一種led支架、led及led燈條的製作方法
2023-05-29 17:02:26 1
一種led支架、led及led燈條的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種LED支架、LED和LED燈條。通過將LED支架的腔體的至少一部分腔壁設置為透明腔壁，從而將該LED支架製成LED後，使LED晶片發出的光射至腔壁透明部分上時，可通過該腔壁透明部分射出，從而可擴大LED的出光角度；同時也能避免射至腔壁的光由於不能射出而在腔體內經多次反射造成的光損失，因此可提高LED的出光效率。此外，通過將腔體的至少一部分腔壁設置成透明腔壁，從而不需要額外單獨設置一層透鏡，因而減少了透鏡開模、透鏡本身及貼裝費用，降低成本，並且還可簡化工序。
【專利說明】—種LED支架、LED及LED燈條
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED領域，特別涉及一種LED支架、採用該LED支架製作的LED以及採用該LED製作的燈條。
【背景技術】
[0002]LED因其具有節能、環保、壽命長等優點，已迅速替代了 CCFL (Cold CathodeFluorescent Lamp冷陰極突光燈管),成為固態照明和液晶顯示背光源中最有力的競爭者。
[0003]圖1所示的是一種LED的結構圖，其包括基座、LED晶片14、金屬線13和封裝膠，其中基座由載體11和基板12組成，載體11是白色的耐高溫塑料，基板12 —般是在銅合金上電鍍銀。基座上設有用於放置LED晶片14的腔體，在腔體的底部、基板的表面設置有LED晶片14，通過金屬線13完成晶片與引腳(未示出)的電連接，在LED晶片14周圍設置有封裝膠填充於腔體中，封裝膠由矽樹脂(或矽膠)17和螢光粉16組成，封裝膠經烘乾後在腔體表面形成封裝膠表面15。LED通電後，LED晶片發出的光從封裝膠表面射出。
[0004]由於LED本身就是發散角比較小的點光源，而上述載體因為是由白色塑料製成的，所以腔體的腔壁是非透明的。LED本身就是出光角度較小的點光源，將腔體的腔壁設置為非透明的會導致晶片發出的光只能從封裝膠的上表面射出，進一步限制了 LED的出光角度，有的LED通過在其上表面設置透鏡18來擴大出光角度，然而，由於透鏡需要開模、透鏡本身及貼裝費用會導致LED的成本增加，並且還會使LED的製作工序變得複雜；此外，腔壁為非透明還會導致射到該腔壁上的光不能通過腔壁發射出來，而是在腔體內部經多次反射，從而降低了 LED的出光率。
實用新型內容
[0005]本實用新型要解決的主要技術問題是提供一種LED支架、LED及LED燈條，解決LED出光角度小、出光率低的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種LED支架，包括基座，所述基座設有用於容置LED晶片的腔體，所述腔體腔壁的至少一部分為透明腔壁。
[0007]在本實用新型的一種實施例中，所述腔壁透明部分的折射率大於LED器件的封裝膠的折射率。
[0008]在本實用新型的一種實施例中，所述腔壁透明部分的內表面和/或外表面為凹凸面。
[0009]在本實用新型的一種實施例中，所述腔壁的外表面為外凸的弧面。
[0010]在本實用新型的一種實施例中，所述腔壁透明部分採用耐高溫透明塑料或熱固型透明樹脂製成。
[0011]本實用新型還提供了一種LED，包括LED晶片以及上述LED支架，所述LED晶片放置於所述腔體內。
[0012]在本實用新型的一種實施例中，所述LED還包括填充於所述腔體內的封裝膠，所述封裝膠上表面設有至少一個凹槽。
