專利名稱：發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件及其制造方法，特別是一種發(fā)光二極管及其制 造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,下稱LED)由于具有驅(qū)動電壓小、體積 小、耗能少、輝度高、響應(yīng)時間快、壽命長及環(huán)保等優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于 多種場合，如作為信號指示光源、交通信號燈、車燈、電子顯示屏看板等。在實際使用中，由于LED所發(fā)出的光較為M,使其指向性較差而影響 到光線的傳播距離，使距離LED較遠(yuǎn)位置的光亮度較低，難以達(dá)到遠(yuǎn)距離照 明的需求，為此，業(yè)界一般藉由二次光學(xué)來增強(qiáng)LED所發(fā)出的光的指向性， 通常采用的方法是將LED與透鏡搭配使用，如利用凸透鏡或菲涅爾透鏡產(chǎn)生 平行光束，將LED發(fā)出的發(fā)散的光線轉(zhuǎn)換為基本平行的光線，以增加其傳播 距離。然而，利用此種方式需在LED的一側(cè)額外^:置透4t,增加了LED的照 明成本。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種具有較好指向性且成本較低的發(fā)光二極管及 該發(fā)光二極管的制造方法。一種發(fā)光二極管，包括基板、發(fā)光芯片、碗杯以及膠體，所述碗杯位于 基板上，且與基板間形成一收容空間，所述發(fā)光芯片設(shè)于所述收容空間內(nèi)， 所述膠體填充于所述收容空間內(nèi)，將所述發(fā)光芯片封裝至所述碗杯內(nèi)，所述 膠體內(nèi)設(shè)有若干個孔洞，所述孔洞由膠體的底部向頂部延伸。一種發(fā)光二極管的制造方法，包括提供一具有多個成型柱的第一模具 及一具有空腔的第二模具，所述成型柱由第一模具的頂部向底部延伸；將第 一模具置入第二模具的空腔內(nèi)，并使成型柱的底端與空腔的底部間隔一定距離；注入透光性材料；冷卻；移除第一及第二模具，形成具有多個孔洞的膠 體，所述孔洞的上端開口，下端封閉；提供一具有碗杯的基座，并將發(fā)光芯 片固定至基座的碗杯內(nèi)；使孔洞的開口朝下，將膠體固定至基座的碗杯內(nèi)， 并將所述發(fā)光芯片封裝，從而得到所述發(fā)光二極管。上述發(fā)光二極管中，由于膠體與空氣折射率的差異，根據(jù)斯奈爾定律， 光會在各孔洞間產(chǎn)生全反射，使得發(fā)光二極管所發(fā)出的光經(jīng)多次反射后向上 射出，提高正向射出光的比率，達(dá)到控制光前進(jìn)方向的目的，使光可以集中， 降低其*角度。


圖l為本發(fā)明發(fā)光二極管的一個較佳實施方式的立體圖。 圖2為圖1沿II-II線的剖^L圖。 圖3為圖2的主一見圖。圖4至圖7為圖1中所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖，結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 請參閱圖l及圖2，本發(fā)明發(fā)光二極管IO包括基座12、發(fā)光芯片14以 及膠體16。所述基座12由導(dǎo)電及導(dǎo)熱的金屬等材料制成，其包括基板121以及位于 基板121上方的碗杯123。所述基板121通過引腳與外部電源相連。所述碗 杯123與基板121 —體成型，且與基板121間形成一收容腔。所述碗杯123 的內(nèi)表面為高反射性的表面，以將射向碗杯123側(cè)壁的光反射向位于碗杯123 開口的出光面125處。為使碗杯123的內(nèi)表面形成高反射性的表面，可在碗 杯123的內(nèi)表面噴涂或蒸鍍具有高反射率的鋁、銀、釔、金等反射層，或?qū)?碗杯123的內(nèi)表面加工成具有較高光滑度的表面?？梢岳斫獾?，所述碗杯123 與基板121可分別成型，并與成型后藉由祐膠或焊接等方式連為一體。所述發(fā)光芯片14設(shè)于所述收容腔內(nèi)，藉由4艮膠黏附于所述基板121上。 