CN102254903A - 发光二极管封装、发光二极管模块及发光二极管灯 - Google Patents

发光二极管封装、发光二极管模块及发光二极管灯 Download PDF

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Abstract

本发明公开了发光二极管封装、发光二极管模块及发光二极管灯。所述发光二极管(LED)灯，包括插座、设置于所述插座上的LED模块、以及组装至插座上的灯外壳。LED模块包括支撑构件以及多个LED封装，其中每一LED封装均包括芯片载体、反射构件、LED芯片、透镜以及荧光层。安装于芯片载体上的反射构件具有凹槽，所述凹槽用于暴露出部分的芯片载体。LED芯片设置于凹槽中。包覆所述LED芯片的透镜具有发光面、与反射构件结合的第一反射面、以及第二反射面，其中LED芯片面朝透镜的发光面。

Description

发光二极管封装、发光二极管模块及发光二极管灯
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种发光二极管(light emittingdiode，LED)封装、一种LED模块及一种LED灯。
背景技术
由于具有寿命长、尺寸小、发热量小及功耗低等优点，LED已广泛地在各种家用电器及仪器中用作指示器或光源。随着近来朝多色(multicolor)及高照明度发展，LED的应用已扩展至大尺寸户外广告牌、交通信号灯等。将来，LED可能会取代钨丝灯(tungsten filament lamp)及水银蒸气灯(mercuryvapor lamp)而成为节电且环保的光源。LED芯片主要由III-V族化合物制成，例如由磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)或其它半导体化合物制成。为增强LED的光学性能及可靠性，已提出各种用于包覆LED芯片的封装技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管封装、发光二极管模块及发光二极管灯。
为实现本发明的目的而提供一种发光二极管(light emitting diode，LED)模块，包括支撑构件以及与支撑构件组装于一起的多个LED封装。每一LED封装包括芯片载体、反射构件、LED芯片、透镜及荧光层。反射构件安装于芯片载体上并具有凹槽，所述凹槽用于暴露出部分的芯片载体。LED芯片设置于凹槽中。透镜包覆所述LED芯片。透镜具有发光面、与反射构件连接的第一反射面、以及第二反射面，其中LED芯片面朝透镜的发光面。荧光层设置于透镜的发光面上。
所述的发光二极管模块，更包括整合于所述支撑构件中的散热器。
所述的发光二极管模块，更包括组装至所述散热器的风扇。
所述发光二极管封装的所述透镜构成柱状体，且所述柱状体的延伸轴线的正交平面与每一发光面的交叉线是n分之一个圆，其中n是所述透镜的数量。
所述延伸轴线的所述正交平面与所述发光面的交叉线是圆。
所述透镜具有凹陷，所述凹陷的深度沿着所述延伸轴线自所述发光面朝所述发光二极管芯片增大。
所述发光二极管封装包括：
第一组发光二极管封装；以及
第二组发光二极管封装，其中所述第一组发光二极管封装与所述第二组发光二极管封装沿所述延伸轴线而处于两个不同的高度上。
所述透镜具有一对粘合表面，所述一对粘合表面位于所述第一反射面与所述第二反射面的相对侧处，不同透镜的所述粘合表面相互连接而使得所述透镜形成为一体。
所述发光二极管芯片被所述第一反射面与所述第二反射面环绕。
朝所述第一反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面，且朝所述第二反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面。
为实现本发明的目的还提供一种LED灯，包括插座、设置于插座上的LED模块、以及组装至插座上并包覆LED模块的灯外壳。此LED模块包括支撑构件及与支撑构件组装于一起的多个LED封装。每一LED封装包括芯片载体、反射构件、LED芯片、透镜及荧光层。反射构件安装于芯片载体上并具有凹槽，所述凹槽用于暴露出部分的芯片载体。LED芯片设置于凹槽中。透镜包覆LED芯片。透镜具有发光面、与反射构件连接的第一反射面、以及第二反射面，其中LED芯片面朝透镜的发光面。荧光层设置于透镜的发光面上。
所述的发光二极管灯，其特征在于，更包括过滤构件，所述过滤构件设置于所述灯外壳的内壁上。
所述发光二极管封装的所述透镜构成柱状体，且所述柱状体的延伸轴线的正交平面与每一发光面的交叉线是n分之一个圆，其中n是所述透镜的数量。
所述延伸轴线的所述正交平面与所述发光面的交叉线是圆。
所述透镜具有凹陷，所述凹陷的深度沿着所述延伸轴线自所述发光面朝所述发光二极管芯片增大。
所述发光二极管封装包括：
多组发光二极管封装，其中所述每一组中的所述发光二极管芯片均沿所述延伸轴线而处于不同的高度上。
所述透镜具有一对粘合表面，所述一对粘合表面位于所述第一反射面与所述第二反射面的相对侧处，不同透镜的所述粘合表面相互连接而使得所述透镜一体地形成为柱的形式。
