TW201435397A - 透鏡以及應用該透鏡之發光二極體封裝結構 - Google Patents

Abstract

一種透鏡，其包括相互連接之第一表面和第二表面。第一表面及第二表面相對向透鏡內凹陷，分別形成第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽之內表面作為入光面，並且其底部朝遠離第二凹槽方向突出，形成第一發散部；第二表面作為出光面，並且第二凹槽之內表面作為第二發散部。第一發散部及第二發散部分別位於透鏡之光軸上，從第一凹槽之內表面射入之正向光線依次經第一發散部及第二發散部之發散，從偏離透鏡光軸之側向射出。本發明還提供一種應用該透鏡之發光二極體封裝結構。

Description

透鏡以及應用該透鏡之發光二極體封裝結構

本發明涉及一種透鏡以及應用該透鏡之發光二極體封裝結構。

相比於傳統之發光源，發光二極體（Light Emitting Diode，LED）具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型之發光源，已經被越來越廣泛地應用，例如在背光模組中大量運用到發光二極體封裝結構。

背光模組中通常將一定數量之發光二極體裝設於導光板之側邊或底部，利用發光二極體實現導光板之照明。然而發光二極體之出光角度有限、且其正向光強遠大於側向光強，這樣會造成背光模組出光不均勻，從而出現亮暗帶和光點。在先前技術中，為解決上述問題，往往需要增加裝設之發光二極體之數量，從而達到更好之照明效果。然而，發光二極體之使用數量越多則消耗之電力也會越高，從而會造成成本之上升。

有鑑於此，有必要提供一種出光角度大、光強度均勻之透鏡以及應用該透鏡之發光二極體封裝結構。

一種透鏡，其包括相互連接之第一表面和第二表面。第一表面及第二表面相對向透鏡內內凹陷，分別形成第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽之內表面作為入光面，並且第一凹槽之底部朝遠離第二凹槽方向突出，形成第一發散部；第二表面作為出光面，並且第二凹槽之表面作為第二發散部。第一發散部及第二發散部分別位於透鏡之光軸上，從第一凹槽之內表面射入之正向光線依次經第一發散部及第二發散部之發散，從偏離透鏡光軸之側向射出。

一種發光二極體封裝結構，其包括基板、設置在該基板上之發光二極體晶片以及罩設在該發光二極體晶片上之透鏡。所述透鏡包括相互連接之第一表面和第二表面。第一表面及第二表面相對向內凹陷，分別形成第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽之內表面作為入光面，並且第一凹槽之底部朝遠離第二凹槽方向突出，形成第一發散部；第二表面作為出光面。第二凹槽之表面作為第二發散部。第一發散部及第二發散部分別位於透鏡之光軸上。所述發光二極體晶片容置於透鏡之第一凹槽中，並且第一發散部以及第二發散部位於發光二極體晶片之正向出光路徑上，從發光二極體晶片射出之正向光線依次經第一發散部及第二發散部之發散，從偏離透鏡光軸之側向射出。

上述之發光二極體封裝結構在發光二極體晶片上方罩設一透鏡，該透鏡具有第一發散部以及第二發散部，發光二極體晶片中心發出之光線入射到第一發散部上，其中部分正向光線由第一發散部發散，使側向出射光線增多，進而削弱發光二極體晶片之正向強度，增大側向光強和出光角度。此後，藉由第一發散部而入射到第二發散部上之另外部分正向光線則由第二發散部再次發散，從而進一步地削弱光二極體晶片之正向強度，增大側向光強，使得發光二極體封裝結構之出光角度更大、光強度更加均勻。

100．．．發光二極體封裝結構

10．．．基板

20．．．電極

30．．．發光二極體晶片

40．．．透鏡

11．．．頂面

12．．．底面

41．．．第一表面

42．．．第二表面

43．．．第一凹槽

44．．．第一發散部

45．．．第二凹槽

46．．．第二發散部

圖1為本發明實施方式中之發光二極體封裝結構之截面圖。

圖2為圖1中之發光二極體封裝結構之透鏡之一個角度之立體結構示意圖。

圖3為圖2中之透鏡之另一個角度之立體結構示意圖。

圖4為圖2中之透鏡沿IV-IV方向之截面圖。

以下將結合附圖對本發明作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，本發明實施方式提供之一種發光二極體封裝結構100包括基板10、形成在該基板10上之電極20、固定於基板10上並與電極20電性連接之發光二極體晶片30以及罩設在發光二極體晶片30上方之透鏡40。

所述基板10包括頂面11以及和頂面11相對之底面12。在本實施方式中，基板10為藍寶石基板，其截面為矩形。

所述電極20數量為兩個，該兩個電極20相互間隔，每一電極20自基板10之頂面11經由側面延伸至底面12。

所述發光二極體晶片30裝設於該基板10之頂面11上。本實施方式中之發光二極體晶片30採用覆晶方式電連接兩個電極20。在其他實施方式中，所述發光二極體晶片30也可以固定在其中一個電極20上，並採用打線方式與兩個電極20形成電性連接。

