外应用中均能使用。[0038]进一步地，至少一些所述发光器件封装体中的所述LED是垂直对齐的。[0039]本实用新型提供了一种发光器件封装体，其包括壳体，包括从所述壳体的顶面延伸到所述壳体的内部的空腔；以及与所述壳体成为整体且接合到所述壳体的引线框，所述引线框包括支持多个向所述壳体外发射光的发光器件的导电部，所述引线框进一步包括多个特征或形状，所述特征或形状与所述壳体相配合以相比于所具有的引线框不具有所述特征和形状的封装体而在所述引线框和壳体之间提供改进的防水刚性连接，其中所述引线框的表面积的至少一半被所述发光器件封装体的壳体露出。[0040]进一步地，所述特征或形状包括所述引线框中的通孔。[0041 ] 进一步地，所述特征或形状包括在所述弓I线框中的V形切口。[0042]进一步地，所述特征或形状包括侧缺口。[0043]进一步地，所述特征或结构包括侧突起。[0044]根据本实用新型的发光器件显示器可用于诸如室内和/或户外的LED屏中，其使得能够增加色彩逼真度和散热、改进电流控制、增加封装组件的刚性。[0045]
[0046]对本领域技术人员而言，本实用新型的这些和其它另外的特征和优点将从结合附图的以下详细描述中变得显而易见，其中[0047]图1是根据本实用新型的表面安装器件的透视图；[0048]图2是图1中所示实施例的俯视图；[0049]图3是沿图2中线3-3看到的图1中实施例的截面图；[0050]图4是图1中所示实施例的仰视图；[0051]图5是图1中所示实施例的左侧视图，右侧基本上是类似的；[0052]图6是图1中所示实施例的正视图，背侧基本上是类似的；[0053]图7是可在图1中器件中使用的引线框的一个实施例的透视图；[0054]图8是图7中所示引线框的侧视图；[0055]图9是沿图7的剖面线9-9截取的引线框的截面图，并且示出了引线框的通孔；[0056]图10是沿图7的剖面线10-10截取的引线框的截面图，并且示出了引线框V形切 Π ；[0057]图11是根据本实用新型的表面安装器件的另一个实施例的、沿图3中所示的线的截面图；[0058]图12是图11中所示实施例的仰视图；[0059]图13是图11中所示实施例的侧视图；[0060]图14是根据本实用新型的表面安装器件的一个实施例的俯视立体图；[0061]图15是图1中所示实施例的正视图，背侧是基本类似的；[0062]图16是图15所示实施例的正面立体图；以及[0063]图17是包含根据本实用新型的实施例的表面安装器件的LED显示屏的一部位的正视图。[0064]具体实施方式
[0065]本实用新型提供用于多发光器件封装体的结构，其通过在封装体内线性对齐发光器，允许封装体在不同观看角度以改进的颜色均勻性发光。在一个实施例中，发光器垂直对齐，但是应当理解，在不同的应用中，发光器可以水平对齐或以一角度对齐。在一些实施例中，封装体也可以具有引线框结构，其允许封装体中的每个发光器被其自己的电信号所驱动。这为对发光器件封装体所发出光的颜色和强度的改进的控制留有余地。[0066]根据本实用新型的发光器件封装体的一个实施例中，发光器可以包括在封装体中心线处或其附近垂直对齐的红色、绿色和蓝色发光器，以使得红色、绿色和蓝色的观看角度互相一致。与现有技术中具有成簇发光器的封装体相比，这允许发光器件封装体的颜色在不同的观看角度显得更均勻。根据本实用新型的发光器件封装体也可以包括引线框和帮助保持封装体防水的壳体，并且也包括改进封装体刚性的特征，诸如通孔。[0067]本实用新型可应用于不同类型的发光器件封装体，例如表面安装器件(SMD)，其可用于许多不同照明应用中，诸如LED彩色屏或装饰照明以及需要防水器件的应用。以下描述了利用发光二极管作为它们发光器的发光器件封装体不同实施例，但是应当理解，其它发光器件封装体实施例可以使用不同类型的发光器。[0068]应当理解，当一个元件被称为“在另一个元件上”、“连接到另一个元件”、“耦合于另一个元件”或“接触另一个元件”时，它可以直接在该另一个元件之上、连接于或耦合于、 或接触该另一个元件，或者可以存在插入元件。相比之下，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个元件时，不存在插入元件。同样的，当第一个元件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个元件，在该第一元件和该第二元件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它元件，甚至在导电元件之间没有直接接触。[0069]虽然术语第一、第二等在这里用于描述各种的元件、部件、区域和/或部分，但是这些元件、部件、区域和/或部分并不被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域或部分与另一元件、部件、区域或部分相区别。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域或部分可以被称为第二元件、部件、区域或部分，而不背离本实用新型的教导。[0070]本实用新型的实施例在此处参照作为本实用新型实施例的示意性图解说明的横截面图图解进行描述。因此，部件的实际厚度可以不同，并且，由于例如制造技术和/或容差而与图示的形状不同是预期的。本实用新型的实施例不应该被理解成限于这里图示区域的特定形状，而是应包括由于例如制造而导致的形状上的偏差。图示或描述为正方形或矩形的区域通常由于正常的制造容差而具有圆形或曲线特征。因此，附图中所示出的区域实质上是示意性的，并且其形状并不意图表示器件的区域的精确形状，并且不意图限制本实用新型的范围。[0071 ] 下述描述说明优选实施例。这个描述并不是为了限制而仅仅是为了描述本实用新型的一般原理，本实用新型的范围由所附的权利要求进一步来理解。[0072]图1-8示出了根据本实用新型的多发光器件封装体10的一个实施例，其包括表面安装器件(SMD) 10。如上所述，可以理解本实用新型可以用于除了 SMD以外的其它类型的发光器件封装体。封装体10包括载有整体的引线框14的诸如塑料的壳体12。该引线框 14包括多个导电性连接部，用于将电信号传导至该封装体的发光器，并且也帮助耗散由发光器产生的热量。[0073]该引线框14可以用许多不同的方式设置并且不同封装体的实施例中采用不同数量的部件。下述的该封装体10使用三个发光器，并且在所示实施例中，该引线框设置成使得每个发光器由各自的电信号所驱动。相应地在所示的实施例中具有六个导电部，包括用于每个发光器的一对导电部，电信号通过每个发射器的那对导电部施加于该发光器。对于封装体10，导电部包括第一、第二和第三阳极部16、18、20，以及每一个都具有发光器附着焊盘的第一、第二和第三阴极部22、24J6 (图7中最佳显示)。[0074]壳体12可以具有许多不同的形状和尺寸，在所示实施例中为大致正方形或矩形， 具有上表面28和下表面30、侧面32和34以及端面36和38。该壳体的上部进一步包括凹槽或空腔40，其从上表面观延伸入壳体12的体内至引线框14。发光器设置在引线框上使得发光器发出的光穿过空腔40从封装体10发射出。在一些实施例中，反射插入物或环 42 (图1-3所示)可以沿空腔40的侧面或壁44的至少一部分定位并固定。环42反射率的有效性和封装体的发射角可以通过使得空腔40和载于其内部的环42朝向壳体的内部逐渐变窄来加强。通过举例的方式但并不是予以限制，如图15最佳地显示，约50度的反射器角度46提供了合适的反射率和观看角。