所述发光二极管芯片安装于所述芯片载体的支撑面上，且所述第一反射面自所述芯片载体的所述支撑面朝所述发光面延伸。
所述发光二极管芯片被所述第一反射面与所述第二反射面环绕。
朝所述第一反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面，且朝所述第二反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面。
为实现本发明的目的还提供一种LED封装，包括载体、LED芯片、透镜及荧光层。LED芯片设置于载体上。包覆LED芯片的透镜具有环绕LED芯片的多个鳍片(fin)并具有圆锥形凹陷。鳍片放射状地自LED芯片向外延伸。鳍片中的每一者均具有至少一个发光面以及邻接所述发光面的至少一个反射面。圆锥形凹陷的底面为全反射面。荧光层，设置于所述透镜的所述发光面上。
朝所述反射面传播的光被所述反射面反射而穿过所述透镜的所述发光面。
所述鳍片中的每一者均具有一个发光面及邻接所述发光面的一对反射面，其中所述一对反射面位于所述发光面的两个相对侧处。
所述鳍片的反射面为全反射面。
所述鳍片中的每一者均具有一个第一发光面、一个第二发光面及一个反射面，所述反射面与所述第二发光面邻接所述第一发光面并位于所述第一发光面的两个相对侧处。
所述圆锥形凹陷具有多个底面，所述多个底面具有不同的曲率。
所述荧光层包括多个条纹图案，所述多个条纹图案设置于所述鳍片的所述发光面上。
为实现本发明的目的还提供一种LED封装，包括载体、LED芯片、透镜及图案化荧光层。LED芯片设置于载体上。包覆LED芯片的透镜具有排列成阵列或矩阵形式的多个子透镜部。子透镜部中的每一者均具有圆锥形凹陷以及至少一个发光面，所述至少一个发光面邻接圆锥形凹陷的边缘。圆锥形凹陷的底面为全反射面。图案化荧光层设置于发光面上，且子透镜部通过图案化荧光层而在空间上相互分开。
朝所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面传播的光被所述底面反射而穿过所述子透镜部的所述发光面。
所述图案化荧光层是网状荧光层。
所述图案化荧光层是多个同心圆形荧光图案。
所述图案化荧光层是具有蜂窝状图案的荧光层。
所述图案化荧光层是具有漩涡状图案的荧光层。
所述圆锥形凹陷具有多个表面，所述多个表面具有不同的曲率。
所述载体具有容置空间，以用于容置所述发光二极管芯片及所述透镜。
所述载体包括：
反射构件，具有所述容置空间，朝所述反射构件传播的部分光被反射回所述发光面，且朝所述反射构件传播的其余部分光被反射回所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面。
所述图案化荧光层是设置于所述透镜上的对称图案。
为实现本发明的目的还提供一种LED模块，包括外壳、多个LED封装、至少一个透镜、以及图案化荧光层。设置于外壳中的LED封装发出光。包覆LED封装的透镜具有排列成阵列或矩阵形式的多个子透镜部。子透镜部中的每一者均具有圆锥形凹陷以及至少一个发光面，所述至少一个发光面邻接所述圆锥形凹陷的边缘。圆锥形凹陷的底面为全反射面。图案化荧光层，设置于所述发光面上，所述子透镜部通过所述图案化荧光层而在空间上相互分开。
朝所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面传播的光被所述底面反射而穿过所述子透镜部的所述发光面。
所述图案化荧光层是网状荧光层。
所述图案化荧光层是多个同心圆形荧光图案。
所述图案化荧光层是具有蜂窝状图案的荧光层。
所述图案化荧光层是具有漩涡状图案的荧光层。
所述圆锥形凹陷具有多个表面，所述多个表面具有不同的曲率。
所述图案化荧光层是设置于所述透镜上的对称图案。
所述外壳具有至少一个反射面，朝所述反射面传播的部分光被反射回所述子透镜部的所述发光面，且朝所述反射面传播的其余部分光被反射回所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面。
所述透镜还具有至少一个光入射面，与所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面相对。
所述的发光二极管模块，还包括：
介质，连接于所述光入射面与所述发光二极管封装之间。
所述光入射面是凸面、凹面、或平面。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是根据本发明实施例的LED模块的立体图；
图2是图1的LED模块的俯视图
图3是图2的LED模块的剖视图
图4a是图1的LED模块示意图；
图4b是图4a中的蓝光漏光示意图；
图5a是传统的LED模块示意图；
图5b是图5a中的蓝光漏光示意图；
图6a至图6f是LED封装的制造过程图；
图7a是根据本发明另一实施例的LED模块示意图；
图7b是图7a中的LED模块的俯视图；
图8a是根据本发明又一实施例的LED模块的侧视图；
图8b是图8a的LED模块的俯视图；
图9a是根据本发明的实施例的LED灯的侧视图；
图9b是图9a中的LED灯的分解图；
