CN103681990A - Led封装件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED封装件及其制作方法,所述LED封装件包括:第一支架(10)、数个LED元件(20)、封装胶(30)以及量子条(40),该第一支架(10)包括一PCB板(12)及四个侧壁(14),该四个侧壁(14)围成一容置空间(18),该数个LED元件(20)安装于该PCB板(12)上,且与其电性连接,所述封装胶(30)填充于所述容置空间(18)中,所述四个侧壁(14)的上端均设有一安装部(16),所述量子条(40)安装于所述安装部(16)上,所述量子条(40)位于所述封装胶(30)的上方,所述第一支架(10)、数个LED元件(20)及量子条(40)一体化封装,以固定组合在一起。
Description
技术领域
本发明涉及LED(LightEmittingDiode,发光二极管)封装技术领域,尤其涉及一种具有量子器件的LED封装件及其制作方法。
背景技术
量子点(QuantumDots,QD)又可以称为纳米晶体,是由有限数目的原子组成,三个维度尺寸均在纳米数量级。请参阅图1,量子点一般为球形或类球形,是由半导体材料(通常由II~Ⅵ族或III~V族元素组成)制成的、稳定直径介于1-10nm之间的纳米粒子。量子点是在纳米尺度上的原子和分子的集合体,既可由一种半导体材料组成,如由II、VI族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等)或III、V族元素(如InP、InAs等)组成,也可以由两种或两种以上的半导体材料组成。
量子点是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。由于导带电子和价带空穴被量子限域,连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构,受激后可以发射荧光。基于量子效应,量子点在太阳能电池、发光器件、光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。
量子点的光电特性与其尺寸和形状紧密相连。研究发现量子点的能带带隙与尺寸成反比,即量子点尺寸越小能带带隙越宽,发射光往蓝光偏移。因此通过控制量子点的尺寸,可制备出具有不同发射光谱的量子点。量子点发光光谱的强度如图2所示,从图中可知,量子点发光光谱半峰宽(约50-60nm)相较于目前LED灯常用的绿色(半峰宽约80nm)、红色荧光粉(半峰宽约100nm)半峰宽窄。在电视机中使用时,能很好地搭配光阻(彩色滤光片(ColorFilter,CF)),实现高穿透率,同时保证高色域。
目前,商业量子点材料主要以硒化镉(CadmiumSelenide,CdSe)为核,以硫化镉(CadmiumSulfide,CdS)为壳。量子点材料受高温及氧气的影响会导致其失效,因此,目前商业上量子点的运用都需保护量子点材料。保护量子点材料做法主要分为两种,一为采用量子点膜片(QD-film)的形式,其结构如图3所示,通过聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料104将量子点材料102封装起来,图中还示出了防潮层(moisturebarrierlayer)106以及LED封装材料(encapsulant)108;另一种形式为量子条(QD-rail)的形式,其结构如图4所示,其采用空心玻璃管202封装量子点材料102。
量子点膜片需要使用的量子点材料多,且在背光模组(BackLightUnit,BLU)中色度控制困难,量产性低。而量子条则在价格及色度控制上都较有量产性。在侧边式背光模组的应用中,量子条302与LED元件304的配合及组装如图5及图6所示,LED元件304安装于PCB板306上的混合室(mixingcup)308内,并与PCB板306电性连接,该混合室308具有一出光面,而量子条302则安装于该出光面上。量子条302与LED元件304的组装流程如图7所示,量子条302与LED元件304的组装包括3个步骤:第一、将LED元件304安装于PCB板306上,同时将LED元件304与PCB板306电性连接;第二、在该PCB板306上形成混合室308;第三、在混合室308的出光面上安装量子条302。为保证量子条302的利用率,减小漏光等问题,量子条302与LED元件304的配合需保持良好的准直;另外,混合室308与量子条302的配合也需保证良好的稳固性,防止出现晃动、脱离等情况。由于量子条302的玻璃管易碎的特性,导致组装过程存在极大的难度和风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED封装件,其中量子条与LED元件一体化封装,安装牢固,降低了应用量子条的背光模组的组装难度,同时也避免了现有技术中LED元件与量子条对位不准带来的漏光问题,进一步减小了应用该LED封装件的电视机的边框宽度。