[0075]在一些实施例中，空腔40可以至少部分用填充材料48填充，填充材料48能保护和稳固地定位引线框14和其载有的发光器。在一些情况下，该填充材料48可以覆盖发光器和引线框14通过空腔40暴露的部分。该填充材料48可以选择成具有预定的光学特性以增强光从LED的射出，并且在一些实施例中其对封装体的发光器所发射的光基本上是透明的。该填充材料48也可以是有形状的，例如半球形或子弹形，或填充材料可以完全或部分凹入空腔40中。该填充材料48可以由树脂、环氧树脂、热塑性缩聚物、玻璃和/或其它合适的材料或材料组合形成。在一些实施例中，可以将材料添加到该填充材料48中以增强来自LED和/或至LED的光的发射、吸收和/或色散。[0076]壳体12可以用优选既电绝缘又热传导的材料制得。这种材料在本领域是公知的并可以包括，但不限于，某些陶瓷、树脂、环氧树脂、热塑性缩聚物(例如聚邻苯二甲酰胺 (PPA))和玻璃。在优选实施例中，壳体12可以由深色或黑色的(一种或多种)陶瓷材料制成，因为其被发现能改进图像产生SMD封装体的对比度，例如在视频显示器中采用的SMD。 封装体10及其壳体12可以通过对本领域来说熟知的各种已知方法的任何之一来形成和/ 或组装。例如，壳体12可以例如通过注模在阳极部16、18、20和阴极部22、24J6周围形成或模制。可选的，壳体可以分几部分形成，例如，顶部和底部，其中阳极部16、18、20和阴极部22、24、沈形成于底部之上。顶部和底部可以使用已知的方法和材料接合在一起，例如通过环氧树脂、粘合剂或其它合适的接合材料。[0077]在所描述的说明性实施例中，封装体10使用第一、第二和第三LED50、52、54，每一个LED能发出相同颜色的光或彼此不同颜色的光。在所示的实施例中，LED 50、52、M分别发射蓝光、绿光和红光，所以当适当地给所述LED通电时，所述LED会组合产生大体上全色范围。进一步，当适当通电时，LED50、52、M发出不同色温的白光组合。[0078]LED结构、特征及其制造和操作通常在本领域是已知的，在这里仅简要讨论。LED 可以具有以不同方式设置的多个不同半导体层并且能发出不同的颜色。LED的层能够用已知的工艺制作，一种适当的工艺是使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)进行制作。LED芯片的层通常包括夹在相反掺杂的第一和第二外延层之间的有源层/区，所有这些层/区在生长基板或晶圆上顺序形成。形成于晶圆上的LED芯片可以被单个化并且在不同应用中使用，例如安装于封装体中。可以理解，生长基板/晶圆能保留为最终的单个化的LED的一部分或者生长基板可以完全或部分去除。[0079]同样可以理解，LED中也可以包括附加层和元件，所述附加层和元件包括但不限于缓冲层、成核层、接触和电流扩展层以及光提取层和元件。有源区可以包含单量子阱(SQW)、 多量子阱(MQW)、双异质结或超晶格结构。[0080]有源区和掺杂层可以由不同的材料系统制成，一种这样的系统是III族氮化物基材料系统。III族氮化物指由氮和周期表III族元素(通常为铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)) 之间形成的那些半导体化合物。该术语也指三元和四元化合物，诸如氮化铝镓(AWaN)和氮化铝铟镓(AlInGaN)。在优选实施例中，掺杂层为氮化镓(GaN)以及有源区为hGaN。在备选实施例中，掺杂层可为AlGaN、砷化铝镓(AWaAs)或磷砷化铝镓铟(AWalnAsP)或磷化铝铟镓(AlInGaP)或氧化锌(ZnO)。[0081]生长基板/晶圆可以由许多材料制成，诸如硅、玻璃、蓝宝石、碳化硅、氮化铝 (AlN)、氮化镓(GaN)，合适的基板为4H多型的碳化硅，但其它碳化硅多型也可以使用，包括 3C、6H和15R多型。碳化硅具有某些优点，例如相比于蓝宝石，与III族氮化物更相近的晶格匹配并且产生更高质量的III族氮化物膜。碳化硅也具有非常高的热导率，使得在碳化硅上的III族氮化物器件的总输出功率不会受到基板散热的限制(而这对于形成在蓝宝石上的某些器件，就可能有这种情况)。SiC基板可以从北卡罗来纳州的达勒姆的克里研8究公司(Cree Research, Inc.)获得，生产它们的方法记载于科技文献中以及美国专利US 34，861、US 4，946，547 和 US 5，200，022 中。[0082]LED也可以包括附加的特征，诸如导电的电流扩展结构、电流扩展层和引线接合焊盘，所有这些可以由用已知的方法沉积的已知的材料制得。一些或所有的LED可以涂覆一种或多种荧光物质，所述荧光物质吸收至少一些LED的光并发出不同波长的光，使得LED发射来自LED和荧光物质的光的组合。LED芯片可以使用许多不同的方法涂覆荧光物质，一种合适的方法在序列号为11/656，759和11/899，790的美国专利申请中描述，二者标题均为 "Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method(晶圆级荧光物质涂覆方法以及利用该方法制造的器件)”，并且在此均通过引用并入到本文中。可选的，LED可利用其它方法进行涂覆，诸如电泳沉积(EPD)，一种合适的EPD方法在题为"Close Loop Electrophoretic Deposition of Semicoductor Devices (半导体器件的闭环电泳沉积)”的美国专利申请No. 11/473,089中描述，其同样在此通过引用并入到本文中。此外，LED可以具有本领域已知的垂直或横向几何结构。那些包含垂直几何结构的LED 可以具有在基板上的第一接触以及在P型层上的第二接触。施加到第一接触的电信号扩展进η型层中，并且施加到第二接触的信号扩展进ρ型层中。在III族氮化物器件的情况下， 薄的半透明层通常覆盖部分或整个P型层，这是众所周知的。可以理解，第二接触可以包括这样的层，其通常为诸如钼(Pt)的金属或诸如铟锡氧化物(ITO)的透明导电氧化物。[0083]LED也可以包括横向几何结构，其中两个接触都在LED顶上。例如通过蚀刻除去ρ 型层和有源区的一部分，以暴露在η型层上的接触台面。第二横向η型接触提供于η型层的该台面上。所述接触可以包括利用已知沉积技术沉积的已知材料。[0084]在所示的说明性的实施例中，引线框的阳极部16、18、20和阴极部22、24J6穿过壳体12对置的面36和38向外凸出。如图4最佳地示出，阳极部16、18、20从表面36延伸，以及阴极部22、24、沈从表面38延伸。阳极部和阴极部设置成成对地工作以当封装体 10被表面安装进行工作时，传导电信号到其各自的光发射器。在所示的实施例中，阳极部 16,18,20和阴极部22、24J6垂直弯曲以延伸到它们的壳体的端面36和38外部并沿着所述端面36和38向下延伸，然后又垂直弯曲以形成沿壳体12的下表面30延伸的端部82、 84、86、88、90、92。引线的端部82、84、86、88、90、92面向外部的表面大体上平齐以便于连接到下面的基板。如图3最佳地示出，引线的端部82、84、86、88、90、92 (仅端部86、88是可见的)可以使用包括焊接在内的多种公知连接技术中的任何技术，电连接或接合到基板94上的迹线或焊盘。可以理解，在其它实施例中所有端部82、84、86、88、90、92或其中的一些可以向相反方向弯曲，而仍为表面安装留有余地。[0085]阴极部22、24J6包括中央表面或安装焊盘68、70、72用于承载沿正交于侧面32 和；34的方向74延伸成线性阵列的LED芯片50、52、54，LED 50,52,54通常沿壳体12的中轴对齐。