CN102315361A - 应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其具有一可预先制作的透镜，该透镜内具有一荧光层，该透镜可阻绝湿气渗入，以及利用其内部的荧光层以提供至少一道的光学作用，其中该荧光层预先地封埋于该透镜内，光学透镜可依据各种光应用方式而决定其型式，例如平板式透镜、凹透镜或凸透镜，进而获得不同出光模式，而封埋有荧光层的透镜固设于封装结构之内并安置于反射罩上，以提供一光学作用的结构。

Description

应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜
技术领域
本发明涉及一种应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，尤其是在封装结构中设置了封埋有荧光层的光学透镜，且可帮助散热及兼具混光及导光功能的封装结构。
背景技术
发光二极管为一种固态的半导体组件，利用电流通过二极管内产生的二种载子相互结合，将能量以光的形式释放出来，具有体积轻巧、反应速度快及高效率等优势，使发光二极管应用领域逐渐跨足各产业界。
请参阅图1所示，为现有技术的多层式阵列型发光二极管封装结构的剖视图，其包含有一基板10、一封装模块12、一导线架14及一罩体16，该基板10设于该封装结构的最下层，该封装模块12用以将该基板10与该导线架14结合成一体，该基板10上装设有为阵列排列的发光二极管晶粒18且基板10为金属材质，发光二极管晶粒18与该导线架14并形成电性连接，该罩体16则与该封装模块12相封合，其中发光二极管晶粒18形成有一绝缘保护层20，该绝缘保护层20包覆所述发光二极管晶粒18，该绝缘保护层20之上至少再形成一荧光层22。
然而现有技术的缺点为发光二极管晶粒上的荧光层会直接吸收由发光时产生的热能，一般荧光层的耐热温度及热稳定度偏低，一旦发光芯片的热传导至该荧光层，将造成荧光材料的变质影响发光效率以及光色度改变，另外将荧光材料以注入或涂布方式形成在发光芯片上，往往须使用过量的荧光材料以确保发光芯片上均匀覆盖有荧光层，非常浪费原料成本，另外若荧光层有瑕疵会导致发光芯片无法回收使用，再者现有技术需在荧光层制程后，才可以进行各项光学测试，因此业界需要一种可事先作光学测试、可节省制造成本、帮助散热且可混光及导光的发光二极管封装结构。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其中，本发明的光学透镜可单独预制成型，其内部封埋有一荧光层，组装前即可针对光学透镜执行各项光学检测，待测定无误时再予以安装，其光学透镜可依据各种光应用方式而决定其型式，如此不仅可缩短制造时间且同时具有导光及混光的功能，以满足各种光应用目的。
本发明的另一目的在于提供一种应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其具有可有效帮助发光二极管的导热结构，其中封埋有荧光层的光学透镜与发光组件间隔一适当距离，使发光组件产生的热能可直接排散到空气，藉以确保荧光材料的质量及延长其使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其中可根据光学透镜的数量来控制荧光材料的使用量，并且预制完成的光学透镜为独立于发光组件的构件，如此不仅可节省荧光材料的成本，还可以充分利用发光二极管芯片。
其中，本发明的具体手段包含有：一种应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，包含一基板、至少一光学透镜、一透镜罩及一封装体，该基板位于该封装结构的最底层部分，该透镜罩位于该封装结构的最上层部分，该光学透镜位于该基板的上方与该透镜罩的下方，该基板上设有多个发光组件，该封装体用以封装该基板与该透镜罩，该光学透镜可透过该封装体而配置于所述发光组件的上方，该光学透镜内部封埋有一荧光层，并且该光学透镜未接触于所述发光组件。
附图说明
图1为现有技术的发光二极管封装结构的剖视图。
图2为显示本发明的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的剖面示意图。
图3为显示本发明的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的一实施例示意图。
图4为显示本发明的图3的光学透镜的局部放大图。
图5为显示本发明的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的另一实施例示意图。
图6为显示本发明的图5的光学透镜的局部放大图。
图7为显示本发明的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的又一实施例示意图。
图8为显示本发明的图7的光学透镜的局部放大图。
具体实施方式
以下配合说明书附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。
参阅图2，为本发明的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的剖面示意图。图中显示出本发明的第一实施例，并藉以详细说明本发明内容，其中本发明所提供的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜包括一基板3、至少一光学透镜4、一透镜罩5及一封装体6，该基板3位于该封装结构的最底层部分，该透镜罩5位于该封装结构的最上层部分，该光学透镜4位于该基板3的上方与该透镜罩5的下方，该基板3上设有多个发光组件31，所述发光组件31以阵列排列的方式设置于该基板3上，所述发光组件31以打线接合(Wire bonding)方式与封设于封装体6中的两导线架61形成电性连接的关系，其中该发光组件31可以是一发光二极管晶粒。
该光学透镜4透过该封装体6而配置于所述发光组件31的上方，该光学透镜4并未接触到所述发光组件31，而是与所述发光组件31相隔有一间距，而所述发光组件31与该光学透镜4围成的区域为一散热空间A，如此所述发光组件31产生光线时所制造热能则可直接逸散到该散热空间A，以避免热能直接传导到该光学透镜4中，同时提升发光组件的发光效能及增加其工作寿命，其中该光学透镜4呈一四边形、一圆形、一椭圆形或一多边型的形状。
其中该光学透镜4内部并封埋有一荧光层41，如此可提供混光的功能，并且该光学透镜4的顶面可以是一平面、一凹面、一凸面或其它适当形式，而该光学透镜4的底面可以是一平面、一凹面、一凸面或其它适当形式，其中该光学透镜4可预先于封装前制造，并可依据不同出光方式来预制适当的透镜型式。
比如在本发明第一实施例的光学透镜4为一平板透镜，该光学透镜41的顶面与底面皆为一平面，使光线经由平板透镜可以直接投射出去，再配合荧光层41的使用藉以达成所需的出光形式及光色，另外预制成型的透镜可事先测试光学透镜4的光波长度及其它光学测试，由于光学透镜4可单独事先地制造，可精确控管荧光材料的使用，可有效避免荧光材料及发光组件的浪费，不仅降低制造成本及提高制造效率，更能依据使用场所及使用目的的考虑，制造出相对应的发光二极管封装结构。
其中可预制造的光学透镜4可以先吹出成型一具有中空层的光学透镜4，该中空层供荧光材料注入而形成一荧光层41，或者亦可于荧光材料的周边吹出成型透镜部份而完成该光学透镜4的预制。要注意的是，上述本发明的第一实施例中所使用的平板透镜只是用以方便说明的实例而已，并不是用以限定本发明的范围，亦即任何形式的透镜都落在本发明的范围之内。
该封装体6用以封装该基板3与该透镜罩5，该光学透镜4设置于所述发光组件31与该透镜罩5之间，如前所述该光学透镜4可透过该封装体6而配置于所述发光组件31的上方，或者，该光学透镜与4该封装体6之间可进一步设置有一反射罩7，该反射罩7固设于该封装体6的内周面上以反射所述发光组件31发出的光，该反射罩7为支撑该光学透镜4的主要构件，该光学透镜4可安置于该反射罩7之上，或者该反射罩7可形成有一凹槽(图面未显示)，如此该光学透镜4可稳固地安装在该凹槽中。
参阅图3，为本发明应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的一实施例示意图，参阅图4，为本发明的图3的光学透镜的局部放大图。在图中，本发明的该光学透镜4为一凹透镜，其顶面与底面皆为一凹面状，因此发光组件31的射出光线经由该光学透镜4可以发散出去，藉以控制的出光形式，再配合荧光层41的使用，即可获得预定的光色。
参阅图5，为本发明的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的另一实施例示意图，参阅图6，为本发明的图5的光学透镜的局部放大图。在图5中，本发明的该光学透镜4为一凸透镜，其顶面与底面皆为一凸面状，因此发光组件31的射出光线经由该光学透镜4可以汇聚起来，藉以获得所需的出光形式，再配合荧光层41的使用，即可获得预定的光色。
参阅图7，为本发明的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜的又一实施例示意图，参阅图8，为本发明的图7的光学透镜的局部放大图。在图中，本发明可进一步使用一第一光学透镜81及一第二光学透镜83，该第一光学透镜81的顶面与底面皆为一平面，其内封埋有一第一荧光层811，第二光学透镜83的底面与顶面分别为一平面与一凹面，其内封埋有一第二荧光层831，第一光学透镜81可安置于该反射罩7的内面上，该第二光学透镜83则叠设于该第一光学透镜81的上方，该第二光学透镜83则位于该透镜罩5的下方，该第一荧光层811与第二荧光层831所使用的荧光材料视实际需求而定，以获得所需出光颜色，再藉由第一光学透镜81及第二光学透镜83不同透镜型式的搭配来获得所需的出光形式。要注意的是，上述的光学透镜的数目视实际需要而定，在此仅是说明用的实例而已，并非用以限制本发明的范围。
以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (7)

