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CN104037312A - 透镜以及应用该透镜的发光二极管封装结构 - Google Patents

透镜以及应用该透镜的发光二极管封装结构 Download PDF

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CN104037312A
CN104037312A CN201310070955.XA CN201310070955A CN104037312A CN 104037312 A CN104037312 A CN 104037312A CN 201310070955 A CN201310070955 A CN 201310070955A CN 104037312 A CN104037312 A CN 104037312A
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CN
China
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lens
groove
light
emitting diode
diode chip
Prior art date
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Pending
Application number
CN201310070955.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王何立颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses

Landscapes

  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

一种透镜，其包括相互连接的第一表面和第二表面。第一表面及第二表面相对向透镜内凹陷，分别形成第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽的内表面作为入光面，并且其底部朝远离第二凹槽方向突出，形成第一发散部；第二表面作为出光面，并且第二凹槽的内表面作为第二发散部。第一发散部及第二发散部分别位于透镜的光轴上，从第一凹槽的内表面射入的正向光线依次经第一发散部及第二发散部的发散，从偏离透镜光轴的侧向射出。本发明还提供一种应用该透镜的发光二极管封装结构。

Description

透镜以及应用该透镜的发光二极管封装结构
技术领域
本发明涉及一种透镜以及应用该透镜的发光二极管封装结构。
背景技术
相比于传统的发光源，发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越广泛地应用，例如在背光模组中大量运用到发光二极管封装结构。
背光模组中通常将一定数量的发光二极管装设于导光板的侧边或底部，利用发光二极管实现导光板的照明。然而发光二极管的出光角度有限、且其正向光强远大于侧向光强，这样会造成背光模组出光不均匀，从而出现亮暗带和光点。在现有技术中，为解决上述问题，往往需要增加装设的发光二极管的数量，从而达到更好的照明效果。然而，发光二极管的使用数量越多则消耗的电力也会越高，从而会造成成本的上升。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光角度大、光强度均匀的透镜以及应用该透镜的发光二极管封装结构。
一种透镜，其包括相互连接的第一表面和第二表面。第一表面及第二表面相对向透镜内内凹陷，分别形成第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽的内表面作为入光面，并且第一凹槽的底部朝远离第二凹槽方向突出，形成第一发散部；第二表面作为出光面，并且第二凹槽的表面作为第二发散部。第一发散部及第二发散部分别位于透镜的光轴上，从第一凹槽的内表面射入的正向光线依次经第一发散部及第二发散部的发散，从偏离透镜光轴的侧向射出。
一种发光二极管封装结构，其包括基板、设置在该基板上的发光二极管芯片以及罩设在该发光二极管芯片上的透镜。所述透镜包括相互连接的第一表面和第二表面。第一表面及第二表面相对向内凹陷，分别形成第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽的内表面作为入光面，并且第一凹槽的底部朝远离第二凹槽方向突出，形成第一发散部；第二表面作为出光面。第二凹槽的表面作为第二发散部。第一发散部及第二发散部分别位于透镜的光轴上。所述发光二极管芯片容置于透镜的第一凹槽中，并且第一发散部以及第二发散部位于发光二极管芯片的正向出光路径上，从发光二极管芯片射出的正向光线依次经第一发散部及第二发散部的发散，从偏离透镜光轴的侧向射出。
上述的发光二极管封装结构在发光二极管芯片上方罩设一透镜，该透镜具有第一发散部以及第二发散部，发光二极管芯片中心发出的光线入射到第一发散部上，其中部分正向光线由第一发散部发散，使侧向出射光线增多，进而削弱发光二极管芯片的正向强度，增大侧向光强和出光角度。此后，通过第一发散部而入射到第二发散部上的另外部分正向光线则由第二发散部再次发散，从而进一步地削弱光二极管芯片的正向强度，增大侧向光强，使得发光二极管封装结构的出光角度更大、光强度更加均匀。
附图说明
图1为本发明实施方式中的发光二极管封装结构的截面图。
图2为图1中的发光二极管封装结构的透镜的一个角度的立体结构示意图。
图3为图2中的透镜的另一个角度的立体结构示意图。
图4为图2中的透镜沿IV-IV方向的截面图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构 100
基板 10
电极 20
发光二极管芯片 30
透镜 40
顶面 11
底面 12
第一表面 41
第二表面 42
第一凹槽 43
第一发散部 44
第二凹槽 45
第二发散部 46