相比于具有以其它方式(例如，成簇)设置的LED的封装体，这种对齐允许在不同的观看角度具有改进的颜色均勻性。[0086]安装焊盘68和78朝壳体12的中央延伸，这允许LED 50,54更靠近壳体12的中央安装，以使得其能将光发射出空腔40。阳极部16、18、20分别包括电连接焊盘76、78、80， 位于与安装焊盘68、70、72相邻但分隔开的位置。连接焊盘76和80朝着壳体12的中心延伸以允许电连接到LED 50,54, LED 50,54通过安装焊盘68、70的延伸而更靠近壳体12中心安装。[0087]阳极部16、18、20通常彼此平行地行进以及阴极部22、24、沈通常彼此平行地行进，它们全部沿与线性LED阵列的方向74正交的方向延伸。引线可以具有不同的宽度并且可以足够小，以便当从顶部观看封装体10时，其最小程度地可见或不可见。附加的和/或作为替换，从顶部观看时引线可以被壳体12遮住。如图1和2最佳地示出，空腔40延伸至壳体内部足够的深度以暴露出附着焊盘68、70、72和连接焊盘76、78、80。在优选实施例中， LED50、52、54的每一个具有其自己的接触对或电极对，所述接触对或电极对设置成当在所述接触上施加电信号时LED发光。LED的接触与成对的阳极部和阴极部电连接。，由于多种原因，例如提供对每个LED更容易的电控制，确保LED 50,52,54的每一个具有其自身的阴极和阳极对是有利的。根据所示的实施例的典型实施方式，LED 50、52、M的接触之一耦合于芯片承载焊盘68、70、72，而LED的接触中的另一个耦合于焊盘76、78、80。不同的已知结构和方法可以用于制作这个连接，一种这样的结构是利用已知方法应用的接合引线95、97、 99。[0088]阳极部16、18、20和阴极部22、24、沈可以由导电金属或金属合金制得，例如由铜、 铜合金、和/或其它合适的低电阻率、抗腐蚀材料或材料组合制成。如前所述，在一定程度上，引线的热导率可以帮助将热量从SMD所承载的LED 50,52,54中传导出，如沿箭头98所示。如图7最佳地示出，为进一步帮助散热，阳极部18和阴极部M可以包括靠近壳体边缘的扩大的部分。这些扩大的部分提供增加的表面积以将由LED 50、52、讨产生的热量分散开。[0089]LED 50、52、M中的每一个可以通过导电且导热的接合材料100与其一个焊盘68、 70,72电耦合，该接合材料诸如是焊料、粘合剂、涂料、膜、密封剂、浆糊、油脂和/或其它合适的材料。在优选实施例中，使用位于LED底部上的焊料焊盘可以将LED电耦合并固定至其各自的焊盘上，使得从顶部看不到焊料。连接器部16、18、20和承载部22、24J6的制造， 可以通过冲压、注模、切割、蚀刻、弯曲或通过其它已知的方法和/或方法的组合来完成，以实现所需的构造。例如，连接器部和/或承载部可以被部分金属冲压(例如从单片相关材料同时冲压)、适当地弯曲以及最后完全分离或在部分或全部壳体形成之后完全分离。[0090]在一些制造方法中，LED可以于在连接焊盘周围模制和/或组装壳体12之前耦合到焊盘68、70、72。可选的，可以在阳极部和阴极部已经部分装入壳体中后，将LED耦合到焊盘68、70、72。延伸入壳体的空腔40可以配置成使得焊盘68、70、72和焊盘76、78、80足够的部分暴露，以容纳LED和相关的接合引线，并且允许LED发射的光穿过空腔40出射。[0091]在传统封装体中，引线框的阳极部16、18、20和阴极部22、24J6和壳体12的上部和下部之间的平滑表面使得难以可靠粘结。这些配套的平滑表面可能降低发光器件封装体的刚性，并且可能由于壳体与引线框分离，而增加元件失效的几率。该平滑表面也为湿气进入壳体的渗透路径留有余地。这也会导致元件失效，并会降低发光器件封装体用于需要防水操作的应用的能力。为增加粘结可靠性和刚性并为防水操作留有余地，阳极部16、18、20 和阴极部22、24、沈中的一个或多个可以进一步包括一个或多个缺口、通孔、孔、延长部和/ 或其它有助于SMD封装体的稳定性、完整性和/或鲁棒性的特征。这些特征也使得壳体12 和/或填充材料48能够与引线框14更好的结合，这防止湿气渗透器件并为防水使用留有余地。1[0092]如图7和9最佳地显示，阳极部16、18、20和阴极部22、24、沈可以包括各自的通孔 102、104、106、108、110、112，这些通孔通常位于引线框的顶面上。如图7和10最佳地显示， 阳极部和阴极部也可以包含诸如与通孔相邻设置的V形切口 114的特征。该V形切口 114 可以位于阳极部16、18、20和阴极部22、24J6的上表面和下表面上。通孔102、104、106、 108、110、112、V形切口 114、缺口和/或引线的其它这种特征至少部分地与壳体和/或填充材料合作，来增强封装体10的结构稳定性和完整性。在一些实施方式中，壳体材料和/或填充材料至少部分地延伸进入和/或穿过引线中形成的通孔102、104、106、108、110、112中的一个或多个，以增加刚性。壳体和/或填充材料也可以填充V形切口以增加刚性，并且阻止液体渗透到封装体10的内部。[0093]参照图7，为进一步增强封装体10的刚性以及增加壳体12和引线框14之间结合的可靠性，阳极部16、20和阴极部22 J6可具有侧缺口 115以使得它们具有波浪形。当制造封装体10时，壳体材料填充缺口，硬化的壳体材料与缺口合作以将壳体12保持在引线框上。类似地，阳极部18和阴极部M具有侧突起(tab) 117，其也与硬化的壳体或填充材料合作以将壳体12保持在引线框14上。[0094]图11-13示出根据本实用新型的发光器件封装体200的另一个实施例，其同样是表面安装的。封装体200绝大部分与图1-8所示且在上面描述的封装体10类似，只是还包含热导体202、204、206。热导体202、204、206设置在壳体208中以提供从LED到壳体下表面的导热路径。所述热导体可以进一步设置成与一个或多个散热器热交流，以有效从LED 中散热。封装体200可以与以许多不同方式设置的许多不同散热器一起使用。[0095]热导体202、204、206可具有许多形状和尺寸，并可以包括，例如垂直延伸并至少部分穿过壳体208的矩形块或圆柱体。在所示的实施例中，热导体202、204、206从具有LED 的表面延伸穿过壳体208到达壳体下表面212。如图11最佳地显示，热导体204的底面通过下表面212中的孔210在下表面212处暴露并且设置为大体上与下表面212平齐。如图 12所示，热导体202和206也可以在底面处暴露。热导体的底表面设置为与诸如印刷线路板或电路板的基板216承载的散热器或热耗散器214成热传导关系。热导体，给定它们相对大的质量和与热流方向垂直的横截面面积，可作为有效的热沉在由承载焊盘承载的发热 LED和散热器214之间提供低热阻路径(箭头218)。一些热量也沿引线(箭头220)散发。[0096]与封装体10类似，如图11-13所示的封装体200包括优选深色或黑色陶瓷壳体 208，该壳体208包括相对的上表面222和下表面212，侧面208、2M和端面226、228。承载引线框230的SMD 200包括，如前所述，三个阳极部、三个阴极部。但是，如以上优选的实施例一样，应当理解，任意数量的连接部、承载部和其它引线框部分可以在所需要的应用中使用，而不脱离本实用新型的范围。芯片承载部218包括用于容纳LED芯片的表面或焊盘，所述LED芯片通常包括红光、绿光和蓝光LED，其它各种其它颜色的LED也可以使用。如前所述，连接部包括位于与芯片承载部相邻但分隔开的区域中的扩大的引线接合焊盘。