一種led封裝結構及使用該led封裝結構的燈具的製作方法
2023-06-26 05:33:36
專利名稱：一種led封裝結構及使用該led封裝結構的燈具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED封裝技術，特別是一種可控制色溫變化的LED封裝結構及使用該LED封裝結構的燈具。
背景技術：
隨著類點光源及點光源的廣泛應用，特別是LED發光元件在指示照明及普通照明領域的廣泛應用，照明領域需要基於此類光源的光學應用，以期實現照明應用領域的突破。就目前現狀，軟帶式LED燈及防水灌膠LED燈正被越來越廣泛的應用。現有的軟帶式LED燈及防水灌膠LED燈，當在LED晶片上灌膠水後，LED燈的色溫會出現上升狀況。以藍光晶片激發黃色螢光粉模式的LED晶片為例，LED晶片包括基板，設置於基板上的藍光晶片，黃色螢光粉及扣設於藍光晶片上的一次透鏡，藍光晶片通電後發出藍光，一部分藍光激發黃色螢光粉發出黃光，激發出的黃光與另一部分藍光混光後經一次透鏡表面折射而出射形成不同色溫的白光。根據不同的黃光和藍光的比例，形成不同色溫的白光，當藍光比例大，色溫高，為偏冷光；當黃光比例大，色溫低，為偏暖光。在LED晶片上灌膠後，膠水凝固形成覆蓋層，因為膠水的折射率大於空氣的折射率，所以灌膠之後增大了分界面上藍光發生全反射的臨界角，導致發出的光線中藍色光線的比例增加，從而例得該由LED晶片封灌形成的軟帶LED燈及防水灌膠LED燈的色溫升高。其他的LED晶片，如紅、綠、藍單色LED複合而成的白光LED燈，或者由紫外光激發而形成的白光LED燈，在膠水封灌後均會出現色溫升高的現象。如說明書附圖中圖6所示，經過試驗實測得出的數據也進一步說明採用傳統的直接將膠水點封在LED晶片上，LED燈出射光線的色溫會出現不同程度的上升。
實用新型內容
有鑑於此，有必要提供一種LED燈出射光線的色溫不變的LED封裝結構及使用該LED封裝結構的燈具，以克服上述不足。一種LED封裝結構，其包括一個LED晶片。所述LED封裝還包括一個設置在該LED晶片的出光方向上的透明蓋，該透明蓋與所述LED晶片間隔設置。一種燈具，包括一個電路板，一個設置在所述電路板上的LED封裝結構，以及一個設置在LED封裝結構外側的燈罩。所述LED封裝結構包括一個LED晶片。所述LED封裝結構還包括一個設置在該LED晶片的出光方向的透明蓋，該透明蓋與所述LED晶片間隔設置。由於透明蓋與LED晶片之間具有一個間隙，該間隙可能充有氣體或真空，從而使得LED晶片的出射光的色溫與從燈具的出射光的色溫基本相同，進而達到燈具額定色溫基本不變的要求。
以下結合附圖描述本實用新型的實施例，其中:[0009]
圖1為本實用新型提供的一種使用LED封裝結構的燈具的結構示意圖。圖2為圖1的使用LED封裝結構的燈具沿A-A線的剖面示意圖。圖3為圖1的使用LED封裝結構的燈具中的LED封裝結構的剖視結構示意圖。圖4為圖1的使用LED封裝結構的燈具中的LED封裝結構的結構分解示意圖。圖5為本實用新型提供的一種透明蓋的結構示意圖。圖6為本實用新型的使用LED封裝結構的燈具的色溫變化的試驗數據圖。圖7為現有技術中的軟帶燈的色溫變化的試驗數據圖。
具體實施方式
以下基於附圖對本實用新型的具體實施例進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅作為實施例，並不用於限定本實用新型的保護範圍。請參閱圖1及圖2，其為本實用新型提供的一種使用LED封裝結構的燈具100的結構示意圖。所述燈具100包括一個電路板10，一個設置在該電路板10上的LED封裝結構20，以及一個設置在LED封裝結構20外側的燈罩30。所述電路板10與LED封裝結構20電性連接，以給該LED封裝結構20供電。在本實施例中，所述燈具100為一種軟帶燈具，即所述電路板10、燈罩30皆由柔性材料製成。可以想到的是，該燈具100還包括設置在軸向兩端的端蓋，以及插線柱等其他零部件，因其為本領域技術人員所習知，故未標示。