[0013]在本實用新型的一種實施例中，所述凹槽設置在所述封裝膠上表面的中間位置。
[0014]在本實用新型的一種實施例中，所述LED還包括反射粒子和/或者散射粒子；所述反射粒子和/或者散射粒子設置於所述封裝膠的上表面和/或所述封裝膠內部。
[0015]本實用新型還提供了一種燈條，該燈條包括上述LED。
[0016]本實用的有益效果是:
[0017]本實用新型提供的LED支架通過將腔體的至少一部分腔壁設置為透明的，從而將該LED支架製成LED後，LED晶片發出的光射至腔壁透明部分上時，可通過該腔壁透明部分射出，從而可擴大LED的出光角度；同時也能避免射至腔壁的光由於不能射出而在腔體內經多次反射造成的光損失，因此可提高LED的出光效率。此外，通過將腔體的至少一部分腔壁設置成透明的，從而不需要額外單獨設置一層透鏡，因而減少了透鏡開模、透鏡本身及貼裝費用，降低成本，並且還可簡化工序。同時，將這種LED應用於燈條中，降低了燈條的成本，提高了性價比；同樣也縮短了開發、生產周期。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為一種LED的結構圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例三提供的LED的結構圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例三提供的LED的光路圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例三提供的另一種LED的結構圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例三提供的另一種LED的結構圖；
[0023]圖6為本實用新型實施例四提供的LED的結構圖；
[0024]圖7為本實用新型實施例五提供的LED的結構圖；
[0025]圖8為本實用新型實施例五提供的LED的光路圖
[0026]圖9為本實用新型實施例五提供的另一種LED的結構圖；
[0027]圖10為本實用新型實施例五提供的另一種LED的結構圖；
[0028]圖11為本實用新型實施例五提供的另一種LED的結構圖；
[0029]圖12為本實用新型實施例六提供的LED的結構圖；
[0030]圖13為一種LED的光強/輻射強度的分布曲線圖；
[0031]圖14為本實用新型實施例三提供的LED的光強/輻射強度的分布曲線圖。
【具體實施方式】
[0032]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0033]實施例一:
[0034]根據本實用新型的實施方式，提供了一種LED支架，該LED支架包括基座，且該基座設有用於容置至少一顆LED晶片的腔體。為了增加LED的出光角度和出光率，本實施例中設置腔體腔壁的至少一部分為透明腔壁。優選的，根據具體的腔體形狀和所用的LED晶片，可具體選擇將腔壁上被光比較集中地照射的部分設置為透明的，例如將腔壁的上部分設置為透明的；或將腔壁的中間部分設置為透明的等等；當然，為了儘可能增大出光角度和出光率，還可將整個腔壁都設置為透明的。根據上述分析可知，具體將腔壁的哪一部分設置為透明的，可根據具體的應用場景選擇設置。
[0035]為了更好的理解本實用新型，下面以一種具體的基座結構為例進行進一步的說明。
[0036]在本實施例中，基座具體可包括基板和設置於該基板上的載體；載體在基板上圍合形成用於放置LED晶片的腔體；腔體腔壁的一部分或是全部為透明的；當然，為了考慮工藝等因素，還可將載體的其他部分也設置為透明的。