图9c是图9a中的LED灯的局部剖视图；
图9d是图9c中的支撑构件的局部剖视图；
图10是根据本发明实施例的LED封装的立体图；
图11是图10中的LED封装的俯视图；
图12是图10中的LED封装的剖视图；
图13是根据本发明另一实施例的LED封装的剖视图；
图14是根据本发明又一实施例的LED封装的俯视图；
图15是图5中的LED封装的剖视图；
图16A、图16B、图17A、图17B、图18A及图18B分别是本发明不同实施例中的LED封装的俯视图及侧视图；
图19是根据本发明的实施例的LED模块的俯视图；
图20是图19中的LED模块的剖视图；
图21是根据本发明再一实施例的LED模块的剖视图。
其中，附图标记
10：LED灯
90：LED模块
100：LED模块
110：支撑构件
120：LED封装
121：芯片载体
121a：支撑面
122：保护层
123：反射构件
123a：凹槽
124：凹陷
125：LED芯片
126：焊线
127：透镜
127a：发光面
127b：第一反射面
127c：第二反射面
127d：粘合表面
129：荧光层
200：LED模块
210：支撑构件
220：LED封装
227：透镜
320：LED封装
410：插座
420：电路板
430：灯外壳
440：散热器
442：空气流动槽
450：风扇
460：过滤构件
520：透镜
524：入射面
540：介质
600：LED封装
610：载体
620：LED芯片
630：透镜
632：鳍片
632a：发光面
632b：反射面
634：圆锥形凹陷
634a：圆锥形凹陷的底面
640：荧光层
700：LED封装
730：透镜
732a：第一发光面
732b：第二发光面
732c：反射面
800：LED封装
810：载体
812：反射构件
812a：容置空间
814：引线框架
820：LED芯片
830：透镜
832：子透镜部
832a：圆锥形凹陷
832b：发光面
832c：圆锥形凹陷的底面
840：图案化荧光层
900：外壳
910：LED封装(或LED芯片)
920：透镜
922：子透镜部
922a：圆锥形凹陷
922b：发光面
922c：圆锥形凹陷的底面
924：光入射面
930：图案化荧光层
940：介质
950：反射面
A1：延伸轴线
A2：延伸轴线
F1：第一组LED封装
F2：第二组LED封装
α：角度
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的LED模块的立体图。图2是图1的LED模块的俯视图。图3是图2的LED模块的剖视图。参见图1至图3，本实施例的LED模块100包括支撑构件110以及与支撑构件110组装于一起的多个LED封装120。这些LED封装120中的每一者均包括芯片载体121、反射构件123、LED芯片125、透镜127及荧光层129。在本实施例中，芯片载体121是例如引线框架(lead frame)，从而使LED芯片125能够安装在芯片载体121上。反射构件123安装在芯片载体121上，并具有凹槽123a，凹槽123a用于暴露出部分的芯片载体121。换句话说，反射构件123的凹槽123a在芯片载体121上界定芯片容置空间。LED芯片125设置于凹槽123a中，并电连接至芯片载体121，且LED芯片125适合于在通过芯片载体121对LED芯片125施加驱动电流时发光。透镜127是与反射构件123及芯片载体121结合在一起，并设置于反射构件123的凹槽123a中以包覆LED芯片125。透镜127具有发光面127a、与反射构件123结合在一起的第一反射面127b、以及第二反射面127c，其中LED芯片125面朝透镜127的发光面127a。此外，荧光层129设置于透镜127的发光面127a上。
当这些LED封装120其中每一者中的LED芯片125接收到由芯片载体121传送的驱动电流时，LED芯片125发出具有预定波长的光。然后，LED芯片125发出的光朝透镜127的发光面127a传播，以激发发光面127a上的荧光层129。例如，LED芯片125发出的光是蓝光。在荧光层129受到自LED芯片125发出的光的照射和激发后，产生二次光(例如，黄光)，此二次光的波长不同于由LED芯片125发出的光的波长。LED芯片125发出的光与荧光层129产生的二次光相混合而获得白光。在本实施例中，并不对LED芯片125发出的光的波长与荧光层129产生的二次光的波长作任何限制。但为利于LED芯片125发出的光激发荧光层129并顺利地产生二次光，LED芯片125发出的光的波长通常应小于二次光的波长。
参见图3，本实施例的LED芯片125通过膏糊(例如银膏糊(silver paste)或其它导热性膏糊及/或导电性膏糊)而安装于芯片载体121的支撑面121a上，且第一反射面127b及第二反射面127c分别自芯片载体121的支撑面121a沿横向朝发光面127a延伸，其中第一反射面127b与第二反射面127c彼此相对。换句话说，LED芯片125被第一反射面127b及第二反射面127c环绕。此外，第一反射面127b及第二反射面127c为全反射面，用于反射由LED芯片125发出的部分光。因此，朝第一反射面127b传播的光被实质上反射回透镜127的发光面127a，且朝第二反射面127c传播的光被反射回透镜127的发光面127a。这样，便会增加由LED芯片125发出并朝发光面127a传播的光的量，进而提高LED模块100的发光效率。