本发明的另一目的还在于提供一种LED封装件的制作方法,该方法操作简单,将量子条与LED元件一体化封装,安装牢固,降低了应用量子条的背光模组的组装难度,同时也避免了现有技术中LED元件与量子条对位不准带来的漏光问题,进一步减小了应用该LED封装件的电视机的边框宽度。
为实现上述目的,本发明提供一种LED封装件,包括:第一支架、数个LED元件、封装胶以及量子条,所述第一支架包括一PCB板以及形成于所述PCB板四周边缘上的四个侧壁,所述四个侧壁围成一容置空间,所述数个LED元件安装于所述PCB板上且位于所述容置空间内,并与所述PCB板电性连接,所述封装胶填充于所述容置空间中,所述四个侧壁的上端均设有一安装部,所述量子条安装于所述安装部上,所述量子条位于所述封装胶的上方,所述第一支架、数个LED元件及量子条一体化封装,以固定组合在一起。
所述安装部为一限位槽,所述限位槽的高度等于所述量子条的厚度,以使所述量子条卡合安装于该限位槽上。
所述数个LED元件为数个LED芯片,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述数个LED元件为数个正装蓝光芯片时,每一所述LED元件通过固晶制程及打金线制程安装于所述PCB板上,当所述数个LED元件为数个倒装蓝光芯片时,每一所述LED元件通过固晶制程安装于所述PCB板上。
每一所述LED元件包括:一第二支架、以及安装于所述第二支架上且与所述第二支架电性连接的LED芯片,所述数个LED元件通过回流焊制程安装于所述PCB板上,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片为正装蓝光芯片时,所述LED芯片通过固晶制程及打金线制程安装于所述第二支架上,当所述LED芯片为倒装蓝光芯片时,所述LED芯片通过固晶制程安装于所述第二支架上。
所述量子条包括:一玻璃管以及密封于所述玻璃管内的量子点材料,所述限位槽的深度等于或大于所述玻璃管管壁的厚度,所述玻璃管端部截面为一矩形;所述四个侧壁的材质为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯;所述封装胶为硅胶。
本发明还提供一种LED封装件的制作方法,包括以下步骤:
步骤1、提供一第一支架,所述第一支架包括一PCB板以及形成于所述PCB板四周边缘上的四个侧壁,所述四个侧壁的上端均设有一安装部,所述四个侧壁围成一容置空间;
步骤2、提供数个LED元件,并将该数个LED元件安装于所述第一支架的PCB板上,且所述数个LED元件设于容置空间内,所述数个LED元件与PCB板电性连接;
步骤3、往所述第一支架的容置空间灌入封装胶;
步骤4、提供一量子条,并将所述量子条安装于所述四个侧壁的安装部上,所述量子条位于所述封装胶的上方;
步骤5、固化该封装胶。
所述数个LED元件为数个LED芯片,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片为正装蓝光芯片时,所述步骤2中通过固晶制程及打金线制程将所述LED芯片安装于所述PCB板上;当所述LED芯片为倒装蓝光芯片时,所述步骤2中通过固晶制程将所述LED芯片安装于所述PCB板上。
每一所述LED元件包括:第二支架以及安装于所述第二支架上且与所述第二支架电性连接的LED芯片,所述步骤2中所述数个LED元件通过回流焊制程安装于所述PCB板上,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片为正装蓝光芯片时,所述LED芯片通过固晶制程及打金线制程安装于所述第二支架上,当所述LED芯片为倒装蓝光芯片时,所述LED芯片通过固晶制程安装于所述第二支架上。
所述安装部为一限位槽,所述限位槽的高度等于所述量子条的厚度,所述步骤4中所述量子条卡合安装于该限位槽上;所述步骤5中采用加热的方式固化封装胶。
所述量子条包括:一玻璃管以及密封于所述玻璃管内的量子点材料,所述限位槽的深度等于或大于所述玻璃管管壁的厚度,所述玻璃管端部截面为一矩形;所述四个侧壁的材质为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯;所述封装胶为硅胶。
本发明的有益效果:本发明的LED封装件及其制作方法,将量子条与LED元件一体化封装,安装牢固,降低了应用量子条的背光模组的组装难度,同时也避免了现有技术中出现的LED元件与量子条对位不准带来的漏光问题,进一步减小了应用该LED封装件的电视机的边框宽度。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中,
图1为现有技术中量子点的结构示意图;
图2为现有技术中量子点发射光谱的光强示意图;
图3为现有技术中量子点膜片结构示意图;
图4为现有技术中量子条结构示意图;
图5为现有技术侧边式背光模组中量子条与LED元件配合的剖视图;