[0037]上述基板可以是在銅合金上電鍍銀，也可以是矽基板或鋁基板。
[0038]本實施例中對上述腔壁的透明部分的折射率可以沒有嚴格的要求，其折射率可以大於LED的封裝膠的折射率，也可以小於等於LED封裝膠的折射率。較優的，可選擇折射率大於封裝膠折射率的透明材料做製作腔壁的透明部分。這樣就可以使從封裝膠中射到腔體透明部分的任何角度光線都可以入射到腔體的透明部分中，從而增大出光角度。
[0039]應當理解的是，本實施例中對上述腔壁部分的表面的形狀也沒有限制，其與封裝膠接觸的內表面可以是傾斜的，也可以是垂直的；其與空氣接觸的外表面的形狀也沒有限制。較優的，將外表面設置為向外凸的弧形。
[0040]此外，上述腔壁透明部分的表面可以是光滑的，也可以是粗糙的。較優的，是將上述腔壁透明部分的表面設置為凹凸面，該凹凸面的形狀可以是不規則的波紋或者規則的波紋，也可以是鋸齒形。且可以只將該腔壁透明部分的內表面(與封裝膠接觸的表面稱為內表面)或外表面(與空氣接觸的表面稱為外表面)設置為凹凸面，也可以將兩面都設置為凹凸面。
[0041]對上述腔壁透明部分的材質沒有限制，例如可用耐高溫的透明塑料或熱固型的透明樹脂來製作腔壁透明部分。
[0042]實施例二:
[0043]本實用新型還提供了一種LED，該LED包括LED晶片和上述實施例一所示的LED支架。基座上設有用於放置LED晶片的腔體，LED晶片放置在腔體中，通過金屬線完成晶片與引腳的電連接，在LED晶片周圍設置有封裝膠填充於腔體中，封裝膠可以是螢光膠也可以是透明膠。封裝膠經烘乾後在腔體表面形成封裝膠上表面。
[0044]封裝膠上表面的形狀不做限制，可以是平的、凹的或者是凸的。較優的，在封裝膠上表面設置至少一個凹槽。當封裝膠上表面只設置一個凹槽的時候，可將封裝膠上表面整體設置為一個凹槽，也可只在封裝膠上表面的中間位置設置一個凹槽。當凹槽為多個的時候，可將多個凹槽分布在封裝膠上表面的所有位置，也可將多個凹槽分布在封裝膠上表面的中間位置
[0045]對凹槽的形狀不做限制，可以是規則的形狀，例如:向內凹的弧面、圓錐形、稜錐形、平截面圓錐形或者平截頭稜椎形等；也可以是不規則的形狀，例如:當封裝膠上表面存在多個凹槽時，這些凹槽可以是不規則且很小的凹槽，從而使封裝膠上表面形成一個凹凸面。
[0046]對凹槽的大小不做限制，對凹槽的深度也不做限制。較優的，當凹槽的個數很多的
時候，將凹槽設置小一些。
[0047]對於LED的封裝膠可以是透明膠或者螢光膠，較優的，在封裝膠上表面或封裝膠內部設置反射粒子和/或者散射粒子。反射粒子可以是任意能反光的粒子，散射射粒子為本領域常用的能散射散光，並能透光的材料，例如玻璃微珠、樹脂微珠等。
[0048]實施例三:
[0049]圖2是本實用新型提供的一種LED的結構圖。圖2所示的LED包括基座、金屬線23、LED晶片24、封裝膠，其中基座由載體21和基板22組成。基座上設有用於放置LED晶片24的腔體，在腔體的底部、基板的表面設置有LED晶片24，通過金屬線23完成晶片與引腳(未標出)的電連接，在LED晶片24周圍設置有封裝膠填充於腔體中，封裝膠可以是螢光膠也可以是透明膠，在圖2中所示的是螢光膠，螢光膠由矽樹脂(或矽膠)27和螢光粉26組成，封裝膠經烘乾後在腔體表面形成封裝膠上表面25。圖2中的LED的基座的載體21全部都是透明的。
[0050]圖3是圖2所示的LED光路圖，將LED的基座的載體改為透明之後。光線從LED晶片射出，一部分光線從封裝膠上表面出射，一部分光線在封裝膠上表面發生全反射。從封裝膠上表面出射的光線伴隨折射和反射，反射光線會射到基板22上或者載體21上；發生全反射的光線不會從封裝膠上表面射出，會直接射入到載體21中，又從載體21射入空氣中。因此，載體可以將原來不能從封裝膠表面射出的光線射入到空氣中，並且可以使從LED晶片直接射到載體內表面211上的光線直接從載體中出射，從而增大了發光二極體的出光角度。
