CN108417693A - 一种具有3d支架的led封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有3D支架的LED封装结构，包括3D支架；所述3D支架包括呈杯状结构的支架，以及固定在所述支架内部底面上的用于放置LED芯片以增加LED芯片整体出光率的凸起。本发明的LED封装结构通过采用3D支架，提高了LED芯片在支架内的高度，从而增加了LED芯片的整体出光率，提升了LED光源的整体亮度；克服了传统技术中由于支架材料的限制导致难以利用支架提高LED光源亮度的技术难题。由于本发明的LED封装结构可以采用量子点荧光材料，可实现高色域的显示应用或高显色的照明应用；进而扩大量子点及其相关LED的使用范围。
Description
技术领域
本发明属于半导体照明技术领域。更具体地，涉及一种具有3D支架的LED封装结构。
背景技术
LED是一种半导体发光器件，被广泛的用做指示灯、显示屏等。白光LED被誉为替代荧光灯和白炽灯的第四代照明光源。LED改变了白炽灯钨丝发光与荧光灯三基色粉发光的原理，利用电场发光，具有光效高、无辐射、寿命长、低功耗和环保的优点。形成白光LED的一种传统方式是蓝光或紫外芯片激发附着在芯片上面的荧光粉，芯片在电驱动下发出的光激励荧光粉产生其它波段的可见光，各部分混色形成白光。随着LED应用的不断拓展，对LED封装的发光效率要求也越来越高，而发光效率是决定LED封装的最重要的参数。
传统的LED封装结构，支架采用的底板为平板结构，芯片固定在支架底部作业，目前碗杯均采用此种结构，此种结构目前因材料限制，亮度提升完全依靠芯片的提升，支架很难对亮度有所改善，因此导致发光效率较低，应用范围受到限制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种具有3D支架的LED封装结构。所述LED封装结构通过采用3D支架，提升了LED芯片在支架底部的高度，增加了芯片的整体出光率从而达到提升LED光源亮度的目的。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有3D支架的LED封装结构，包括3D支架；所述3D支架包括呈杯状结构的支架，以及固定在所述支架内部底面上的用于放置LED芯片以增加LED芯片整体出光率的凸起。
优选地，所述3D支架内的支架和凸起可以是一体成型的结构。
优选地，所述LED封装结构，还包括固定在所述3D支架凸起上的LED芯片，覆盖在所述3D支架和LED芯片形成的空腔内的发光层，以及设置在所述发光层上用于汇集所述发光层光线的聚光层。
优选地，所述凸起的上端面位于所述支架的1/3高度处。
优选地，所述凸起位于所述支架的底面的中心处。
优选地，所述凸起的宽度小于所述支架底面的宽度，所述凸起的宽度为1-2mm。
优选地，所述发光层的原材料包括量子点材料或量子点材料与荧光粉的混合物，以及有机材料；优选地，所述量子点材料为包含Cd、Se、Te、S、P、In、Zn、Cu、卤素元素中的一种或多种的量子点材料；所述有机材料为硅胶或环氧树脂。
优选地，所述LED芯片正装、倒装或垂直于所述凸起的上表面。
优选地，所述聚光层为透镜结构，且由封装胶凝固制成的。
优选地，所述聚光层的上端面为朝向远离所述芯片一侧凸起的凸起状，所述聚光层的下端面与发光层的上端面均为水平设置。
优选地，所述3D支架为EMC支架或PPA支架；优选地，所述3D支架为EMC支架；这是由于EMC支架的散热性和耐热性均优于PPA支架。
优选地，为了保持出光角度的一致性，均匀地分散光线，提高出光效率，；所述凸起为正方体或长方体结构；所述凸起的上表面为平面。
本发明的有益效果如下：
1、本发明LED封装结构通过采用3D支架，提高了LED芯片在支架内的高度，从而增加了LED芯片的整体出光率，提升了LED光源的整体亮度。克服了传统技术中由于支架材料的限制导致难以利用支架提高LED光源亮度的技术难题。
2、本发明LED封装结构可实现量子点材料在小尺寸LED中的封装。由于LED封装结构采用了量子点荧光材料，可实现高色域的显示应用或高显色的照明应用；比如，采用该技术，可实现大约100％NTSC的色域。
3、本发明的LED封装结构属于小功率封装，只限于1-3颗LED芯片的封装，且功率较低，外围散热不需单独设计，尺寸较小，成本较低。
4、本发明LED封装结构提高了应用灵活性，可节约量子点材料使用量，有效降低成本，减少对环境的影响；扩大量子点及其相关LED的使用范围。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明具有3D支架的LED封装结构的示意图。
图2示出了本发明3D支架的结构示意图。
图3示出了本发明安装有LED芯片的3D支架的俯视图。
