CN105702843A - 一种具有平面透镜组的led封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有平面透镜组的LED封装结构，其包括平面透镜组，位于中心的中心平面透镜、覆盖该中心平面透镜侧面以及顶面的中间透镜、覆盖该中间透镜的外围透镜，该中心平面透镜、中间透镜、外围透镜的最低下表面在同一平面上并且具有水平的上表面；其中，中心平面透镜具有最低的透射率，中间透镜具有最高的透射率，外围透镜的透射率介于中心平面透镜与外围透镜之间，本发明LED封装结构能够使光线变得柔和，并且能够形成特殊的环状光图形，特别合用于装饰。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED封装结构，特别涉及一种LED封装平面透镜组。
背景技术
目前LED的封装主要分为小型化SMT贴装和大功率的单独LED封装。在封装过程中，通常需要配置透镜。现有的LED封装透镜基本上为出光方向有一个聚光用的光滑非球面或者为了混光而将透镜的出光面设计为微透镜阵列，透镜的外侧往往会有一个光滑的全反射面。然而，这些封装透镜都是以提高出光效率为目的，透镜单元中间的聚光用的非球面能够增强聚光作用，这种封装结构往往运用于照明方面，但是其存在着对透镜的制造技术有比较高的要求以及不能调节光线斑纹的缺点。
平面透镜也会运用到LED的封装中来，其往往适用于小型化阵列式的封装，因为其简单、方便，可以大大提高封装效率，常常被运用于高密度的显示面板领域，然而至今还没有发现使用现有的平面透镜来调节光线斑纹的技术。
基于上述问题，发明一种仅仅使用简单的平面透镜就能调节光线斑纹的技术以用于灯光装饰领域是十分有意义和市场前景的。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供一种具有平面透镜组的LED封装结构，包括基板，设置于所述基板上的LED发光芯片，所述LED芯片上覆盖有不含有荧光材料的树脂层，以及位于所述树脂层上的掺杂有荧光材料的封装胶层，其特征在于：所述LED封装还包括位于LED芯片出光面一侧的光学透镜组，所述光学透镜组包括位于中心的中心平面透镜、覆盖所述中心平面透镜侧面以及顶面的中间透镜、覆盖所述中间透镜侧面以及顶面的外围透镜，所述中心平面透镜、中间透镜、外围透镜的最低下表面在同一平面上并且都具有水平的上表面，所述外围透镜的侧面与反光杯的内表面粘接结合。所述光学透镜组是以所述中心平面透镜的中心轴为对称轴的轴对称结构，所述中心平面透镜的中心与LED芯片的中心位置对应。所述中心平面透镜最低的透射率，中间透镜具有最高的透射率，外围透镜的透射率介于中心平面透镜与中间透镜之间。
该中心平面透镜的透射率在50-55%之间，所述中间透镜的透射率大于90%，所述外围透镜的透射率在65-70%之间。
光学透镜组的总厚度在2-2.5毫米之间。当光学透镜组的总厚度为2毫米时，中心平面透镜的厚度为1毫米，从所述中心平面透镜的上表面到所述中间透镜的上表面的距离为0.5毫米，从所述中间透镜的上表面到所述外围透镜的上表面的距离为0.5毫米。
从中心平面透镜的侧面到中间透镜侧面之间的距离小于中心平面透镜的中心到中心平面透镜的侧面之间的距离和中间透镜的侧面到外围透镜侧面之间的距离。
作为选择，所述LED发光芯片可以为蓝光芯片、红光芯片或者绿光芯片。
附图说明
图1为本发明一个实施例的具有平面透镜组的LED封装结构的结构图；
图2为本发明一个实施例所用的平面透镜组及其出光光强分布。
具体实施方式
图1为本发明一个实施例的LED封装结构的截面图，基板2是具有高导热和散热性能的碳化硅基板，LED芯片产生的热量主要由此基板传到和散发；基板2上形成有封装LED芯片必备的线路层，该线路层的设计可根据需要封装的芯片连接结构而确定，由于这种线路层的设计都为本领域技术人员所熟知，所以在此省略说明；碳化硅散热基板2上设置一体化的反光杯3，所述反射杯3的内表面为下部斜面，上部垂面；碳化硅散热基板2上，反光杯内贴装有LED芯片1，该LED芯片的类型可由使用环境确定，例如在海洋世界中，可以选择蓝色发光芯片以烘托海洋气氛。
在LED芯片上方覆盖不含有荧光粉6的绝缘树脂层10，并在绝缘树脂层10上覆盖掺杂有荧光粉6的封装胶4，不含有荧光粉6的绝缘树脂层10与掺杂有荧光粉6的封装胶4可选用相同的胶体材料。由于选用了高导热、高散热的碳化硅基板2芯片的热量主要从基板一侧散失，所以覆盖LED芯片的绝缘树脂层10可采用导热不高的普通树脂材料，绝缘树脂层10隔开了LED芯片与掺杂有荧光粉6的封装胶层4，使得在LED芯片工作的时候，掺杂有荧光粉6的封装胶4不会过热，这样就不会影响荧光粉6的荧光特性。
