专利名称：一种采用微透镜阵列的大功率集成led灯体结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体照明技术领域和LED 二次配光技术领域，尤其涉及一种采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构。
背景技术：
目前LED分为小功率LED和功率型LED，其中输入功率在数十毫瓦以下的属于小功率LED ；而功率型LED又分为普通功率LED和W级功率LED两种，输入功率大于或等于IW的 LED为W级功率LED (大功率LED)。随着LED光效的不断提升和LED制造技术的不断提高， 大功率LED灯已开始在路灯、隧道灯、高杆灯、泛光灯、防爆灯、射灯、景观灯、特种灯方面得到越来越广泛的应用。大功率LED灯具有光效高、功耗低、无污染、寿命长等显著的优点。近年来，大功率集成LED的功率已经达到十瓦-几十瓦，在二次配光设计上，LED透镜可以很方便地实现对发光角度、光照效果以及光均勻度等方面的控制。这使得透镜在大功率集成LED 二次配光中得到广泛的应用，比如路灯、筒灯、射灯等。一般说来，由于大功率集成LED尺寸较大，在二次配光设计上，已不能简单地把其作为点光源来处理，与之相配的 LED透镜在尺寸和高度上也比较大。如
图1所示，目前传统技术在大功率集成LED光源上应用的传统透镜装置的结构如下在铝基板102上面贴装有至少2颗或两颗以上GaN基蓝光芯片101，所述蓝光芯片101 按一定的排布方式进行排列。芯片101上部涂布YAG黄色荧光粉103，然后用硅胶104进行灌封；透镜107通过定位销108和基座(铝基板)102以及散热器106相连。铝基板102 和散热器106之间涂布有导热硅脂105，以加强整体的散热性能。由于目前LED大多采用蓝光芯片+黄色荧光粉相组合产生白光的模式，而黄光和蓝光波长不同，它们在透镜中的频率、传播速度和折射率都有着较大的差别。材料的折射率随入射光频率的减小而减小。因此，这种蓝光和黄光组合形成的白光在透镜中会产生色散现象，波长宽、频率低的黄光在从透镜传播到空气的过程中，折射率较小，会偏向透镜的边缘，从而在照明区域的光斑上，边缘部分明显发黄，形成业界比较头疼的“黄圈”现象，影响了它的推广应用。这种现象因大功率集成LED用透镜的尺寸和高度较大而更趋严重。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构。以克服传统技术中的不足，解决LED照明在大透镜情况下难以克服的边缘黄圈问题。本发明的具体技术方案如下—种采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构，包括一大功率集成LED光源，光源内部有至少两颗或两颗以上GaN (氮化镓)基蓝光芯片，并按阵列的排布方式进行排列， 芯片上部涂布YAG黄色荧光粉，然后用硅胶进行灌封；在大功率集成LED光源上方，安置有一由复数个与蓝光芯片数量相同微透镜组成的微透镜阵列，该微透镜阵列中的每个微透镜与LED光源中每颗蓝光芯片一一对应。
上述方案中，所述微透镜阵列开有定位孔，并利用定位销同基座以及散热器相连。上述方案中，所述封装好的大功率集成LED光源通过导热硅胶和下方的散热器相连。上述方案中，所述微透镜阵列是用透光性能优良的PMMA(亚克力)、PC(—种透明性能良好的工程塑料)、玻璃这些材质通过一次模压或注塑成型，由复数个小透镜的多合一集合而成的微透镜阵列。并不是由若干个独立的透镜拼合而成。上述方案中，所述每个小透镜的表面形状为凹曲面和凸曲面。另外，微透镜阵列中的微透镜单元的几何尺寸(如曲率半径、透镜的大小、透镜的凹凸情况)根据不同需要和不同要求而设定，微透镜阵列中各微透镜单元的中心距和与之相配合的发光LED光源中的LED芯片间中心距相等。由于透镜的光学特性，改变透镜的几何参数，就可以调节大功率集成LED光源模块的发光角，也就可以改变集成LED光源模块的光照效果和光照均勻度。也可在微透镜阵列表面做其它的改变，设计成磨砂面、珠面、条纹面等以获得不同的光斑效果。本发明装置优点在于1.由于大功率集成LED光源本身发出的光的照度及光均勻度都不是很理想，大功率集成LED光源发出的光的发射角度有时候也并没有达到预期，而本发明所提供的微透镜阵列能够很方便地实现预期的光斑效果。2.微透镜阵列可按不同需求设计成3合1、5合1甚至几十颗合一的透镜模组，有效节省生产成本，实现产品品质的一致性，节省灯具机构空间，更容易实现“大功率”的特
点ο3.由于微透镜阵列和现有技术中的大透镜相比，显著降低了高度和厚度，因此可显著降低光在透镜中的损耗，提高光效并显著改善因波长不同导致的边缘黄圈现象。4.解决了高亮度大功率发光LED光源松散排列分布，用一铝基板把所需要的发光 LED光源都贴装在上面，微透镜阵列再安装在大功率集成LED光源模块上面，不需要每一颗发光LED光源都安装一个独立的透镜，节约资源，降低成本，使整体更紧凑，更美观，从而提升LED灯具产品的档次。5.铝基板材料是热传导性能良好的铝材质，大功率集成LED光源发出来的热能迅速地传递到所安装的物体或零部件上，然后通过所安装的物体或零部件散发出去，成为散热通道，减少光衰，提高发光LED光源模块的寿命。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。图1为传统技术大功率集成LED及透镜结构示意图；图2为本发明实施例一的结构示意图；图3为本发明实施例二的结构示意具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
