CN108644624A - 一种led器件及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED器件及LED灯具，其中LED器件包括：基板、第一透光板和第二透光板，基板上形成有一端开口的腔体，腔体的底部设置有LED芯片，腔体的开口端沿所述腔体的径向方向延伸形成有阶梯面，腔体的外围面上设置有密封槽，密封槽包括相对的内侧壁及外侧壁，内侧壁上设置有隔热层及位于隔热层外侧的发热层；第一透光板设置于阶梯面上，第二透光板包括外围部和中间部，外围部和中间部之间设置有环状凸块，中间部与腔体相对设置，环状凸块与密封槽紧密配合，环状凸块与所述密封槽之间填充有干燥剂，外围部与基板之间设置有密封的粘接胶。本发明通过双重阻隔成功阻止了外界的腐蚀性物质进入腔体内，提高了LED器件的密封性。

Description

一种LED器件及LED灯具

技术领域

本发明涉及LED灯领域，尤其涉及一种LED器件及LED灯具。

背景技术

LED，又称发光二极管。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。置于一个有引线的架子上，然后密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。LED的心脏是半导体芯片，芯片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极。LED芯片由两部分组成，一部分是P型半导体，它在里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，这两种半导体连接起来的时候，它们之间形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被退向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯的发光原理。而光的波长也就是光的颜色，则由形成P-N结的材料决定。

近年来，无污染环保、高效节能的LED光源产品逐步普及，并衍生出各类替换传统光源如白炽灯泡，卤素射灯，荧光灯的LED光源类照明。但是由于目前LED器件的密封性不好，LED被氧化腐蚀、进水或者由于室外湿度大容易导致LED芯片损坏，缩短了LED灯具的寿命。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种LED器件，旨在解决LED器件密封性差的问题。

为实现上述目的，本发明提出的LED器件，包括：

基板，所述基板上形成有一端开口的腔体，所述腔体的底部设置有LED芯片，所述腔体的开口端沿所述腔体的径向方向延伸形成有阶梯面，所述腔体的外围面上设置有密封槽，所述密封槽包括相对的内侧壁及外侧壁，所述内侧壁上设置有隔热层及位于所述隔热层外侧的发热层；

第一透光板，所述第一透光板设置于所述阶梯面上，且所述第一透光板与所述阶梯面之间设置有密封圈；以及，

第二透光板，所述第二透光板包括外围部和中间部，所述外围部和所述中间部之间设置有环状凸块，所述外围部的厚度小于所述中间部的厚度，所述中间部与所述腔体相对设置，且所述中间部压合在所述第一透光板的外表面上，所述环状凸块与所述密封槽紧密配合，所述环状凸块与所述密封槽之间填充有干燥剂，所述外围部与所述基板之间设置有密封的粘接胶。

优选地，所述隔热层在靠近所述腔体的一侧还设置有热反射层。

优选地，所述发热层为石墨烯发热层。

优选地，所述基板上设置有控制器及湿度传感器，所述湿度传感器用于检测所述干燥剂的湿度，所述控制器连接所述湿度传感器及所述发热层，并用于在所述干燥剂的湿度大于第一预设值时使所述发热层发热。

优选地，所述基板上设置有控制器及温度传感器，所述温度传感器用于检测所述干燥剂的温度，所述控制器连接所述温度传感器及所述发热层，并用于在所述干燥剂的温度大于第二预设值时使所述发热层停止发热。

