CN105570831A - 透镜及采用该透镜的发光二极管模组 - Google Patents
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Abstract
一种透镜，包括透光本体及设置在透光本体一侧的光扩散层，所述透光本体包括底面、用于接收光线的入光面、与入光面相对设置的出光面，所述光扩散层设置在所述透光本体的底面且环绕所述入光面，以将自所述入光面入射且被出光面反射至透光本体底面的光线以不同角度朝向出光面方向散射。本发明还涉及采用这种透镜的发光二极管模组。本发明的透镜可使自入光面入射且被出光面反射至透光本体底面的光线经由位于透光本体底面的光扩散层的扩散，以不同的角度朝向且自所述出光面出射，提升了出光效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体结构，尤其涉及一种透镜及采用该透镜的发光二极管模组。
背景技术
现有的发光二极管模组，包括基板、设置在基板上的电极以及设置在基板上且与电极电性连接的发光二极管芯片。为了改善发光二极管芯片的出光角度，通常会在发光二极管芯片上设置透镜，并通过透镜对光进行扩散以增大其发光角度。然而，发光二极管芯片发出的部分光线易于在透镜的出光面上发生反射而无法出射，从而降低了整个发光二极管模组的出光效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种透镜以使出光效率较高以及采用该透镜的发光二极管模组。
一种透镜，包括透光本体及设置在透光本体一侧的光扩散层，所述透光本体包括底面、用于接收光线的入光面、与入光面相对设置的出光面，所述光扩散层设置在所述透光本体的底面且环绕所述入光面，以将自所述入光面入射且被出光面反射至透光本体底面的光线以不同角度朝向出光面方向散射。
一种发光二极管模组，其包括基板、设置在基板上的发光二极管芯片以及固定在基板上且用以调节发光二极管芯片发光效果的上述透镜。
一种发光二极管模组，其包括基板、设置在基板上的发光二极管芯片以及固定在基板上且用以调节发光二极管芯片发光效果的上述透镜，所述透镜的光扩散层直接设置在基板的表面且与基板的表面直接接触，所述发光二极管芯片正对所述透光本体的空腔。
本发明的透镜及发光二极管模组中，光线自所述入光面入射且被出光面反射至透光本体底面的光线经由位于透光本体底面的光扩散层的扩散，以不同的角度朝向且自所述出光面出射，提升了出光效率。
附图说明
图1为本发明实施例中的透镜的立体图。
图2为图1的倒置图。
图3为图1中的透镜沿着III-III线的剖视图。
图4为本发明一实施例中的发光二极管模组的剖面示意图。
图5为本发明另一实施例中的发光二极管模组的剖面示意图。
图6至图7为本发明的发光二极管模组中的基板的俯视图。
主要元件符号说明
| 透镜 | 1 |
| 透光本体 | 20，31 |
| 底面 | 22 |
| 入光面 | 24 |
| 空腔 | 25 |
| 顶面 | 26 |
| 凹面 | 262 |
| 凸面 | 264 |
| 侧面 | 28 |
| 光扩散层 | 30 |
| 光反射层 | 40 |
| 光扩散颗粒 | 33 |
| 发光二极管模组 | 100，200 |
| 基板 | 10 |
| 发光二极管芯片 | 11 |
| 支撑件 | 13，13a |
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
图1至图3示出了本发明一实施例的透镜1。
所述透镜1整体大致呈圆柱形，其包括透光本体20及设置于透光本体20一侧的光扩散层30。
所述透光本体20由透光的材质一体射出成型。所述透光的材质可为环氧树脂、硅胶、玻璃等。所述透光本体20包括底面22、形成于底面22内的入光面24、与底面22相对设置的顶面26及连接顶面26及底面22的侧面28。
所述透光本体20具有穿过入光面24及顶面26的中心轴O。所述透光本体20关于中心轴O中心对称。
透光本体20的底面22呈圆形，其中部向上凹陷而形成一空腔25。空腔25用于收容发光二极管芯片11(见图4)。空腔25的内壁面为透光本体20的入光面24。所述入光面24由所述底面22所环绕。本实施例中，入光面24为一椭球面，其短轴b位于底面22所在平面内，长轴a垂直于底面22。
透光本体20的顶面26为一自由曲面，其由一凹面262及一环绕凹面262的凸面264组成。凹面262正对于入光面24，且其最低点P与入光面24最高点Q对齐。凹面262的最低点P与入光面24的最高点Q均位于透光本体20的中心轴O上。凸面264的内侧缘与凹面262光滑连接。凸面264外侧缘低于入光面24的最高点Q。顶面26作为透光本体20的出光面，自入光面24进入透光本体20的光线中的大部分都经由顶面26射出透光本体20外。并且，光线经过顶面26的时候被顶面26的凹面262及凸面264折射而向外周扩散，从而以较大的出光角射出透光本体20外。
侧面28垂直于底面22并与顶面26连接。本实施例中，侧面28为一圆环面，其与顶面26的凸面264外侧缘连接。侧面28与凸面264的连接处形成一山脊状的结构，换句话说，侧面28与凸面264为不光滑连接。自入光面24进入透光本体20的光线中的极少部分可经由侧面28射出透光本体20外。当然，通过控制光线的入射条件或者入光面24的形状，可使自入光面24进入透光本体20的光线基本上全部从顶面26射出，从而获得理想的出光效果。