图4a是图1的LED模块示意图。图4b是图4a中的蓝光漏光示意图。图5a是传统的LED模块示意图。图5b是图5a中的蓝光漏光示意图。参见图4a、图4b、图5a及图5b，在LED模块100的顶侧发生的蓝光漏光的百分比为约0.2％，而在传统LED模块的顶侧发生的蓝光漏光的百分比为约1.5％。与传统LED模块相比，在本实施例的LED模块中发生的蓝光漏光可忽略不计。换句话说，本实施例的LED模块100可有效地减少蓝光漏光。
图6a至图6f是LED封装的制造过程图。参见图6a，将LED芯片125安装于芯片载体121上，并通过至少一条焊线(bonding wire)126而电连接至芯片载体121。之后，通过射出成形工艺(mold-injection process)而在芯片载体121上形成具有凹槽123a的反射构件123。参见图6b及图6c，通过射出成形工艺而形成透镜127。具体而言，透镜127直接覆盖芯片载体121及反射构件123，并包覆LED芯片125。此后，参见图6d至图6e，借由射出成形工艺而在透镜127上形成荧光层129。参见图6f，在形成荧光层129之后，视需要在荧光层129上形成保护层122，以防止荧光层129剥离(peeling-off)或被划伤。
参见图1至图3，在本实施例中，这些LED封装120组装于支撑构件110上并排列成圆形。详细地说，这些LED封装120的透镜127一同构成柱式结构(pillar architecture)。在支撑构件110上组装LED封装120的透镜127后，在柱式结构的顶上形成凹陷(indentation)124。凹陷124的深度沿从支撑构件110至发光面127a的方向逐渐减小。此外，透镜127其中每一者均具有粘合表面127d，且不同透镜127的粘合表面127d相互连接，从而使透镜127组装到彼此上并一体地形成为柱式结构。此外，延伸轴线A1的正交平面与每一发光面127a的交叉线是等于1/3个圆的圆弧，但在本实施例中并不限制LED封装120的透镜127的数量。在其它实施例中，延伸轴线的正交平面与每一发光面的交叉线是等于n分之一个圆的圆弧，其中n是透镜的数量。这样，LED模块100便可通过发光面127a朝多个方向发出光。
此外，本实施例并不限制透镜的形状及排列。图7a是根据本发明另一实施例的LED模块示意图。图7b是图7a中的LED模块的俯视图。参见图7a及图7b，LED模块200类似于LED模块100，只是本实施例中的LED模块200包括与支撑构件210组装在一起的四个LED封装220。这些LED封装220的透镜227一同构成柱式结构，但此柱式结构的延伸轴线A2的正交平面与每一发光面的交叉线是圆的一部分。换句话说，当与支撑构件210组装在一起时，这些封装220的透镜在实体上分离。
图8a是根据本发明又一实施例的LED模块的侧视图。图8b是图8a的LED模块的俯视图。参见图8a及图8b，在本实施例中，LED封装320被划分成第一组LED封装F1与第二组LED封装F2。这两组LED封装F1、F2沿延伸轴线A2分别位于不同的高度上。换句话说，第一组F1位于第二组F2之上。具体而言，自第一组LED封装F1发出的光的传播方向不同于自第二组LED封装F2发出的光的传播方向。这样，包含第一组LED封装F1与第二组LED封装F2的LED模块便会提供良好的照明均匀度。
此外，第一组LED封装F1的LED封装320的排列比第二组LED封装F2的LED封装320的排列更为集中。然而，在本实施例中并不限制第一组LED封装F1的LED封装320的排列以及第二组LED封装F2的LED封装320的排列。可根据设计需要而恰当地修改LED封装320的排列。
图9a是根据本发明的实施例的LED灯的侧视图。图9b是图9a中的LED灯的分解图。图9c是图9a中的LED灯的局部剖视图。图9d是图9c中的支撑构件的局部剖视图。参见图9a至图9d，本实施例的LED灯10包括插座410、LED模块100、电路板420及灯外壳430。由于LED灯10中的LED模块100已在上文予以说明，故在此不再予以赘述。插座410选自E10插座、E11插座、E12插座、E14插座、E17插座、E27插座、E39插座及E40插座等类型。E10插座、E11插座、E12插座、E14插座、E17插座、E27插座、E39插座及E40插座的详细规范已为所属领域的一般技术人员众所周知，故不再予以赘述。LED模块100设置于插座410上。电路板420组装至LED模块100，并电连接至芯片载体121及插座410。灯外壳430组装至插座410并包覆LED模块100。此外，LED灯10还包括整合于支撑构件110中的散热器440、组装至散热器440上的风扇450、以及设置于灯外壳430的内壁上的过滤构件460。散热器440可以是沿延伸轴线A1具有多个空气流动槽442的结构并连接至芯片载体121。过滤构件460用于阻挡LED灯10外部的昆虫或其它物体。此外，风扇450产生空气流，此空气流穿过空气流动槽442及过滤构件460，以耗散LED模块100所产生的热量，从而使空气流所携带的热量可被带至灯外壳430的外部。