优选地，所述外围部的内表面和/或所述腔体的外围面进行表面粗化处理。

优选地，所述第一透光板的外表面和/或所述第二透光板的内表面涂覆有荧光粉层。

优选地，所述中间部形成有开口朝向所述第一透光板的凹球面，所述凹球面与所述第一透光板形成密闭空间，所述密闭空间内设置有若干玻璃微珠。

优选地，所述第一透光板和所述第二透光板均为玻璃。

另外，本发明还提供了一种LED灯具，所述LED灯具上设置有如上述所述的LED器件。

本发明的技术方案中，将LED芯片安装在基板的腔体上，在腔体的开口端设置阶梯面，第一透光板安装于阶梯面上，同时在阶梯面与第一透光板之间设置密封圈，直接采用第一透光板和密封圈配合的保护方式代替传统的有机材料密封的保护方式，可以避免LED器件由有机材料老化所引起的质量缺陷问题。同时设置第二透光板，第二透光板上设置有环状凸块，基板的外围面上设置有密封槽，环状凸块与密封槽配合，且密封槽的底部与环状凸块的底部之间设置有干燥剂，干燥剂可以吸收空气中的湿气，所述密封槽包括相对的内侧壁及外侧壁，所述内侧壁上设置有隔热层及位于所述隔热层外侧的发热层，发热层用于对干燥剂加热，防止因干燥剂使用时间过长而失效的问题，而隔热层用于防止发热层加热对LED芯片造成损害；并且在第二透光板的外围部与基板的外围面之间形成的空隙间填充粘接胶，粘接胶既可以阻止腐蚀性物质的进入，又可以起到连接作用，通过双重阻隔成功阻止了外界的腐蚀性物质进入腔体内，提高了LED器件的密封性，避免了因LED芯片被氧化腐蚀所引起的LED器件失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的LED器件的立体图；

图2为本发明一实施例的LED器件的剖面图；

图3为本发明另一实施例的LED器件的剖面图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

并且，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明的主要目的是提供一种LED器件，旨在解决LED器件气密性差的问题。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种LED器件100，包括基板120、第一透光板130和第二透光板140。基板120上形成有一端开口的腔体121，腔体121的底部设置有LED芯片110，腔体121的开口端沿腔体121的径向方向延伸形成有阶梯面122，腔体121的外围面123上设置有密封槽124。第一透光板130设置于阶梯面122上，且第一透光板130与阶梯面122之间设置密封圈131。第二透光板140包括外围部141和中间部142，外围部141和中间部142之间设置有环状凸块143，外围部141的厚度小于中间部142的厚度，以使得第二透光板140的外围部141与基板120的外围面123之间形成有一定高度的空隙。中间部142与腔体121相对设置，且中间部142压合在第一透光板130的外表面上。环状凸块143与密封槽124紧密配合，环状凸块143与密封槽124之间填充有干燥剂150，具体的是环状凸块143的底部与密封槽124的槽底之间填充有干燥剂150，当外界的腐蚀性物质沿着环状凸块143进入密封槽124的内部时，干燥剂150能够将腐蚀性物质吸收，避免腐蚀性物质顺着基板120的外围面123与第二透光板140的交界面和第一透光板130与腔体121的交界面进入腔体121内引起LED芯片110的失效。密封槽124包括相对的内侧壁及外侧壁，内侧壁上设置有隔热层126及位于隔热层126外侧的发热层125，发热层125可粘贴在密封槽124的内侧壁上，对干燥剂150进行加热；通过设置隔热层126，可以防止因发热层125温度过高对LED芯片110造成损坏。此外，外围部141与基板120之间设置有用于密封的粘接胶，具体的是外围部141与外围面123之间形成的空隙内填充有粘接胶160。

本实施例的技术方案中，将LED芯片110安装在基板120的腔体121上，在腔体121的开口端设置阶梯面122，第一透光板130安装于阶梯面122上，同时在阶梯面122与第一透光板130之间设置密封圈131，直接采用第一透光板130和密封圈131配合的保护方式代替传统的有机材料密封的保护方式，可以避免LED器件100由有机材料老化所引起的质量缺陷问题。同时设置第二透光板140，第二透光板140上设置有环状凸块143，基板120的外围面123上设置有密封槽124，环状凸块143与密封槽124配合，且密封槽124的底部与环状凸块143的底部之间设置有干燥剂150，干燥剂150可以吸收空气中的腐蚀性物质，并且在第二透光板140的外围部141与基板120的外围面123之间形成的空隙间填充粘接胶160，粘接胶160既可以阻止腐蚀性物质的进入，又可以起到连接作用，本实施例通过“双重隔绝”能够有效阻止外界的腐蚀性物质进入腔体121内，提高了LED器件100的密封性，避免因LED芯片110被氧化腐蚀所引起的LED器件100失效的问题。

