专利名称：发光二极管白光透镜及由其组成的发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种大功率发光二极管的透镜及由其组成的 发光二极管。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode; LED)是半导体材料制成的发光元件，可将电能 转化成光能，具有省电、节能、环保、使用寿命长等特性，目前已可以全可见光视域生产， 发光效率已比传统的白炽灯高出10倍，在公共照明领域的路灯照明已首先普及应用了发光二 极管。
应用于公共照明领域的发光二极管为集成式发光二极管，每一发光二极管的结构如图l 所示，主要由芯片5、导热铜柱l、电极线路2、支架3、金线4、荧光粉树脂8、透镜7等组成 。在设有电极线路2的支架3内镶嵌导热铜柱1，用银胶将芯片5固定于导热铜柱1上，用金线 4连接支架3和芯片5，形成一个发光二极管的芯片外延结构，在芯片5的表层涂布荧光粉树脂 8，透镜7的边缘镶嵌于支架3中，在透镜7与支架3、芯片5、导热铜柱1之间注入填冲硅胶6即 完成发光二极管的封装。当芯片5发出蓝光时，芯片5表面涂布的荧光粉受激发发出与蓝光互 补的黄光，再利用透镜7将黄光、蓝光混合，即可得到肉眼所见的白光。
在公共照明系统中采用集成式发光二极管以获得高亮度，多个发光二极管的集成使用会 导致单元内部温度升高，由于现有的发光二极管中荧光粉涂层位于芯片5的表层，使得在发 光二极管的长时间使用中荧光粉会产生碳化，从而影响发光二极管的性能。并且多个发光二 极管集成在一起，每个发光二极管之间容易存在颜色差异，或每盏路灯存在颜色差异。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管透镜，它能有效地降低发光二极管之间的色差， 降低温度对荧光粉的碳化作用，提高发光二极管的品质。本发明的另一目的在于提供包括该 透镜的发光二极管。
为了实现上述发明目的，本发明人经过反复生产实践，提供了以下技术方案 一种发光二极管白光透镜，由透镜基材和荧光粉混合后经注塑或压铸或其他工艺成型而 成，所述透镜基材为聚碳酸脂(Polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、硅胶( Silicon dioxide) 、 Na2Si03、 CaSi03、 Si02、 Na20 Ca0 6SiO2中的任意一种，所述透镜
4基材与荧光粉的质量比为透镜基材荧光粉=0. 1 1000: 1，甚至是任意比例的组合。
所述发光二极管白光透镜的形状可以任意形状。
所述荧光粉可以是目前发光二极管所使用的任何一种，如YAG荧光粉或TAG荧光粉。
所述透镜基材为聚碳酸脂(Polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、硅胶( Silicon dioxide)的任意一种，所述注塑或压铸或其他工艺的成型温度为l(TC 20(rC 。
所述透镜基材为Na2Si03、 CaSi03、 Si02、 Na20 Ca0 6Si02等玻璃基材中的任意一种， 所述注塑或压铸或其他工艺的成型温度为50(TC 300(rC。
应用本发明透镜组成的发光二极管，主要由芯片5、导热铜柱l、电极线路2、支架3、金 线4、透镜7、填充硅胶6组成，导热铜柱1镶嵌在设有电极线路2的支架3内，芯片5通过银胶 固定于导热铜柱l上，支架3和芯片5通过金线4相连接，形成一个发光二极管的芯片外延结构 ，透镜7的边缘镶嵌于支架3中，注入填充硅胶6固定。透镜7与支架3、芯片5、导热铜柱l之 间填充有填充硅胶6，所述透镜7包含有发光二极管白光透镜9。
所述透镜7全部由发光二极管白光透镜组成。
所述透镜7的内表面为白光透镜。
所述透镜7的外表面为发光二极管白光透镜。
与现有技术相比，本发明专利的有益效果是
现有技术中本发明的发光二极管主要由芯片5、导热铜柱l、电极线路2、支架3、金线4 、荧光粉树脂8、透镜7、填充树脂6等组成，荧光粉树脂8涂布于芯片的表层，使得在发光二 极管的长时间使用中荧光粉会产生碳化，从而影响发光二极管的性能；并且由于荧光粉树脂 中的荧光粉与树脂的密度不一致，容易在树脂中沉淀而分布不均，荧光粉不能完全被激发， 使得每盏路灯存在颜色差异或有黄圈产生；尤其当多个发光二极管集成时，每个发光二极管 之间的颜色差异更加明显。
