高出光率的单色ＬＥＤ封装结构及使用其的投影光学引擎制造技术

一种高出光率的单色ＬＥＤ封装结构，包括基板，至少一个设置于所述基板表面的ＬＥＤ芯片，以及包覆所述ＬＥＤ芯片的玻璃光学透镜，所述玻璃光学透镜与基板之间还填充有覆盖所述ＬＥＤ芯片的透明封装胶体，所述封装胶体的折射率小于或等于玻璃光学透镜的折射率，同时小于ＬＥＤ芯片的折射率。本实用新型专利技术的封装结构，通过设置加工工艺简单的玻璃光学透镜，以及在该玻璃光学透镜与基板之间填充折射率较小的封装胶体，减小全反射角，提高出光效率，同时，简化了整个封装工艺，提升了生产良率。另外，还提供一种使用该高出光率的单色ＬＥＤ封装结构的投影光学引擎。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED封装结构及投影显示技术，尤其涉及一种高出光率的单色 LED封装结构及使用其的投影光学引擎。
技术介绍
近年来，由于发光二极管(Light Emitting Diode,LED)发光效率高、寿命长、反应 灵敏、不含有毒物质等特点，使得其的应用越来越广泛，被认为是继白炽灯、荧光灯以后的 第三代照明光源，被广泛应用在液晶投影装置、手机背光源、显示屏幕等。随着科技的发展， LED也朝着高亮度、低损耗的方向发展。然而，要提高LED的亮度，降低其光损失，除了从LED 本身结构改进以外，LED芯片的封装方式更是影响其发光亮度、发光均勻度的关键。通常，LED的核心发光部分是由ρ型和η型半导体构成的ρη结管芯，当注入ρη结 的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但Pn结区发出 的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可 以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材 料。传统的单色LED封装结构是直接把LED芯片固定在基板上，之后再通过金线连接LED 芯片上的电极和基板上的导电层。然而，由于光线由光密介质(芯片出光层)进入光疏介 质(空气)，光线会发生偏离法线方向的折射现象，且，当折射率差越大时，折射现象越厉 害，一方面使光线在出射界面由于折射率差引起反射损失，出光效率较低；另一方面，当入 射角大于临界角时，会产生全反射，使很多光线由于全反射而损耗掉，无法从芯片中出射到 外部，进一步降低出光效率；此外，传统的单色LED封装结构使LED芯片和金线均裸露在空 气中，可靠性较差。中国技术专利申请说明书中申请号“200920205772. 3”名称为“高出光率的单 色LED封装结构及使用其的投影光学引擎”公开了一种高出光率的单色LED封装结构，其通 过在单色LED芯片上设置球状封装胶体，虽然缩小临界物质的折射率差异，减小全反射损 耗，提高出光效率，然而，这种球状封装胶体的封装工艺较复杂，往往需要特定的模具辅助 进行，生产的良品率低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种封装工艺简单、生产的良品率高的高出 光率的单色LED封装结构。另外，还需提供一种成本较低、投影显示效果好的投影光学引擎。本技术的专利技术目的是通过以下技术方案来实现的一种高出光率的单色LED封装结构，包括基板，至少一个设置于所述基板表面的 LED芯片，以及包覆所述LED芯片的玻璃光学透镜，所述玻璃光学透镜与基板之间还填充有 覆盖所述LED芯片的透明封装胶体，所述封装胶体的折射率小于或等于玻璃光学透镜的折 射率，同时小于LED芯片的折射率。4一种投影光学引擎，包括微显示面板，投影镜头以及照明装置。其中，微显示面板 对入射光进行调制，并调制出携有图像信息的图像光。投影镜头用于将所述微显示面板上 的图像信息投影成像到屏幕上。照明装置照射所述微显示面板。该照明装置包括多个上述 所述的高出光率的单色LED封装结构。一种投影光学引擎，包括照明装置，数字微镜器件，全内反射棱镜以及投影镜头。 其中，照明装置用于提供入射光线，其包括多个上述所述的高出光率的单色LED封装结构。 数字微镜器件选择性的反射所述入射光线以产生影像光线。