CN113285000A - 薄膜、安装结构、led芯片结构、led灯和光束角度调节方法 - Google Patents

薄膜、安装结构、led芯片结构、led灯和光束角度调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及灯具技术领域，公开了一种薄膜、安装结构、LED芯片结构、LED灯和光束角度调节方法。所述薄膜的折射率在其厚度方向上逐渐变化。在将该薄膜覆盖在LED芯片结构的芯片上的出光面上后，由于薄膜的折射率在其厚度方向上是逐渐变化的。通过上述技术方案，发光层发出的光束在经过薄膜后，角度将发生变化，从而达到改变光束角度的效果。

Description

薄膜、安装结构、LED芯片结构、LED灯和光束角度调节方法
技术领域
本发明涉及灯具技术领域，具体地涉及一种薄膜、安装结构、LED芯片结构、LED灯和光束角度调节方法。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
现有的改变LED灯珠的光束角的方法，主要是在LED上额外增设透镜。但是这种方法的不足之处在于：第一，增加了额外的零部件，使得整个LED元器件的体积变大，不适用于某些对LED元器件体积要求比较严格的场合。第二，透镜的设计都是定制化的，针对某款特定的LED灯珠，通用性比较差。例如，设计了出光角度为60°的透镜，如果更换了LED的型号，可能LED的大小，形状，封装形式等会有所改变，将导致原有的透镜不再适用，需要重新设计和制作。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄膜、安装结构、LED芯片结构、LED灯以及光束角度调节方法，以能够调整灌光束发射的角度。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种薄膜，所述薄膜的折射率在其厚度方向上逐渐变化。
在将该薄膜覆盖在LED芯片结构的芯片上的出光面上后，由于薄膜的折射率在其厚度方向上是逐渐变化的。因此，发光层发出的光束在经过薄膜后角度将发生变化，从而达到改变光束角度的效果。
进一步地，所述薄膜的折射率在其厚度方向上逐渐变小。
进一步地，所述薄膜的周缘设置有圆环，所述圆环的外壁上设置有第一棘齿，多个所述第一棘齿在所述圆环的周向上等间隔分布。
本发明第二方面提供一种安装结构，所述安装结构用于安装所述薄膜；所述安装结构包括内部中空且两端设有开口的筒状壳体，所述筒状壳体的内壁上设置有螺纹和与所述的第一棘齿相适配的第一齿条；
所述螺纹与所述第一齿条相邻，所述螺纹设置在筒状壳体的一端开口处。
该安装结构可以同时容纳多片薄膜，在将该安装结构安装在LED灯上之后，由于薄膜的折射率在其厚度方向上是逐渐变化的。因此，发光层发出的光束在经过薄膜后角度将发生变化，从而达到改变光束角度的效果。
本发明第三方面提供一种LED芯片结构，所述LED芯片结构包括芯片和覆盖在所述芯片的出光面上的N层所述的薄膜。
通过上述技术方案，可以实现改变光束的出射角度的效果。
进一步地，所述芯片包括依次层叠的p-GaN层、发光层、n-GaN层；所述出光面位于所述n-GaN层与所述发光层重叠的另一面。
进一步地，所述芯片包括依次层叠的p-GaN层、发光层、n-GaN层；所述出光面位于所述p-GaN层与所述发光层重叠的另一面。
进一步地，所述n-GaN层与所述发光层重叠的另一面设置有基座。
本发明第四方面提供一种LED灯，所述LED灯包括所述的LED芯片结构。
通过上述技术方案，可以实现改变光束角度的效果。
本发明第五方面提供一种出射光束角度调节方法，包括所述的LED灯和所述的薄膜；所述出射光束调角度节方法包括：
将所述薄膜覆盖在所述出光面上，以改变光束的出射角度。
通过上述技术方案，可以实现改变光束角度的效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明薄膜在安装状态下的一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明薄膜在安装状态下的另一种实施方式的结构示意图
图3是安装结构一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1芯片 2发光层
3出光面 4薄膜
6圆环 7第一棘齿
8筒状壳体 9第一齿条
10螺纹
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本第一方面提供一种薄膜，所述薄膜的折射率在其厚度方向上逐渐变化。所述的“逐渐变化”包括逐渐变大、逐渐变小、先变大后变小。在一种优选的具体实施方式中，所述薄膜的折射率在其厚度方向上逐渐变小。
在将该薄膜覆盖在LED芯片结构的芯片1上的出光面3上后，由于薄膜的折射率在其厚度方向上是逐渐变化的。因此，发光层2发出的光束在经过薄膜后角度将发生变化，从而达到改变光束角度的效果。
为了便于薄膜的安装在下文中的安装结构上，如图3所示，所述薄膜的周缘设置有圆环6，所述圆环6的外壁上设置有第一棘齿7，多个所述第一棘齿7在所述圆环6的周向上等间隔分布。
优选地，所述薄膜由半导体材料制成。
本发明第二方面提供一种安装结构，所述安装结构用于安装所述薄膜。如图3所示，所述安装结构包括内部中空且两端设有开口的筒状壳体8，所述筒状壳体8的内壁上设置有螺纹10和与所述第一棘齿7相适配的第一齿条9；所述螺纹10与所述第一齿条9相邻，所述螺纹10设置在筒状壳体8的一端开口处。
