CN203099383U

CN203099383U - 一种封装结构

Info

Publication number: CN203099383U
Application number: CN2012206971299U
Authority: CN
Inventors: 郑天航
Original assignee: Opple Lighting Co Ltd
Current assignee: Opple Lighting Co Ltd
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2022-12-17

Abstract

本实用新型涉及一种半导体发光元件的封装结构，包括中空的圆球形壳体，壳体内侧覆盖一层反射率大于92%的漫反射层；至少一个光源，每一光源通过光源固定基座固定设置于壳体内部，且光源不在圆球形壳体的圆心，定义单个光源在圆球形壳体内表面上形成的光通量密度的最大值所在的点至该光源的连线为所述单个光源的光轴，光轴数量等于光通量密度的最大值点的数量；至少一个出光口，设置于壳体的表面，出光口配置成和任一光源的任一条光轴都没有交点，这样由光源发出的光，绝大部分都经过至少一次所述漫反射层的反射，才从所述出光口射出。本实用新型能够有效地提高器件的整体效率,改善出光效果同时能降低单位光通量的成本，并防止眩光。

Description

一种封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种半导体照明器件（LED或OLED等）的封装结构，尤其是一种圆球形封装结构。

背景技术

在LED元件中，提高LED器件的发光效率至关重要，不但可以帮助降低元器件成本，同时能够节省电力能源和降低对热传导材料的要求。在目前LED元器件的封装结构中，基本都是一种平面结构见图1，包括， LED芯片，荧光粉，反射杯几个部分，LED元器件发出的光仍然有部分要么没有从芯片中出来，要么是发出来以后又被LED自吸收，同时，发出来的光的方向性也比较难于控制，最终很多光线不能被利用，最终发光器件自身浪费了能源。

为提高出光效率，也有人尝试把LED芯片放置于透明的球体或半球体中，例如美国专利US2008/0121918，采用了一种近似球体的封装结构来提高出光效率，相比平面的封装结构，出光效率得到了进一步的提高，但在这些结构中，发出来的光从球体的各个方向射出，发光方向可控性差，最终即使通过二次反射装置，仍然不能有效的利用，从而降低了整体的出光效率。

实用新型内容

为解决上述封装结构出光效率低，发光方向可控性差的问题，本实用新型提供一种圆球形的封装结构。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是提供一种封装结构，包括：

中空的圆球形壳体，所述壳体内侧覆盖一层反射率大于92%的漫反射层；

至少一个光源，每一光源通过光源固定基座固定设置于所述壳体内部；

至少一个出光口，设置于所述壳体的表面，所述封装结构经由出光口向外部提供光照。

可选的，所述光源不在所述圆球形壳体的球心。

可选的，定义单个光源在所述圆球形壳体内表面上形成的光通量密度的最大值所在的点至该光源的连线为所述单个光源的光轴，所述光轴数量等于光通量密度的最大值点的数量，所述出光口配置成和任一光源的任一条光轴都没有交点。

可选的，所述出光口还配置有含有荧光粉的基片。

可选的，所述荧光粉为远程荧光粉。

可选的，所述出光口还配置有光学部件，所述光学部件为滤光片、散射片、偏光片中的至少一种，或者至少两种的组合

可选的，所述出光口还配置有二次配光结构。

可选的，所述二次配光结构为光学散射罩。

可选的，所述光学散射罩包括为锥形、半圆锥形、圆柱形、球体或半球体。

可选的，所述出光口周围壳体内部一侧还设有内部档板，所述内部档板的高度远小于所述圆球形壳体的半径，至多为所述圆球形壳体半径的1/3，所述内部档板表面覆盖一层反射率大于92%的漫反射层。

可选的，所述内部档板垂直于所述壳体表面设置。

可选的，所述至少一个光源为LED或OLED。

可选的，所述漫反射层为一种高反射率的材料的涂层，所述反射率的材料可以为硫酸钡 (BaSO4)、氧化镁（MgO）或者聚四氟已烯悬浮树脂涂层。

本实用新型由于采用了上述技术方案，使之与现有技术相比，能够有效地提高器件的整体效率, 改善出光效果，降低单位光通量的成本。光源发出的光在球体内多次反射，能够有效地收集光源发出来的全部光，并通过改变光线分布密度，达到了优化光源的发光均匀性，从而达到消除眩光的目的。同时, 在球形封装的光出口端, 采用平面荧光粉元件, 或光滤光片，或光散射片等，能够使得具有波长更短的LED发出的光经过远程荧光粉结构能够均匀的转化成白光或其它颜色, 或者需要的其它波长的光, 例如绿光, 红光, 黄光等等。