本发明提供的技术方案巧妙地解决了上述技术问题。本发明提供了一种由任意的可作为 透镜原料的基材和荧光粉混合后经注塑或压铸或其他工艺成型的发光二极管白光透镜，并将 该透镜应用于发光二极管中。应用该透镜的发光二极管，不再于芯片表层涂布荧光粉树脂， 而是将荧光粉与透镜基材混合后成型，荧光粉可以均匀地分布于透镜上，发光二极管的颜色 差异性会明显降低。并且芯片发出的热量在白光透镜和芯片之间的填充硅胶之间降低，从而 将减少热量对荧光粉的碳化作用。
下面结合说明书附图对本发明专利做进一步的介绍。
图l为现有的发光二极管的结构示意图2使用为本发明的使用白光透镜的发光二极管结构示意图3本发明专利具体实施方式
l中白光透镜边缘的横截面示意图4本发明专利图3中A-A剖面图5本发明专利的具体实施方式
2结构示意图6本发明专利的具体实施方式
2 B-B剖面图。 图中标记l-导热铜柱，2-电极线路，3-支架，4-金线，5-芯片，6-填充硅胶，7-透镜 ，8-荧光粉树脂。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主 题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明实施例中列举的发光二极管白光透镜，由透镜基材和荧光粉为原料成型而成，所 述透镜基材为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、硅胶、Na2Si03、 CaSi03、 Si02、 Na20 Ca0 6Si02中的任意一种，所述透镜基材与荧光粉的质量比例为透镜基材荧光粉=0. 1 1000: 1。
所述透镜基材为聚碳酸脂(Polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、硅胶( Silicon dioxide)的任意一种，所述注塑或压铸或其他工艺的成型温度为l(TC 20(rC 。
所述透镜基材为Na2Si03、 CaSi03、 Si02、 Na20 CaO 6Si02等玻璃基材中的任意一种， 所述注塑或压铸或其他工艺的成型温度为50(TC 300(rC。
应用上述白光透镜组成的发光二极管，主要由芯片5、导热铜柱l、电极线路2、支架3、 金线4、透镜7、填充硅胶6组成，导热铜柱1镶嵌在设有电极线路2的支架3内，芯片5通过银 胶固定于导热铜柱l上，支架3和芯片5通过金线4相连接，形成一个发光二极管的芯片外延结 构，透镜7的边缘镶嵌于支架3中，透镜7与支架3、芯片5、导热铜柱1之间填充有填充硅胶6 ，所述透镜7包含有发光二极管白光透镜9。
实施例l
如图2-4所示，本施例中的发光二极管白光透镜，由透镜基材聚碳酸脂和波长是580纳米 的荧光粉为原料成型而成，所述透镜基材与荧光粉的质量比例为聚碳酸脂荧光粉=5: 1。 本实施例的发光二极管白光透镜是由上述比例的聚碳酸脂和荧光粉混合后，在5(TC左右的温 度下注塑形成剖面为半圆形的透镜，该透镜的边缘对称设置有两个小孔，注入填充硅胶6时 ，部分填充硅胶6从该小孔溢出，固化后可使透镜7与支架3的连接更加稳定。应用本实施例透镜组成的发光二极管，主要由芯片5、导热铜柱l、电极线路2、支架3、 金线4、透镜7、填充硅胶6组成，导热铜柱1镶嵌在设有电极线路2的支架3内，芯片5通过银 胶固定于导热铜柱l上，支架3和芯片5通过金线4相连接，形成一个发光二极管的芯片外延结 构，透镜7的边缘镶嵌于支架3中，透镜7与支架3、芯片5、导热铜柱1之间填充有填充硅胶6 ，所述透镜7全部由发光二极管白光透镜9组成。
实施例2
如图2-4所示，本施例中的发光二极管白光透镜，由透镜基材硅胶和波长是580纳米的荧 光粉为原料成型而成，所述透镜基材与荧光粉的质量比例为硅胶荧光粉=500: 1。本实施 例的发光二极管白光透镜是由上述比例的硅胶和荧光粉混合后，在20(TC左右的温度下注塑 形成剖面为半圆形的透镜。
应用本实施例透镜组成的发光二极管，主要由芯片5、导热铜柱l、电极线路2、支架3、 金线4、透镜7、填充硅胶6组成，导热铜柱1镶嵌在设有电极线路2的支架3内，芯片5通过银 胶固定于导热铜柱l上，支架3和芯片5通过金线4相连接，形成一个发光二极管的芯片外延结 构，透镜7的边缘镶嵌于支架3中，透镜7与支架3、芯片5、导热铜柱1之间填充有填充硅胶6 ，所述透镜7的内表面为发光二极管白光透镜，外表面为普通透镜。
实施例3
本施例中的发光二极管白光透镜，由透镜基材聚甲基丙烯酸甲酯和波长是620纳米的荧 光粉为原料成型而成，所述透镜基材与荧光粉的质量比例为聚甲基丙烯酸甲酯荧光粉=4: 1。本实施例的发光二极管白光透镜是由上述比例的聚碳酸脂和荧光粉混合后，在15(TC 20CTC的温度下注塑形成剖面为半圆形的白光透镜。
应用本实施例透镜组成的发光二极管的结构同实施例l 。
