一种透镜及其发光器件制造技术

技术编号：42834655 阅读：31 留言：0更新日期：2024-09-24 21:07

本发明专利技术涉及半导体发光技术领域，公开了一种透镜及其发光器件。透镜包括输入光线的下光学界面、输出光线的上光学界面和连接部。连接部与下光学界面、上光学界面连接，下光学界面在远离上光学界面方向设有凸界面，凸界面与连接部之间形成空腔结构。凸界面包括用于输入光线的入射面和用于反射输入光线的反射面。本发明专利技术利用光由光密介质向光疏介质传播，大角度入射光易发生全反射的原理，对透镜的下光学界面的面形设置，形成对光的反射面。反射面与透镜一体成型，结构简单、稳定，不存在涂层脱落问题，且易制造。省去金属反射膜涂层工序，节能环保，大大降低了生产成本。采用本发明专利技术的透镜的发光器件，结构稳定，体积小，易于器件集成。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体发光，具体而言，涉及一种透镜及其发光器件。

技术介绍

1、光源的自然发射角度相对较大，为了控制光的发散角度、充分利用光能，现有技术一般采用在光源的封装支架内壁设置反射层或者在光源外部设置透镜。

2、现有技术1，参照图1，发光芯片2设置于封装支架6内，封装支架6内表面电镀金属层，电镀金属层对发光芯片的发射光具有反射作用，从而对光线进行控制。存在的问题：封装结构复杂、不易制作、生产成本高，且不环保。

3、现有技术2，参照图2，发光芯片2设置于透镜1内，二者紧密贴合，透镜1设有一个出光曲面，通过对发光芯片2的发射光的折射作用，起到对光线的控制。存在的问题：经出光曲面折射，出光曲面两侧边缘仍有光线向两侧出射，该部分光没有被充分利用，造成光能损失。

4、基于上述，目前要解决的问题：提供一种结构简单、易于制造、生产成本低；光能利用率高且易于集成的透镜及其发光器件。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种透镜及其发光器件，旨在解决现有技术中，光源的反射层的结构复杂、制作工艺复杂，制造成本高，不易集成、且不环保；透镜光能利用率低。

2、本专利技术是这样实现的，一种透镜，包括输入光线的下光学界面、输出光线的上光学界面和连接部；所述连接部与所述下光学界面、所述上光学界面连接；所述下光学界面在远离所述上光学界面方向设有凸界面，所述凸界面与所述连接部之间形成空腔结构；所述凸界面包括用于输入光线的入射面和用于反射输入光线的反射面。</p>

3、进一步的，所述反射面包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面、所述第二反射面分别设于所述入射面两侧并与所述入射面连接。

4、进一步的，所述入射面为平面，所述第一反射面、所述第二反射面为曲面和/或与所述入射面呈一定角度的斜面，所述凸界面的截面沿所述上光学界面往下光学界的方向渐缩。

5、进一步的，所述上光学界面为平面、凸曲面、凹曲面中的一种或组合。

6、进一步的，所述连接部底部设置为易于固定的平面。

7、进一步的，包括权利要求1-5中任意一种透镜，还包括基板、设置在所述基板上的发光芯片和覆盖所述发光芯片的透光胶层；所述透镜覆盖所述透光胶层，所述入射面与所述透光胶层的上表面紧密贴合。

8、进一步的，所述透光胶层覆盖所述发光芯片的上表面或者覆盖所述发光芯片的上表面和侧面。

9、进一步的，还包括连接所述基板和所述发光芯片的金线，所述金线的一部分设于所述透光胶层内，所述金线的另一部分设于所述空腔结构内。

10、进一步的，所述下光学界面靠近透光胶层处设置用于所述金线通过的避空位。

11、进一步的，所述连接部与所述基板直接连接或者通过支架连接。

12、与现有技术相比，本专利技术提供的透镜及其发光器件具有如下有益效果：

13、一、本专利技术通过对透镜的下光学界面的面形进行设置，下光学界面设置为凸界面，凸界面包括入射面和反射面。光通过入射面输入透镜，并经透镜折射后由上光学界面输出光线。其中，两侧大角度的入射光入射至反射面发生全反射并反射至预设角度范围。与现有技术1的发光器件的电镀金属膜相比，本专利技术反射面与透镜一体成型，结构简单，易制造，易集成，不存在涂层脱落问题，大大降低了生产成本。与现有技术2 的透镜相比，本专利技术通过反射面的设置，提高了光能利用率。