[0097]如前所述，引线被垂直弯曲以沿其各自的壳体端面外部延伸，然后又垂直弯曲以使得引线的端部232、234、236、238、M0、242沿壳体的底面212延伸。使用许多众所周知的连接技术中的任何连接技术，将导线的端部232、234、236、238、M0、M2的面朝外的表面与通常为印刷电路板的基板216上的迹线或焊盘电连接或接合。如前所述，壳体具有空腔 244,空腔244延伸足够的深度以暴露出连接部和承载部的焊盘。该连接部和承载部优选由从通过冲床作业从金属薄板原料(sheet metal stock)切割的导电性金属薄板或金属合金薄板制造而成，然后在壳体在引线框周围形成之前或之后弯曲成它们的最终构造。[0098]LED的每一个具有一对电端子或电极，其中的阴极与承载焊盘电耦合，而LED的阳极分别通过单个接合引线与不同的连接部的焊盘耦合。[0099]现在参照图14-16，示出了 SMD 10或200的各种部件的尺寸特征的一些例子。通过举例的方式但不限于此，SMD 10或200可具有 5. 50mm的总长度、 5. 50mm的总宽度以及 2. 50mm的高度。[0100]参考图17，以示意图的形式示出LED显示屏300的一部分，LED显示屏300例如是室内和/或户外屏幕，一般来说，包括载有大量以行和列设置的表面安装器件304的驱动 PCB 302，每一个SMD限定一个像素。SMD304可包括如图1_8以及11-13中所示的实施例的器件。SMD器件304与PCB 302上的迹线或焊盘电连接，PCB 302连接成对合适的电信号处理和驱动电路(未示出)做出响应。如以上所披露的，每一个SMD承载红光、绿光和蓝光LED的垂直取向的线性阵列306。LED的这种线性取向被发现在宽的观看角度范围内改善色彩逼真度。[0101]尽管已经示出和描述了本实用新型的许多说明性实施例，但是本领域技术人员可以进行许多改变和替换实施例，例如将本实用新型用于LED装饰照明等。这些改变和替换的实施例是预期的，并且可以在不脱离所附的权利要求定义中的本实用新型的精神和范围的情况下做出。
权利要求1.一种发光器件显示器，其特征在于，包括载有发光器件封装体阵列的基板，每一个所述发光器件封装体包括塑料壳体并包含线性对齐的LED ；以及电连接的驱动电路，选择性对所述阵列加电以在所述显示器上产生可视图像。
2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述发光器件封装体以垂直列和水平行设置。
3.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述发光器件封装体中的每一个所述 LED由各自的电信号驱动。
4.根据权利要求1中所述的显示器，其特征在于，每个所述发光器件封装体通过每个发光器件封装体的底面的焊料焊盘与所述基板耦合。
5.根据权利要求1中所述的显示器，其特征在于，每个所述发光器件封装体包括防水结构。
6.根据权利要求1中所述的显示器，其特征在于，至少一些所述发光器件封装体中的所述LED是垂直对齐的。
专利摘要本实用新型披露了一种发光器件显示器。该发光器件显示器包括载有发光器件封装体阵列的基板，每一个所述发光器件封装体包括塑料壳体并包含线性对齐的LED；以及电连接的驱动电路，选择性对所述阵列加电以在所述显示器上产生可视图像。该发光器件显示器可以用在诸如室内和/或户外，用于增加色彩逼真度和散热、改进电流控制并增加封装组件的刚性。
文档编号G09F9/33GK202259287SQ20112018705
公开日2012年5月30日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者C·K·A·陈, D·埃默森, X·王, Y·K·V·刘 申请人:惠州科锐光电有限公司
技术领域：
本实用新型通常涉及发光器件显示器，更具体地，涉及包含具有多个发光器的表面安装封装体的发光器件显示器，所述多个发光器对齐以改善发光均勻性。
背景技术：
最近几年，发光二极管(LED)技术有了巨大的改进，从而引入了具有增加的亮度和色彩逼真度的LED。由于这些改进的LED和改进的图像处理技术，大幅、全色LED视频屏幕已经可用并且现在在广泛使用。大幅LED显示器通常包括提供由相邻像素间的距离或 “像素间距”决定的图像分辨率的各个LED面板的组合。用来更远距离观看的户外显示器，可具有相对大的像素间距并且通常包括分立 LED阵列。在分立LED阵列中，驱动单独安装的红光、绿光和蓝光LED簇以形成对于观看者来说的全彩像素。另一方面，室内屏幕，其需要更短的像素间距例如是3mm或更小，可包括具有多个表面安装器件(SMD或多个SMD)或其它类型的发光器件封装体，其中每一个限定一个像素。每个发光器件封装体可以承载红光、绿光和蓝光发光LED，它们发射的光组合以产生所需要波长或颜色的光。室内和户外显示器通常都在相当大的离轴角度的范围内是可观看的，例如达到 145°或甚至更大。一些传统发光器件封装体中的LED在不同的观看角度会遭受不同的发光特性。这些封装体中的LED可以在封装体的中央或中央附近设置成簇，并且在不同的观看角度，最靠近观看者的特定LED发光更突出。例如，如果在使得红光LED最靠近观看者的角度观看该封装体，该红光会比直接观看该封装体时发光更突出。这对蓝光和绿光LED可能同样适用。因此，由封装体产生的颜色根据观看角度而被不同地感觉。传统的发光器件封装体可能也会遭受到随着观看角度增加色彩逼真度有明显损失的问题。此外，各个封装体的材料和/或用于在封装体中安装各个LED的材料可能具有反射特性，其会通过产生不想要的光反射和/或眩光进一步降低色彩逼真度。诸如SMD的发光器件封装体，无论是包含集成电路还是分立部件诸如二极管或功率晶体管，都会产生显著的热量，特别是在高功率器件中。这个热量通常需要被散去以防止过早的部件退化或失效。这可能需要额外的热管理部件以散发足够的热量，从而保持有源电路或部件的结侧的工作温度低于目标温度(例如，110°c或以下)。包括导热传输的各种热管理策略被广泛采用。一种为电子封装体散热实施导热传输的传统方法是，允许热量沿器件的引线传导出去。但是，引线常常没有足够的质量或暴露表面积以提供有效的散热。例如，主要在电磁光谱中可见光部分发射光的高亮度LED会产生大量的热，使用这种传统技术很难将其散去。
实用新型内容本实用新型提供一种发光器件封装体引线框、发光器件封装体和提供不同的观看角度的改进的颜色发射均勻性的LED屏。本实用新型也提供发光器件封装体，其允许改善的封装体中发光器的电流控制、封装体组件的刚性和防水的封装体操作。用于多发光器件封装体的导电性引线框的一个实施例包括多个导电性阴极部，其每一个具有用于承载至少一个发光器件的附着焊盘，每一个附着焊盘电性耦合至其至少一个发光器件。与每个阴极部分开设置有对应的多个导电性阳极部，所述阳极部的每一个具有连接焊盘，所述连接焊盘设置成允许电连接至发光器件。其中附着焊盘和连接焊盘设置成保持发光器件线性对齐。根据本实用新型的发光器件封装体的一个实施例包括壳体，该壳体具有从壳体上表面延伸到壳体内部的空腔。包含与壳体成为整体的引线框，该引线框包括保持多个发光器件线性对齐的导电部，所述多个发光器件向所述空腔外发光。该引线框也允许通过该引线框将电信号施加到发光器件。根据本实用新型的发光器件显示器的一个实施例包括承载有发光器件封装体阵列的基板。每一个发光器件封装体包括壳体并且包含线性对齐的发光器件。包含电连接的驱动电路，其用于选择性地对发光器件封装体阵列加电以在所述显示器上产生可视图像。