[發(fā)明專(zhuān)利]自聚焦透鏡及LED封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110342074.X
• 申請(qǐng)日: 2011-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102420284A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝志國(guó);何志宏;麥海玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佛山市國(guó)星光電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/58
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/58;G02B3/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 曹志霞;李贊堅(jiān)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高取光效率的自聚焦透鏡及設(shè)有此自聚焦透鏡的LED封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

LED芯片在2π的角度內(nèi)發(fā)光，由于LED芯片的折射率比較高，從芯片出射的光到達(dá)空氣界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生全反射而導(dǎo)致其出光效率降低，因此，提高LED的發(fā)光效率，其封裝結(jié)構(gòu)的取光效率是一個(gè)重點(diǎn)。

為了提高取光效率，如圖1所示，傳統(tǒng)的封裝方式中，采用折射率介于LED管芯折射率和空氣折射率之間的單層硅膠或環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封裝覆蓋LED管芯，但是由于封裝材料折射率的限制，在出射介質(zhì)和空氣的界面上，入射角大于全反射臨界角的大角度入射光線①發(fā)生全發(fā)射，出光效率較低。

為了改善因?yàn)樯鲜稣凵渎什钜鸬娜瓷洌岣呷」庑剩陙?lái)有人提出使用多層介質(zhì)材料進(jìn)行LED芯片封裝的方法以減小“芯片-封裝膠-空氣”之間的折射率差，但是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)這種多層封裝膠的高度沒(méi)有明確規(guī)定，隨意性很大，并不能保證所有光線都能夠出射到外界中。

最近，美國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利11/708459提出采用漸變折射率的外封膠作為一次透鏡(如圖2)，通過(guò)自聚焦作用控制光線出射角度，提高取光效率。然而這種方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難：首先，漸變折射率外封膠還沒(méi)被制造出來(lái)，而且制造難度很高；其次，雖然對(duì)于芯片小角度出射的光線②，經(jīng)過(guò)漸變折射率外封膠控制后能夠出射到外界，但是對(duì)于大角度出射光線③，由于材料折射率的限制，有很大一部分光線并不能出射到外界，并且，該漸變折射率外封膠對(duì)于水平光線④沒(méi)有任何控制作用。因此，有必要提出一種能夠全面調(diào)節(jié)光效、克服因外封膠與空氣的交界處產(chǎn)生全反射導(dǎo)致的光損耗問(wèn)題、具有高光提取率與產(chǎn)業(yè)化價(jià)值的自聚焦透鏡結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種提高取光效率的自聚焦透鏡及利用該透鏡制造的LED器件。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種自聚焦透鏡，由折射率階躍式變化的多層封裝膠組成，多層封裝膠在豎直切面上呈多個(gè)矩形豎直排列，第1層封裝膠設(shè)置在中部，第1層封裝膠兩側(cè)依次設(shè)置第2層封裝膠、第3層封裝膠.....以及第i層封裝膠，第i層封裝膠的折射率為n_i，折射率大小關(guān)系為n₁＞n₂＞...＞n_i-1＞n_i。

優(yōu)選地，所述多層封裝膠是由多個(gè)分別以LED芯片為圓心、半徑大小逐漸遞增的圓環(huán)形封裝膠層組成。

優(yōu)選地，所述第1層封裝膠上方自下而上依次疊設(shè)有第1層內(nèi)封裝膠、第2層內(nèi)封裝膠.....以及第i層內(nèi)封裝膠，所述內(nèi)封裝膠的折射率自下往上呈階躍式遞減，其中，第i層內(nèi)封裝膠的折射率為n′_i，折射率大小關(guān)系為n′₁＞n′₂＞...＞n′_i-1＞n′_i，且第1層封裝膠的折射率n₁大于第1層內(nèi)封裝膠的折射率n′₁。

優(yōu)選地，所述內(nèi)封裝膠的寬度與第1層封裝膠的寬度相等。

本發(fā)明的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、安裝于基板上的LED芯片、形成于基板上并包覆LED芯片的矩形自聚焦透鏡，所述自聚焦透鏡由折射率階躍式變化的多層封裝膠組成，多層封裝膠在豎直切面上呈多個(gè)矩形豎直排列，第1層封裝膠設(shè)置在中部，包覆于LED芯片上，第1層封裝膠兩側(cè)依次設(shè)置第2層封裝膠、第3層封裝膠.....以及第i層封裝膠，第i層封裝膠的折射率為n_i，折射率大小關(guān)系為n₁＞n₂＞...＞n_i-1＞n_i；所述多層封裝膠各層高度其中，h為L(zhǎng)ED芯片的高度，m表示LED芯片底部邊緣到第1層封裝膠和第2層封裝膠界面的最遠(yuǎn)距離。

優(yōu)選地，所述多層封裝膠是由多個(gè)分別以LED芯片為圓心、半徑大小逐漸遞增的圓環(huán)形封裝膠層組成。

優(yōu)選地，所述第1層封裝膠上方自下而上依次疊設(shè)有第1層內(nèi)封裝膠、第2層內(nèi)封裝膠.....以及第i層內(nèi)封裝膠，所述內(nèi)封裝膠的折射率自下往上呈階躍式遞減，其中，第i層內(nèi)封裝膠的折射率為n′_i，折射率大小關(guān)系為n′₁＞n′₂＞...＞n′_i-1＞n′_i，且第1層封裝膠的折射率n₁大于第1層內(nèi)封裝膠的折射率n′₁。