发光装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及发光装置，公开了一种发光装置及其制造方法。在本申请的发光装置中，通过在封装胶表面设置具有微结构的透镜，可以改变芯片发射的光到达出射界面的入射角，使得入射角小于引起全反射的临界角，从而达到增加出光率的目的。此外，透镜的折射率等于或大于封装胶的折射率，从而可以使得几乎所有进入封装胶的光能够穿过封装胶和透镜的界面并到达出射界面。

Light emitting device and manufacturing method thereof

The invention relates to a light emitting device, and discloses a light-emitting device and a manufacturing method thereof. In the light emitting device of the present application, the incident angle of light emitted by the chip to the exit interface can be changed by setting a lens with microstructures on the surface of the encapsulating adhesive, so that the incident angle is less than the critical angle causing total reflection, thus achieving the purpose of increasing the output rate. In addition, the refractive index of the lens is equal to or greater than that of the encapsulation glue, so that almost all light entering the encapsulation glue can pass through the interface between the encapsulation glue and the lens and reach the exit interface.

【技术实现步骤摘要】
发光装置及其制造方法
本专利技术涉及发光装置，特别涉及发光装置及其制造方法。
技术介绍
在LED(LightEmittingDiode，发光二极管)构成的发光装置中，提高芯片的出光率一直是本领域技术人员所不断追求的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发光装置及其制造方法，能够达到增加出光率的目的。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式公开了一种发光装置，发光装置包括芯片、基板、封装胶和透镜；芯片置于基板的表面，封装胶覆盖芯片；透镜置于封装胶表面并具有微结构，微结构的弧度使得光到达出射界面的入射角小于引起全反射的临界角。本专利技术的实施方式还公开了一种发光装置的制造方法，制造方法包括以下步骤：提供一基板，并在基板的表面放置芯片；填充封装胶以覆盖芯片；以及在封装胶表面形成具有微结构的透镜，微结构的弧度使得光到达出射界面的入射角小于引起全反射的临界角。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：在本申请的发光装置中，通过在封装胶表面设置具有微结构的透镜，可以改变芯片发射的光到达出射界面的入射角，使得入射角小于引起全反射的临界角，从而达到增加出光率的目的。进一步地，透镜的折射率等于或大于封装胶的折射率，可以使得几乎所有进入封装胶的光能够穿过封装胶和透镜的界面并到达出射界面。进一步地，统一在封装胶表面形成具有微结构的透镜，相比单独芯片或单独SMD器件加透镜的生产工艺更简单、高效。进一步地，将透镜与封装胶进行无间隙胶合，以避免二次反射。附图说明图1是本专利技术第一实施方式中一种发光装置的结构示意图；图2a是光在界面折射、反射的示意图。图2b是光强示意图。图2c是本专利技术第一实施方式中一种发光装置光出射的示意图。图3是本专利技术第一实施方式中一种发光装置的结构示意图。图4是本专利技术第一实施方式中一种发光装置的结构示意图。图5a-5b示出了封装级芯片器件。图5c是本专利技术第一实施方式中一种发光装置的结构示意图。图6是本专利技术第二实施方式中一种发光装置的制造方法的流程示意图。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术第一实施方式涉及一种发光装置。图1是该发光装置的结构示意图。如图1所示，该发光装置包括芯片1、基板2、封装胶3和透镜4。芯片1置于基板2的表面，封装胶3覆盖芯片1。透镜4置于封装胶3表面并具有微结构，上述微结构的弧度使得光到达出射界面的入射角小于引起全反射的临界角。可选地，上述微结构是对应于一个或多个芯片的半球形结构、由多段弧面形成的非球形结构，或多棱体结构，图1中示例性地示出了对应于一个芯片的半球形结构。此外，可以理解，除了上述几种微结构以外，也可以采用其他类型的微结构或者一个微结构不用对应于一个或多个芯片而可以被布置为对应于一个芯片的一部分，只要能够改变芯片发射的光到达出射界面的入射角，使得入射角小于引起全反射的临界角，从而增加出光率即可。在本实施方式的发光装置中，通过在封装胶表面设置具有微结构的透镜，可以改变芯片发射的光到达出射界面的入射角，使得入射角小于引起全反射的临界角，从而达到增加出光率的目的。在一个优选例中，透镜4的折射率等于或大于封装胶3的折射率。在可选的实施例中，透镜4的折射率可以是1.1－2.4。