本实用新型提供了一种用于多发光器件封装体的导电性引线框，所述导电性引线框包括多个导电性阴极部，每一个具有用于承载至少一个发光器件的附着焊盘，其中每一个附着焊盘与它的发光器件电耦合；与所述阴极部分开的对应的多个导电性阳极部，所述阳极部中的每一个具有连接焊盘，所述连接焊盘设置成能够与所述发光器件之一电连接， 其中所述附着焊盘和所述连接焊盘设置成保持发光器件线性对齐，其中所述引线框的表面积的至少一半通过所述发光器件封装体的壳体而可见。进一步地，所述发光器件适于通电以组合产生全色范围。进一步地，所述发光器件包括LED。进一步地，所述LED包括至少两个接触，其中之一与所述附着焊盘之一电耦合并且其中另一个与所述连接焊盘之一电耦合。进一步地，发光器件的线性阵列在第一方向上延伸，并且所述阳极部中的每一个设置为相互平行的关系，并且所述阴极部设置为相互平行的关系，并且所述阴极部和所述阳极部中的每一个沿与所述第一方向正交的方向延伸。进一步地，所述阳极部和阴极部由金属片制成。进一步地，所述LED包括红光、绿光和蓝光LED。进一步地，所述LED中的每一个通过引线接合与连接焊盘电耦合。进一步地，所述发光二极管中的每一个通过焊料与相应的附着焊盘耦合。进一步地，所述引线框进一步包括深色和/或黑色陶瓷壳体。 进一步地，所述弓I线框进一步包括通孔。进一步地，所述引线框进一步包括V形切口。本实用新型提供了一种发光器件封装体，其包括壳体，包括从所述壳体的顶面延伸到所述壳体的内部的空腔；以及与所述壳体成整体的引线框，所述引线框包括保持多个发光器件的导电部，所述多个发光器件线性对齐并向所述空腔外发射光，所述引线框也使得能够通过所述引线框将电信号施加到所述发光器件，其中所述引线框的表面积的至少一半通过所述发光器件封装体的壳体而可见。进一步地，所述引线框包括多个导电性阴极部，每一个导电性阴极部具有用于承载至少一个所述发光器件的附着焊盘，每一个所述附着焊盘与和其对应的所述发光器件电耦合，所述引线框还包括与所述阴极部分开的对应的多个导电性阳极部，所述阳极部中的每一个具有连接焊盘，所述连接焊盘设置成使得能够与所述发光器件之一电连接，其中所述附着焊盘和连接焊盘设置成保持发光器件线性对齐。[0025]进一步地，所述发光器件包括LED，所述LED适于通电以组合产生全色范围。[0026]进一步地，所述引线框设置成允许所述封装体的表面安装。[0027]进一步地，所述引线框进一步包括通孔和/或V形切口，所述通孔和所述切口提高表面安装器件的整体稳定性并且使所述表面安装器件能够防水。[0028]进一步地，所述器件进一步包括至少部分延伸通过所述承载体延伸的热导体。[0029]进一步地，所述LED包括红光、绿光和蓝光LED。[0030]进一步地，每个所述发光器的所述第二电端子通过引线结合与连接焊盘电耦合。[0031]本实用新型提供了一种发光器件显示器，其包括载有发光器件封装体阵列的基板，每一个所述发光器件封装体包括塑料壳体并包含线性对齐的LED ；以及电连接的驱动电路，用以选择性对所述阵列施加电力以在所述显示器上产生可视图像。[0032]进一步地，所述发光器件封装体以垂直列和水平行设置。[0033]进一步地，所述发光器件封装体中的每一个所述LED由各自的电信号驱动。[0034]进一步地，所述LED适于通电以组合产生全色范围并且限定所述显示器的一个像ο[0035]进一步地，每个所述发光器件封装体通过每个发光器件封装体底面的焊料焊盘与所述基板耦合。[0036]进一步地，当观看所述显示器时，所述焊料焊盘不可见。[0037]进一步地，每个所述发光器件封装体是防水的，使得所述显示器在室内和户外应用中均能使用。[0038]进一步地，至少一些所述发光器件封装体中的所述LED是垂直对齐的。[0039]本实用新型提供了一种发光器件封装体，其包括壳体，包括从所述壳体的顶面延伸到所述壳体的内部的空腔；以及与所述壳体成为整体且接合到所述壳体的引线框，所述引线框包括支持多个向所述壳体外发射光的发光器件的导电部，所述引线框进一步包括多个特征或形状，所述特征或形状与所述壳体相配合以相比于所具有的引线框不具有所述特征和形状的封装体而在所述引线框和壳体之间提供改进的防水刚性连接，其中所述引线框的表面积的至少一半被所述发光器件封装体的壳体露出。[0040]进一步地，所述特征或形状包括所述引线框中的通孔。[0041 ] 进一步地，所述特征或形状包括在所述弓I线框中的V形切口。[0042]进一步地，所述特征或形状包括侧缺口。[0043]进一步地，所述特征或结构包括侧突起。[0044]根据本实用新型的发光器件显示器可用于诸如室内和/或户外的LED屏中，其使得能够增加色彩逼真度和散热、改进电流控制、增加封装组件的刚性。[0045]
[0046]对本领域技术人员而言，本实用新型的这些和其它另外的特征和优点将从结合附图的以下详细描述中变得显而易见，其中[0047]图1是根据本实用新型的表面安装器件的透视图；[0048]图2是图1中所示实施例的俯视图；[0049]图3是沿图2中线3-3看到的图1中实施例的截面图；[0050]图4是图1中所示实施例的仰视图；[0051]图5是图1中所示实施例的左侧视图，右侧基本上是类似的；[0052]图6是图1中所示实施例的正视图，背侧基本上是类似的；[0053]图7是可在图1中器件中使用的引线框的一个实施例的透视图；[0054]图8是图7中所示引线框的侧视图；[0055]图9是沿图7的剖面线9-9截取的引线框的截面图，并且示出了引线框的通孔；[0056]图10是沿图7的剖面线10-10截取的引线框的截面图，并且示出了引线框V形切 Π ；[0057]图11是根据本实用新型的表面安装器件的另一个实施例的、沿图3中所示的线的截面图；[0058]图12是图11中所示实施例的仰视图；[0059]图13是图11中所示实施例的侧视图；[0060]图14是根据本实用新型的表面安装器件的一个实施例的俯视立体图；[0061]图15是图1中所示实施例的正视图，背侧是基本类似的；[0062]图16是图15所示实施例的正面立体图；以及[0063]图17是包含根据本实用新型的实施例的表面安装器件的LED显示屏的一部位的正视图。[0064]具体实施方式
[0065]本实用新型提供用于多发光器件封装体的结构，其通过在封装体内线性对齐发光器，允许封装体在不同观看角度以改进的颜色均勻性发光。在一个实施例中，发光器垂直对齐，但是应当理解，在不同的应用中，发光器可以水平对齐或以一角度对齐。在一些实施例中，封装体也可以具有引线框结构，其允许封装体中的每个发光器被其自己的电信号所驱动。这为对发光器件封装体所发出光的颜色和强度的改进的控制留有余地。[0066]根据本实用新型的发光器件封装体的一个实施例中，发光器可以包括在封装体中心线处或其附近垂直对齐的红色、绿色和蓝色发光器，以使得红色、绿色和蓝色的观看角度互相一致。与现有技术中具有成簇发光器的封装体相比，这允许发光器件封装体的颜色在不同的观看角度显得更均勻。根据本实用新型的发光器件封装体也可以包括引线框和帮助保持封装体防水的壳体，并且也包括改进封装体刚性的特征，诸如通孔。[0067]本实用新型可应用于不同类型的发光器件封装体，例如表面安装器件(SMD)，其可用于许多不同照明应用中，诸如LED彩色屏或装饰照明以及需要防水器件的应用。以下描述了利用发光二极管作为它们发光器的发光器件封装体不同实施例，但是应当理解，其它发光器件封装体实施例可以使用不同类型的发光器。[0068]应当理解，当一个元件被称为“在另一个元件上”、“连接到另一个元件”、“耦合于另一个元件”或“接触另一个元件”时，它可以直接在该另一个元件之上、连接于或耦合于、 或接触该另一个元件，或者可以存在插入元件。