图6为现有技术侧边式背光模组中量子条与LED元件配合的俯视图;
图7为现有技术侧边式背光模组中量子条与LED元件的组装流程图;
图8为本发明LED封装件一实施例的剖视图;
图9为图8所示的LED封装件的俯视图;
图10为图8所示的LED封装件的工艺流程图;
图11为本发明LED封装件另一实施例的剖视图;
图12为图11所示的LED封装件的俯视图;
图13为本发明LED封装件的制作方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图8至图10,本发明提供一种LED封装件,可以应用于显示技术领域的背光模组中,其具体包括:第一支架10、数个LED元件20、封装胶30以及量子条40,所述第一支架10包括一PCB板12以及形成于所述PCB板12四周边缘上的四个侧壁14,所述四个侧壁14围成一容置空间18,所述数个LED元件20安装于所述PCB板12上且位于所述容置空间18内,并与所述PCB板12电性连接,所述封装胶30填充于所述容置空间18中,所述四个侧壁14的上端均设有一安装部16,所述量子条40安装于所述安装部16上,所述量子条40位于所述封装胶30的上方,所述第一支架10、数个LED元件20及量子条40一体化封装,以固定组合在一起,进而降低应用量子条40的背光模组的组装难度,同时可以避免现有技术中出现的由于量子条与LED元件对位不准而带来的漏光问题。
所述数个LED元件20均安装于PCB板12上,并与PCB板12电性连接,以形成LED灯条的效果。该第一支架10的形成方式为:对已经蚀刻好电路结构的PCB板12采用注塑成型的方式,在该PCB板12上形成四个侧壁14。所述数个LED元件20、封装胶30以及量子条40均收容于该容置空间18内,所述四个侧壁14上端均设有一安装部16,封装胶30填充于容置空间18中的高度刚好到达该安装部16。所述量子条40固定安装于该安装部16上,在本实施例中,所述安装部16为一限位槽,所述限位槽的高度h等于所述量子条40的厚度,以使所述量子条40卡合安装于所述限位槽上。所述四个侧壁14的材质优选为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)。
所述数个LED元件20为数个LED芯片,该数个LED芯片采用COB(chiponboard)贴片方式直接固晶于PCB板12,以形成LED灯条的效果。优选的,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述数个LED元件20为数个正装蓝光芯片时,每一所述LED元件20通过固晶制程及打金线制程安装于所述PCB板12上,当所述数个LED元件20为数个倒装蓝光芯片时,可以省掉打金线制程,即每一所述LED元件20通过固晶制程安装于所述PCB板12上。
所述量子条40包括:一玻璃管42以及密封于所述玻璃管42内的量子点材料44,所述限位槽的深度d等于或大于所述玻璃管42管壁的厚度,在保证其等于或大于所述玻璃管42管壁的厚度的前提下,该限位槽的深度d应尽量小,从而可以通过轻压量子条40,快速地将量子条40安装进限位槽内,且不损伤量子条40。所述玻璃管42端部截面为一矩形,有利于实现该LED封装件的薄型化。值得一提的是,本实施例中LED芯片为蓝光芯片,其发出的光为蓝光,若LED芯片发出的光线从量子条40的边缘出去,则该出去的光线为蓝光,与所需不符。为了避免上述情况的发生,第一支架10四个侧壁14上的限位槽的深度d等于(或略大于)量子条12的玻璃管42管壁的厚度,以防止LED芯片发出的蓝光透过该玻璃管42四周管壁而透射出去,此时LED芯片发出的蓝光全部经过量子条40中的量子点材料44,则最后出射的光线均为白光。
所述封装胶30用于固定位于其上方的量子条12以及用于保护裸露的LED芯片(及裸露的金线),所述封装胶30优选为硅胶。
请参阅图11及图12,作为可供选择的另一较佳实施例,所述数个LED元件20’为数个LED灯,其通过回流焊制程安装于所述PCB板12上。具体的,每一所述LED元件20’包括:一第二支架22、以及安装于所述第二支架22上且与所述第二支架22电性连接的LED芯片24,借第二支架22能够更好地保护LED芯片24,同时也可以增加量子条40与PCB板12的整体高度。所述LED芯片24为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片24为正装蓝光芯片时,所述LED芯片24通过固晶制程及打金线制程安装于所述第二支架22上,当所述LED芯片24为倒装蓝光芯片时,所述LED芯片24通过固晶制程安装于所述第二支架22上。
请参阅图13,并同时结合参阅图8至图12,本发明还提供一种LED封装件的制作方法,包括以下步骤:
步骤1、提供一第一支架10,所述第一支架10包括一PCB板12以及形成于所述PCB板12四周边缘上的四个侧壁14,所述四个侧壁14的上端均设有一安装部16,所述四个侧壁14围成一容置空间18。