需要说明的是，本实施例中所提到的基板120可以为但不限于金属基板，例如铝基板、铜基板。第二透光板140的外围部141、中间部142和环状凸块143优选为一体成型。腔体121的外围面123是指基板120的除去腔体121部分的外表面。在优选地实施例中，密封圈131设置于第一透光板130的底面和与底面相对的阶梯面122之间，在其他实施例中，密封圈131还可以设置于第一透光板130的侧面和与侧面相对的阶梯面122之间。进一步地，第一透光板130与阶梯面122共同形成有安装凹槽，第一透光板130与阶梯面122接触连接，密封圈131设置于安装凹槽内，可以有效阻止腐蚀性物质通过第一透光板130与阶梯面122的接触面进入到腔体121内。此外，需要说明的是，密封圈131的横截面形成可以为多种，如O型、方形等。

具体地，隔热层126在靠近腔体121的一侧还设置有热反射层127。其中发热层125、隔热层126及热反射层127之间通过粘接的方式固定。热反射层127用于将热量反射至密封槽124的一侧，提高加热效率。

隔热层126的材料均为酚醛树脂。例如脲醛树脂、苯胺甲醛树脂或甘油树脂等。当然，在其它实施例中，也可采用其它绝缘材料，例如聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚酯薄膜、有机硅树脂、环氧树脂等。

优选地，发热层126为石墨烯发热层。具体的制备工艺如下：利用超声和搅拌等方法将石墨烯粉末均匀分散于有机溶剂中，得到石墨烯溶液，通过抽滤的方法将石墨烯均匀覆盖于有机滤膜或水系滤膜之上，再通过机械剥离、浸泡或有机溶剂溶解的方法将石墨烯薄膜和滤膜分离，得到石墨烯薄膜，在石墨烯薄膜上加上电极，对其施加电压即可产生热量。上述电极采用银浆或铜箔为材料，并通过喷墨打印或丝网印刷的方式一次成型在石墨烯薄膜上。

此外，基板120上设置有控制器(图未示出)及湿度传感器(图未示出)，湿度传感器用于检测干燥剂150的湿度，控制器连接湿度传感器及电热丝125，并用于在干燥剂150的湿度大于第一预设值时使电热丝125通电。通过设置湿度传感器检测干燥剂150的湿度，控制器控制电热丝125发热，使得LED器件100更智能化，节约了成本。

基板120上设置有控制器及温度传感器(图未示出)，温度传感器用于检测干燥剂150的温度，控制器连接温度传感器及电热丝125，并用于在干燥剂150的温度大于第二预设值时使电热丝125断电。电热丝125的温度过高会导致干燥剂150失活，例如变色硅胶脱附加热的温度控制在120～180℃为宜，若烘干温度过高会使变色硅胶硅裂或失去活性。因此，通过设置温度传感器检测干燥剂150的温度，控制器控制电热丝125的发热温度，使得LED器件100更智能化。

进一步地，第二透光板140的外围部141的内表面进行表面粗化处理。同时，基板120的外围面123进行表面粗化处理。具体地，粗化手段可以是机械式打磨，也可以采用化学腐蚀的方式。将第二透光板140的外围部141的内表面和基板120的外围面123进行粗化处理，有利于增强粘接胶160与第二透光板140和基板120的连接强度，同时增强粘接胶160的隔绝能力。

在优选的实施例中，为了减少LED器件100发出的光对人体眼睛的刺激，提高LED器件100的使用舒适性，将第一透光板130的内表面和/或第二透光板140的外表面设置为磨砂面，磨砂面为凹凸不平的表面，当LED芯片110发出的光到达磨砂面时，磨砂面能够使得光线朝各个方向射出，具有防炫光的作用。

进一步地，第一透光板130的内表面和/或第二透光板140的外表面涂覆有荧光粉层，有利于提高LED器件100的发光效率和显色性。在优选的实施例中，荧光粉层采用丝网印刷的方式涂覆在第一透光板130的内表面和/或第二透光板140的外表面。

在其他的实施例中，参见图3，为了使得LED器件100具有防眩光的效果，第二透光板140的中间部142形成有开口朝向第一透光板130的凹球面144，凹球面144与第一透光板130的外表面形成密闭空间，该密闭空间内设置有若干玻璃微珠170。当光线到达玻璃微珠170表面时，光线相对每个玻璃微珠170的入射角度不同，光线通过玻璃微珠170时的折射角度不同，使得射出光线朝向各个方向，从而使得LED器件100具有防眩光的效果。需要指出的是，玻璃微珠170的中粒径范围为40-50μm，如40μm、42μm、45μm和50μm,且优选玻璃微珠170的折射率大于1.9。

