发光二极管装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发光装置，尤其涉及一种发光二极管装置。
【背景技术】
[0002] 现有的发光二极管装置，例如发光二极管背光模组通常采用多个发光二极管芯片 搭配透镜以得到面光源。然而发光二极管芯片的光线出射角度大约为120°，且正向出射光 线的光强大于侧向出射光线的光强，因此从正向视角看去会看到具有较大光强的正向光线 形成的亮点。
[0003] 目前，业界通常会采用一扩散板使发光二极管芯片的发散角扩大以获得一较均匀 的光场分布。然而，扩散能力强的扩散板其光穿透力就相对较弱，光线在扩散板中穿射的路 径越长，光被扩散板吸收的越多，因此发光二极管芯片发出的较多的光线会在照射到扩散 板由于在扩散板内反复反射而被扩散板吸收从而降低发光二极管装置的发光效率。因此如 何在保持扩散板的扩散能力的同时不对发光效率产生影响成为了业界亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，有必要提供一种均匀发光且发光效率较高的发光二极管装置。
[0005] -种发光二极管装置，包括若干发光二极管芯片，覆盖在发光二极管芯片上的二 次透镜以及扩散板，还包括准直透镜，该准直透镜设置于扩散板与二次透镜之间，该准直透 镜包括与发光二极管芯片相同数量的菲尼尔透镜，每一发光二极管芯片发出的光线入射至 与该发光二极管芯片对应的菲尼尔透镜后被校准为准直光线并垂直入射至扩散板中，所述 菲尼尔透镜的焦距等于发光二极管芯片与菲尼尔透镜所在平面之间的距离。
[0006] 本发明提供的发光二极管装置是采用在扩散板与二次透镜之间设置准直透镜，该 准直透镜包括菲尼尔透镜，该菲尼尔透镜的焦距大致等于发光二极管芯片与菲尼尔透镜之 间的距离，使发光二极管芯片发出的不同角度的光线经菲尼尔透镜的校准形成准直光线并 入射到扩散板中，从而使光线在扩散板中途经的路程减小，从而降低扩散板对光线的吸收， 进而在保持扩散板对光的扩散作用不改变的基础上降低扩散板对光的吸收率，最终增加发 光二极管装置的出光效率。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明实施方式提供的一种发光二极管装置剖视示意图。
[0008] 图2是本发明实施方式提供的发光二极管装置中所采用的准直透镜的正视图。 [0009] 主要元件符号说明
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】
[0010] 请参见图1，图1为本发明实施方式的发光二极管装置100的示意图。发光二极管 装置100包含若干发光二极管芯片10、二次透镜20、扩散板30、准直透镜40和荧光层50。
[0011] 每一二次透镜20设置于一发光二极管芯片10上。在本实施方式中，所述发光二 极管芯片10均为蓝光芯片。发光二极管芯片10发出的光线经过二次透镜20的发散而发 生偏转，从而形成单一波长的蓝光，并形成大于120°的出光角度。进一步的，由于每一发光 二极管芯片10出射的光线经二次透镜20后均扩大，因此相邻两发光二极管芯片10之间的 区域的光强增大，从而可适当增加相邻两发光二极管芯片10之间的排布间距，采用较少的 发光二极管芯片10即可实现相同区域的照明。
[0012] 所述扩散板30面对各发光二极管芯片10的出光面设置，扩散板30呈板状结构， 其包括入光面32和与入光面32相对的出光面34。该扩散板30的材质为透明有机树脂，如 聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate，PMMA)或聚碳酸酯（Polycarbonate，PC), 而且该扩散板30内掺入有光散射粒子，能够进一步的使从二次透镜20出射的光线均匀扩 散，得到均匀出射的单波长蓝光。
[0013] 请同时参阅图2,所述准直透镜40设置于扩散板30和二次透镜20之间。在本实 施方式中，该准直透镜40位于扩散板30的入光面32上，具体的，准直透镜40贴设于扩散 板30的入光面32上。准直透镜40用于将入射到该准直透镜40上的光线进行校准，然后 再将光线入射到扩散板30中进行光线的扩散。在本实施方式中，准直透镜40可将入射到 该准直透镜40的具有不同入射角度的光线校准为垂直于扩散板30的准直光线。该准直透 镜40在二维上包括至少两个菲尼尔透镜42和至少一个棱镜44,每相邻两菲尼尔透镜42之 间设置一个棱镜44。在本实施方式中，菲尼尔透镜42的数量与发光二级管芯片10的数量 相同，并呈矩形阵列排布，每四个相邻菲尼尔透镜42围设成一个矩形阵列单元，且构成矩 形阵列单元的四个菲尼尔透镜42共同环绕一个棱镜44。
[0014] 每一菲尼尔透镜42正对一个发光二极管芯片10,菲尼尔透镜42的焦距约等于菲 尼尔透镜42所在的平面与发光二极管芯片10的出光面之间的距离。当每一发光二极管芯 片10发出的光线射向其对应的菲尼尔透镜42时，该菲尼尔透镜42会将大部分光线校准为 垂直光线，进而垂直入射到扩散板30的入光面32内。光线垂直入射到扩散板30进而在扩 散板30中经过光散射粒子扩散后穿设出去，从而使光线在扩散板30中途经的路程最短，进 而使光线更少的被扩散板30吸收，从而在保持扩散板30对光的扩散作用不改变的基础上 降低扩散板30对光的吸收率，最终增加发光二极管装置100的出光效率。本实施方式中， 菲尼尔透镜42所占的面积小于或等于发光二极管芯片10发出的光线直接在扩散板30上 透射的光场的面积，以使每一菲尼尔透镜42用以接收与其对应的发光二极管芯片10发出 的光线，从而利于发光二极管芯片10的均匀排布，并利于最终得到均匀出射的光线。具体 的，定义0 (见图1)为每一发光二极管芯片10所发出光线经二次透镜20折射后的最大角 度，而发光二极管芯片10与菲尼尔透镜42所在的平面(在本实施方式中菲尼尔透镜42所 在的平面即为扩散板30的入光面32)之间的距离大致为焦距f，因此菲尼尔透镜42所占的 面积小于或等于n (f ? tan0 )2。