14、二、入射面设置为平面，第一反射面、第二反射面设置为曲面和/或与入射面呈一定角度的斜面。凸界面的截面沿上光学界面往下光学界的方向渐缩。两侧的入射光分别与第一反射面、第二反射面之间的入射角较大，光从反射面往空腔结构入射，即光由光密介质向光疏介质传播，易发生全反射。光经第一反射面、第二反射面反射后向靠近光轴方向偏折。故第一反射面、第二反射面起到代替现有技术1的金属涂层形成的反射面的作用，省去金属反射膜涂层工序，节能环保。通过调整反射面的角度和高度使光线到达预设角度，比现有技术2的控光效果好、光能利用率高。

15、三、本专利技术应用到半导体发光器件，透镜的入射面与透光胶层紧密贴合，连接部直接与基板或者通过支架与基板连接，发光芯片、金线被封装在空腔结构内，结构稳定，体积小，易于器件集成。

16、四、下光学界面靠近透光胶层处设置用于金线通过的避空位，结构设计合理，易于装配。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种透镜，其特征在于，包括输入光线的下光学界面（11）、输出光线的上光学界面（12）和连接部（13）；所述连接部（13）与所述下光学界面（11）、所述上光学界面（12）连接；所述下光学界面（11）在远离所述上光学界面（12）方向设有凸界面，所述凸界面与所述连接部（13）之间形成空腔结构（14）；所述凸界面包括用于输入光线的入射面（111）和用于反射输入光线的反射面（112）。

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述反射面（112）包括第一反射面（1121）和第二反射面（1122），所述第一反射面（1121）、所述第二反射面（1122）分别设于所述入射面（111）两侧并与所述入射面（111）连接。

3.如权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述入射面（111）为平面，所述第一反射面（1121）、所述第二反射面（1122）为曲面和/或与所述入射面（111）呈一定角度的斜面，所述凸界面的截面沿所述上光学界面（12）往下光学界面（11）的方向渐缩。

4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述上光学界面（12）为平面、凸曲面、凹曲面中的一种或组合。

5.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述连接部（13）底部设置为易于固定的平面。

6.一种发光器件，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一种透镜，还包括基板（3）、设置在所述基板（3）上的发光芯片（2）和覆盖所述发光芯片（2）的透光胶层（4）；所述透镜覆盖所述透光胶层（4），所述入射面（111）与所述透光胶层（4）的上表面紧密贴合。

7.如权利要求6所述的发光器件，其特征在于，所述透光胶层（4）覆盖所述发光芯片（2）的上表面或者覆盖所述发光芯片（2）的上表面和侧面。

8.如权利要求6所述的发光器件，其特征在于，还包括连接所述基板（3）和所述发光芯片（2）的金线（5），所述金线（5）的一部分设于所述透光胶层（4）内，所述金线（5）的另一部分设于所述空腔结构（14）内。

9.如权利要求8所述的发光器件，其特征在于，所述下光学界面（11）靠近所述透光胶层（4）处设置用于所述金线（5）通过的避空位（15）。

10.如权利要求6所述的发光器件，其特征在于，所述连接部（13）与所述基板（3）直接连接或者通过支架连接。

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【技术特征摘要】

4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述上光学界面（12）为平面、凸曲面、凹曲面中的一种或组合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，曹宇星，汪洋，李向阳，
申请(专利权)人：深圳循光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人