[0051]圖4所示的是本實用新型提供的另一種LED器件的結構圖，該LED將基座形成的腔體的整個腔壁411都設置為透明的，而載體的其它部位設置成非透明的，也就是載體的非透明部分412,如圖4所示。
[0052]圖5所示的是本實用新型提供的另一種LED器件的結構圖，該LED將基座形成的腔體的一部分設置為透明腔壁511，該部分的位置在腔壁的上部分，而載體在腔壁的透明部分以下的部分是非透明的。
[0053]實施例四:
[0054]圖6是本實用新型提供的一種LED的結構圖。圖6所示的LED包括基座、金屬線23、LED晶片24、封裝膠，其中基座由載體61和基板22組成，其中載體61是全透明的，且載體61的外表面是向外凸的弧形。基座上設有用於放置LED晶片24的腔體，在腔體的底部、基板的表面設置有LED晶片24，通過金屬線23完成晶片與引腳(未標出)的電連接，在LED晶片24周圍設置有封裝膠填充於腔體中，封裝膠可以是螢光膠也可以是透明膠，在圖6中所示的是螢光膠，螢光膠由矽樹脂(或矽膠)27和螢光粉26組成，封裝膠經烘乾後在腔體表面形成封裝膠上表面25。
[0055]實施例五:
[0056]圖7所示的LED包括基座、金屬線73、LED晶片74、封裝膠，其中基座由載體71和基板72組成。基座上設有用於放置LED晶片74的腔體，在腔體的底部、基板的表面設置有LED晶片74，通過金屬線73完成晶片與引腳(未標出)的電連接，在LED晶片74周圍設置有封裝膠填充於腔體中，封裝膠可以是螢光膠也可以是透明膠，在圖7中所示的是螢光膠，螢光膠由矽樹脂(或矽膠)77和螢光粉77組成，封裝膠經烘乾後在腔體表面形成封裝膠上表面75。圖7中的LED的基座的載體71全部都是透明的，且封裝膠上表面整體設置為一個凹槽，該凹槽的形狀是向內凹的弧面。
[0057]圖8是圖7所示的LED的光路圖，該LED的封裝膠上表面75為內凹的弧面。線從LED晶片出射，一部分光線從封裝膠上表面射出，伴隨著反射，反射光線射到基板72上或者載體71上；還有一部分光線會在封裝膠上表面發生全反射，反射光線會直接反射到載體透明部分上，再從載體透明部分射到空氣中。與封裝膠上表面為平面的發光二極體相比，從螢光膠上表面反射到基板72上的光線減少了，因為弧面改變了光線的法線，使光線更容易射到載體71上。而且在封裝膠表面發生全反射的光線也可以反射到載體中，而載體中的光線又可以射入到空氣中，從而使發光二極體的出光更均勻，進而增大了發光二極體的出光角度。
[0058]在另一種實施方式中，將LED的封裝膠上表面設置為凹槽，該凹槽的形狀是圓錐形，如圖9所示，因圖9是LED的橫截面圖，所以其螢光膠上表面95在圖中是一個倒三角形。與封裝膠上表面為凹弧形凹槽的LED相比，反射到載體上的光線會增多，同樣能達到擴大出光角度的目的。
[0059]在另一種實施方式中，在封裝膠上表面的中間位置設置一個凹槽，該凹槽的形狀是向內凹的弧面，如圖10所示。
[0060]在另一種實施方式中，在封裝膠上表面的中間位置設置一個凹槽，凹凹槽的形狀是圓錐形，如圖11所示，因圖11是LED的橫截面圖，所以其螢光膠上表面115在圖中是一個倒三角形。
[0061]實施例六:
[0062]圖12所示的LED包括基座、金屬線123、LED晶片124、封裝膠，其中基座由載體121和基板122組成。基座上設有用於放置LED晶片124的腔體，在腔體的底部、基板的表面設置有LED晶片124，通過金屬線123完成晶片與引腳(未標出)的電連接，在LED晶片124周圍設置有封裝膠填充於腔體中，封裝膠可以是螢光膠也可以是透明膠，在圖12中所示的是螢光膠，螢光膠由矽樹脂(或矽膠)127和螢光粉126組成，封裝膠經烘乾後在腔體表面形成封裝膠上表面125。圖12中的LED的基座的載體121全部都是透明的，且封裝膠上表面有多個個凹槽，這些凹槽的形狀是不規則的。
[0063]因封裝膠上表面有多個凹槽，使封裝膠的上表面比較粗糙，所以從LED晶片發出的光在封裝膠上表面的反射很不規則，從而可將LED發出的光均勻化，同時也會使在封裝膠表面發生反射的光均勻化，使反射到腔體的腔壁內表面上的光均勻化，從而擴大發光二極體的出光角度。
[0064]實施例七:
[0065]在本實施例所提供的LED中，封裝膠內部包括反射粒子。基座為上述實施例一提供的基座。從LED晶片發出的光一部分直接射到封裝膠表面，一部分直接射到腔體的腔壁的內表面，還有一部分射到反射粒子上面。直接射到封裝膠表面的光線，發生反射和折射，反射光線一部分反射到腔體的腔壁的內表面，一部分反射到反射粒子上，再發生反射；直接射到腔體的腔壁的內表面的光線，從腔體的腔壁的透明部分射到空氣中；射到反射粒子上面，發生反射。因此，從LED晶片發出的光將會在反射粒子上發生多次反射，這樣可將封裝膠內部的光強度均勻化，從而使從封裝膠表面和從腔體的腔壁的透明部分發出的光均勻化，最終達到擴大出光角度的目的。
[0066]需要說明的是，上述實施例雖然是單獨對LED的某一特徵進行的說明，但是我們可以將LED的多個特徵進行組合，例如在LED的封裝膠表面設置凹槽，並在封裝膠內部設置反射粒子或散射粒子。
[0067]此外，本實用新型還提供了一種燈條，這種燈條採用上述各實施例給出的LED製成。
[0068]下面通過對比實驗來說明本實用新型的LED的優點。
[0069]採用分布光譜儀分別測試上述圖2所示未安裝散射透鏡且載體為透明的LED和未安裝散射透鏡且載體為白色的LED的出光角度:在光強分布曲線的圓周上，兩個光強最大值的一半處與原點所形成的夾角即為出光角度。測試結果示於表一中。
[0070]表一
[0071]
【權利要求】
1.一種LED支架，包括基座，其特徵在於，所述基座設有用於容置LED晶片的腔體，所述腔體腔壁的至少一部分為透明腔壁；所述腔壁透明部分的內表面和/或外表面為凹凸面。
2.如權利要求1所述的LED支架，其特徵在於，所述腔壁透明部分的折射率大於LED的封裝膠的折射率。
3.如權利要求2所述的LED支架，其特徵在於，所述腔壁的外表面為外凸的弧面。
4.如權利要求1至3中任一項所述的LED支架，其特徵在於，所述腔壁透明部分採用耐高溫透明塑料或熱固型透明樹脂製成。
5.一種LED，包括LED晶片，其特徵在於，還包括如權利要求1至4任一項所述的LED支架，所述LED晶片放置於所述腔體內。
6.如權利要求5所述的LED，其特徵在於，所述LED還包括填充於所述腔體內的封裝膠，所述封裝膠上表面設有至少一個凹槽。
7.如權利要求6所述的LED，其特徵在於，所述凹槽設置在所述封裝膠上表面的中間位置。
8.如權利要求5-7任一項所述的LED，其特徵在於，所述LED還包反射粒子和/或者散射粒子；所述反射粒子和/或者散射粒子設置於所述封裝膠的上表面和/或所述封裝膠內部。
9.一種燈條，其特徵在於，包括如權利要求5至8任一項所述的LED。
【文檔編號】H01L33/60GK203644813SQ201320608267
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】孫平如, 劉沛 申請人:深圳市聚飛光電股份有限公司