所述發(fā)光芯片14的上方設(shè)置一電極，所述電極與基板121電連接。所述膠體16由環(huán)氧樹脂、硅樹脂、紫外光固化膠(UV膠)等透光性材料 制成，其填充于收容腔內(nèi)，將發(fā)光芯片14和電極封裝至所述收容腔內(nèi)。所述膠體16內(nèi)通過納米壓印的方式形成有若干個柱狀的孔洞182，所述 孔洞182由膠體16的底部向頂部延伸。所述孔洞182規(guī)則排列，形成一孔洞 組合18，所述孔洞組合18包括以膠體16的中線為中心向外放射狀延伸的若 干個孔洞陣列181,所述孔洞陣列181均勻的分布于所述膠體16上。所述孔 洞陣列181中的孔洞182等間距分布，且呈直線形排列。所述孔洞組合18中， 各孔洞陣列181的最靠近膠體16中線的孔洞182合圍形成一圍繞膠體16中 線的圓，該圓正對所述發(fā)光芯片14。所述孔洞182內(nèi)填充有焚光粉19 (如圖3所示)，所述焚光粉19經(jīng)表面 處理而使其具有黏附性，從而使熒光粉19可吸附在孔洞182的內(nèi)壁。如圖4至圖7所示，制造所述發(fā)光二極管IO的步驟如下提供一具有多個成型柱221的第一模具22及一具有空腔241的第二模具 24,各成型柱221由第一模具22的頂部向底部延伸，所述成型柱221排列形 成一柱狀組合，所述柱狀組合的外形與發(fā)光二極管10的孔洞組合18的外形 大致相同，所述空腔241的側(cè)壁的形狀與發(fā)光二極管10的碗杯123的內(nèi)壁的 形狀大致相同；如圖4所示，將第 一模具22置入第二模具24的空腔241內(nèi)，并使成型 柱221的底端與空腔241的底部間隔一定距離； 如圖5所示，注入透光性材料； 冷卻；移除第一及第二模具22、 24，形成具有孔洞組合18的膠體16,所述孔 洞組合18的各孔洞182的上端開口，下端封閉；如圖6所示，將經(jīng)表面處理后的熒光粉19填充至膠體16的孔洞組合18 的孔洞182內(nèi)；提供一具有碗杯123的基座12，并將發(fā)光芯片14和電極固定至基座12 的碗杯123內(nèi)；如圖7所示，翻轉(zhuǎn)膠體16，使孔洞組合18的各孔洞182的開口朝下， 將膠體16固定至基座12的碗杯123內(nèi)，并將所述發(fā)光芯片14和電極封裝， 得到所述的發(fā)光二極管10。本實施例中，所述膠體16可通過緊配合或黏膠 的方式固定至所述石宛杯123內(nèi)。如圖3所示，所述發(fā)光二極管IO工作時，發(fā)光芯片14所發(fā)出的光一部 分直接射向所述發(fā)光二極管IO的出光面125,由出光面125離開發(fā)光二極管610。另一部分光射向孔洞182的側(cè)壁，在孔洞182的側(cè)壁處發(fā)生全反射，射 向相鄰的孔洞182處，經(jīng)多次反射后由出光面125射出。還有一部分光線射 向碗杯123的側(cè)壁，經(jīng)碗杯123的側(cè)壁折射后射向相鄰的孔洞182,經(jīng)多次 反射后由出光面125射出。射向孔洞182側(cè)壁的光一部分直接在孔洞182的 側(cè)壁處產(chǎn)生全反射，另一部分則激發(fā)熒光粉19發(fā)出不同顏色的光，與發(fā)光芯 片14發(fā)出的光相混合，得到所需顏色的光。
上述發(fā)光二極管10中，由于膠體16與空氣折射率的差異，根據(jù)斯奈爾 定律(Snell，s)，光會在孔洞組合18的各孔洞182間產(chǎn)生全反射，使得發(fā)光二 極管IO所發(fā)出的光經(jīng)多次反射后向上射出，提高正向射出光的比率，達(dá)到控 制光前進(jìn)方向的目的，使光可以集中，降低其^i角度。
本實施例中，以膠體16的中線作為孔洞組合18的中心，可以理解地， 也可以膠體16的其他部分作為孔洞組合18的中心，只需使孔洞182由孔洞 組合18的中心向外呈放射狀排列即可。
本實施例中，孔洞組合18的孔洞陣列181呈力文射狀排列，可以理解地， 所述孔洞組合18也可為圓形、矩形或蜂巢形，所述圓形的孔洞組合包括若干 個由該孔洞組合的中心向外間隔排列的若干個圓形陣列，各圓形陣列的中心 與該孔洞組合的中心重合。所述矩形的孔洞組合包括若干個由該孔洞組合的 中心向外間隔排列的若干個矩形陣列，各矩形陣列的中心與該孔洞組合的中 心重合。
本實施例中，各孔洞182的深度相同，可以理解地，各孔洞182的深度 也可不同，如其深度由膠體16中線向外遞增或遞減。