1.一种应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，包含一基板、至少一光学透镜、一透镜罩及一封装体，该基板位于该封装结构的最底层部分，该透镜罩位于该封装结构的最上层部分，该光学透镜位于该基板的上方与该透镜罩的下方，该基板上设有多个发光组件，该封装体用以封装该基板与该透镜罩，该光学透镜可透过该封装体而配置于所述发光组件的上方，其特征为：
该光学透镜内部封埋有一荧光层，并且该光学透镜未接触于所述发光组件。
2.如权利要求1所述的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其特征在于，该发光组件是一发光二极管晶粒。
3.如权利要求1所述的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其特征在于，所述发光组件以阵列排列的方式设置于该基板上。
4.如权利要求1所述的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其特征在于，该光学透镜与该封装体之间进一步设置有一反射罩，该反射罩固设于该封装体的内周面上以反射所述发光组件发出的光，而该光学透镜则安置于该反射罩之上。
5.如权利要求1所述的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其特征在于，该反射罩形成有一供该光学透镜安装的凹槽。
6.如权利要求1所述的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其特征在于，该光学透镜的顶面为一平面、一凹面或一凸面的至少其中一。
7.如权利要求1所述的应用于发光二极管封装结构的具有荧光层的光学透镜，其特征在于，该光学透镜的底面为一平面、一凹面或一凸面的至少其中一。
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