發(fā)光二極管裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光裝置，尤其涉及一種發(fā)光二極管裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的發(fā)光二極管裝置，例如發(fā)光二極管背光模組通常采用多個發(fā)光二極管芯片 搭配透鏡以得到面光源。然而發(fā)光二極管芯片的光線出射角度大約為120°，且正向出射光 線的光強大于側(cè)向出射光線的光強，因此從正向視角看去會看到具有較大光強的正向光線 形成的亮點。
[0003] 目前，業(yè)界通常會采用一擴散板使發(fā)光二極管芯片的發(fā)散角擴大以獲得一較均勻 的光場分布。然而，擴散能力強的擴散板其光穿透力就相對較弱，光線在擴散板中穿射的路 徑越長，光被擴散板吸收的越多，因此發(fā)光二極管芯片發(fā)出的較多的光線會在照射到擴散 板由于在擴散板內(nèi)反復(fù)反射而被擴散板吸收從而降低發(fā)光二極管裝置的發(fā)光效率。因此如 何在保持擴散板的擴散能力的同時不對發(fā)光效率產(chǎn)生影響成為了業(yè)界亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，有必要提供一種均勻發(fā)光且發(fā)光效率較高的發(fā)光二極管裝置。
[0005] -種發(fā)光二極管裝置，包括若干發(fā)光二極管芯片，覆蓋在發(fā)光二極管芯片上的二 次透鏡以及擴散板，還包括準直透鏡，該準直透鏡設(shè)置于擴散板與二次透鏡之間，該準直透 鏡包括與發(fā)光二極管芯片相同數(shù)量的菲尼爾透鏡，每一發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光線入射至 與該發(fā)光二極管芯片對應(yīng)的菲尼爾透鏡后被校準為準直光線并垂直入射至擴散板中，所述 菲尼爾透鏡的焦距等于發(fā)光二極管芯片與菲尼爾透鏡所在平面之間的距離。
[0006] 本發(fā)明提供的發(fā)光二極管裝置是采用在擴散板與二次透鏡之間設(shè)置準直透鏡，該 準直透鏡包括菲尼爾透鏡，該菲尼爾透鏡的焦距大致等于發(fā)光二極管芯片與菲尼爾透鏡之 間的距離，使發(fā)光二極管芯片發(fā)出的不同角度的光線經(jīng)菲尼爾透鏡的校準形成準直光線并 入射到擴散板中，從而使光線在擴散板中途經(jīng)的路程減小，從而降低擴散板對光線的吸收， 進而在保持擴散板對光的擴散作用不改變的基礎(chǔ)上降低擴散板對光的吸收率，最終增加發(fā) 光二極管裝置的出光效率。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明實施方式提供的一種發(fā)光二極管裝置剖視示意圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明實施方式提供的發(fā)光二極管裝置中所采用的準直透鏡的正視圖。 [0009] 主要元件符號說明

如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0010] 請參見圖1，圖1為本發(fā)明實施方式的發(fā)光二極管裝置100的示意圖。發(fā)光二極管 裝置100包含若干發(fā)光二極管芯片10、二次透鏡20、擴散板30、準直透鏡40和熒光層50。
[0011] 每一二次透鏡20設(shè)置于一發(fā)光二極管芯片10上。在本實施方式中，所述發(fā)光二 極管芯片10均為藍光芯片。發(fā)光二極管芯片10發(fā)出的光線經(jīng)過二次透鏡20的發(fā)散而發(fā) 生偏轉(zhuǎn)，從而形成單一波長的藍光，并形成大于120°的出光角度。進一步的，由于每一發(fā)光 二極管芯片10出射的光線經(jīng)二次透鏡20后均擴大，因此相鄰兩發(fā)光二極管芯片10之間的 區(qū)域的光強增大，從而可適當增加相鄰兩發(fā)光二極管芯片10之間的排布間距，采用較少的 發(fā)光二極管芯片10即可實現(xiàn)相同區(qū)域的照明。
