专利名称：Led封装透镜的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种LED (Light Emitting Diode)封装透镜，特别是一种具有反射膜的LED封装透镜。
背景技术：
LED芯片长时间暴露在大气中，会受到水汽或其他环境中的化学物质影响而老化， 造成特性的衰退，选用适合的基材可提供LED芯片足够的机械保护。主要用于LED的基材， 有导线架、金属基板、低温共烧陶瓷基板等。其中，以低温共烧陶瓷基板的热膨胀系数与半导体最为接近，可提供一个可靠度高的LED基材。利用高透明度的环氧树酯与硅胶封装材料包覆发光二极管，是一种广为使用的封装方法。为了提升LED组件的聚光性、耐热性，耐变色性与强化机械强度与防止湿气进入影响萤光粉的特性，许多封装大厂使用玻璃透镜作为封装材料。图IA至图IB为现有技术的LED封装透镜示意图。图IA为传统平凸透镜10，透镜具有一透光平面与一透光弧面，透光平面中央有一凹槽。LED芯片20贴于导线架(载板 30)后，与封装透镜10结合，使LED芯片位于凹槽内，(如图IB所示)。常见的LED封装载板30为陶瓷、金属板等。其中，LED芯片20产生的光线，部分经由透镜穿透射出，另一部分光线经由透镜界面反射，光线反射后被载板30表面吸收，并没有办法穿过透镜，造成LED发光亮度的损耗(图1B)。为了减少LED光源的损耗，LED封装完成后，搭配一外部反射片70，降低光源损耗， 但是外部反射结构70无法降低LED封装透镜10造成的光源损耗(图1C)。因此，如何提供更好的封装材料，又能减少内反射光源的损失，同时兼顾光源强度与机械强度。是本发明所欲解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的系提供一种具有内反射膜的LED封装透镜，使部分的光线可藉由反射膜射出。因此，相较于传统的封装透镜，使用具有反射膜的封装透镜光源亮度较高。本发明的另一目的系提供一种具有滤光片的LED封装透镜，滤光片位于透镜凹槽，LED芯片的光源发光处。藉由滤光片对光源进行过滤，选择LED光源波段。此外，于封装透镜弧面外缘可增加增透膜，增加透光率，提高LED发光亮度。关于本发明所述的LED封装透镜，可以藉由以下发明详述及所附图式，得到进一步的了解。
图IA为现有技术LED封装透镜剖面示意图；图IB为现有技术LED封装透镜、LED芯片与载板的剖面示意图IC为现有技术LED与反射片的示意图；图2为本发明LED封装透镜的剖面示意图；图3为本发明具有增透膜与滤光膜的LED封装透镜剖面示意图；图4为在基板(NS)上镀一层厚度为d、折射率为N的薄膜的剖面示意图；以及图5为薄膜反射率与光学厚度的变化关系图。附图标号10LED封装透镜20LED 芯片30载板40反射膜50A.50B 增透膜60滤光片70外部反射结构
具体实施例方式为了能更清楚描述本发明所提出的LED封装透镜的特征，以下将配合图式详细说明之。在本发明中，以一 LED封装透镜作为一实施例，配合图示作详细的叙述。LED上游外延晶片经过切割后成为芯片，之后将芯片粘贴在导线架上，进入下游 LED封装工艺。依照不同LED产品的应用，有不同LED芯片封装技术与材料。一般而言，LED封装透镜为平凸透镜10，形状为半球形、圆顶(dome)、半椭圆形或圆顶的截头体(frustum，如切去头端(truncated)的圆顶)等。透镜材料可为玻璃、石英或塑胶等。其中，常见的塑胶透镜材料为环氧树脂(印oxy)、聚碳酸酯(PC)、硅胶(silicone)寸。图2为本发明提出的LED封装透镜示意图，平凸透镜具有一透光平面与一透光弧面，透光平面中央有一凹槽，利用电浆离子法、涂布法或蒸镀法，于平凸透镜10的平面形成反射膜40于其上。较宜者，反射膜40可为金属膜或无机材料膜或金属膜加无机材料膜，金属膜材料可选自下列的一者金、银、铝及其合金。上述的无机材料膜可为二氧化钛层与二氧化硅层交替组合而成的多层膜。LED芯片20贴于导线架(载板30)后，与封装透镜10结合，使LED芯片20位于凹槽内，因此凹槽处不应具有反射膜。