该第一支架10的形成方式为:对已经蚀刻好电路结构的PCB板12采用注塑成型的方式,在该PCB板12上形成四个侧壁14。所述四个侧壁14的上端均设有一安装部16,在本实施例中,所述安装部16为一限位槽,该限位槽的宽度等于(或略大于)量子条的边缘厚度,以保证LED芯片发出的蓝光全部经过量子条中的量子点材料,则最后出射的光均为白光。所述四个侧壁14的材质优选为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)。
步骤2、提供数个LED元件20,并将该数个LED元件20安装于所述第一支架10的PCB板12上,且所述数个LED元件20设于容置空间18内,所述数个LED元件20与PCB板12电性连接。
作为一较佳实施例,所述数个LED元件20为数个LED芯片,如图8至图10所示。在该步骤中,该数个LED芯片采用COB(chiponboard)贴片方式直接固晶于PCB板12,以形成LED灯条的效果。具体的,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片,当所述LED芯片为正装蓝光芯片时,则在该步骤中,通过固晶制程及打金线制程将所述LED芯片安装于所述PCB板12上;当所述LED芯片为倒装蓝光芯片时,在该步骤中,仅通过固晶制程就可以将所述LED芯片安装于所述PCB板12上。
作为可供选择的另一较佳实施例,所述数个LED元件20’为数个LED灯,如图11及图12所示。在该步骤中,其通过回流焊制程安装于所述PCB板12上,以形成LED灯条的效果。具体的,每一所述LED元件20’包括:一第二支架22、以及安装于所述第二支架22上且与所述第二支架22电性连接的LED芯片24,借第二支架22能够更好地保护LED芯片24,同时也可以增加量子条40与PCB板12的整体高度。所述LED芯片24为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片24为正装蓝光芯片时,所述LED芯片24通过固晶制程及打金线制程安装于所述第二支架22上,当所述LED芯片24为倒装蓝光芯片时,所述LED芯片24通过固晶制程安装于所述第二支架22上。
步骤3、往所述第一支架10的容置空间18灌入封装胶30。
所述封装胶30用于保护裸露的LED芯片(及裸露的金线),该封装胶填充于容置空间18中的高度刚好到达该限位槽16,所述封装胶30优选为硅胶。
步骤4、提供一量子条40,并将所述量子条40安装于所述四个侧壁14的安装部16上,所述量子条40位于所述封装胶30的上方。
在本实施例中,所述安装部16为一限位槽,所述限位槽的高度h等于所述量子条40的厚度,所述步骤4中所述量子条40卡合安装于该限位槽上。
所述量子条40包括:一玻璃管42以及密封于所述玻璃管42内的量子点材料44,所述限位槽的深度d等于或大于所述玻璃管42管壁的厚度,在保证其等于或大于所述玻璃管42管壁的厚度的前提下,该限位槽的深度d应尽量小,从而可以通过轻压量子条40,快速地将量子条40安装进限位槽内,且不损伤量子条40。所述玻璃管42端部截面为一矩形,有利于实现该LED封装件的薄型化。值得一提的是,本实施例中LED芯片为蓝光芯片,其发出的光为蓝光,若LED芯片发出的光线从量子条40的边缘出去,则该出去的光线为蓝光,与所需不符。为了避免上述情况的发生,第一支架10四个侧壁14上的限位槽的深度d等于(或略大于)量子条12的玻璃管42管壁的厚度,以防止LED芯片发出的蓝光透过该玻璃管42四周管壁而透射出去,此时LED芯片发出的蓝光全部经过量子条40中的量子点材料44,则最后出射的光线均为白光,进而使得LED芯片发出的光线全部通过该量子条40中的量子点材料44,以实现最后出射的光线均为白光。
步骤5、固化该封装胶30。
在该步骤中,采用加热的方式固化封装胶,该封装胶具有粘性,固化后的封装胶可以很好地将量子条40固定于第一支架10上。
综上所述,本发明提供一种LED封装件及其制作方法,将量子条与LED元件一体化封装,安装牢固,降低了应用量子条的背光模组的组装难度,同时也避免了现有技术中出现的LED元件与量子条对位不准带来的漏光问题,进一步减小了应用该LED封装件的电视机的边框宽度。
以上所述,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED封装件,其特征在于,包括:第一支架(10)、数个LED元件(20)、封装胶(30)以及量子条(40),所述第一支架(10)包括一PCB板(12)以及形成于所述PCB板(12)四周边缘上的四个侧壁(14),所述四个侧壁(14)围成一容置空间(18),所述数个LED元件(20)安装于所述PCB板(12)上且位于所述容置空间(18)内,并与所述PCB板(12)电性连接,所述封装胶(30)填充于所述容置空间(18)中,所述四个侧壁(14)的上端均设有一安装部(16),所述量子条(40)安装于所述安装部(16)上,所述量子条(40)位于所述封装胶(30)的上方,所述第一支架(10)、数个LED元件(20)及量子条(40)一体化封装,以固定组合在一起。