透镜的折射率等于或大于封装胶的折射率，从而可以使得几乎所有进入封装胶的光能够穿过封装胶和透镜的界面并到达出射界面，进一步提高了出光率。然而，可以理解，即使透镜的折射率稍稍小于封装胶的折射率，还是能够使得大部分光从芯片穿过封装胶和透镜的界面并到达出射界面。众所周知，光的全反射现象是光从光密介质发射到光疏介质的界面时，全部被反射回光密介质的现象。如图2a所示，封装胶相对于空气是光密介质，根据光的折射率定律得知Sinθ1/Sinθ2＝n2/n1(1)，其中θ1是入射角，θ2是折射角，θ3是反射角，n1、n2分别是封装胶和空气的折射率。当光由光密介质射入光疏介质并且折射角θ2等于90度时，式(1)为：Sinθ1＝n2/n1，此时的θ1称为临界角。当入射角≥临界角时，入射光线全部被反射回原介质中，全反射现象产生。假设封装胶的折射率是1.414，空气的折射率是1，在封装胶与空气界面为平面时，则产生全反射时的临界角等于45度。LED芯片出射光的分布形状，即芯片光强的空间分布可近似看作为余弦形状，如图2b所示，Iθ为出射面角度为θ的光强，其中Io为垂直于出射面的光强、与出射面角度θ为零度，为垂直于出射面的最大光强。当封装胶与空气界面为平面时，临界角为45度，意味着入射角＞45度的光强都将返回封装胶内无法出射到空气中，也就是说这部分的光都被浪费了。而这部分光占有很大的比例，从理论上计算，比45度以内的光更多。如果在芯片上加以微结构透镜，如图2c所示，以半球状微结构为例，并且假设透镜的折射率≥封装胶的折射率，且优选地使用与封装胶相同折射率的胶合胶进行无间隙粘合，则不会发生全反射。这是因为当透镜的折射率≥封装胶的折射率时在封装胶透镜界面方向的入射光改变了发射方向，并且在到达出射界面(即透镜空气界面)时因具有一定弧度的微结构而进一步改变了入射角，从而使其大大小于临界角，避免了全反射现象的发生，提高了出射的光通量。其他类型的微结构，例如非球形、多棱体微结构同样能达到相同的效果。统一在封装胶表面形成具有微结构的透镜，相比单独芯片或单独的SMD光源加透镜的生产工艺更简单、高效。具体地说：透镜4可以通过对封装胶表面进行光刻制成或者透镜4可以采用类似于封装胶3的材料通过3D打印或者通过点胶在封装胶3表面制成，与封装胶3实现无间隙黏合，其中3D打印或点胶材料的折射率等于或大于封装胶3的折射率以避免二次反射。透镜4的材料也可以通过3D打印、注塑成型、压制成型或烧结成型预先制成后再与封装胶3进行无间隙胶合，其中进行胶合的胶合胶的折射率等于透镜4的折射率，以避免二次反射。在本申请的各实施方式中，透镜4可以是有机材料或无机材料，例如硅胶、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、玻璃、水晶、陶瓷等。上述发光装置可以是板上芯片(COB，ChipOnBoard)器件、表面贴装(SMD，SurfaceMountDevice)组成的器件，或芯片级封装(CSP,ChipScalePackage)器件。SMD组成的器件可以是由SMD阵列所组成的器件、单个SMD或其他形式的SMD器件。当上述发光装置是板上芯片器件时，如图3所示，基板2是光源基板，在芯片1四周设有围坝5，封装胶3填充于围坝5内并覆盖芯片1，统一在封装胶3表面形成具有微结构的透镜4，每个微结构对应于一个或多个芯片1；当上述发光装置是表面贴装器件时，如图4所示，基板2是导热导电印刷线路板，每个表面贴装器件包括芯片1，各表面贴装器件(SMD)由封装胶3覆盖后，统一在封装胶3表面形成具有微结构的透镜4，每个微结构对应于一个或多个表面贴装器件；上述发光装置也可以是芯片级封装器件，芯片电极直接焊在PCB(Printed,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括芯片、基板、封装胶和透镜；所述芯片置于所述基板的表面，所述封装胶覆盖所述芯片；所述透镜置于所述封装胶表面并具有微结构，所述微结构的弧度使得光到达出射界面的入射角小于引起全反射的临界角。

【技术特征摘要】
1.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括芯片、基板、封装胶和透镜；所述芯片置于所述基板的表面，所述封装胶覆盖所述芯片；所述透镜置于所述封装胶表面并具有微结构，所述微结构的弧度使得光到达出射界面的入射角小于引起全反射的临界角。2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述微结构是对应于一个或多个芯片的半球形结构、由多段弧面形成的非球形结构，或多棱体结构。3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述透镜的折射率等于或大于所述封装胶的折射率。4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述透镜通过对所述封装胶表面进行光刻制成，或者所述透镜通过3D打印或通过点胶在所述封装胶表面制成，或者所述透镜通过3D打印、注塑成型、压制成型或烧结成型预先制成并与所述封装胶进行无间隙胶合，其中，进行胶合的胶合胶的折射率等于所述透镜的折射率。5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置是板上芯片COB器件、表面贴装SMD组成的器件，或芯片级封装CSP器件。6.一种发光装置的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：提供一基板，并在所述基板的表面放置芯片；填充封装胶以覆盖所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞志龙，
申请(专利权)人：上海威廉照明电气有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31