[0012] 所述擴散板30面對各發(fā)光二極管芯片10的出光面設(shè)置，擴散板30呈板狀結(jié)構(gòu)， 其包括入光面32和與入光面32相對的出光面34。該擴散板30的材質(zhì)為透明有機樹脂，如 聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate，PMMA)或聚碳酸酯（Polycarbonate，PC), 而且該擴散板30內(nèi)摻入有光散射粒子，能夠進一步的使從二次透鏡20出射的光線均勻擴 散，得到均勻出射的單波長藍光。
[0013] 請同時參閱圖2,所述準直透鏡40設(shè)置于擴散板30和二次透鏡20之間。在本實 施方式中，該準直透鏡40位于擴散板30的入光面32上，具體的，準直透鏡40貼設(shè)于擴散 板30的入光面32上。準直透鏡40用于將入射到該準直透鏡40上的光線進行校準，然后 再將光線入射到擴散板30中進行光線的擴散。在本實施方式中，準直透鏡40可將入射到 該準直透鏡40的具有不同入射角度的光線校準為垂直于擴散板30的準直光線。該準直透 鏡40在二維上包括至少兩個菲尼爾透鏡42和至少一個棱鏡44,每相鄰兩菲尼爾透鏡42之 間設(shè)置一個棱鏡44。在本實施方式中，菲尼爾透鏡42的數(shù)量與發(fā)光二級管芯片10的數(shù)量 相同，并呈矩形陣列排布，每四個相鄰菲尼爾透鏡42圍設(shè)成一個矩形陣列單元，且構(gòu)成矩 形陣列單元的四個菲尼爾透鏡42共同環(huán)繞一個棱鏡44。
[0014] 每一菲尼爾透鏡42正對一個發(fā)光二極管芯片10,菲尼爾透鏡42的焦距約等于菲 尼爾透鏡42所在的平面與發(fā)光二極管芯片10的出光面之間的距離。當每一發(fā)光二極管芯 片10發(fā)出的光線射向其對應(yīng)的菲尼爾透鏡42時，該菲尼爾透鏡42會將大部分光線校準為 垂直光線，進而垂直入射到擴散板30的入光面32內(nèi)。光線垂直入射到擴散板30進而在擴 散板30中經(jīng)過光散射粒子擴散后穿設(shè)出去，從而使光線在擴散板30中途經(jīng)的路程最短，進 而使光線更少的被擴散板30吸收，從而在保持擴散板30對光的擴散作用不改變的基礎(chǔ)上 降低擴散板30對光的吸收率，最終增加發(fā)光二極管裝置100的出光效率。本實施方式中， 菲尼爾透鏡42所占的面積小于或等于發(fā)光二極管芯片10發(fā)出的光線直接在擴散板30上 透射的光場的面積，以使每一菲尼爾透鏡42用以接收與其對應(yīng)的發(fā)光二極管芯片10發(fā)出 的光線，從而利于發(fā)光二極管芯片10的均勻排布，并利于最終得到均勻出射的光線。具體 的，定義0 (見圖1)為每一發(fā)光二極管芯片10所發(fā)出光線經(jīng)二次透鏡20折射后的最大角 度，而發(fā)光二極管芯片10與菲尼爾透鏡42所在的平面(在本實施方式中菲尼爾透鏡42所 在的平面即為擴散板30的入光面32)之間的距離大致為焦距f，因此菲尼爾透鏡42所占的 面積小于或等于n (f ? tan0 )2。
[0015] 每一棱鏡44設(shè)置在相鄰兩菲尼爾透鏡42之間，以用于使發(fā)光二極管芯片10發(fā)出 的入射到擴散板30的角度過大的光線直接入射到棱鏡44上。棱鏡44為等腰錐形。棱鏡 44的外表面用于入射光線，內(nèi)表面為全反射面。入射到棱鏡44上的光線可直接射向棱鏡 44內(nèi)部，并在棱鏡44內(nèi)部穿射到棱鏡44的內(nèi)表面上，進而全反射形成垂直于擴散板30的 光線。當然，發(fā)光二極管芯片10只有少量位于出光角度邊緣的光線具有較大的入射角，因 此在相鄰兩菲尼爾透鏡42之間設(shè)置一個棱鏡44可將該較少部分的光線也校準為準直光線 進而垂直入射到擴散板30內(nèi)，更加利于提高發(fā)光二極管裝置100的出光效率。
[0016] 所述突光層50內(nèi)均勻分布有突光粉。
[0017] 本發(fā)明實施方式中的發(fā)光二極管芯片10的數(shù)量根據(jù)實際需要設(shè)定。
