专利名称：发光二极管模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管模组，特别是一种提高光利用率的发光二极 管才莫组。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是利用半导体材料中的电子 与电洞结合时能量带(Energy Gap)位阶的改变，以发光形式释放出能量。 目前于市场上应用的发光二极管所发出的光为红、绿、蓝及白光等多种。由 于发光二极管具有体积小、寿命长、驱动电压低、耗电量低、反应速率快、 耐震性佳等优点，已广泛应用于银行汇率看板、交通标志、户外信息看板与 日常照明等各种应用领域中。随着通信技术不断发展，发光二极管也逐渐应 用在移动电话等小型通信设备上提供背光或照明用。现有技术中移动电话及内建数码相机的移动电话的照明工具或发光二极 管闪光灯所采用的发光二极管，其透光封装体的透光面为一球面，容易造成 光学像差。当沿发光二极管出射光线的相反方向看时，会出现发光二极管发 光点发散的现象，从而发光点亮度也随之下降，影响其照明效果，且现有技 术中发光二极管中传输的光会在各个方向上发生散射，发光二极管光学利用 率较低，用作光源时效果很不理想。发明内容有鉴于此，提供一种可提高光利用率的发光二极管模组实为必要。 一种发光二极管模組，依次包括:基板，发光二极管发光芯片，物镜，固 态浸没透镜，及一个导光板。该发光二极管发光芯片设置在该基板上，并与 之电连接。该物镜和该固态浸没透镜同轴。该固态浸没透镜与导光板之间的 间隔大于零且小于发光二极管发光芯片所发出的光的中心波长。相对于现有技术，所述的发光二极管模组，通过在发光二极管发光芯片
上加载一固态浸没透镜减少散射，并将大部份消逝波集聚以提高亮度。
图1是本发明实施例提供的一种发光二极管模组的剖面示意图。图2是本发明另 一 实施例提供的 一种发光二极管模组的剖面示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步之详细说明。请参阅图1,本实施例提供一种发光二极管模组10,该发光二极管模组 IO依次包括基板12，发光二极管发光芯片14,物镜16，固态浸没透镜(Solid Immersed Lens，SIL)18，及一个导光板20。该发光二极管发光芯片14设置 在该基板12上，并与之电连接。该物镜16和该固态浸没透镜18同轴。该固 态浸没透镜18的底部182与该导光板20相对，并且该底部182与该导光板 20之间的间隔大于零且小于发光二极管发光芯片14所发出的光的中心波长。在本实施例中该基板12为柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)。该发光二极管发光芯片14可以为立方形、金字塔形或半圆形。 在本实施例中，该发光二极管发光芯片14为立方形。该发光二极管发光芯片 14选自红光发光二极管发光芯片、绿光发光二极管发光芯片、蓝光发光二极 管发光芯片及白光发光二极管发光芯片中的任意一种。还可于发光二极管发 光芯片14上涂覆荧光粉(图未示)，发光二极管发光芯片14发出的光激发荧 光粉，使荧光粉产生与发光二极管发光芯片14发出的光不相同的光，再与发 光二极管发光芯片14发出的光混合以产生白光而制造成白光光源。如果该发 光二极管发光芯片14为蓝光发光二极管发光芯片，那么该固态浸没透镜18 的底部182与该导光板20之间的间隔大于零且小于405纳米。该发光二极管 发光芯片14底面可以进一步镀一层反射膜，用于将发光二极管发光芯片14 发出的光反射至物镜16。所述的聚光物镜16的入光面160为一非球面。非球面是二次曲面或高次 曲面，其表面曲率半径随着曲面各点的位置而改变， 一般情况下是二次曲线 的旋转面。例如于本实施例中，所述的非球面为椭圆面。当然，所述的非球 面也可为其它形状，如双曲面或抛物面等，而不限于椭圓面。采用非球面的物镜16能有效消除光学像差，成像与聚光效果均明显优于球面透镜。随着计 算机技术与高精数控工艺的出现与发展，非球面透镜的设计与加工变得容易，使其制造成本下降。在本实施例中，聚光物镜16的出光面162可以为i^面也可以为非^^面。所述的物镜16的材料可选用透明光学材料，如聚甲基丙烯酸甲酯 (Polymethyl Methacrylate, PMMA),聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)，聚醚酰 亚胺(Polyetherimide, PIE)等。物镜16的数值孑L径(Numerical Aperture, NA) 介于0.55和0.8之间，也可以大于l，而产生更小的聚焦光点。所述固态浸没透镜18的折射率的范围为1. 45至3，优选为2至2. 7。固 态浸没透镜18的数值孔径的范围为1至2。该固态浸没透镜18可采用高折 射率的光学材料，例如硫化锌(ZnS)、磷化镓(GaP)等。在本实施例中，该固 态浸没透镜18为半球形(Hemisphere)。该固态浸没透镜18的曲率半径小于 或等于物镜16的焦距，使得经物镜16出来的光束能垂直球面进入半球形固 态浸没透镜18，光点会聚于球心，如图l所示。在另一较佳实施例中，该固 态浸没透镜18也可以为一个超半球体(Hyper-hemisphere Aplanat)，请参阅 图2。由于经物镜16会聚的光的入射角大于固态浸没透镜18的全反射临界 角，因此固态浸没透镜18和导光板20之间会有消逝波(Evanescent Wave) 存在，为了使消逝波能有效的耦合进入导光板20中，必须让固态浸没透镜 18和导光板20的间距小于发光二极管所发出的光的中心波长。此时光的传 播行为不再适用一般的远场理论，必须以近场光学来解释。相对于现有技术，所述的发光二极管模组10,通过在发光二极管发光芯 片14上加载一非球面物镜16,减少像差，并同时加载一固态浸没透镜18减 少散射，并将大部份消逝波耦合进入导光板20,提高了光的利用率。该发光 二极管模组10可以作为液晶显示器的背光源，可以装载在移动电话上使移动 电话具有照明功能，也可作为一般的照明光源。另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些 依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
1.一种发光二极管模组，依次包括基板；发光二极管发光芯片，该发光二极管发光芯片设置在该基板上，并与之电连接；物镜；与物镜同轴之固态浸没透镜；导光板；其特征在于该固态浸没透镜与该导光板之间的间隔大于零且小于发光二极管发光芯片所发出的光的中心波长。
2. 如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该基板是柔性电路板。
3. 如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该物镜是一个非球面 聚光透镜。
4. 如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该物镜的数值孔径的 范围为0. 55至0. 8。
5. 如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该固态浸没透镜的折 射率的范围为1.45至3。
6. 如权利要求5所述的发光二极管模组，其特征在于该固态浸没透镜的折 射率的范围为2至2. 7。
7. 如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该固态浸没透镜的数 值孔径的范围为1至2。
8. 如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该固态浸没透镜的材料为高折射率光学材料。
9. 如权利要求8所述的发光二极管模组，其特征在于该固态浸没透镜的材 料为硫化锌或磷化镓。
10. 如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该固态浸没透镜为半 球形或超半球形。
全文摘要
本发明涉及一种发光二极管模组，其依次包括基板，发光二极管发光芯片，物镜，固态浸没透镜，及一个导光板。该发光二极管发光芯片设置在该基板上，并与之电连接。该物镜和该固态浸没透镜同轴。该固态浸没透镜与该导光板的间隔大于零且小于发光二极管发光芯片所发出的光的中心波长。该发光二极管模组可以有效提高光的利用率，增强发光模组的亮度。
文档编号F21Y101/02GK101126491SQ20061006221
公开日2008年2月20日 申请日期2006年8月18日 优先权日2006年8月18日
发明者陈杰良 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