2.如权利要求1所述的LED封装件,其特征在于,所述安装部(16)为一限位槽,所述限位槽的高度等于所述量子条(40)的厚度,以使所述量子条(40)卡合安装于该限位槽上。
3.如权利要求1所述的LED封装件,其特征在于,所述数个LED元件(20)为数个LED芯片,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述数个LED元件为数个正装蓝光芯片时,每一所述LED元件(20)通过固晶制程及打金线制程安装于所述PCB板(12)上,当所述数个LED元件(20)为数个倒装蓝光芯片时,每一所述LED元件(20)通过固晶制程安装于所述PCB板(12)上。
4.如权利要求1所述的LED封装件,其特征在于,每一所述LED元件(20’)包括:一第二支架(22)、以及安装于所述第二支架(22)上且与所述第二支架(22)电性连接的LED芯片(24),所述数个LED元件(20’)通过回流焊制程安装于所述PCB板(12)上,所述LED芯片(24)为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片(24)为正装蓝光芯片时,所述LED芯片(24)通过固晶制程及打金线制程安装于所述第二支架(22)上,当所述LED芯片(24)为倒装蓝光芯片时,所述LED芯片(24)通过固晶制程安装于所述第二支架(22)上。
5.如权利要求2所述的LED封装件,其特征在于,所述量子条(40)包括:一玻璃管(42)以及密封于所述玻璃管(42)内的量子点材料(44),所述限位槽的深度等于或大于所述玻璃管(42)管壁的厚度,所述玻璃管(42)端部截面为一矩形;所述四个侧壁(14)的材质为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯;所述封装胶(30)为硅胶。
6.一种LED封装件的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、提供一第一支架(10),所述第一支架(10)包括一PCB板(12)以及形成于所述PCB板(12)四周边缘上的四个侧壁(14),所述四个侧壁(14)的上端均设有一安装部(16),所述四个侧壁(14)围成一容置空间(18);
步骤2、提供数个LED元件(20),并将该数个LED元件(20)安装于所述第一支架(10)的PCB板(12)上,且所述数个LED元件(20)设于容置空间(18)内,所述数个LED元件(20)与PCB板(12)电性连接;
步骤3、往所述第一支架(10)的容置空间(18)灌入封装胶(30);
步骤4、提供一量子条(40),并将所述量子条(40)安装于所述四个侧壁(14)的安装部(16)上,所述量子条(40)位于所述封装胶(30)的上方;
步骤5、固化该封装胶(30)。
7.如权利要求6所述的LED封装件的制作方法,其特征在于,所述数个LED元件(20)为数个LED芯片,所述LED芯片为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片为正装蓝光芯片时,所述步骤2中通过固晶制程及打金线制程将所述LED芯片安装于所述PCB板(12)上;当所述LED芯片为倒装蓝光芯片时,所述步骤2中通过固晶制程将所述LED芯片安装于所述PCB板(12)上。
8.如权利要求6所述的LED封装件的制作方法,其特征在于,每一所述LED元件(20’)包括:第二支架(22)以及安装于所述第二支架(22)上且与所述第二支架(22)电性连接的LED芯片(24),所述步骤2中所述数个LED元件(20’)通过回流焊制程安装于所述PCB板(12)上,所述LED芯片(24)为正装蓝光芯片或倒装蓝光芯片;当所述LED芯片(24)为正装蓝光芯片时,所述LED芯片(24)通过固晶制程及打金线制程安装于所述第二支架(22)上,当所述LED芯片(24)为倒装蓝光芯片时,所述LED芯片(24)通过固晶制程安装于所述第二支架(22)上。
9.如权利要求6所述的LED封装件的制作方法,其特征在于,所述安装部(16)为一限位槽,所述限位槽的高度等于所述量子条(40)的厚度,所述步骤4中所述量子条(40)卡合安装于该限位槽上;所述步骤5中采用加热的方式固化封装胶(30)。
10.如权利要求7所述的LED封装件的制作方法,其特征在于,所述量子条(40)包括:一玻璃管(42)以及密封于所述玻璃管(42)内的量子点材料(44),所述限位槽的深度等于或大于所述玻璃管(42)管壁的厚度,所述玻璃管(42)端部截面为一矩形;所述四个侧壁(14)的材质为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯;所述封装胶(30)为硅胶。
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