本實施例中，孔洞182的側(cè)壁黏附有熒光粉，在具體適用時，可根據(jù)需 要選擇不同顏色的熒光粉。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，包括基板、發(fā)光芯片、碗杯以及膠體，所述碗杯位于基板上，且與基板間形成一收容空間，所述發(fā)光芯片設(shè)于所述收容空間內(nèi)，所述膠體填充于所述收容空間內(nèi)，將所述發(fā)光芯片封裝至所述碗杯內(nèi)，其特征在于所述膠體內(nèi)設(shè)有若干個孔洞，所述孔洞由膠體的底部向頂部延伸。
2. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述孔洞排列形成一 孔洞組合，所述孔洞組合為矩形、圓形或蜂巢形。
3. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述孔洞排列形成一 孔洞組合，所述孔洞組合包括若干個由孔洞組合的中心向外放射狀延伸的孔 洞陣列，所述孔洞陣列呈直線形。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述孔洞組合的中心 與膠體的中線相重合，最靠近膠體中線的孔洞合圍形成一圍繞膠體中線的圓。
5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管，其特征在于該圓正對所述發(fā)光芯片。
6. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述孔洞陣列均勻的 分布于所述膠體上。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述孔洞陣列的各孔 洞等間距的分布于所述膠體上。
8. 如權(quán)利要求l至7中任一項所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述孔 洞的壁部教附有熒光粉。
9. 一種發(fā)光二極管的制造方法，包括提供一具有多個成型柱的第一4莫具及一具有空腔的第二4莫具，所述成型 柱由第 一才莫具的頂部向底部延伸；將第一模具置入第二模具的空腔內(nèi)，并使成型柱的底端與空腔的底部間 隔一定距離；注入透光性材料；冷卻；移除第一及第二模具，形成具有多個孔洞的膠體，所述孔洞的上端開口， 下端封閉；提供一具有碗杯的基座，并將發(fā)光芯片固定至基座的碗杯內(nèi)；使孔洞的開口朝下，將膠體固定至基座的碗杯內(nèi)，并將所述發(fā)光芯片封 裝，從而得到所述發(fā)光二極管。
10. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于還包括將 焚光粉填充至膠體的孔洞內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述孔洞 排列形成一孔洞組合，所述孔洞組合包括由孔洞組合的中心向外放射狀延伸 的若干個孔洞陣列，各孔洞陣列中的孔洞呈直線形排列。
全文摘要
一種發(fā)光二極管，包括基板、發(fā)光芯片、碗杯以及膠體，所述碗杯位于基板上，所述膠體將發(fā)光芯片封裝至所述碗杯內(nèi)，所述膠體內(nèi)設(shè)有若干個孔洞，所述孔洞由膠體的底部向頂部延伸。所述發(fā)光二極管的制造方法包括提供一具有多個成型柱的第一模具及一具有空腔的第二模具，所述成型柱由第一模具的頂部向底部延伸；將第一模具置入第二模具的空腔內(nèi)，并使成型柱的底端與空腔的底部間隔一定距離；注入透光性材料；冷卻；移除第一及第二模具，形成具有多個孔洞的膠體，所述孔洞的上端開口，下端封閉；提供一具有碗杯的基座，將發(fā)光芯片固定至基座的碗杯內(nèi)；使孔洞的開口朝下，將膠體固定至基座的碗杯內(nèi)，得到所述發(fā)光二極管。
文檔編號H01L33/54GK101567409SQ200810066800
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者張家壽, 魏百盛 申請人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司