所述電路板10可以為印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)，其上設置有電路或其他的電子元件，如二極體、三極體等以供給LED封裝結構20額定的電流或控制信號。當該燈具100為軟帶燈時，該電路板10可以為柔性電路板。所述電路板10及其工作原理為本領域技術人員所 習知，在此不再贅述。如圖2至圖4所示，所述LED封裝結構20包括一個基底層21，一個設置在該基底層21上的LED晶片22，一條用於電性連接所述基底層21與LED晶片22的導線23，一個罩設在所述基底層21、LED晶片22、以及導線23外側的框形支架25，一個填充在LED晶片22出光方向上的螢光粉膠體包覆層24，以及一個蓋設在LED晶片22出光方向上並設置在支架25上的透明蓋26。所述基底層21為承載LED晶片22的基底，其材質可為具有導電性或無導電性的導熱材料，具體可以為金屬材料，如銀、銅、銅合金、銅銀合金、鋁、鋁合金或具有金或銀鍍層的金屬材料；或陶瓷材料，例如氧化鋁、氮化鋁及鑽石鍍膜；或複合材料，奈米碳管、印刷電路板或有機高分子材質等，除此之外，也可選擇在該基底層21表面電鍍一高反射率材料作為反射器，該高反射率材料可以為銀、金或其組合所組成的族群。在本實施例中，所述基底層21為金屬材料製成，並具有兩塊，分別連接LED晶片22的正極與負極。為了與支架25緊密結合併提高其牢固度，該基底層21可以做成契形。所述LED晶片22設置地基底層21上，在本實施例中，所述LED晶片22設置在兩塊基底層21的其中一塊上，而另一塊通過一條導線23連接所述LED晶片22與基底層21的另一塊上。所述LED晶片22可以為一藍色發光晶片，其可由碳化矽(SiC)或三五族的多元複合化合物所構成，例如氮銦化鎵(InGaN)及氮化鎵(GaN)等。LED晶片22可利用傳統固晶製程附著於基底層21上，而該LED晶片22的正負電極皆可在該LED晶片22的上表面或上下表面。[0022]所述導線23可以一般的導電性材料製成，當然為了製造工藝或其他的因素，該導線23也可以金、銀等貴金屬製成。所述螢光粉膠體包覆層24是包覆在LED晶片22的外側，其材質可以為高折射率的有機樹脂材料，如聚氨脂，其折射率以大於1.40為較佳。其中，螢光粉膠體包覆層24為螢光粉光粉與有機樹脂材料混合固化而成，可依需要調整不同粘度及體積，藉由自然的表面張力與內聚力形成一截面為圓弧狀的透鏡體，且其圓弧側具有一螢光粉膠體包覆層，螢光粉(例如黃色螢光粉)分布在該螢光粉膠體包覆層中，LED晶片22位於該螢光粉膠體包覆層24的直徑側，這樣，以黃色螢光粉搭配藍光反光半導體元件22可藉由藍光來激發黃色螢光粉產生黃光，該黃光再與剩餘的藍光混合而產生出高均勻性的白光。當然可以想到的是，LED封裝結構20在某種情形也可能沒有使用該螢光粉膠體包覆層24。所述支架25由模具壓製成型，其由非導電性材料製成，如樹脂、陶瓷等，在實際製造過程中，應是先在設置有LED晶片22的基底層21上壓製成一框形支架25，然後再填充螢光粉膠體包覆層24。在本實施例中，僅對其製造好後的結構進行說明。所述支架25包括一個框體251，一個設置在框體251內側壁上的反射斜面252，以及一個出光口 253。所述反射斜面251用於將LED晶片22射到該面上的光反射向出光口 253，以增加LED封裝結構20的出光效率。所述支架25的沿出光方向的高度大於所述基底層21與螢光粉膠體包覆層24的總厚度。相對應的，當LED封裝結構20不包括螢光粉膠體包覆層24時，該支架25的沿出光方向的高度大於所述基底層21與LED晶片22的總厚度即可。至於所述支架25的沿出光方向的高度高於所述基底層21與螢光粉膠體包覆層24的總厚度或高於所述基底層21與LED晶片22的總厚度的量，可以根據需要設定，如LED晶片22的功率等因素。所述透明蓋26由透明材料製成，並蓋設在所述支架25的框體251上。由於，所述支架25的沿出光方向的高度大於所述基底層21與螢光粉膠體包覆層24的總厚度，因此，該透明蓋26與螢光粉膠體包覆層24間隔設置，從而在透明蓋26與螢光粉膠體包覆層24之間間隔出一定的間隙。