图10是根据本发明实施例的LED封装的立体图。图11是图10中的LED封装的俯视图。图12是图10中的LED封装的剖视图。参见图10至图12，本实施例的LED封装600包括载体610、LED芯片620、透镜630及荧光层640。LED芯片620设置于载体610上并电连接至载体610。在本实施例中，载体610是例如引线框架，从而使LED芯片620能够安装在载体610上。当LED芯片620接收到由载体610传送的驱动电流时，LED芯片620会发出具有预定波长的光。
与载体610结合在一起并包覆LED芯片620的透镜630具有多个鳍片632，这多个鳍片632环绕LED芯片620。鳍片632放射状地从LED芯片620向外延伸。每一鳍片632均具有发光面632a及与发光面632a邻接的一对反射面632b。该对反射面632b位于第一发光面632a的两个相对侧处，且其中一个反射面632b与发光面632a的夹角实质上等于其中另一反射面632b与发光面632a的夹角。荧光层640设置于鳍片632的发光面632a上。对于大多数由LED芯片620发出并朝反射面632b传播的光，鳍片632的反射面632b均为全反射面。因此，由LED芯片620发出的部分光朝发光面632a传播，而朝反射面632b传播的其余部分光则被反射面632b反射而穿过鳍片632的发光面632a。
在本实施例中，由朝发光面632a传播的光照射和激发发光面632a上的荧光层640。例如，由LED芯片620发出的光是蓝光。在荧光层640受到由LED芯片620发出的光的照射和激发后，产生二次光(例如，黄光)，此二次光的波长不同于由LED芯片620发出的光的波长。LED芯片620发出的光与荧光层640产生的二次光相混合而获得白光。在本实施例中，并未对LED芯片620发出的光的波长与荧光层640产生的二次光的波长作任何限制。但为利于LED芯片620发出的光激发荧光层640并顺利地产生二次光，LED芯片620发出的光的波长通常应小于二次光的波长。
在本实施例中，透镜630可还包括圆锥形凹陷634，且圆锥形凹陷634的顶点位于LED芯片620的中心上方。荧光层640是设置于鳍片632的发光面632a上的多个条纹图案的形式，且这些条纹图案中的每一者进一步延伸于圆锥形凹陷634的底面634a上。对于大部分由LED芯片620发出并朝底面634a传播的光，圆锥形凹陷634的底面634a均为全反射面。因此，由LED芯片620发出并朝圆锥形凹陷634的底面634a传播的部分光被反射回鳍片632的发光面632a。尽管图12中所示的底面634a的曲率是恒定的，然而在本发明中，圆锥形凹陷634的底面634a并不限于单一曲率表面。在其它实施例中，圆锥形凹陷具有多个为不同曲率的底面，从而使LED芯片620发出的光可更高效地被底面反射。
因此，在LED封装600中，由于光受到鳍片632的反射面632b以及圆锥形凹陷634的底面634a的反射，由鳍片632的发光面632a发出的光的量增加。如此一来，LED封装600的发光效率便得到提高，且需要涂覆于发光面632a上的荧光层的量减少。
图13是根据本发明另一实施例的LED封装的剖视图。参见图13，图13与上述实施例(图10至图12)之间的区别在于，鳍片732中的每一者均具有一个第一发光面732a、一个第二发光面732b以及一个反射面732c，其中反射面732c及第二发光面732b邻接第一发光面732a，且反射面732c及第二发光面732b位于第一发光面732a的两个相对侧上。第一发光面732a与第二发光面732b的夹角不等于第一发光面732a与反射面732c的夹角。如此一来，透镜730的发光面732a便相对大，以使LED封装700获得良好的发光效率。在本实施例中，反射面732c的角度α的计算可参见“用于荧光转换白光LED的环形远程荧光体结构(Ring Remote Phosphor Structure forPhosphor-Converted White LEDs)”(IEEE光子技术通讯(IEEE PHOTONICTECHNOLOGY LETTERS)，第22卷，第8期，2101年4月15日)”。
图14是根据本发明又一实施例的LED封装的俯视图。图15是图5中的LED封装的剖视图。参见图14及图15，本实施例的LED封装800包括载体810、LED芯片820、透镜830及图案化荧光层840。LED芯片820设置于载体810上并电连接至载体810。由于载体810及LED芯片820与上述载体610及LED芯片620相同，故不再予以赘述。在本实施例中，透镜830是与载体810结合在一起并包覆LED芯片820。另外，透镜830具有排列成阵列或矩阵形式的多个子透镜部832。这些子透镜部832中的每一者均具有圆锥形凹陷832a以及与圆锥形凹陷832a的边缘邻接的多个发光面832b。对于朝圆锥形凹陷832a传播的光，圆锥形凹陷832a的底面832c为全反射面。图案化荧光层840设置于子透镜部832的发光面832b上，且子透镜部832通过图案化荧光层840而在空间上彼此分开。换句话说，朝子透镜部832的圆锥形凹陷832a的底面832c传播的光被底面832c反射而穿过子透镜部832的发光面832b。具有排列成阵列或矩阵形式的子透镜部832的透镜830可提高LED封装800的发光效率。