請接著參閱圖2至圖4，所述透鏡40設置在基板10之頂面11上，並且罩設於發光二極體晶片30上。所述透鏡40為旋轉體，其具有一光軸O-O，該光軸O-O與發光二極體晶片30之中心軸重合。所述發光二極體晶片30發出之光線完全經由透鏡40向外射出。所述透鏡40大致呈一半球狀，其包括第一表面41以及自該第一表面41周緣延伸之第二表面42。

所述第一表面41為一圓形平面，其貼設在基板10之頂面11上。第一表面41之中心朝遠離基板10方向凹陷形成第一凹槽43。該第一凹槽43罩設發光二極體晶片30，其內表面作為透鏡40之光入射面，發光二極體晶片30發出之光線藉由該第一凹槽43之內表面入射到透鏡40中。所述第一凹槽43大致呈一碗狀，其內表面為圓滑曲面。所述第一凹槽43之底部中心位於透鏡40之光軸O-O上，並且該底部中心朝向發光二極體晶片30方向突出，形成第一發散部44。該第一發散部44之表面為一圓滑凸面，其用於發散發光二極體晶片30出射之光線。在本實施方式中，第一凹槽43沿光軸O-O方向之截面之彎曲弧線為一圓滑之類似於字母“M” 之形狀，並且其以透鏡40之光軸O-O為對稱軸左右對稱。

所述第二表面42為一半球面，其作為透鏡40之出光面。該第二表面42之頂部中心朝向基板10方向凹陷形成有第二凹槽45，也即透鏡40之第一凹槽43和第二凹槽45是相對向內凹陷之。該第二凹槽45位於第一凹槽43之正上方，其表面為圓滑凹曲面，該凹曲面作為所述透鏡40之第二發散部46，用於對入射到透鏡40中之光線進行二次發散。

所述發光二極體封裝結構100在使用時，發光二極體晶片30之側向光線由第一凹槽43之內表面入射到透鏡40中，並由透鏡40之第二表面42射出；發光二極體晶片30之正向光線入射到第一發散部44上，其中部分正向光線被第一發散部44反射，使得該部分光線被朝向偏離透鏡40光軸O-O之側向發散，從而使發光二極體封裝結構100之側向出光增多，因此，在削弱了發光二極體晶片30之正向光強之同時，增大了側向光強和出光角度；發光二極體晶片30之另外部分正向光線則藉由第一發散部44而入射到第二發散部46上，並由第二發散部46再次向透鏡40之側向發散，從而進一步地削弱發光二極體晶片30正向出光強度，增大側向光強。如此，發光二極體晶片30發出之光線藉由透鏡40之調整，正向出射光線之光強與側向出射光線之光強之差距減小，從而使得發光二極體封裝結構100之出光角度更大、光強度更加均勻。

可以理解之是，透鏡40之第一凹槽43內還可以填充封裝體，並覆蓋發光二極體晶片30，以保護發光二極體晶片30免受灰塵、水汽等影響。

另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含在本發明所要求保護之範圍之內。

100．．．發光二極體封裝結構

10．．．基板

20．．．電極

30．．．發光二極體晶片

40．．．透鏡

11．．．頂面

12．．．底面

41．．．第一表面

42．．．第二表面

43．．．第一凹槽

44．．．第一發散部

45．．．第二凹槽

46．．．第二發散部

Claims (10)

1. 一種透鏡，其包括相互連接之第一表面和第二表面，其特徵在於：第一表面及第二表面相對向透鏡內凹陷，分別形成第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽之內表面作為入光面，並且第一凹槽之底部朝遠離第二凹槽方向突出，形成第一發散部；第二表面作為出光面，並且第二凹槽之表面作為第二發散部，第一發散部及第二發散部分別位於透鏡之光軸上，從第一凹槽之內表面射入之正向光線依次經第一發散部及第二發散部之發散，從偏離透鏡光軸之側向射出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中：所述第一表面為一圓形平面，所述第一凹槽形成第一表面之中心。
3. 如申請專利範圍第2項所述之透鏡，其中：所述第二表面為自第一表面周緣延伸之半球面，所述第二凹槽形成在該半球面之頂部中心。
4. 如申請專利範圍第3項所述之透鏡，其中：所述第一表面與第二表面共同構成之透鏡為一半球體狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中：所述第一凹槽之內表面為圓滑之曲面，所述第一發散部之表面為一圓滑之凸面，第一凹槽沿光軸之截面之彎曲弧線為一圓滑之字母“M” 之形狀，並且該彎曲弧線以透鏡之光軸為對稱軸左右對稱。
6. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中：所述第二發散部為圓滑之凹曲面。
7. 一種發光二極體封裝結構，其包括基板、設置在該基板上之發光二極體晶片以及罩設在該發光二極體晶片上之透鏡，其特徵在於：所述透鏡為申請專利範圍第1至6任意一項所述之透鏡，所述發光二極體晶片容置於透鏡之第一凹槽中，並且第一發散部以及第二發散部位於發光二極體晶片之正向出光路徑上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結構，其中：所述透鏡之光軸與所述發光二極體晶片之中心軸重合。
9. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結構，其中：所述透鏡之第一表面貼設在基板上，並且第一凹槽罩設發光二極體晶片。
10. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結構，其中：所述第一凹槽內填充有封裝體，該封裝體覆蓋發光二極體晶片。