同理，當LED封裝結構20不包括螢光粉膠體包覆層24時，所述透明蓋26與LED晶片22之間將間隔出一定的間隙。在該間隙中可以充空氣，也可以為了某種目的，如保護LED 晶片22，充入惰性氣體，當然可以想到的是，該間隙中還可以抽成真空。所述透明蓋26還可以做成一透鏡的結構，如圖5所示，從而對出射的光進行調整，以達到想要的配光要求。當該透明蓋26為一具有透鏡的結構時，該透鏡設置在燈罩30與透明蓋26之間。由於當所述燈罩30是柔性材料製成時，其將通過灌膠方式製成，因此，所述透明蓋26應由耐高溫材料製備。所述燈罩30罩設在電路板10的外側，並設置在LED晶片22的出光方向上，以保護所述電路板10、LED封裝結構20等元件。當燈具100為軟帶燈時，該燈罩30由柔性材料製成，如樹脂。如圖6所示，其為本實用新型實施例的使用LED封裝結構的燈具的試驗數據圖。由於透明蓋26與LED晶片22之間或透明蓋26與加載有螢光粉膠體包覆層24的LED晶片22之間具有一個間隙，該間隙充有氣體或真空，從而使得LED晶片的出射光的色溫與從燈具100的出射光的色溫基本相同。需要特別說明的是，採用本實用新型所述的LED封裝結構20製成的燈具，其色溫基本相同，並不意味著LED色溫與未加工前的LED晶片的色溫完全相同，而是指利用該LED封裝結構20製成的燈具100的色溫的變化，是在產品規定的額定變化範圍之內，同時各種製造設備的質量，如灌膠設備的質量，製造工藝，如灌膠流速，以及加工精度等都會影響到LED燈的色溫，因此將LED燈的色溫控制在視覺不易察覺的範圍之內都是可以接受的。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則的內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍的內 。
權利要求1.一種LED封裝結構，其包括一個LED晶片，其特徵在於:所述LED封裝還包括一個設置在該LED晶片的出光方向上的透明蓋，該透明蓋與所述LED晶片間隔設置。
2.如權利要求1所述的LED封裝結構，其特徵在於:所述透明蓋與LED晶片之間為，充有空氣或惰性氣體或為真空。
3 .如權利要求1所述的LED封裝結構，其特徵在於:所述LED封裝結構還包括一層設置在LED晶片與透明蓋之間的螢光粉膠體包覆層，該螢光粉膠體包覆層與透明蓋間隔設置。
4.如權利要求3所述的LED封裝結構，其特徵在於:所述螢光粉膠體包覆層設置在LED晶片的出光方向上並與LED晶片緊貼設置。
5.如權利要求1所述的LED封裝結構，其特徵在於:所述透明蓋包括至少一個透鏡。
6.如權利要求1所述的LED封裝結構，其特徵在於:所述LED封裝結構還包括一個套設在LED晶片的支架，所述透明蓋設置在該支架上。
7.一種燈具，包括一個電路板，一個設置在所述電路板上的LED封裝結構，以及一個設置在LED封裝結構外側的燈罩，所述LED封裝結構包括一個LED晶片，其特徵在於:所述LED封裝結構還包括一個設置在該LED晶片的出光方向的透明蓋，該透明蓋與所述LED晶片間隔設置。
8.如權利要求7所述的燈具，其特徵在於:所述電路板為柔性電路板，所述燈罩為柔性燈罩。
9.如權利要求7所述的燈具，其特徵在於:所述LED封裝結構的出光方向上設置有透鏡，該透鏡設置在燈罩與透明蓋之間。
10.如權利要求7所述的燈具，其特徵在於:所述透明蓋由耐高溫材料製成。
專利摘要一種LED封裝結構，其包括一個LED晶片。所述LED封裝還包括一個設置在該LED晶片的出光方向上的透明蓋，該透明蓋與所述LED晶片間隔設置。由於透明蓋與LED晶片之間具有一個間隙，該間隙可能充有氣體或真空，從而使得LED晶片的出射光的色溫與從燈具的出射光的色溫基本相同，進而達到燈具額定色溫基本不變的要求。本實用新型還提供了一種使用該LED封裝結構的燈具。
文檔編號H01L33/48GK203085634SQ201220621440
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月3日 優先權日2012年11月3日
發明者張發偉, 陳江平, 王定軍, 林萬炯 申請人:林萬炯