LED芯片有两种基本结构，横向结构(Lateral)和垂直结构(Vertical)。横向结构LED芯片的两个电极在LED芯片的同一侧，电流在n_类型和P-类型限制层中横向流动不等的距离。垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，由于图形化电极和全部的P-类型限制层作为第二电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，极少横向流动的电流，可以改善平面结构的电流分布问题，提高发光效率，也可以解决P极的遮光问题，提升LED的发光面积。上述的LED芯片20产生的光线穿过凹槽，部分光线经由平凸透镜10的透光弧面向外透光，另一部分未穿透透光面的光线，于透光弧面反射至反射膜40，经由反射膜40反射射出透光弧面，有效提高光源亮度。如图3所示，于透光弧面表面可更包含增透膜(AR) 50A，增加透光弧面的透光率。较佳者，在透镜的凹槽内表面具有增透膜50B。增透膜50A、50B材料可为二氧化钛(TiO2) 与二氧化硅(SiO2)多层薄膜、氟化镁(MgF2)、二氧化锆(ZrO2)与二氧化硅(SiO2)多层薄膜寸。为了使封装后的LED可产生特定波段光源，于透镜的凹槽内可形成滤光片60(图
3)。藉由滤光片60，可使LED过滤出不同波段的光线。于本实施例中，滤光片60的材料可为二氧化钛(TiO2)与二氧化硅(SiO2)多层薄膜。光学薄膜基本原理如下依照马克士威(Maxwell)电磁场理论，可以解释变化的电磁场在空间中的传播现象，光波亦包括在电磁场之中。研究薄膜系统的光学特性，从理论观点而言，就是研究平面电磁波通过分层介质的传播现象。折射率为N，厚度为d的单层膜，在基板折射率为NS上，构成两个界面a与b，λ为波长。为了方便讨论，假设所有的介电质材质均勻且具均向性，其界面平行且无限延展(图
权利要求
1.一种LED封装透镜，其特征在于，所述透镜包含一平凸透镜，所述平凸透镜的底平面镀有一反射膜，所述底平面中央具有一凹槽，因此封装所述平凸透镜置于LED的载板时，所述凹槽可容置所述LED。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜材料选自下列的一者玻璃、石英玻璃、塑胶。
3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜更包含一透光弧面，所述透光弧面更具有一增透膜。
4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜更包含一增透膜，于所述凹槽内表
5.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜更包含一滤光片，于所述凹槽内表面，以选择特定波段光源。
6.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述反射膜为金属膜，所述金属膜材料选自下列的一者及其任意组合金、银、铝。
7.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述反射膜为二氧化钛层与二氧化硅层交替组成的多层膜。
8.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜形状选自下列的一者半球形、圆顶、半椭圆形、圆顶的截头体，切去头端的圆顶。
全文摘要
本发明提供一种具有反射膜的LED封装透镜，该LED封装透镜包含一平凸透镜，所述平凸透镜的底平面镀有一反射膜，该所述底平面中央具有一凹槽，因此封装该所述平凸透镜置于LED的载板时，该所述凹槽可容置该所述LED。反射膜位于LED封装透镜的底平面，以提高LED的发光亮度。封装透镜可搭配滤光片，选择光源波段。此外，封装透镜可搭配增透膜，增加LED透光率。
文档编号H01L33/58GK102376843SQ201010253468
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者陈文彬 申请人:陈文彬