请参照图2，本实施例一中采用的是微凸透镜阵列，主要结构为在铝基板202上面贴装有至少2颗或两颗以上GaN基蓝光芯片201，所述蓝光芯片1按一定的排布方式进行排列。芯片201上部涂布YAG黄色荧光粉203，然后用硅胶204进行灌封；微凸透镜阵列209 是一体化整体制作在一起的微凸透镜单元207的集合体；微凸透镜阵列209安装在大功率集成LED光源210的上面，所述的微凸透镜阵列209开有定位孔，并通过定位销208和基座 (铝基板)202以及散热器206相连。为防止大功率集成LED光源温度过高，铝基板202和散热器206之间涂布有导热硅脂205，以加强整体的散热性能。微凸透镜阵列209中两相邻微凸透镜单元207之间的中心距与铝基板202上面相应的LED光源中的相邻LED芯片201 中心距相等。不同芯片之间的中心距相等但不限于相等，其他情况，比如非对称排列的情况也是允许的。微凸透镜阵列209中的微凸透镜单元207的几何尺寸(如曲率半径、透镜的高度和大小)根据不同需要和不同要求而设定。微凸透镜阵列209表面平滑过渡，但其他改变，比如磨砂面、珠面、条纹面等也是允许的。请参照图3，本实施例二中采用的是微凹透镜阵列，主要结构为在铝基板302上面贴装有至少2颗或两颗以上GaN基蓝光芯片301，所述蓝光芯片1按一定的排布方式进行排列。芯片301上部涂布YAG黄色荧光粉303，然后用硅胶304进行灌封；微凹透镜阵列 309是一体化整体制作在一起的微凹透镜单元307的集合体。微凹透镜阵列309安装在大功率发光LED光源310的上面，所述的微凹透镜阵列309开有定位孔，并通过定位销308和基座(铝基板)302以及散热器306相连。为防止大功率集成LED光源温度过高，铝基板 302和散热器306之间涂布有导热硅脂305，以加强整体的散热性能。微凹透镜阵列309中两相邻微凹透镜单元307之间的中心距与铝基板302上面的发光LED光源中的相邻LED芯片301中心距相等，不同芯片之间的中心距相等但不限于相等，其他情况，比如非对称排列的情况也是允许的。微凹透镜阵列309中的微凹透镜单元307的几何尺寸(如曲率半径、 透镜的高度和大小)根据不同需要和不同要求而设定。微凹透镜阵列309表面平滑过渡， 但其他改变，比如磨砂面、珠面、条纹面等也是允许的。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构，包括一大功率集成LED光源，光源内部有至少两颗或两颗以上GaN基蓝光芯片，并按阵列的排布方式进行排列，芯片上部涂布YAG黄色荧光粉，然后用硅胶进行灌封；其特征在于，在大功率集成LED光源上方，安置有一由复数个与蓝光芯片数量相同微透镜组成的微透镜阵列，该微透镜阵列中的每个微透镜与LED光源中每颗蓝光芯片一一对应。
2.根据权利要求1的采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构，其特征在于，所述微透镜阵列开有定位孔，并利用定位销同基座以及散热器相连。
3.根据权利要求1的采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构，其特征在于，所述封装好的大功率集成LED光源通过导热硅胶和下方的散热器相连。
4.根据权利要求1的采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构，其特征在于，所述微透镜阵列是用透光性能优良的PMMA、PC、玻璃这些材质通过一次模压或注塑成型，由复数个小透镜的多合一集合而成的微透镜阵列。并不是由若干个独立的透镜拼合而成。
5.根据权利要求4的采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构，其特征在于，所述每个小透镜的表面形状为凹曲面和凸曲面。
全文摘要
本发明公开了一种采用微透镜阵列的大功率集成LED灯体结构。包括一大功率集成LED光源，光源内部有至少两颗或两颗以上GaN(氮化镓)基蓝光芯片，并按阵列的排布方式进行排列，芯片上部涂布YAG黄色荧光粉，然后用硅胶进行灌封；在大功率集成LED光源上方，安置有一由复数个与蓝光芯片数量相同微透镜组成的微透镜阵列，该微透镜阵列中的每个微透镜与LED光源中每颗蓝光芯片一一对应。本发明克服了传统技术中的不足，解决LED照明在大透镜情况下难以克服的边缘黄圈问题。
文档编号F21S2/00GK102330906SQ201110304080
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者常保延, 李杰民 申请人:无锡华兆泓光电科技有限公司