[0018] 本發(fā)明實施方式的發(fā)光二極管裝置100是采用在擴散板30的入光面32設(shè)置菲尼 爾透鏡42,該菲尼爾透鏡42的焦距大致等于發(fā)光二極管芯片10與菲尼爾透鏡42之間的距 離，使發(fā)光二極管芯片10發(fā)出的不同角度的光線經(jīng)菲尼爾透鏡42的校準形成準直光線并 入射到擴散板30中，從而使光線在擴散板30中途經(jīng)的路程減小，從而降低擴散板30對光 線的吸收，進而在保持擴散板30對光的擴散作用不改變的基礎(chǔ)上降低擴散板30對光的吸 收率，最終增加發(fā)光二極管裝置100的出光效率。本發(fā)明實施方式的發(fā)光二極管裝置100 中，相鄰兩菲尼爾透鏡42之間還設(shè)置一棱鏡44,以用于接收為數(shù)不多的具有較大入射角度 的光線入射到棱鏡44中，并經(jīng)由棱鏡44的全反射內(nèi)表面全反射形成準直光線進而入射到 擴散板30中。棱鏡44的設(shè)置能夠?qū)⑸倭烤哂休^大入射角度的光線校準為準直光線入射到 擴散板30中，從而進一步提高了發(fā)光二極管裝置100的出光效率。
[0019] 可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做 出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范 圍。
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)光二極管裝置，包括若干發(fā)光二極管芯片，覆蓋在發(fā)光二極管芯片上的二次 透鏡以及擴散板，其特征在于：還包括準直透鏡，該準直透鏡設(shè)置于擴散板與二次透鏡之 間，該準直透鏡包括與發(fā)光二極管芯片相同數(shù)量的菲尼爾透鏡，每一發(fā)光二極管芯片發(fā)出 的光線入射至與該發(fā)光二極管芯片對應(yīng)的菲尼爾透鏡后被校準為準直光線并垂直入射至 擴散板中，所述菲尼爾透鏡的焦距等于發(fā)光二極管芯片與菲尼爾透鏡所在平面之間的距 離。2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于：所述擴散板包括入光面和與入 光面相對的出光面，所述菲尼爾透鏡設(shè)置在擴散板的入光面上。3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于：所述菲尼爾透鏡的面積小于或 等于 31 (f ? tan 0 ) 2。4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于：所述準直透鏡還包括至少一個 棱鏡，每一棱鏡設(shè)置在相鄰兩菲尼爾透鏡之間，用于接收發(fā)光二極管芯片發(fā)出的位于出光 角邊緣的大角度光線，使該部分光線入射到棱鏡中并被棱鏡校準為準直光線進而入射到擴 散板中。5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于：所述棱鏡的內(nèi)表面為全反射面。6. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于：所述棱鏡為等腰錐形。7. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于：所述發(fā)光二極管芯片為藍光芯 片，所述熒光層內(nèi)的熒光粉為黃色熒光粉。8. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于：所述擴散板內(nèi)包含光散射粒子。
【專利摘要】一種發(fā)光二極管裝置，包括若干發(fā)光二極管芯片，覆蓋在發(fā)光二極管芯片上的二次透鏡以及擴散板，還包括準直透鏡，該準直透鏡設(shè)置于擴散板與二次透鏡之間，該準直透鏡包括與發(fā)光二極管芯片相同數(shù)量的菲尼爾透鏡，每一發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光線入射至與該發(fā)光二極管芯片對應(yīng)的菲尼爾透鏡后被校準為準直光線并垂直入射至擴散板中，所述菲尼爾透鏡的焦距等于發(fā)光二極管芯片與菲尼爾透鏡所在平面之間的距離，最終增加發(fā)光二極管裝置的出光效率。
【IPC分類】H01L33/58
【公開號】CN104953015
【申請?zhí)枴緾N201410118691
【發(fā)明人】陳柏洲
【申請人】鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月27日