参见图15，本实施例的载体810包括反射构件812及引线框架814。反射构件812具有容置空间812a，以用于容置LED芯片820以及容置透镜830的至少某些部分。朝反射构件812传播的部分光被反射回发光面832b，而朝反射构件812传播的其余部分光被反射回子透镜部832的圆锥形凹陷832a的底面832c。
如图14所示，图案化荧光层840具有对称图案，且位于透镜830上的。例如，本实施例的图案化荧光层840是具有蜂窝状图案的荧光层。但在本发明中，并不限制图案化荧光层840的图案。图16A、图16B、图17A、图17B、图18A及图18B分别是本发明不同实施例中的LED封装的俯视图及侧视图。在这些实施例中，在图16A及图16B中，图案化荧光层包含多个同心圆形荧光体图案。在图17A及图17B中，图案化荧光层是网状荧光层。在图18A及图18B中，图案化荧光层是具有漩涡状图案的荧光层。
图19是根据本发明的实施例的LED模块的俯视图。图20是图19中的LED模块的剖视图。参见图19及图20，LED模块90包括外壳900、多个LED封装(或LED芯片)910、透镜920及图案化荧光层930。LED封装910设置于外壳900中并能够发出光，其中LED封装910与上述实施例中所述的LED封装相同，故不再予以赘述。透镜920是与外壳900结合在一起并包覆LED封装910。透镜920具有排列成阵列或矩阵形式的多个子透镜部922。另外，子透镜部922通过图案化荧光层930而在空间上相互分开。这些子透镜部922中的每一者均具有圆锥形凹陷922a以及与圆锥形凹陷922a的边缘邻接的多个发光面922b。对于传播至圆锥形凹陷922a的底面922c的光，圆锥形凹陷922a的底面922c为全反射面，从而使传播至底面922c的光被反射回发光面922b并可激发发光面922b上的图案化荧光层930。外壳900具有多个反射面950，朝反射面950传播的部分光被反射回子透镜部922的发光面922b，而朝反射面950传播的其余部分光则被反射回子透镜部922的圆锥形凹陷922a的底面922c，然后所述光被反射回发光面922b。如上述透镜810的类似结构一般，透镜920与图案化荧光层930在这些实施例中形成网状的及对称的图案。在其它替代实施例中，图案化荧光层是多个同心圆形荧光图案、具有蜂窝状图案的荧光层、或具有漩涡状图案的荧光层。
此外，透镜920还包括多个光入射面924，这多个光入射面924与子透镜部922的圆锥形凹陷922a的底面922c相对。换句话说，光入射面924位于子透镜部922的圆锥形凹陷922a之下。本实施例中的光入射面924是凸面，但在本发明中并不限制光入射面924的形状。在其它替代实施例中，光入射面是凹面、或平面，此可根据设计需要而进行恰当修改。
参见图20，LED模块90还包括连接于光入射面924与LED封装910之间的介质940。在本实施例中，介质940例如是折射率不同于透镜920的折射率的空气、惰性气体或其它包覆材料(encapsulation material)。具体而言，透镜920及介质940可使用不同的材料制成，且在其之间形成界面。介质940直接包覆LED封装(或LED芯片)910，并用作包覆体。
图21是根据本发明再一实施例的LED模块的剖视图。介质540是用于包覆LED封装的光学透明包覆体。透镜520组装于外壳900中以覆盖介质540及LED封装910，且在入射面524与介质540之间存在气隙(air gap)。在其它实施例，透镜520与介质540可由同一材料制成，且在其之间不存在界面。
综上所述，由于LED芯片面朝透镜的发光面且朝第一反射面及第二反射面传播的光被反射回透镜的发光面，因而所述LED模块能减轻漏光现象。因此，本发明的LED模块及LED灯具有良好的发光效率。
此外，由于透镜使各子透镜部通过图案化荧光层而在空间上相互分开，故LED封装或LED模块的发光效率得到提高。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (49)

1.一种发光二极管模块，其特征在于，包括：
支撑构件；
多个发光二极管封装，与所述支撑构件组装于一起，每一发光二极管封装包括：
芯片载体；
反射构件，安装于所述芯片载体上并具有凹槽，所述凹槽用于暴露出部分的芯片载体；
发光二极管芯片，设置于所述凹槽中；
透镜，包覆所述发光二极管芯片，所述透镜具有发光面、与所述反射构件连接的第一反射面、以及第二反射面，所述发光二极管芯片面朝所述透镜的所述发光面；以及
荧光层，设置于所述透镜的所述发光面上。
2.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，更包括整合于所述支撑构件中的散热器。