螺纹10用于将安装结构安装在LED灯头上，即安装结构与LED灯头螺纹连接。该安装结构可以同时容纳多片薄膜。需要安装多片所述薄膜时，将所述薄膜推进所述筒状壳体8内。基于多片薄膜的设置，薄膜的折射率会进一步发生变化。当需要取下薄膜时，推动所述薄膜即可将所有的薄膜取出。在将该安装结构安装在LED灯上之后，由于薄膜的折射率在其厚度方向上是逐渐变化的。因此，发光层2发出的光束在经过薄膜后角度将发生变化，从而达到改变光束角度的效果。
本发明第三方面提供一种LED芯片结构，如图1所示，所述LED芯片结构包括芯片1和覆盖在所述芯片1的出光面3上的N层所述的薄膜4。
具体实施方式一：所述薄膜4的折射率从靠近所述出光面3的一侧至远离所述出光面3的一侧逐渐增大。图1呈现的是覆盖了该种薄膜4的光束出射的示意图。
具体实施方式二：所述薄膜4的折射率从靠近所述出光面3的一侧至远离所述出光面3的一侧逐渐减小。图2呈现的是覆盖了该种薄膜4的光束出射的示意图。
具体实施方式三：所述薄膜4的折射率从靠近所述出光面3的一侧至远离所述出光面3的一侧先逐渐增大后逐渐减小。
具体实施方式四：所述薄膜4的折射率从靠近所述出光面3的一侧至远离所述出光面3的一侧先逐渐减小后逐渐增大。
其中，“N”可以是一层、两层或多层。在实际使用时，可以通过更换不同折射率的薄膜4，也可以更换不同厚度的薄膜4，还可以调整薄膜4的层数，改变多层薄膜4的折射率组合，实现对薄膜4折射率的调节，最终实现改变光束角度的效果。
通过上述技术方案，发光层2发出的光束在经过薄膜4后，由于薄膜4的折射率在其厚度方向上是逐渐变化的。在一种具体实施方式中，靠近出光面3的部分折射率比较小，远离出光面3的部分折射率比较大。根据斯奈尔定律，折射率越大，折射角越小，即光线越靠近法线方向。因此，发光层2发出的光束在经过薄膜4后角度将发生变化，从而达到改变光束角度的效果。
需要说明的是，本发明是以垂直结构的LED芯片举例说明，但本发明的改变出射光束角的LED芯片结构不仅适用于垂直结构的LED芯片，也适用于平面结构的LED芯片或者是倒装芯片；不仅适用于蓝光LED芯片，也适用于红光，绿光等其他颜色的LED芯片。
还需要说明的是，本发明的薄膜可以是折射率渐变的单层薄膜，也可以是由多层折射率不同的薄膜组成的复合薄膜。
进一步地，所述芯片1包括依次层叠的p-GaN层、发光层2、n-GaN层。在一种可选的具体实施方式中，所述出光面3位于所述n-GaN层与所述发光层2重叠的另一面。
在另一种可选的具体实施方式中，所述芯片1包括依次层叠的p-GaN层、发光层2、n-GaN层；所述出光面3位于所述p-GaN层与所述发光层2重叠的另一面。进一步地，所述n-GaN层与所述发光层2重叠的另一面设置有基座。
本发明第四方面提供一种LED灯，所述LED灯所述的LED芯片结构。通过上述技术方案，可以实现改变光束出射角度的效果。
本发明第五方面提供一种出射光束角度调节方法，包括所述的LED灯和所述的薄膜4；所述出射光束调角度节方法包括：将所述薄膜4覆盖在所述发光层2上，以改变光束的出射角度。
通过上述技术方案，可以实现改变光束角度的效果。
本发明的出射光束角度调节方法可以通过以下方法改变光束的出射角度：可以改变渐变折射率薄膜的折射率变化率，也可以改变薄膜的厚度，也可以改变多层薄膜的折射率组合，也可以改变多层薄膜的层数。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种薄膜，其特征在于，所述薄膜的折射率在其厚度方向上逐渐变化。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜的折射率在其厚度方向上逐渐变小。
3.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜的周缘设置有圆环(6)，所述圆环(6)的外壁上设置有第一棘齿(7)，多个所述第一棘齿(7)在所述圆环(6)的周向上等间隔分布。
4.一种安装结构，其特征在于，所述安装结构用于安装权利要求3所述薄膜；所述安装结构包括内部中空且两端设有开口的筒状壳体(8)，所述筒状壳体(8)的内壁上设置有螺纹(10)和与所述的第一棘齿(7)相适配的第一齿条(9)；
所述螺纹(10)与所述第一齿条(9)相邻，所述螺纹(10)设置在筒状壳体(8)的一端开口处。
5.一种LED芯片结构，其特征在于，所述LED芯片结构包括芯片(1)和覆盖在所述芯片(1)的出光面(3)上的N层权利要求1所述的薄膜(4)。
6.根据权利要求5所述的LED芯片结构，其特征在于，所述芯片(1)包括依次层叠的p-GaN层、发光层(2)、n-GaN层；所述出光面(3)位于所述n-GaN层与所述发光层(2)重叠的另一面。
7.根据权利要求5所述的LED芯片结构，其特征在于，所述芯片(1)包括依次层叠的p-GaN层、发光层(2)、n-GaN层；所述出光面(3)位于所述p-GaN层与所述发光层(2)重叠的另一面。
8.根据权利要求7所述的LED芯片结构，其特征在于，所述n-GaN层与所述发光层(2)重叠的另一面设置有基座。
9.一种LED灯，其特征在于，所述LED灯包括权利要求5-8中任意一项所述的所述的LED芯片结构。
10.一种光束角度调节方法，其特征在于，包括权利要求9所述的LED灯和权利要求1所述的薄膜(4)；所述出射光束调角度节方法包括：
将所述薄膜(4)覆盖在所述发光层(2)上，以改变光束的出射角度。
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