在该LED的出光面，掺杂有荧光粉6的封装胶4上设置有平面光学透镜组（5,6,7）。平面光学透镜组（5,6,7）包括中心平面透镜5、覆盖于中心平面透镜5的侧面以及顶面的中间透镜6、覆盖于中间透镜6的侧面以及顶面的外围透镜7。中心平面透镜5的中心轴穿过LED芯片的中心，整个平面透镜组（5,6,7）是以中心平面透镜5的中心轴为对称轴的对称结构。外围透镜7的侧面通过粘接结合到反光杯的内表面。中心平面透镜的下表面与中间透镜6和外围透镜7的最低下表面在同一平面上，而中间透镜6的上表面高于中心平面透镜5的上表面并且为平面，外围透镜7的上表面高于中间透镜6的上表面并且为平面。光学透镜组位于光学透镜组（5,6,7）中心的中心平面透镜5具有最低的透光率，一般在50-55%之间，中间透镜6具有最高的透光率，一般大于90%，外围透镜7的透光率在中心平面透镜5与中间透镜6之间，一般为65-70%之间。上述中心平面透镜5，中间透镜6，外围透镜7都可以是玻璃质的材料，也可以是合成树脂类材料，透光率的测量标准是1.1毫米厚度的材料透过的光强度与入射的光强度之比。
参考图2，LED芯片射出的入射光从光学透镜组（5,6,7）的下表面进入，从光学透镜组（5,6,7）的上表面射出，其光程固定。由于中心平面透镜5具有最低的透射率，因此出射光线在光学透镜组（5,6,7）的中心平面透镜5处光强最低，中间透镜6具有最大的透射率，出射光线光强在位于中间透镜6位置处的光强大于中心平面透镜5的位置。由于外围透镜7的透射率介于中心平面透镜5和中间透镜6之间，因此总体上出射光线在外围透镜7的位置处的光强介于中心平面透镜5与中间透镜6之间。如此可以形成特殊的环状光图形。
值得注意的是，可通过调节中心平面透镜的厚度d1、从所述中心平面透镜的上表面到所述中间透镜的上表面的距离d2、从所述中间透镜的上表面到所述外围透镜的上表面的距离d2三者之间的参数关系形成具有不同光强分布关系的环状光图形，例如中心平面透镜的厚度d1为1毫米，从所述中心平面透镜的上表面到所述中间透镜的上表面的距离d2为0.5毫米，从所述中间透镜的上表面到所述外围透镜的上表面的距离d3为0.5毫米。也可以通过调节中心平面透镜的中心到中心平面透镜的侧面之间的距离L1、从中心平面透镜的侧面到中间透镜侧面之间的距离L2、从中间透镜的侧面到外围透镜侧面之间的距离L3来形成具有不同形态的环状光图形，例如通过设置从中心平面透镜的侧面到中间透镜侧面之间的距离L2小于中心平面透镜的中心到中心平面透镜的侧面之间的距离L1和中间透镜的侧面到外围透镜侧面之间的距离L3来获得较细的光环。本实施例所述的中心平面透镜、中间透镜、外围透镜的侧面均为垂直侧面。
本领域的普通技术人员应理解的是，可以对在特定实施例中所显示的本发明进行各种变化和/或改变，而不超出如宽泛地描述的本发明的范围或精神。因而本发明实施方式的所有方面应认为是示意性而非限定性的。
Claims (9)
1.一种具有平面透镜组的LED封装结构，包括基板，设置于所述基板上的LED发光芯片，所述LED芯片上覆盖有不含有荧光材料的树脂层，以及位于所述树脂层上的掺杂有荧光材料的封装胶层，其特征在于：所述LED封装还包括位于LED芯片出光面一侧的光学透镜组，所述光学透镜组包括位于中心的中心平面透镜、覆盖所述中心平面透镜侧面以及顶面的中间透镜、覆盖所述中间透镜侧面以及顶面的外围透镜，所述中心平面透镜、中间透镜、外围透镜的最低下表面在同一平面上并且都具有水平的上表面。
2.如权利要求1所述的具有平面透镜组的LED封装结构，所述光学透镜组是以所述中心平面透镜的中心轴为对称轴的轴对称结构，所述中心平面透镜的中心与LED芯片的中心位置对应。
3.如权利要求1-2所述的具有平面透镜组的LED封装结构。
4.所述中心平面透镜具有最低的透射率，中间透镜具有最高的透射率，外围透镜的透射率介于中心平面透镜与中间透镜之间。
5.如权利要求1-3所述的具有平面透镜组的LED封装结构，所述中心平面透镜的透射率在50-55%之间，所述中间透镜的透射率大于90%，所述外围透镜的透射率在65-70%之间。
6.如权利要求1-4所述的具有平面透镜组的LED封装结构，所述光学透镜组的总厚度在2-2.5毫米之间。
7.如权利要求5所述的具有平面透镜组的LED封装结构，所述中心平面透镜的厚度为1毫米，从所述中心平面透镜的上表面到所述中间透镜的上表面的距离为0.5毫米，从所述中间透镜的上表面到所述外围透镜的上表面的距离为0.5毫米。
8.如权利要求2-6所述的具有平面透镜组的LED封装结构，从中心平面透镜的侧面到中间透镜侧面之间的距离小于中心平面透镜的中心到中心平面透镜的侧面之间的距离和中间透镜的侧面到外围透镜侧面之间的距离。
9.如权利要求1-7所述的具有平面透镜组的LED封装结构，所述LED发光芯片可以为蓝光芯片、红光芯片或者绿光芯片。
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