3.根据权利要求2所述的发光二极管模块，其特征在于，更包括组装至所述散热器的风扇。
4.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述发光二极管封装的所述透镜构成柱状体，且所述柱状体的延伸轴线的正交平面与每一发光面的交叉线是n分之一个圆，其中n是所述透镜的数量。
5.根据权利要求4所述的发光二极管模块，其特征在于，所述延伸轴线的所述正交平面与所述发光面的交叉线是圆。
6.根据权利要求4所述的发光二极管模块，其特征在于，所述透镜具有凹陷，所述凹陷的深度沿着所述延伸轴线自所述发光面朝所述发光二极管芯片增大。
7.根据权利要求4所述的发光二极管模块，其特征在于，所述发光二极管封装包括：
第一组发光二极管封装；以及
第二组发光二极管封装，其中所述第一组发光二极管封装与所述第二组发光二极管封装沿所述延伸轴线而处于两个不同的高度上。
8.根据权利要求4所述的发光二极管模块，其特征在于，所述透镜具有一对粘合表面，所述一对粘合表面位于所述第一反射面与所述第二反射面的相对侧处，不同透镜的所述粘合表面相互连接而使得所述透镜形成为一体。
9.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述发光二极管芯片被所述第一反射面与所述第二反射面环绕。
10.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，朝所述第一反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面，且朝所述第二反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面。
11.一种发光二极管灯，其特征在于，包括：
插座；
发光二极管模块，设置于所述插座上，包括：
支撑构件；
多个发光二极管封装，与所述支撑构件组装于一起，每一发光二极管封装包括：
芯片载体；
反射构件，安装于所述芯片载体上并具有凹槽，所述凹槽用于暴露出部分的芯片载体；
发光二极管芯片，设置于所述凹槽中；
透镜，用于包覆所述发光二极管芯片，所述透镜具有发光面、与所述反射构件连接的第一反射面、以及第二反射面，所述发光二极管芯片面朝所述透镜的所述发光面；以及
荧光层，设置于所述透镜的所述发光面上；以及
灯外壳，用于包覆所述发光二极管模块。
12.根据权利要求11所述的发光二极管灯，其特征在于，更包括过滤构件，所述过滤构件设置于所述灯外壳的内壁上。
13.根据权利要求11所述的发光二极管灯，其特征在于，所述发光二极管封装的所述透镜构成柱状体，且所述柱状体的延伸轴线的正交平面与每一发光面的交叉线是n分之一个圆，其中n是所述透镜的数量。
14.根据权利要求13所述的发光二极管灯，其特征在于，所述延伸轴线的所述正交平面与所述发光面的交叉线是圆。
15.根据权利要求13所述的发光二极管灯，其特征在于，所述透镜具有凹陷，所述凹陷的深度沿着所述延伸轴线自所述发光面朝所述发光二极管芯片增大。
16.根据权利要求13所述的发光二极管灯，其特征在于，所述发光二极管封装包括：
多组发光二极管封装，其中所述每一组中的所述发光二极管芯片均沿所述延伸轴线而处于不同的高度上。
17.根据权利要求11所述的发光二极管灯，其特征在于，所述透镜具有一对粘合表面，所述一对粘合表面位于所述第一反射面与所述第二反射面的相对侧处，不同透镜的所述粘合表面相互连接而使得所述透镜一体地形成为柱的形式。
18.根据权利要求11所述的发光二极管灯，其特征在于，所述发光二极管芯片安装于所述芯片载体的支撑面上，且所述第一反射面自所述芯片载体的所述支撑面朝所述发光面延伸。
19.根据权利要求11所述的发光二极管灯，其特征在于，所述发光二极管芯片被所述第一反射面与所述第二反射面环绕。
20.根据权利要求11所述的发光二极管灯，其特征在于，朝所述第一反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面，且朝所述第二反射面传播的光被反射回所述透镜的所述发光面。
21.一种发光二极管封装，其特征在于，包括：
载体；
发光二极管芯片，设置于所述载体上；
透镜，用于包覆所述发光二极管芯片，所述透镜具有环绕所述发光二极管芯片的多个鳍片并具有圆锥形凹陷，所述鳍片放射状地自所述发光二极管芯片向外延伸，所述鳍片中的每一者均具有至少一个发光面以及邻接所述发光面的至少一个反射面，所述圆锥形凹陷的底面为全反射面；以及
荧光层，设置于所述透镜的所述发光面上。
22.根据权利要求21所述的发光二极管封装，其特征在于，朝所述反射面传播的光被所述反射面反射而穿过所述透镜的所述发光面。
23.根据权利要求21所述的发光二极管封装，其特征在于，所述鳍片中的每一者均具有一个发光面及邻接所述发光面的一对反射面，其中所述一对反射面位于所述发光面的两个相对侧处。
24.根据权利要求21所述的发光二极管封装，其特征在于，所述鳍片的反射面为全反射面。
25.根据权利要求21所述的发光二极管封装，其特征在于，所述鳍片中的每一者均具有一个第一发光面、一个第二发光面及一个反射面，所述反射面与所述第二发光面邻接所述第一发光面并位于所述第一发光面的两个相对侧处。