[0015] 每一棱镜44设置在相邻两菲尼尔透镜42之间，以用于使发光二极管芯片10发出 的入射到扩散板30的角度过大的光线直接入射到棱镜44上。棱镜44为等腰锥形。棱镜 44的外表面用于入射光线，内表面为全反射面。入射到棱镜44上的光线可直接射向棱镜 44内部，并在棱镜44内部穿射到棱镜44的内表面上，进而全反射形成垂直于扩散板30的 光线。当然，发光二极管芯片10只有少量位于出光角度边缘的光线具有较大的入射角，因 此在相邻两菲尼尔透镜42之间设置一个棱镜44可将该较少部分的光线也校准为准直光线 进而垂直入射到扩散板30内，更加利于提高发光二极管装置100的出光效率。
[0016] 所述突光层50内均匀分布有突光粉。
[0017] 本发明实施方式中的发光二极管芯片10的数量根据实际需要设定。
[0018] 本发明实施方式的发光二极管装置100是采用在扩散板30的入光面32设置菲尼 尔透镜42,该菲尼尔透镜42的焦距大致等于发光二极管芯片10与菲尼尔透镜42之间的距 离，使发光二极管芯片10发出的不同角度的光线经菲尼尔透镜42的校准形成准直光线并 入射到扩散板30中，从而使光线在扩散板30中途经的路程减小，从而降低扩散板30对光 线的吸收，进而在保持扩散板30对光的扩散作用不改变的基础上降低扩散板30对光的吸 收率，最终增加发光二极管装置100的出光效率。本发明实施方式的发光二极管装置100 中，相邻两菲尼尔透镜42之间还设置一棱镜44,以用于接收为数不多的具有较大入射角度 的光线入射到棱镜44中，并经由棱镜44的全反射内表面全反射形成准直光线进而入射到 扩散板30中。棱镜44的设置能够将少量具有较大入射角度的光线校准为准直光线入射到 扩散板30中，从而进一步提高了发光二极管装置100的出光效率。
[0019] 可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做 出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范 围。
【主权项】
1. 一种发光二极管装置，包括若干发光二极管芯片，覆盖在发光二极管芯片上的二次 透镜以及扩散板，其特征在于：还包括准直透镜，该准直透镜设置于扩散板与二次透镜之 间，该准直透镜包括与发光二极管芯片相同数量的菲尼尔透镜，每一发光二极管芯片发出 的光线入射至与该发光二极管芯片对应的菲尼尔透镜后被校准为准直光线并垂直入射至 扩散板中，所述菲尼尔透镜的焦距等于发光二极管芯片与菲尼尔透镜所在平面之间的距 离。2. 如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述扩散板包括入光面和与入 光面相对的出光面，所述菲尼尔透镜设置在扩散板的入光面上。3. 如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述菲尼尔透镜的面积小于或 等于 31 (f ? tan 0 ) 2。4. 如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述准直透镜还包括至少一个 棱镜，每一棱镜设置在相邻两菲尼尔透镜之间，用于接收发光二极管芯片发出的位于出光 角边缘的大角度光线，使该部分光线入射到棱镜中并被棱镜校准为准直光线进而入射到扩 散板中。5. 如权利要求4所述的发光二极管装置，其特征在于：所述棱镜的内表面为全反射面。6. 如权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于：所述棱镜为等腰锥形。7. 如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述发光二极管芯片为蓝光芯 片，所述荧光层内的荧光粉为黄色荧光粉。8. 如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述扩散板内包含光散射粒子。
【专利摘要】一种发光二极管装置，包括若干发光二极管芯片，覆盖在发光二极管芯片上的二次透镜以及扩散板，还包括准直透镜，该准直透镜设置于扩散板与二次透镜之间，该准直透镜包括与发光二极管芯片相同数量的菲尼尔透镜，每一发光二极管芯片发出的光线入射至与该发光二极管芯片对应的菲尼尔透镜后被校准为准直光线并垂直入射至扩散板中，所述菲尼尔透镜的焦距等于发光二极管芯片与菲尼尔透镜所在平面之间的距离，最终增加发光二极管装置的出光效率。
【IPC分类】H01L33/58
【公开号】CN104953015
【申请号】CN201410118691
【发明人】陈柏洲
【申请人】鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月27日