全内反射棱镜设置于所述照 明装置与数字微镜器件之间，将入射光线导入所述数字微镜器件并反射所述数字微镜器件 出射的影像光线。投影镜头用于接收该数字微镜器件所出射的影像光线，并将该影像光线 投影成影像画面。本技术的封装结构，通过设置加工工艺简单的玻璃光学透镜，以及在该玻璃 光学透镜与基板之间填充折射率较小的封装胶体，减小全反射角，提高出光效率，同时，简 化了整个封装工艺，提升了生产良率。而使用这种封装结构的投影光学引擎，封装工艺简 单、良品率高的单色LED封装结构出射的高出光率的光照射微显示面板/数字微镜器件，之 后，由微显示面板/数字微镜器件调制出图像光，从投影镜头输出到外部屏幕，结构简单， 光能利用率高，生产成本较低，投影显示效果好。附图说明为了易于说明，本技术由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为本技术第一实施方式的高出光率的单色LED封装结构的剖视结构示意 图。图2为本技术第二实施方式的高出光率的单色LED封装结构的剖视结构示意 图。图3为本技术第三实施方式的高出光率的单色LED封装结构的剖视结构示意 图。图4为本技术第四实施方式的高出光率的单色LED封装结构的剖视结构示意 图。图5为本技术第一实施方式投影光学引擎的平面结构示意图。图6为本技术第二实施方式投影光学引擎的平面结构示意图。具体实施方式图1所示为本技术第一实施方式的高出光率的单色LED封装结构的剖视结构 示意图。高出光率的单色LED封装结构包括基板10，LED芯片20，金线30、封装胶体40以 及玻璃光学透镜50。基板10为金属基板，其上设置有电路层(图中未示出)。LED芯片20设置于基板 10的表面，并焊接有金线30。通过金线30连接LED芯片20上的电极(图中未示出)和基 板10上的电路层。又，基板10的表面设置有凸台101，LED芯片20设置于凸台101上，采用凸台101 的结构，有利于最大限度的收集LED芯片20发出的光。本技术实施方式中，凸台1015与基板10—体成型。本技术其它实施方式中，凸台101与基板10也可以分离设置。当然，该凸台 101也可以省略。玻璃光学透镜50包覆LED芯片20。玻璃光学透镜50与基板10之间填充有覆盖 LED芯片20的透明封装胶体40，为LED芯片20提供可靠的保护。本技术实施方式中， 该封装胶体40的折射率小于或等于玻璃光学透镜50的折射率，同时小于LED芯片20的折 射率。优选用硅胶作为封装胶体40。折射率较小的封装胶体40处于LED芯片20与玻璃 光学透镜50之间，当光子从芯片出光层(光密介质)进入封装胶体40 (光疏介质)时，由 于折射率差较小，因此全反射角较小，使得部分光子能透过封装胶体40后进入玻璃光学透 镜50，而封装胶体40的折射率小于或等于玻璃光学透镜50的折射率的，因此不存在全反射 角，故，采用这种封装结构，光子的损失较小，提高了出光效率；此外，封装胶体40同时包覆 LED芯片20以及金线30，进行机械保护，提高LED封装的可靠性。参阅图1，封装胶体40 的周边延伸有凸缘401，玻璃光学透镜的侧壁与该凸缘401平齐。采用凸缘401的结构，有 利于增加封装胶体40与基板10的可靠连接。当然，当LED封装结构对连接的要求不高，该 凸缘401也可以省略。本技术实施方式中，玻璃光学透镜50表面镀有减反射膜(图中未示出)，用于 提高出光效率。参阅图1，玻璃光学透镜50为半球形，其与封装胶体40的界面为平面，采用 这种结构，有利于减少光源发光面积，提升照明系统收光效率。本技术的封装结构，通过设置加工工艺简单的玻璃光学透镜，以及在该玻璃 光学透镜与基板之间填充折射率较小的封装胶体，减小全反射角，提高出光效率，同时，简 化了整个封装工艺，提升了生产良率；另外，在玻璃光学透镜表面镀减反射膜，进一步提升 出光效率。图2所示为本技术第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲鲁杰，黄鹏，廖深财，
申请(专利权)人：红蝶科技深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94