26.根据权利要求21所述的发光二极管封装，其特征在于，所述圆锥形凹陷具有多个底面，所述多个底面具有不同的曲率。
27.根据权利要求21所述的发光二极管封装，其特征在于，所述荧光层包括多个条纹图案，所述多个条纹图案设置于所述鳍片的所述发光面上。
28.一种发光二极管封装，其特征在于，包括：
载体；
发光二极管芯片，设置于所述载体上；
透镜，用于包覆所述发光二极管芯片，所述透镜具有排列成阵列或矩阵形式的多个子透镜部，所述子透镜部中的每一者均具有圆锥形凹陷以及至少一个发光面，所述至少一个发光面邻接所述圆锥形凹陷的边缘，所述圆锥形凹陷的底面为全反射面；以及
图案化荧光层，设置于所述发光面上，所述子透镜部通过所述图案化荧光层而在空间上相互分开。
29.根据权利要求28所述的发光二极管封装，其特征在于，朝所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面传播的光被所述底面反射而穿过所述子透镜部的所述发光面。
30.根据权利要求28所述的发光二极管封装，其特征在于，所述图案化荧光层是网状荧光层。
31.根据权利要求28所述的发光二极管封装，其特征在于，所述图案化荧光层是多个同心圆形荧光图案。
32.根据权利要求28所述的发光二极管封装，其特征在于，所述图案化荧光层是具有蜂窝状图案的荧光层。
33.根据权利要求28所述的发光二极管封装，其特征在于，所述图案化荧光层是具有漩涡状图案的荧光层。
34.根据权利要求28所述的发光二极管封装，其特征在于，所述圆锥形凹陷具有多个表面，所述多个表面具有不同的曲率。
35.根据权利要求28所述的发光二极管封装，其特征在于，所述载体具有容置空间，以用于容置所述发光二极管芯片及所述透镜。
36.根据权利要求35所述的发光二极管封装，其特征在于，所述载体包括：
反射构件，具有所述容置空间，朝所述反射构件传播的部分光被反射回所述发光面，且朝所述反射构件传播的其余部分光被反射回所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面。
37.根据权利要求35所述的发光二极管封装，其特征在于，所述图案化荧光层是设置于所述透镜上的对称图案。
38.一种发光二极管模块，其特征在于，包括：
外壳；
多个发光二极管封装，设置于所述外壳中；
至少一个透镜，用于包覆所述发光二极管封装，所述透镜具有排列成阵列或矩阵形式的多个子透镜部，所述子透镜部中的每一者均具有圆锥形凹陷以及至少一个发光面，所述至少一个发光面邻接所述圆锥形凹陷的边缘，所述圆锥形凹陷的底面为全反射面；以及
图案化荧光层，设置于所述发光面上，所述子透镜部通过所述图案化荧光层而在空间上相互分开。
39.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，朝所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面传播的光被所述底面反射而穿过所述子透镜部的所述发光面。
40.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述图案化荧光层是网状荧光层。
41.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述图案化荧光层是多个同心圆形荧光图案。
42.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述图案化荧光层是具有蜂窝状图案的荧光层。
43.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述图案化荧光层是具有漩涡状图案的荧光层。
44.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述圆锥形凹陷具有多个表面，所述多个表面具有不同的曲率。
45.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述图案化荧光层是设置于所述透镜上的对称图案。
46.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述外壳具有至少一个反射面，朝所述反射面传播的部分光被反射回所述子透镜部的所述发光面，且朝所述反射面传播的其余部分光被反射回所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面。
47.根据权利要求38所述的发光二极管模块，其特征在于，所述透镜还具有至少一个光入射面，与所述子透镜部的所述圆锥形凹陷的所述底面相对。
48.根据权利要求47所述的发光二极管模块，其特征在于，还包括：
介质，连接于所述光入射面与所述发光二极管封装之间。
49.根据权利要求47所述的发光二极管模块，其特征在于，所述光入射面是凸面、凹面、或平面。
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