附图说明

图1是现有技术封装结构示意图

图2是实施例一的封装结构示意图

图3是实施例二的封装结构示意图

图4是实施例三的封装结构示意图

图5是光源、出光口分布示意图

图6是一较佳实施例的光源、出光口分布示意图

图7是一较佳实施例的光源、出光口分布示意图

图8为第一种光源在圆球形壳体内表面的光通量密度分布图

图9为第二种光源在圆球形壳体内表面的光通量密度分布图.

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的封装结构作进一步详细的说明。

图2、图3、图4为本实用新型三个较佳的实施例，图2为实施例一，图3表示实施例二、图4为实施例三，从图中可见本实用新型提供的封装结构包括中空的圆球形壳体1，所述壳体1内侧覆盖一层反射率大于92%的漫反射层2；至少一个光源3，在实施例一、二种为单个光源，在实施例三中为多个光源，每一光源3通过光源固定基座4固定设置于所述壳体1内部。定义光源3在所述圆球形壳体1内表面上形成的光通量密度的最大值所在的点至该光源3的连线为光源3的光轴，光源3可以为LED，根据不同的LED其在球体表面的光通量密度分布会有不同的形式，请参见图8、图9可能是如图8所示的朗伯光型，其最大光通量密布出现在中间，那么光源到这一点的连线即为光轴Z1，而在图9中最大光通量密布出现在两侧，在这种情况下就有两根光轴Z2。在这几个实施例中光源采用朗伯光型LED，其光轴通过圆球形壳体1的圆心。在圆球形壳体1的表面，还设置有至少一个出光口7，在实施例一、二种为单个出光口，在实施例三中为两个出光口，所述出光口7配置成和任一光源的任一条光轴都没有交点，这样由光源3发出的光，绝大部分都经过至少一次所述漫反射层的反射，才从出光口7射出。所述光源3射出的平行于光轴的光线b，经过至少一次所述漫反射层2的反射，才从所述出光口7射出。光源3发出的各个方向的光线a、b、c通过在球体内部的充分反射，改变光线分布密度，最终所有光线都从出光口7射出，从出光口7出来的光已经去除了眩光部分，为后续的光罩设计带来便利。

在这三个较佳实施例中使用的光源为LED元件，所述LED元器件可以选择裸露的LED芯片，封装的LED器件，或者LED组件阵列，在另一些较佳的实施例中也可以采用OLED或者半导体激光元件等作为光源。如图2、图3、图4所示，光源固定基座4可穿设于壳体1，并在壳体外端连接散热片6，用于散热，并通过电源连接线5供电。

出光口7可以如实施例一所示不添加任何光学器件，在另一个较佳实施例中，出光口7位置可设置一含有远程荧光粉的基片，用以实现发光效率，波长和颜色的调整。

实施例二在实施例一的基础上，如图3所示在出光口7周围壳体1内部一侧还设有内部档板11，内部档板11表面覆盖一层反射率大于95%的漫反射层，内部档板11阻挡了特定角度射出的光线，进一步的防治眩光产生。内部挡板11的高度远小于壳体1的半径，在本实施中为壳体1半径的1/5同时，在本实施例中，在出光口7依次设有滤光片9，扩散板10以及光罩8，滤光片9可阻挡特定波长范围的光线射出，扩散板10对出射光线起散射作用，光罩8可以为有一定角度的内窄外宽的半圆锥形散射罩，根据θ角的不同来改变出光方向（θ为半圆锥体的侧面与地面的夹角），或者光罩8可以选择其它形状的散射罩，例如圆筒形，半球形，球形等等。光罩8作为二次配光元件也可以用其他改变光线角度的透镜来替代。当然，含有荧光粉的基片、滤光片、扩散板、透镜、偏光片、光罩这些光学器件可以择一或组合使用，在另一些优选实施例中，可以是滤光片结合光罩，也可以是荧光粉基片结合扩散板，或者是荧光粉基片、滤光片结合光学透镜。