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施方式提供的一种发光二极管封装结构100包括基板10、形成在该基板10上的电极20、固定于基板10上并与电极20电性连接的发光二极管芯片30以及罩设在发光二极管芯片30上方的透镜40。
所述基板10包括顶面11以及和顶面11相对的底面12。在本实施方式中，基板10为蓝宝石基板，其截面为矩形。
所述电极20数量为两个，该两个电极20相互间隔，每一电极20自基板10的顶面11经由侧面延伸至底面12。
所述发光二极管芯片30装设于该基板10的顶面11上。本实施方式中的发光二极管芯片30采用覆晶方式电连接两个电极20。在其他实施方式中，所述发光二极管芯片30也可以固定在其中一个电极20上，并采用打线方式与两个电极20形成电性连接。
请接着参阅图2至图4，所述透镜40设置在基板10的顶面11上，并且罩设于发光二极管芯片30上。所述透镜40为旋转体，其具有一光轴O-O，该光轴O-O与发光二极管芯片30的中心轴重合。所述发光二极管芯片30发出的光线完全经由透镜40向外射出。所述透镜40大致呈一半球状，其包括第一表面41以及自该第一表面41周缘延伸的第二表面42。
所述第一表面41为一圆形平面，其贴设在基板10的顶面11上。第一表面41的中心朝远离基板10方向凹陷形成第一凹槽43。该第一凹槽43罩设发光二极管芯片30，其内表面作为透镜40的光入射面，发光二极管芯片30发出的光线通过该第一凹槽43的内表面入射到透镜40中。所述第一凹槽43大致呈一碗状，其内表面为圆滑曲面。所述第一凹槽43的底部中心位于透镜40的光轴O-O上，并且该底部中心朝向发光二极管芯片30方向突出，形成第一发散部44。该第一发散部44的表面为一圆滑凸面，其用于发散发光二极管芯片30出射的光线。在本实施方式中，第一凹槽43沿光轴O-O方向的截面的弯曲弧线为一圆滑的类似于字母“M” 的形状，并且其以透镜40的光轴O-O为对称轴左右对称。
所述第二表面42为一半球面，其作为透镜40的出光面。该第二表面42的顶部中心朝向基板10方向凹陷形成有第二凹槽45，也即透镜40的第一凹槽43和第二凹槽45是相对向内凹陷的。该第二凹槽45位于第一凹槽43的正上方，其表面为圆滑凹曲面，该凹曲面作为所述透镜40的第二发散部46，用于对入射到透镜40中的光线进行二次发散。
所述发光二极管封装结构100在使用时，发光二极管芯片30的侧向光线由第一凹槽43的内表面入射到透镜40中，并由透镜40的第二表面42射出；发光二极管芯片30的正向光线入射到第一发散部44上，其中部分正向光线被第一发散部44反射，使得该部分光线被朝向偏离透镜40光轴O-O的侧向发散，从而使发光二极管封装结构100的侧向出光增多，因此，在削弱了发光二极管芯片30的正向光强的同时，增大了侧向光强和出光角度；发光二极管芯片30的另外部分正向光线则通过第一发散部44而入射到第二发散部46上，并由第二发散部46再次向透镜40的侧向发散，从而进一步地削弱发光二极管芯片30正向出光强度，增大侧向光强。如此，发光二极管芯片30发出的光线通过透镜40的调整，正向出射光线的光强与侧向出射光线的光强的差距减小，从而使得发光二极管封装结构100的出光角度更大、光强度更加均匀。
可以理解的是，透镜40的第一凹槽43内还可以填充封装体，并覆盖发光二极管芯片30，以保护发光二极管芯片30免受灰尘、水汽等影响。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种透镜，其包括相互连接的第一表面和第二表面，其特征在于：第一表面及第二表面相对向透镜内凹陷，分别形成第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽的内表面作为入光面，并且第一凹槽的底部朝远离第二凹槽方向突出，形成第一发散部；第二表面作为出光面，并且第二凹槽的表面作为第二发散部，第一发散部及第二发散部分别位于透镜的光轴上，从第一凹槽的内表面射入的正向光线依次经第一发散部及第二发散部的发散，从偏离透镜光轴的侧向射出。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述第一表面为一圆形平面，所述第一凹槽形成第一表面的中心。
3.如权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述第二表面为自第一表面周缘延伸的半球面，所述第二凹槽形成在该半球面的顶部中心。
4.如权利要求3所述的透镜，其特征在于：所述第一表面与第二表面共同构成的透镜为一半球体状。
5.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述第一凹槽的内表面为圆滑的曲面，所述第一发散部的表面为一圆滑的凸面，第一凹槽沿光轴的截面的弯曲弧线为一圆滑的字母“M” 的形状，并且该弯曲弧线以透镜的光轴为对称轴左右对称。
6.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述第二发散部为圆滑的凹曲面。
7.一种发光二极管封装结构，其包括基板、设置在该基板上的发光二极管芯片以及罩设在该发光二极管芯片上的透镜，其特征在于：所述透镜为权利要求1至6任意一项所述的透镜，所述发光二极管芯片容置于透镜的第一凹槽中，并且第一发散部以及第二发散部位于发光二极管芯片的正向出光路径上。
8.如权利要求7所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述透镜的光轴与所述发光二极管芯片的中心轴重合。
9.如权利要求7所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述透镜的第一表面贴设在基板上，并且第一凹槽罩设发光二极管芯片。
10.如权利要求7所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一凹槽内填充有封装体，该封装体覆盖发光二极管芯片。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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