所述光扩散层30设置在透光本体20的底面22。所述光扩散层30可采用射出成型的方式形成。
所述光扩散层30环绕所述空腔25。本实施例中，所述光扩散层30呈环状。当然，当所述透光本体20的底面22的形状改变时，所述光扩散层30的形状也随之改变。
所述光扩散层30覆盖所述透光本体20的整个底面22。所述光扩散层30为厚度均匀的薄膜，其可将入射至其上的光线向不同的方向发散。优选地，所述光扩散层30的折射率大于或等于所述透光本体20的折射率。
所述光扩散层30包括本体31及掺杂在本体31内的光扩散颗粒33。所述本体31可由PC、PMMA等树脂材料制成。所述光扩散颗粒33包括有机颗粒或无机颗粒。
其中，有机颗粒包括聚碳酸酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟丙酯，丙酰胺，羟甲基丙酰胺，甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸正丁酯，和丙烯酸2-乙基己酯的均聚物或共聚物在内的丙烯酸颗粒、包括聚乙烯，聚苯乙烯，和聚丙烯在内的烯烃颗粒、丙烯-稀烃共聚物颗粒。优选地，所述粒径的大小介于20um-100um之间。
无机颗粒包括氧化硅，氧化铝，氧化钛，氧化锆，和氟化镁。上述有机和无机颗粒仅作列举，并不限于上面所列的实例，只要能实现本发明的主要目的且为本领域技术人员显然可知的其它已知材料，均可取而代之。
请参见图4，本发明还涉及一种发光二极管模组100，所述发光二极管模组100包括基板10、设置在基板10上的发光二极管芯片11以及设置在基板10上用以调节发光二极管芯片11出光效果的透镜1。
本实施例中，所述透镜1通过设置在底面22上的光扩散层30直接与基板10的上表面固定连接。所述透镜1可通过胶体直接粘结至基板10的上表面。所述发光二极管芯片11与所述透光本体20的空腔25正对设置。
所述发光二极管模组100工作时，发光二极管芯片11发出的光线A经由入光面24进入透光本体20的内部，且经由透光本体20的顶面26折射后以比原始光线更大的出光角度出射。
光线B则会被顶面26反射朝向透光本体20的底面22。光线B经由所述光扩散层30中的光扩散颗粒33扩散后，一部分光线B1以不同角度朝向透光本体20的顶面26出射；另一部分光线B2经由光扩散颗粒33扩散后朝向基板10方向，这部分光线B2经由基板10表面反射后再次进入透光本体20且自顶面26出射，提高了整个发光二极管模组100的出光效率。而且，由于被顶面26反射朝向光扩散层30的光线B经过光扩散层30的扩散后以不同的角度朝向顶面26出光面方向反射，相较于未设置光扩散层30的透镜本体20来讲，经由光扩散层30扩散朝向顶面26的光线不会均集中于某一固定的角度自顶面26出射而形成光圈，提高了出光均匀度。
请参见图5，在另一实施例中，所述基板10还包括用以固定透镜1的支撑件13，所述透镜1通过该支撑件13固定在基板10的表面。所述透镜1底面22上的光扩散层30与基板10的上表面之间形成间隔。
本实施例中，所述光扩散层30朝向所述基板10的表面还可进一步形成光反射层40，以将穿过所述光扩散层30的光线反射朝向透镜本体20的顶面26出光面方向出射。
请参见图6，所述支撑件13可为设置在基板10表面上的多个间隔设置凸块。优选地，所述凸块的数量为三个，且所述三个凸块分别设置在一等边三角形的三个顶点的位置上。
当然，请参见图7，所述支撑件13a也可为连续的结构。本实施例中，所述支撑件13a呈环状。所述透镜1通过所述环状的支撑件13a固定在基板10的表面。
Claims (10)
1.一种透镜，包括透光本体及设置在透光本体一侧的光扩散层，所述透光本体包括底面、用于接收光线的入光面、与入光面相对设置的出光面，所述光扩散层设置在所述透光本体的底面且环绕所述入光面，以将自所述入光面入射且被出光面反射至透光本体底面的光线以不同角度朝向出光面方向散射。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透光本体的底面中部向出光面方向凹陷而形成空腔，所述空腔的内壁形成所述入光面。
3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述光扩散层包括本体及掺杂在透光本体内的光扩散颗粒。
4.如权利要求3所述的透镜，其特征在于：所述光扩散颗粒的粒径介于20um-100um之间。
5.如权利要求3所述的透镜，其特征在于：所述光扩散层为厚度均匀的薄膜。
6.如权利要求4所述的透镜，其特征在于：所述光扩散层覆盖所述光扩散层的本体的底面。
7.一种发光二极管模组，其包括基板、设置在基板上的发光二极管芯片以及固定在基板上且用以调节发光二极管芯片发光效果的如权利要求1-6项中的任一项的透镜。
8.如权利要求7所述的发光二极管模组，其特征在于：所述基板上包括支撑件，所述透镜通过所述支撑件固定在基板的表面，所述透镜与所述基板之间形成间隔。
9.如权利要求8所述的发光二极管模组，其特征在于：所述支撑件为多个间隔设置的凸块或为单个连续的环形凸块。
10.一种发光二极管模组，其包括基板、设置在基板上的发光二极管芯片以及固定在基板上且用以调节发光二极管芯片发光效果的如权利要求2项中的透镜，所述透镜的光扩散层直接设置在基板的表面且与基板的表面直接接触，所述发光二极管芯片正对所述透光本体的空腔。
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