[发明专利]光学集成封装半导体光源器件

说明书

本发明涉及光学集成器件技术领域，具体公开了一种光取出效率较高且器件发热量较低的光学集成封装半导体光源器件，该光学集成封装半导体光源器件包括基板、光学透镜、LED芯片及透光胶层，基板上设有电路，光学透镜与基板固定连接，光学透镜与基板之间具有光源空腔，LED芯片及透光胶层分别收容于光源空腔，LED芯片设置于电路的顶部并与电路电性连接，透光胶层至少设置在LED芯片的上表面，透光胶层用于降低LED芯片光取出时的菲涅尔损失；透光胶层的外表面为凸弧面，凸弧面用于降低LED芯片发出的光的全反射损失。

技术领域

本发明涉及光学集成器件技术领域，特别是涉及一种光学集成封装半导体光源器件。

背景技术

LED是一种集体积小、耗电量低、亮度高、环保、坚固耐用且使用寿命长等诸多优点于一体的照明装置。为了提升产品的光斑品质，同时使产品兼具轻薄化、小型化等特点，目前已有部分封装厂将二次透镜与LED芯片结合起来，具体的，通过在LED芯片的上方设计一个体积较小的光学透镜，利用光学透镜对光线的折射，来调节LED芯片产生的光斑形状并提升光斑品质，也就是说，将透镜的功能集成于LED芯片，完成芯片级光学透镜设计。

然而，在传统的光学透镜类光源器件中，LED芯片出射的光线经过折射率为1的空气界面后，光线的菲涅尔损失较大，LED芯片的光取出效率只有70％左右，造成极大的光能浪费；此外，光学透镜内未取出部分的光能将转化为热能，使得各器件的温度升高，器件长时间处于过热状况易加速器件老化，进而缩短器件的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要针对光取出效率低及器件过热加速老化的技术问题，提供一种光取出效率较高且器件发热量较低的光学集成封装半导体光源器件。

一种光学集成封装半导体光源器件，包括基板、光学透镜、LED芯片及透光胶层，所述基板上设有电路，所述光学透镜与所述基板固定连接，所述光学透镜与所述基板之间具有光源空腔，所述LED芯片及所述透光胶层分别收容于所述光源空腔，所述LED芯片设置于所述电路的顶部并与所述电路电性连接，所述透光胶层至少设置在所述LED芯片的上表面，所述透光胶层用于降低所述LED芯片光取出时的菲涅尔损失；所述透光胶层的外表面为凸弧面，所述凸弧面用于降低所述LED芯片发出的光的全反射损失。

在其中一个实施例中，所述透光胶层设置于所述LED芯片上方，所述透光胶层在所述LED芯片上的包覆方式为：包覆所述LED芯片的上表面；包覆所述LED芯片的上表面和侧面以及包覆所述LED芯片的上表面和侧面并与所述基板连接中的一种。

在其中一个实施例中，光学集成封装半导体光源器件还包括导线，所述导线半包覆于所述透光胶层并分别与所述电路及所述LED芯片电性连接。

在其中一个实施例中，所述凸弧面上各处的曲率与所述LED芯片的形状及尺寸相适配，用于增大光线经过所述凸弧面的全反射角，减少全反射损失。

在其中一个实施例中，所述透光胶层通过预先将透光胶设置于预定形状的模具内，并与所述基板压合成型。

在其中一个实施例中，所述透光胶层混有微颗粒，所述微颗粒包含扩散粉颗粒，荧光粉颗粒或色剂颗粒中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述光学透镜的内外两个光学界面中至少有一个光学界面是自由曲面。

在其中一个实施例中，所述透光胶层和所述光学透镜的材质为折射率大于.的硅胶或者树脂。

在其中一个实施例中，所述光学透镜的侧方部分断面与所述基板的侧方部分断面相互平行，同为金属或激光切割形成的断面。

在其中一个实施例中，具有所述光源空腔的所述光学透镜的底部与所述基板密封连接。