相比之下，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个元件时，不存在插入元件。同样的，当第一个元件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个元件，在该第一元件和该第二元件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它元件，甚至在导电元件之间没有直接接触。[0069]虽然术语第一、第二等在这里用于描述各种的元件、部件、区域和/或部分，但是这些元件、部件、区域和/或部分并不被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域或部分与另一元件、部件、区域或部分相区别。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域或部分可以被称为第二元件、部件、区域或部分，而不背离本实用新型的教导。[0070]本实用新型的实施例在此处参照作为本实用新型实施例的示意性图解说明的横截面图图解进行描述。因此，部件的实际厚度可以不同，并且，由于例如制造技术和/或容差而与图示的形状不同是预期的。本实用新型的实施例不应该被理解成限于这里图示区域的特定形状，而是应包括由于例如制造而导致的形状上的偏差。图示或描述为正方形或矩形的区域通常由于正常的制造容差而具有圆形或曲线特征。因此，附图中所示出的区域实质上是示意性的，并且其形状并不意图表示器件的区域的精确形状，并且不意图限制本实用新型的范围。[0071 ] 下述描述说明优选实施例。这个描述并不是为了限制而仅仅是为了描述本实用新型的一般原理，本实用新型的范围由所附的权利要求进一步来理解。[0072]图1-8示出了根据本实用新型的多发光器件封装体10的一个实施例，其包括表面安装器件(SMD) 10。如上所述，可以理解本实用新型可以用于除了 SMD以外的其它类型的发光器件封装体。封装体10包括载有整体的引线框14的诸如塑料的壳体12。该引线框 14包括多个导电性连接部，用于将电信号传导至该封装体的发光器，并且也帮助耗散由发光器产生的热量。[0073]该引线框14可以用许多不同的方式设置并且不同封装体的实施例中采用不同数量的部件。下述的该封装体10使用三个发光器，并且在所示实施例中，该引线框设置成使得每个发光器由各自的电信号所驱动。相应地在所示的实施例中具有六个导电部，包括用于每个发光器的一对导电部，电信号通过每个发射器的那对导电部施加于该发光器。对于封装体10，导电部包括第一、第二和第三阳极部16、18、20，以及每一个都具有发光器附着焊盘的第一、第二和第三阴极部22、24J6 (图7中最佳显示)。[0074]壳体12可以具有许多不同的形状和尺寸，在所示实施例中为大致正方形或矩形， 具有上表面28和下表面30、侧面32和34以及端面36和38。该壳体的上部进一步包括凹槽或空腔40，其从上表面观延伸入壳体12的体内至引线框14。发光器设置在引线框上使得发光器发出的光穿过空腔40从封装体10发射出。在一些实施例中，反射插入物或环 42 (图1-3所示)可以沿空腔40的侧面或壁44的至少一部分定位并固定。环42反射率的有效性和封装体的发射角可以通过使得空腔40和载于其内部的环42朝向壳体的内部逐渐变窄来加强。通过举例的方式但并不是予以限制，如图15最佳地显示，约50度的反射器角度46提供了合适的反射率和观看角。[0075]在一些实施例中，空腔40可以至少部分用填充材料48填充，填充材料48能保护和稳固地定位引线框14和其载有的发光器。在一些情况下，该填充材料48可以覆盖发光器和引线框14通过空腔40暴露的部分。该填充材料48可以选择成具有预定的光学特性以增强光从LED的射出，并且在一些实施例中其对封装体的发光器所发射的光基本上是透明的。该填充材料48也可以是有形状的，例如半球形或子弹形，或填充材料可以完全或部分凹入空腔40中。该填充材料48可以由树脂、环氧树脂、热塑性缩聚物、玻璃和/或其它合适的材料或材料组合形成。在一些实施例中，可以将材料添加到该填充材料48中以增强来自LED和/或至LED的光的发射、吸收和/或色散。[0076]壳体12可以用优选既电绝缘又热传导的材料制得。这种材料在本领域是公知的并可以包括，但不限于，某些陶瓷、树脂、环氧树脂、热塑性缩聚物(例如聚邻苯二甲酰胺 (PPA))和玻璃。在优选实施例中，壳体12可以由深色或黑色的(一种或多种)陶瓷材料制成，因为其被发现能改进图像产生SMD封装体的对比度，例如在视频显示器中采用的SMD。 封装体10及其壳体12可以通过对本领域来说熟知的各种已知方法的任何之一来形成和/ 或组装。例如，壳体12可以例如通过注模在阳极部16、18、20和阴极部22、24J6周围形成或模制。可选的，壳体可以分几部分形成，例如，顶部和底部，其中阳极部16、18、20和阴极部22、24、沈形成于底部之上。顶部和底部可以使用已知的方法和材料接合在一起，例如通过环氧树脂、粘合剂或其它合适的接合材料。[0077]在所描述的说明性实施例中，封装体10使用第一、第二和第三LED50、52、54，每一个LED能发出相同颜色的光或彼此不同颜色的光。在所示的实施例中，LED 50、52、M分别发射蓝光、绿光和红光，所以当适当地给所述LED通电时，所述LED会组合产生大体上全色范围。进一步，当适当通电时，LED50、52、M发出不同色温的白光组合。[0078]LED结构、特征及其制造和操作通常在本领域是已知的，在这里仅简要讨论。LED 可以具有以不同方式设置的多个不同半导体层并且能发出不同的颜色。LED的层能够用已知的工艺制作，一种适当的工艺是使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)进行制作。LED芯片的层通常包括夹在相反掺杂的第一和第二外延层之间的有源层/区，所有这些层/区在生长基板或晶圆上顺序形成。形成于晶圆上的LED芯片可以被单个化并且在不同应用中使用，例如安装于封装体中。可以理解，生长基板/晶圆能保留为最终的单个化的LED的一部分或者生长基板可以完全或部分去除。[0079]同样可以理解，LED中也可以包括附加层和元件，所述附加层和元件包括但不限于缓冲层、成核层、接触和电流扩展层以及光提取层和元件。有源区可以包含单量子阱(SQW)、 多量子阱(MQW)、双异质结或超晶格结构。[0080]有源区和掺杂层可以由不同的材料系统制成，一种这样的系统是III族氮化物基材料系统。III族氮化物指由氮和周期表III族元素(通常为铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)) 之间形成的那些半导体化合物。该术语也指三元和四元化合物，诸如氮化铝镓(AWaN)和氮化铝铟镓(AlInGaN)。在优选实施例中，掺杂层为氮化镓(GaN)以及有源区为hGaN。在备选实施例中，掺杂层可为AlGaN、砷化铝镓(AWaAs)或磷砷化铝镓铟(AWalnAsP)或磷化铝铟镓(AlInGaP)或氧化锌(ZnO)。[0081]生长基板/晶圆可以由许多材料制成，诸如硅、玻璃、蓝宝石、碳化硅、氮化铝 (AlN)、氮化镓(GaN)，合适的基板为4H多型的碳化硅，但其它碳化硅多型也可以使用，包括 3C、6H和15R多型。碳化硅具有某些优点，例如相比于蓝宝石，与III族氮化物更相近的晶格匹配并且产生更高质量的III族氮化物膜。