一种红外辐射LED发光元件制造技术

一种红外辐射LED发光元件，包括：支架结构；挡板结构，与支架结构之外围相连接；红外辐射LED芯片，设置于支架结构之上；封装胶，覆盖于红外辐射LED芯片之外围；透镜，形成于封装胶之上；所述透镜具有朝向封装胶的第一表面以及远离封装胶的第二表面，所述第一表面包括第一子表面和位于第一子表面两侧的第二子表面，其中第一子表面纵截面呈曲面状，第二子表面纵截面呈梯形状。

An infrared radiant LED luminescent element

A kind of infrared radiation LED light emitting element comprises a support structure; a baffle structure, and the support structure around the connected; infrared radiation LED chip is arranged on the frame structure; plastic package, covering the periphery in infrared radiation LED chip; lens, formed in the plastic package; the lens has a first surface facing the plastic package and the second is far away from the surface of the packaging adhesive, wherein the first surface includes a first surface and is located in the first sub surface on both sides of the second sub surface, wherein the longitudinal surface of the first sub section curved, second sub surface longitudinal section is a trapezoid.

【技术实现步骤摘要】
一种红外辐射LED发光元件
本技术涉及一种红外辐射LED发光元件，尤其涉及一种带聚光/偏光功能透镜的红外辐射LED发光元件。
技术介绍
红外辐射LED发光元件，逐渐应用在移动通信市场、安防市场中的虹膜识别、夜视补光等，该部分市场应用的特点要求LED发光元件要有较小的发光角度、微小的体积和较低的成本。目前制作小发光角度（θ1/2≤±25°，θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴线/法线的夹角）LED且有偏角光源组件的制作方案，多采用LED外加透镜等方法，但是该方法组件体积很大，无法在小型化设备中应用，且透镜用料较多，成本较高。现有一种方法是：将LED封装体内植入高精度聚光反射腔，另外配置透镜的结构，虽然也能实现小角度和相对小型化，但其反射腔模具昂贵，LED发光元件的封装工艺繁复，导致制作成本居高不下，而且受反射腔的结构限制，若想缩小LED发光元件的发光角度，在相同效率和芯片尺寸前提下，需要提高反射腔的高度，从而导致LED发光元件的高度变大，其应用受限。目前，有欧美厂商使用这种类似结构制作的红外辐射LED，其尺寸达到3.5×3.5×2.4mm（长×宽×高），发光角度θ1/2≤±10°。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案包括：一种红外辐射LED发光元件，包括：支架结构；挡板结构，与支架结构之外围相连接；红外辐射LED芯片，设置于支架结构之上；封装胶，覆盖于红外辐射LED芯片之外围；透镜，形成于封装胶之上；所述透镜具有朝向封装胶的第一表面以及远离封装胶的第二表面，所述第一表面包括第一子表面和位于第一子表面两侧的第二子表面，其中第一子表面纵截面呈曲面状，第二子表面纵截面呈梯形状。进一步地，所述第二表面纵截面呈阶梯形状或平面状。进一步地，位于所述第二表面纵截面的上表面或下表面最宽处相距介于2.5~4mm。进一步地，位于所述梯形状第二子表面纵截面的上表面最宽处相距介于1.5~3mm。进一步地，位于所述梯形状第二子表面纵截面的下表面最窄处相距介于0.8~2mm。进一步地，所述支架结构与所述挡板结构为一体成型或非一体成型。进一步地，所述支架结构与所述挡板结构的高度之和介于1~2mm。进一步地，所述挡板结构为分布布拉格反射层或金属反射层或全方位反射层或涂布反射材料。进一步地，所述封装胶的上表面呈凸起状或平面状。进一步地，所述封装胶的折射率介于1.3~1.6。进一步地，在所述红外辐射LED芯片周围形成围坝结构。与现有技术相比，本技术可以在微小体积下得到了明显高于现有结构的发光效率，并实现较小的发光角（θ1/2≤±25°），包括如下优点：（1）于红外辐射LED芯片上形成封装胶，并于封装胶上方形成透镜，透镜具有聚光及偏折出光光轴的作用；（2）透镜位于红外辐射LED芯片斜上方的入射面使经由封装胶射出的大角度的光进入透镜内部时向大角度偏折，缩小了发光元件的纵向距离，透镜上表面的阶梯状结构可以使出射光发生偏折，获得有偏角的光分布特性；（3）于红外辐射LED芯片周围形成围坝结构，再填充封装胶，藉由围坝结构和封装胶的张力形成凸起表面，达到提高红外辐射LED芯片出光效率的目的。