实施例4
如图2、图5、图6所示，本施例中的发光二极管白光透镜，由透镜基材Na20 mSi02和波 长是560纳米的YAG荧光粉为原料成型而成，所述透镜基材与荧光粉的质量比例为Na20 mSi02:荧光粉=100: 1。本实施例的发光二极管白光透镜是由上述比例的Na20.mSi02和荧光 粉混合后，在500°C左右的温度下成型为半球状的白光透镜。
本实施例的发光二极管白光透镜组成的发光二极管结构同实施例l，其中透镜7的外表面 为白光透镜，内表面为普通透镜。
实施例5
本施例中的发光二极管白光透镜，由透镜基材Na20 CaO 6Si02和波长是550纳米的TAG荧光粉为原料成型而成，所述透镜基材与荧光粉的质量比例为Na20 CaO 6Si02:荧光 粉=800: 1。本实施例的发光二极管白光透镜是由上述比例的Na20 CaO 6Si02和荧光粉混 合后，在250(TC左右的温度下压铸成半圆形。
本实施例的发光二极管白光透镜组成的发光二极管结构同实施例l。
权利要求
1.一种发光二极管白光透镜，由透镜基材和荧光粉混合后经注塑或压铸或其他工艺成型而成，所述透镜基材为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、硅胶、Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、Na2O·CaO·6SiO2中的任意一种，所述透镜基材与荧光粉的质量比为透镜基材∶荧光粉＝0.1～1000∶1。
2. 根据权利要求l所述的发光二极管白光透镜，所述荧光粉为YAG荧光粉或TAG荧光粉。
3. 根据权利要求1或2所述的发光二极管白光透镜，所述透镜基材为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、硅胶中的任意一种，所述注塑或压铸或其他工艺的成型温度为10。C 200。C。
4. 根据权利要求1或2所述的发光二极管白光透镜，所述透镜基材为Na2Si03、 CaSi03、 Si02、 Na20 Ca0 6Si02中的任意一种，所述注塑或压铸或其他工艺的成型温度为500 。C 3000 。C。
5. 应用权利要求l所述白光透镜组成的发光二极管，主要由芯片(5)、导热铜柱(1)、电极线路(2)、支架(3)、金线(4)、透镜(7)、填充硅胶(6)组成，导热铜柱(1)镶嵌在设有电极线路(2)的支架(3)内，芯片(5)通过银胶固定于导热铜柱(1)上，支架(3)和芯片(5)通过金线(4)相连接，形成一个发光二极管的芯片外延结构，透镜(7)的边缘镶嵌于支架(3)中，透镜(7)与支架(3)、芯片(5)、导热铜柱(1)之间填充有填充硅胶(6)，所述透镜(7)包含有发光二极管白光透镜(9)
6. 根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于所述透镜(7)全部由发光二极管白光透镜组成。
7. 根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于所述透镜(7)的内表面为白光透镜。
8 根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于所述透镜(7)的外表面为发光二极管白光透镜。
全文摘要
本发明公开了一种大功率发光二极管的透镜及由其组成的发光二极管，属于光电应用技术领域。本发明的发光二极管白光透镜，由透镜基材和荧光粉混合后经注塑或压铸或其他工艺成型而成，所述透镜基材为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、硅胶、Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub>、CaSiO<sub>3</sub>、SiO<sub>2</sub>、Na<sub>2</sub>O·CaO·6SiO<sub>2</sub>中的任意一种，所述透镜基材与荧光粉的质量比为透镜基材荧光粉＝0.1～1000∶1。应用该透镜的发光二极管，不再于芯片表层涂布荧光粉树脂，而是将荧光粉与透镜基材混合后成型，荧光粉可以均匀地分布于透镜上，发光二极管的颜色差异性会明显降低，并且可减少热量对荧光粉的碳化作用。
文档编号F21V5/00GK101644406SQ20091030643
公开日2010年2月10日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者恒 任 申请人:四川九洲光电科技有限公司