其中，1、3D支架，2、LED芯片，3、发光层，4、聚光层，101、支架，102、凸起。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，在本发明的一个实施方式中提供一种具有3D支架的LED封装结构，包括3D支架1、LED芯片2、设置在3D支架1和LED芯片2形成的空腔内的发光层3，以及设置在3D支架1和发光层3上的聚光层4。
如图3所示，3D支架1包括呈碗杯状结构的支架101，以及固定在支架101内部底面上的用于放置LED芯片2的凸起102；通过将LED芯片2固定在3D支架1的凸起102上提高LED芯片2在支架101底部的高度，以增加LED芯片2的整体出光率，从而提升LED芯片2的发光亮度。
如图2所示，在本实施方式中，3D支架1中的支架101和凸起102可以是一体成型或者独立的结构。若支架101和凸起102是两个分别独立的结构，则可以将凸起102固定在支架101上，对于凸起102固定在支架101上的方式不做任何限定。
在本实施方式中，为了更好地提升LED芯片2的发光亮度，将凸起102设置在支架101的底面的中心处，且凸起102的底面宽度小于支架101底面的宽度；凸起102的上端面位于支架101的1/4-1/3高度处；这样的设计可以使LED芯片2与支架101呈一个最佳的发光角度，且在支架101和LED芯片2的形成的空腔内有利于LED芯片2光线的集聚，使得LED芯片2的光线不至于发生较多的分散，从而提升LED芯片2的发光亮度。
在本实施方式中，3D支架1的材料为EMC材料或PPA材料；优选地，3D支架1为EMC材料制成的3D支架1，散热及耐热性能明显优于PPA材料。
本发明的LED封装结构属于小功率封装，只限于1-3颗LED芯片的封装，且功率较低，外围散热不需单独设计，尺寸较小，成本较低。
在本实施方式中，在本实施方式中对聚光层的结构不做任何限定；但是为了降低发光层3光线的分散性，且更有效地汇集发光层3的光线，优选地，聚光层4是由封装胶凝固形成的透镜结构，聚光层4的上端面为朝向远离LED芯片一侧凸起的凸起状，聚光层4的下端面与发光层3的上端面均为水平设置面。
在本实施方式中发光层3的原材料包括量子点材料或量子点材料与荧光粉的混合物，以及有机材料；优选地，量子点材料为包含Cd、Se、Te、S、P、In、Zn、Cu、卤素元素中的一种或多种的量子点材料；有机材料为硅胶或环氧树脂。
封装流程：将量子点材料、硅胶、荧光粉和其他有机溶剂混合均匀；然后通过点胶、喷涂或封模(molding)等方式封装在固晶、焊线后的LED支架中，经过烘烤制程得到初步的LED；在3D支架1和发光层3的上表面涂覆封装胶；然后固化形成聚光层4。
本发明LED封装结构可实现量子点材料在小尺寸LED中的封装。由于LED封装结构采用了量子点荧光材料，可实现高色域的显示应用或高显色的照明应用；(比如，采用该技术，可实现～100％NTSC的色域。)
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种具有3D支架的LED封装结构，其特征在于，包括3D支架；所述3D支架包括呈杯状结构的支架，以及固定在所述支架内部底面上的用于放置LED芯片以增加LED芯片整体出光率的凸起。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述3D支架内的支架和凸起可以是一体成型的结构。
3.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，还包括固定在所述3D支架凸起上的LED芯片，覆盖在所述3D支架和LED芯片形成的空腔内的发光层，以及设置在所述发光层上用于汇集所述发光层光线的聚光层。
4.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述凸起的上端面位于所述支架的1/3高度处。
5.根据权利要求4所述的LED封装结构，其特征在于，所述凸起位于所述支架的底面的中心处。
6.根据权利要求5所述的LED封装结构，其特征在于，所述凸起的宽度小于所述支架底面的宽度，所述凸起的宽度为1-2mm。
7.根据权利要求3所述的LED封装结构，其特征在于，所述发光层的原材料包括量子点材料或量子点材料与荧光粉的混合物，以及有机材料；优选地，所述量子点材料为包含Cd、Se、Te、S、P、In、Zn、Cu、卤素元素中的一种或多种的量子点材料；所述有机材料为硅胶或环氧树脂。
8.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片正装、倒装或垂直于所述凸起的上表面。
9.根据权利要求3所述的LED封装结构，其特征在于，所述聚光层为透镜结构，且由封装胶凝固制成的。
10.根据权利要求9所述的LED封装结构，其特征在于，所述聚光层的上端面为朝向远离所述芯片一侧凸起的凸起状，所述聚光层的下端面与发光层的上端面均为水平设置。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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