CN101514784A - 一种含有部分增光结构的大功率发光二极管 - Google Patents

一种含有部分增光结构的大功率发光二极管 Download PDF

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Abstract

一种含有部分增光结构的大功率发光二极管，其特征在于：大功率发光二极管芯片固定在反光杯中并焊接好导电金线，用透明封装胶对其进行组合面型或平面型的封装，在封装表面的中心区域和边缘区域之间处理成齿形折光板式或球形折光板式增光结构；上文所述的组合面为圆台与球冠的组合体表面；上文所述的处理方法可以是模具成型法或直接加工法。本发明与现有技术相比有以下特点：结构简单，制造方便，成本低廉，出光效率高，不仅可用于单芯片封装，也可用于多芯片封装，适合大规模生产等。

Description

一种含有部分增光结构的大功率发光二极管
技术领域
本发明专利涉及发光二极管封装技术。
背景技术
LED作为一种新型的照明光源，其应用前景举世瞩目，尤其是高亮度白光LED更被誉为21世纪最有价值的光源，必将引起照明领域一场新的革命。
目前的大功率发光二极管的封装普遍采用的技术方案为：发光二极管的芯片固定在反光杯后，焊接好导电金线后用透明封装胶对其进行保护性封装。  光线入射到两种介质的分界面时，通常都会发生折射与反射，但当光线从光密介质以大于或等于全反射临界角的角度射入光疏介质时将发生光线全部反射回光密介质的现象，此种现象称为光的全反射现象。  空气的相对折射率为1.0，透明封装胶的相对折射率为1.5，因此，发光二极管芯片出射的光线通过透明封装胶辐射到空气时，将会发生全反射效应，致使大于全反射临界角的光线反射回透明封装胶内部。此种效应将导致大功率发光二极管严重的光线损失。
目前，大功率发光二极管的芯片普遍是1mm*1mm的正方形结构，其发光部位除了上表面以外，还有芯片的侧表面；侧表面的光线绝大部分经反光杯的侧壁反射后投射到透明封装胶与空气的分界面上，投射到分界面的光线的入射角小于全反射临界角而出射到空气中，没有发生全反射现象。
目前，能改变光密介质和光疏介质的分界面的物理形状，使光线从光密介质以小于全反射临界角的角度入射到分界面并折射到光疏介质的结构有齿形折光板和球形折光板；齿形折光板又叫类菲涅尔透镜，该结构只在光密介质和光疏介质的分界面上含有齿形结构；微透镜通常指直径从10～100μm的微小球面透镜；上述两种折光板都能有效的改变分界面的物理形状，使大于全反射临界角的光线通过折光板从透明封装胶折射到空气中，从而大幅度减少光线损失。
发明内容
本发明的目的：提出一种含有部分增光结构的大功率发光二极管封装技术，达到减少全反射现象带来的光线损失，大幅度提高大功率发光二极管的发光效率。
为了实现本发明的目的，拟采用以下技术方案：大功率发光二极管芯片固定在反光杯中并焊接好导电金线，用透明封装胶对其进行组合面型或平面型的封装，在封装表面的中心区域和边缘区域之间处理成齿形折光板式或球形折光板式增光结构；上文所述的组合面为圆台与球冠的组合体表面；上文所述的处理方法可以是模具成型法或直接加工法。
本发明的机理是：封装表面分为三部分：中心区域、边缘区域以及中心区域和边缘区域之间的区域，简称为中间区域；入射到中心区域的光线都因小于全反射临界角而直接折射到空气中；入射到边缘区域的光线主要来源于芯片的侧面，从芯片侧面出射的光线经反光杯的侧壁反射后入射到封装表面，该部分光线因入射角小于全反射临界角而出射到空气中，没有发生全反射现象；中间区域通过齿形折光板式或球形折光板式增光结构改变封装表面的物理形状，从而改变入射到该部分光线的入射角，改变后的入射角小于全反射临界角，因而该部分光线能折射到空气中。上述两种折光板式增光结构使大于全反射临界角的光线通过改变入射角而折射到空气中，从而大幅度的提高大功率发光二极管的发光效率。
本发明与现有技术相比有以下特点：结构简单，制造方便，成本低廉，出光效率高，不仅可用于单芯片封装，也可用于多芯片封装，适合大规模生产等。
附图说明
图1是本发明的一个含有部分增光结构的单芯片组合面型封装的结构实施例。
图2是本发明的一个含有部分增光结构的多芯片平面型封装的结构实施例。
1、大功率发光二极管芯片；2、反光杯；3、透明封装胶；4、增光结构。
具体实施方式
实施例1：大功率发光二极管芯片1固定在反光杯2中并焊接好导电金线，用透明封装胶3对其进行圆台与球冠的组合体表面型的封装，在封装表面的中心区域和边缘区域之间处理成齿形折光板式或球形折光板式增光结构4。
实施例2：大功率发光二极管芯片1固定在反光杯2中并焊接好导电金线，用透明封装胶3对其进行平面型的封装，在封装表面的中心区域和边缘区域之间处理成齿形折光板式或球形折光板式增光结构4。

Claims (3)

1、一种含有部分增光结构的大功率发光二极管，其特征在于：大功率发光二极管芯片(1)固定在反光杯(2)中并焊接好导电金线，用透明封装胶(3)对其进行组合面型或平面型的封装，在封装表面的中心区域和边缘区域之间处理成齿形折光板式或球形折光板式增光结构(4)，此种方法不仅可用于单芯片封装，也可用于多芯片封装。
2、如权利要求1所述的组合面，其特征是：组合面为圆台和球冠的组合体表面。
3、如权利要求1所述的处理方法，其特征是：处理方法可以是模具成型法也可以是直接加工法。
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