此外，第一透光板130和第二透光板140优选均为玻璃材质，这样有助于避免由于第一透光板130和第二透光板140在高温等恶劣环境下产生质变影响LED器件100的发光效果，降低其使用寿命，使用玻璃材质有助于保证其质量稳定性。在其他实施例中，第一透光板130和第二透光板140也可以选用透明树脂材料。

在优选实施例中，干燥剂150可以为硅胶，也可以为海绵或木材等多孔材料。粘接胶160优选丙烯酸类、聚氨酯类或硅胶类等具有良好粘接性能的胶粘剂。

此外，本实施例LED器件100的制备方法包括以下步骤：(1)将LED芯片110固定于腔体121的底面；(2)将密封圈131和第一透光板130置于阶梯面122上；(3)往密封槽124内均匀地填充适量干燥剂150，将第二透光板140的环状凸块143嵌入密封槽124内，干燥剂150正好填满环状凸块143与密封槽124之间的空隙；(4)将上述半成品放入注射模具内，通过注射机往所述外围部141与所述基板120之间的空隙内注射粘接胶，固化1-2h，取出成品。在将LED芯片110固定于腔体121的底面步骤之前，还包括对外围部141以及与外围部141相对的基板120的外表面进行粗化处理。在粗化处理步骤之后，还包括利用金刚石砂轮对第一透光板130的内表面与第二透光板140的外表面研磨0.2-0.5h。

另外，本实施例还提供了一种LED灯具，该LED灯具上设置有如上述所述的LED器件100，该LED灯具可以应用于高温的恶劣环境。由于该LED灯具上设置有上述LED器件100，因此该LED灯具具有如上述所述的所有有益效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED器件，其特征在于，所述LED器件包括：

基板，所述基板上形成有一端开口的腔体，所述腔体的底部设置有LED芯片，所述腔体的开口端沿所述腔体的径向方向延伸形成有阶梯面，所述腔体的外围面上设置有密封槽，所述密封槽包括相对的内侧壁及外侧壁，所述内侧壁上设置有隔热层及位于所述隔热层外侧的发热层；

第一透光板，所述第一透光板设置于所述阶梯面上，且所述第一透光板与所述阶梯面之间设置有密封圈；以及，

第二透光板，所述第二透光板包括外围部和中间部，所述外围部和所述中间部之间设置有环状凸块，所述外围部的厚度小于所述中间部的厚度，所述中间部与所述腔体相对设置，且所述中间部压合在所述第一透光板的外表面上，所述环状凸块与所述密封槽紧密配合，所述环状凸块与所述密封槽之间填充有干燥剂，所述外围部与所述基板之间设置有密封的粘接胶。

2.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述隔热层在靠近所述腔体的一侧还设置有热反射层。

3.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述发热层为石墨烯发热层。

4.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述基板上设置有控制器及湿度传感器，所述湿度传感器用于检测所述干燥剂的湿度，所述控制器连接所述湿度传感器及所述发热层，并用于在所述干燥剂的湿度大于第一预设值时使所述发热层发热。

5.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述基板上设置有控制器及温度传感器，所述温度传感器用于检测所述干燥剂的温度，所述控制器连接所述温度传感器及所述发热层，并用于在所述干燥剂的温度大于第二预设值时使所述发热层停止发热。

6.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述外围部的内表面和/或所述腔体的外围面进行表面粗化处理。

7.如权利要求1-6中任一项所述的LED器件，其特征在于，所述第一透光板的外表面和/或所述第二透光板的内表面涂覆有荧光粉层。

8.如权利要求1-6中任一项所述的LED器件，其特征在于，所述中间部形成有开口朝向所述第一透光板的凹球面，所述凹球面与所述第一透光板形成密闭空间，所述密闭空间内设置有若干玻璃微珠。

9.如权利要求1-6中任一项所述的LED器件，其特征在于，所述第一透光板和所述第二透光板均为玻璃。

10.一种LED灯具，其特征在于，所述LED灯具上设置有如权利要求1-9中任一项所述的LED器件。