碳化硅也具有非常高的热导率，使得在碳化硅上的III族氮化物器件的总输出功率不会受到基板散热的限制(而这对于形成在蓝宝石上的某些器件，就可能有这种情况)。SiC基板可以从北卡罗来纳州的达勒姆的克里研8究公司(Cree Research, Inc.)获得，生产它们的方法记载于科技文献中以及美国专利US 34，861、US 4，946，547 和 US 5，200，022 中。[0082]LED也可以包括附加的特征，诸如导电的电流扩展结构、电流扩展层和引线接合焊盘，所有这些可以由用已知的方法沉积的已知的材料制得。一些或所有的LED可以涂覆一种或多种荧光物质，所述荧光物质吸收至少一些LED的光并发出不同波长的光，使得LED发射来自LED和荧光物质的光的组合。LED芯片可以使用许多不同的方法涂覆荧光物质，一种合适的方法在序列号为11/656，759和11/899，790的美国专利申请中描述，二者标题均为 "Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method(晶圆级荧光物质涂覆方法以及利用该方法制造的器件)”，并且在此均通过引用并入到本文中。可选的，LED可利用其它方法进行涂覆，诸如电泳沉积(EPD)，一种合适的EPD方法在题为"Close Loop Electrophoretic Deposition of Semicoductor Devices (半导体器件的闭环电泳沉积)”的美国专利申请No. 11/473,089中描述，其同样在此通过引用并入到本文中。此外，LED可以具有本领域已知的垂直或横向几何结构。那些包含垂直几何结构的LED 可以具有在基板上的第一接触以及在P型层上的第二接触。施加到第一接触的电信号扩展进η型层中，并且施加到第二接触的信号扩展进ρ型层中。在III族氮化物器件的情况下， 薄的半透明层通常覆盖部分或整个P型层，这是众所周知的。可以理解，第二接触可以包括这样的层，其通常为诸如钼(Pt)的金属或诸如铟锡氧化物(ITO)的透明导电氧化物。[0083]LED也可以包括横向几何结构，其中两个接触都在LED顶上。例如通过蚀刻除去ρ 型层和有源区的一部分，以暴露在η型层上的接触台面。第二横向η型接触提供于η型层的该台面上。所述接触可以包括利用已知沉积技术沉积的已知材料。[0084]在所示的说明性的实施例中，引线框的阳极部16、18、20和阴极部22、24J6穿过壳体12对置的面36和38向外凸出。如图4最佳地示出，阳极部16、18、20从表面36延伸，以及阴极部22、24、沈从表面38延伸。阳极部和阴极部设置成成对地工作以当封装体 10被表面安装进行工作时，传导电信号到其各自的光发射器。在所示的实施例中，阳极部 16,18,20和阴极部22、24J6垂直弯曲以延伸到它们的壳体的端面36和38外部并沿着所述端面36和38向下延伸，然后又垂直弯曲以形成沿壳体12的下表面30延伸的端部82、 84、86、88、90、92。引线的端部82、84、86、88、90、92面向外部的表面大体上平齐以便于连接到下面的基板。如图3最佳地示出，引线的端部82、84、86、88、90、92 (仅端部86、88是可见的)可以使用包括焊接在内的多种公知连接技术中的任何技术，电连接或接合到基板94上的迹线或焊盘。可以理解，在其它实施例中所有端部82、84、86、88、90、92或其中的一些可以向相反方向弯曲，而仍为表面安装留有余地。[0085]阴极部22、24J6包括中央表面或安装焊盘68、70、72用于承载沿正交于侧面32 和；34的方向74延伸成线性阵列的LED芯片50、52、54，LED 50,52,54通常沿壳体12的中轴对齐。相比于具有以其它方式(例如，成簇)设置的LED的封装体，这种对齐允许在不同的观看角度具有改进的颜色均勻性。[0086]安装焊盘68和78朝壳体12的中央延伸，这允许LED 50,54更靠近壳体12的中央安装，以使得其能将光发射出空腔40。阳极部16、18、20分别包括电连接焊盘76、78、80， 位于与安装焊盘68、70、72相邻但分隔开的位置。连接焊盘76和80朝着壳体12的中心延伸以允许电连接到LED 50,54, LED 50,54通过安装焊盘68、70的延伸而更靠近壳体12中心安装。[0087]阳极部16、18、20通常彼此平行地行进以及阴极部22、24、沈通常彼此平行地行进，它们全部沿与线性LED阵列的方向74正交的方向延伸。引线可以具有不同的宽度并且可以足够小，以便当从顶部观看封装体10时，其最小程度地可见或不可见。附加的和/或作为替换，从顶部观看时引线可以被壳体12遮住。如图1和2最佳地示出，空腔40延伸至壳体内部足够的深度以暴露出附着焊盘68、70、72和连接焊盘76、78、80。在优选实施例中， LED50、52、54的每一个具有其自己的接触对或电极对，所述接触对或电极对设置成当在所述接触上施加电信号时LED发光。LED的接触与成对的阳极部和阴极部电连接。，由于多种原因，例如提供对每个LED更容易的电控制，确保LED 50,52,54的每一个具有其自身的阴极和阳极对是有利的。根据所示的实施例的典型实施方式，LED 50、52、M的接触之一耦合于芯片承载焊盘68、70、72，而LED的接触中的另一个耦合于焊盘76、78、80。不同的已知结构和方法可以用于制作这个连接，一种这样的结构是利用已知方法应用的接合引线95、97、 99。[0088]阳极部16、18、20和阴极部22、24、沈可以由导电金属或金属合金制得，例如由铜、 铜合金、和/或其它合适的低电阻率、抗腐蚀材料或材料组合制成。如前所述，在一定程度上，引线的热导率可以帮助将热量从SMD所承载的LED 50,52,54中传导出，如沿箭头98所示。如图7最佳地示出，为进一步帮助散热，阳极部18和阴极部M可以包括靠近壳体边缘的扩大的部分。这些扩大的部分提供增加的表面积以将由LED 50、52、讨产生的热量分散开。[0089]LED 50、52、M中的每一个可以通过导电且导热的接合材料100与其一个焊盘68、 70,72电耦合，该接合材料诸如是焊料、粘合剂、涂料、膜、密封剂、浆糊、油脂和/或其它合适的材料。在优选实施例中，使用位于LED底部上的焊料焊盘可以将LED电耦合并固定至其各自的焊盘上，使得从顶部看不到焊料。连接器部16、18、20和承载部22、24J6的制造， 可以通过冲压、注模、切割、蚀刻、弯曲或通过其它已知的方法和/或方法的组合来完成，以实现所需的构造。例如，连接器部和/或承载部可以被部分金属冲压(例如从单片相关材料同时冲压)、适当地弯曲以及最后完全分离或在部分或全部壳体形成之后完全分离。[0090]在一些制造方法中，LED可以于在连接焊盘周围模制和/或组装壳体12之前耦合到焊盘68、70、72。可选的，可以在阳极部和阴极部已经部分装入壳体中后，将LED耦合到焊盘68、70、72。延伸入壳体的空腔40可以配置成使得焊盘68、70、72和焊盘76、78、80足够的部分暴露，以容纳LED和相关的接合引线，并且允许LED发射的光穿过空腔40出射。[0091]在传统封装体中，引线框的阳极部16、18、20和阴极部22、24J6和壳体12的上部和下部之间的平滑表面使得难以可靠粘结。这些配套的平滑表面可能降低发光器件封装体的刚性，并且可能由于壳体与引线框分离，而增加元件失效的几率。该平滑表面也为湿气进入壳体的渗透路径留有余地。这也会导致元件失效，并会降低发光器件封装体用于需要防水操作的应用的能力。为增加粘结可靠性和刚性并为防水操作留有余地，阳极部16、18、20 和阴极部22、24、沈中的一个或多个可以进一步包括一个或多个缺口、通孔、孔、延长部和/ 或其它有助于SMD封装体的稳定性、完整性和/或鲁棒性的特征。