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图1是实施例1所述的红外辐射LED发光元件剖视示意图。图2是实施例1所述的红外辐射LED发光元件俯视示意图。图3是实施例1所述的红外辐射LED发光元件光路示意图。图4是图3中透镜之第二表面纵截面的放大示意图。图5是图3中光辐射峰值方向与发光器件光轴方向偏角θΔ示意图。图6是实施例2所述的红外辐射LED发光元件剖视示意图。图7是图6中光辐射峰值方向与发光器件光轴方向偏角θΔ示意图。图8是实施例3所述的红外辐射LED发光元件剖视示意图。图9是实施例4所述的红外辐射LED发光元件剖视示意图。图10是实施例5所述的红外辐射LED发光元件剖视示意图。图中部件符号说明：10：支架结构；20：挡板结构；30：红外辐射LED芯片；40：封装胶；50：透镜；51：第一表面；52：第二表面；511：第一子表面；512：第二子表面；60：围坝结构；D1：梯形状第二子表面纵截面的上表面最宽处间距；D2：梯形状第二子表面纵截面的下表面最窄处间距；D3:第二表面纵截面的上表面最宽处间距；H：支架结构与挡板结构的高度之和；S1、S2：入射面；S3：反射面；S4：出射面：L1：光轴方向；L2：光辐射峰值方向；AB、AC：第一表面之阶梯形状斜边。具体实施方式下面结合具体实施例来对本技术进行详细的说明。实施例1如图1和2所示，本实施例提供一种红外辐射LED发光元件，包括：支架结构10；挡板结构20，与支架结构11之外围相连接；红外辐射LED芯片30，设置于支架结构11之上；金线，用于连接红外辐射LED芯片30和支架结构11上的电路（图中未示出）；封装胶40，覆盖于红外辐射LED芯片之外围；透镜50，形成于封装胶40之上，从而形成独立的红外辐射工作单元，此工作单元无需外加其他光学器件即可实现小角度、可控偏转角的光辐射输出。进一步地，支架结构10，可以选用单一材料，如金属、陶瓷、塑料、玻璃等，也可以选用多种复合材料制成；本实施例支架结构优选包含陶瓷材料、尤其是具有高的热传导能力的材料，以便发光元件在工作中充分地冷却发射辐射的红外辐射LED芯片。进一步地，挡板结构20，可以选用单一材料，如金属、陶瓷、塑料、玻璃等，也可以选用多种复合材料制成；本实施例挡板结构优选包含高反射率材料，如分布布拉格反射层或金属反射层或全方位反射层或塑料基体上涂布反射材料。此外，挡板结构20的材料组成可以与支架结构10一样，也可以不一样；支架结构与挡板结构可以是一体成型，也可以是分开成型，即非一体成型；所述支架结构与所述挡板结构的高度之和H优选介于1~2mm。进一步地，红外辐射LED芯片30装配在支架结构10之上，芯片上表面涂覆有比如硅胶或环氧树脂构成的封装胶40，挡板结构20的侧壁高于封装胶40的上表面，且上部开口。封装胶的上表面可以呈凸起状，也可以是平面状或者其他形状，封装胶的折射率优选介于1.3~1.6之间，藉由封装胶折射率与透过封装胶的空气折射率（一般认为真空中的折射率等于1.0）之差，用以控制红外辐射LED芯片透过封装胶的光路方向，且封装胶有助于提高红外辐射LED芯片的发光效率。进一步地，透镜50具有朝向封装胶的第一表面51以及远离封装胶的第二表面52，第一表面可以包括第一子表面和位于第一子表面两侧的第二子表面，其中第一子表面纵截面呈曲面状，第二子表面纵截面呈梯形状，优选位于所述梯形状第二子表面纵截面的上表面最宽处间距D1介于1.5~3mm，位于所述梯形状第二子表面纵截面的下表面最窄处间距D2介于0.8~2mm；第二表面52纵截面可以呈阶梯形状或平面状，本实施例优选呈阶梯形状，第二表面纵截面的上表面最宽处间距D3介于2.5~4mm。如图3和4所示，支架结构用于支撑并控制透镜与红外辐射LED芯片间的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外辐射LED发光元件，包括：支架结构；挡板结构，与支架结构之外围相连接；红外辐射LED芯片，设置于支架结构之上；封装胶，覆盖于红外辐射LED芯片之外围；透镜，形成于封装胶之上；其特征在于：所述透镜具有朝向封装胶的第一表面以及远离封装胶的第二表面，所述第一表面包括第一子表面和位于第一子表面两侧的第二子表面，其中第一子表面纵截面呈曲面状，第二子表面纵截面呈梯形状。

【技术特征摘要】
1.一种红外辐射LED发光元件，包括：支架结构；挡板结构，与支架结构之外围相连接；红外辐射LED芯片，设置于支架结构之上；封装胶，覆盖于红外辐射LED芯片之外围；透镜，形成于封装胶之上；其特征在于：所述透镜具有朝向封装胶的第一表面以及远离封装胶的第二表面，所述第一表面包括第一子表面和位于第一子表面两侧的第二子表面，其中第一子表面纵截面呈曲面状，第二子表面纵截面呈梯形状。2.根据权利要求1所述的一种红外辐射LED发光元件，其特征在于：所述第二表面纵截面呈阶梯形状或平面状。3.根据权利要求1所述的一种红外辐射LED发光元件，其特征在于：位于所述第二表面纵截面的上表面或下表面最宽处相距介于2.5~4mm。4.根据权利要求1所述的一种红外辐射LED发光元件，其特征在于：位于所述梯形状第二子表面纵截面的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴龙，廖启维，徐宸科，黄永特，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35