实施例三示出了一种多光源多出光口的结构，如图4所示，有三个光源3及两个出光口7，出光口7外设有光罩8。出光口和光源的分布可以如图5所示随机分布，但必须满足一特定的限制条件，即任一出光口101和由封装结构内的任一光源102光轴都没有交点。

在一较佳实施例中，出光口和光源的分布如图6所示，多个光源201，本实施例中为5个在同一平面上，且均匀分布在该平面和圆球形壳体相交产生的圆周上，出光口202设于壳体圆心到光源所在平面垂线上，且满足前述特定的限制条件，出光口202可以和光源201在同一半球，也可以在不同半球。在其他实施例中也可以采用201为出光口，202为光源的设计。

在另一优选实施例中，多个光源201在同一平面上，且集中分布在该平面和圆球形壳体相交产生的圆周的一段圆弧上，壳体表面有多段这样的包含光源的圆弧，出光口的设置满足前述特定的限制条件。

在一较佳实施例中，出光口和光源的分布如图6所示，多个光源301a、301b在第一平面上，且均匀分布在该第一平面和圆球形壳体相交产生的圆周上，多个光源301c在第二平面上，且均匀分布在第二平面和圆球形壳体相交产生的圆周上，多个出光口302在第三平面上，且均匀分布在第三平面和圆球形壳体相交产生的圆周上，第一平面、第二平面、第三平面平行，且出光口302和光源301a、301b、301c的分布满足前述特定的限制条件，出光口可以和光源在同一半球，也可以在不同半球。在该实施例中光源301a、301b、301c分别为三种不同颜色的LED芯片。在其他实施例中，可以在第一平面设置第一波长的光源，在第二平面设置第二波长的光源，以达到混光的效果。

在本实用新型中，光线在壳体内的反射为漫反射，其实现是通过一反射率大于92%的漫反射层，当反射率大于92%时，可以保证光线在壳体内的充分反射，当然反射率越高光能的浪费越小，因此可以选择反射率更高的高反射材料涂层来作为漫反射层，所述涂层可以选择使用高纯度的硫酸钡 (BaSO4)其反射率在96%~99%之间，氧化镁（MgO）为97%或者聚四氟已烯悬浮树脂（简称F4）反射率可达98%~99%等具有高反射率的材料。

上文对本实用新型优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本实用新型穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能作出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本实用新型的范围之内。

Claims

1.一种封装结构，包括：

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于所述光源不在所述圆球形壳体的球心。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，定义单个光源在所述圆球形壳体内表面上形成的光通量密度的最大值所在的点至该光源的连线为所述单个光源的光轴，所述光轴数量等于光通量密度的最大值点的数量，所述出光口配置成和任一光源的任一条光轴都没有交点。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于所述出光口还配置有含有荧光粉的基片。

5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于所述荧光粉为远程荧光粉。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的封装结构，其特征在于所述出光口还配置有光学部件，所述光学部件为滤光片、散射片、偏光片中的至少一种，或者至少两种的组合。

7.根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于所述出光口还配置有二次配光结构。

8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于所述二次配光结构为光学散射罩。

9.根据权利要求8所述的封装结构，其特征在于所述光学散射罩包括为锥形、半圆锥形、圆柱形、球体或半球体。

10.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于所述出光口周围壳体内部一侧还设有内部档板，所述内部档板的高度小于所述圆球形壳体的半径，至多为所述圆球形壳体半径的1/3，所述内部档板表面覆盖一层反射率大于92%的漫反射层。

11.根据权利要求10所述的封装结构，其特征在于所述内部档板垂直于所述壳体表面设置。

12.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于所述至少一个光源为LED或OLED。

13.根据权利要求1或10所述的封装结构，其特征在于所述漫反射层为一种高反射率的材料的涂层，所述高反射率的材料为硫酸钡BaSO4、氧化镁MgO或者聚四氟已烯悬浮树脂涂层。