这些特征也使得壳体12 和/或填充材料48能够与引线框14更好的结合，这防止湿气渗透器件并为防水使用留有余地。1[0092]如图7和9最佳地显示，阳极部16、18、20和阴极部22、24、沈可以包括各自的通孔 102、104、106、108、110、112，这些通孔通常位于引线框的顶面上。如图7和10最佳地显示， 阳极部和阴极部也可以包含诸如与通孔相邻设置的V形切口 114的特征。该V形切口 114 可以位于阳极部16、18、20和阴极部22、24J6的上表面和下表面上。通孔102、104、106、 108、110、112、V形切口 114、缺口和/或引线的其它这种特征至少部分地与壳体和/或填充材料合作，来增强封装体10的结构稳定性和完整性。在一些实施方式中，壳体材料和/或填充材料至少部分地延伸进入和/或穿过引线中形成的通孔102、104、106、108、110、112中的一个或多个，以增加刚性。壳体和/或填充材料也可以填充V形切口以增加刚性，并且阻止液体渗透到封装体10的内部。[0093]参照图7，为进一步增强封装体10的刚性以及增加壳体12和引线框14之间结合的可靠性，阳极部16、20和阴极部22 J6可具有侧缺口 115以使得它们具有波浪形。当制造封装体10时，壳体材料填充缺口，硬化的壳体材料与缺口合作以将壳体12保持在引线框上。类似地，阳极部18和阴极部M具有侧突起(tab) 117，其也与硬化的壳体或填充材料合作以将壳体12保持在引线框14上。[0094]图11-13示出根据本实用新型的发光器件封装体200的另一个实施例，其同样是表面安装的。封装体200绝大部分与图1-8所示且在上面描述的封装体10类似，只是还包含热导体202、204、206。热导体202、204、206设置在壳体208中以提供从LED到壳体下表面的导热路径。所述热导体可以进一步设置成与一个或多个散热器热交流，以有效从LED 中散热。封装体200可以与以许多不同方式设置的许多不同散热器一起使用。[0095]热导体202、204、206可具有许多形状和尺寸，并可以包括，例如垂直延伸并至少部分穿过壳体208的矩形块或圆柱体。在所示的实施例中，热导体202、204、206从具有LED 的表面延伸穿过壳体208到达壳体下表面212。如图11最佳地显示，热导体204的底面通过下表面212中的孔210在下表面212处暴露并且设置为大体上与下表面212平齐。如图 12所示，热导体202和206也可以在底面处暴露。热导体的底表面设置为与诸如印刷线路板或电路板的基板216承载的散热器或热耗散器214成热传导关系。热导体，给定它们相对大的质量和与热流方向垂直的横截面面积，可作为有效的热沉在由承载焊盘承载的发热 LED和散热器214之间提供低热阻路径(箭头218)。一些热量也沿引线(箭头220)散发。[0096]与封装体10类似，如图11-13所示的封装体200包括优选深色或黑色陶瓷壳体 208，该壳体208包括相对的上表面222和下表面212，侧面208、2M和端面226、228。承载引线框230的SMD 200包括，如前所述，三个阳极部、三个阴极部。但是，如以上优选的实施例一样，应当理解，任意数量的连接部、承载部和其它引线框部分可以在所需要的应用中使用，而不脱离本实用新型的范围。芯片承载部218包括用于容纳LED芯片的表面或焊盘，所述LED芯片通常包括红光、绿光和蓝光LED，其它各种其它颜色的LED也可以使用。如前所述，连接部包括位于与芯片承载部相邻但分隔开的区域中的扩大的引线接合焊盘。[0097]如前所述，引线被垂直弯曲以沿其各自的壳体端面外部延伸，然后又垂直弯曲以使得引线的端部232、234、236、238、M0、242沿壳体的底面212延伸。使用许多众所周知的连接技术中的任何连接技术，将导线的端部232、234、236、238、M0、M2的面朝外的表面与通常为印刷电路板的基板216上的迹线或焊盘电连接或接合。如前所述，壳体具有空腔 244,空腔244延伸足够的深度以暴露出连接部和承载部的焊盘。该连接部和承载部优选由从通过冲床作业从金属薄板原料(sheet metal stock)切割的导电性金属薄板或金属合金薄板制造而成，然后在壳体在引线框周围形成之前或之后弯曲成它们的最终构造。[0098]LED的每一个具有一对电端子或电极，其中的阴极与承载焊盘电耦合，而LED的阳极分别通过单个接合引线与不同的连接部的焊盘耦合。[0099]现在参照图14-16，示出了 SMD 10或200的各种部件的尺寸特征的一些例子。通过举例的方式但不限于此，SMD 10或200可具有 5. 50mm的总长度、 5. 50mm的总宽度以及 2. 50mm的高度。[0100]参考图17，以示意图的形式示出LED显示屏300的一部分，LED显示屏300例如是室内和/或户外屏幕，一般来说，包括载有大量以行和列设置的表面安装器件304的驱动 PCB 302，每一个SMD限定一个像素。SMD304可包括如图1_8以及11-13中所示的实施例的器件。SMD器件304与PCB 302上的迹线或焊盘电连接，PCB 302连接成对合适的电信号处理和驱动电路(未示出)做出响应。如以上所披露的，每一个SMD承载红光、绿光和蓝光LED的垂直取向的线性阵列306。LED的这种线性取向被发现在宽的观看角度范围内改善色彩逼真度。[0101]尽管已经示出和描述了本实用新型的许多说明性实施例，但是本领域技术人员可以进行许多改变和替换实施例，例如将本实用新型用于LED装饰照明等。这些改变和替换的实施例是预期的，并且可以在不脱离所附的权利要求定义中的本实用新型的精神和范围的情况下做出。
权利要求1.一种发光器件显示器，其特征在于，包括载有发光器件封装体阵列的基板，每一个所述发光器件封装体包括塑料壳体并包含线性对齐的LED ；以及电连接的驱动电路，选择性对所述阵列加电以在所述显示器上产生可视图像。
2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述发光器件封装体以垂直列和水平行设置。
3.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述发光器件封装体中的每一个所述 LED由各自的电信号驱动。
4.根据权利要求1中所述的显示器，其特征在于，每个所述发光器件封装体通过每个发光器件封装体的底面的焊料焊盘与所述基板耦合。
5.根据权利要求1中所述的显示器，其特征在于，每个所述发光器件封装体包括防水结构。
6.根据权利要求1中所述的显示器，其特征在于，至少一些所述发光器件封装体中的所述LED是垂直对齐的。
专利摘要本实用新型披露了一种发光器件显示器。该发光器件显示器包括载有发光器件封装体阵列的基板，每一个所述发光器件封装体包括塑料壳体并包含线性对齐的LED；以及电连接的驱动电路，选择性对所述阵列加电以在所述显示器上产生可视图像。该发光器件显示器可以用在诸如室内和/或户外，用于增加色彩逼真度和散热、改进电流控制并增加封装组件的刚性。
文档编号G09F9/33GK202259287SQ20112018705
公开日2012年5月30日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者C·K·A·陈, D·埃默森, X·王, Y·K·V·刘 申请人:惠州科锐光电有限公司
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