CN112128644A - 均匀混光硅胶挤出cob灯带 - Google Patents

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CN112128644A CN202011026982.3A CN202011026982A CN112128644A CN 112128644 A CN112128644 A CN 112128644A CN 202011026982 A CN202011026982 A CN 202011026982A CN 112128644 A CN112128644 A CN 112128644A
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Abstract

本发明揭露一种均匀混光硅胶挤出COB灯带，包括：硅胶壳体，其具有一开口朝上的凹槽腔；COB裸灯带，设置于该凹槽腔内，COB裸灯带的上表面装设有LED芯片，LED芯片表面涂布有硅胶；硅胶透镜，设置于该凹槽腔的开口处，其中在该硅胶透镜、凹槽腔的侧壁内表面与COB裸灯带之间具有一容置空腔；扩散片，设置于该凹槽腔上方的硅胶透镜中，用于发散LED芯片的光线。由此，本发明之均匀混光硅胶挤出COB灯带具有整体厚度相对较薄、灯带正面垂直混光均匀出光的效果。

Description

均匀混光硅胶挤出COB灯带
技术领域
本发明涉及灯带或灯条的技术领域，尤其涉及一种利用于LED霓虹灯的具有防水性的均匀混光硅胶挤出COB灯带或COB灯条。
背景技术
LED电致发光半导体材料技术的不断改进和发展，LED的应用场景越来越广泛、普遍。如，在户外展示场所里，LED灯条或LED灯带的使用越来越普及，特别是霓虹LED灯带。
COB封装全称板上芯片封装(Chips on Board,COB)，是为了解决LED散热问题的一种封装技术。具体而言，是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合或直接通过芯片底部焊盘与基板连接，实现电气连接。
COB灯带是使用COB封装技术，将倒装的LED芯片，通过导电银胶或金锡合金或金属锡膏直接固定在柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)上的一种新型LED柔性灯带。相对于传统贴片式LED柔性灯带，具有发光线性连续，体积小的优势。
传统的防水霓虹灯带主要基于传统LED灯带与硅胶挤出制成，包括平面发光、弧面发光、侧发光等类型。传统防水型正面发光的霓虹灯带常使用传统贴片技术(如SMT工艺)成型，各LED芯片之间存在一定的间隙。由此，裸灯带点亮后会产生不连续的光斑。为了消除这些不连续的光斑，通常以增加硅胶厚度来达到灯带出光均匀的效果。硅胶厚度的增加，使得传统防水型正面发光的霓虹灯带的厚度较厚，一般在10mm以上。此外，硅胶用量的增多，增加了灯带的重量和制造成本，还会加重灯带的光损而影响灯带的整体发光效果或性能。
相比于传统贴片式灯带，COB灯带可实现线性连续光斑，在于使用用体积更小的LED芯片颗粒而非封装好的LED芯片,通过高密度横向邦定(bonding)、一体线性点胶的方式来实现。为达到预定的线性效果，COB灯带需要邦定(bonding)的LED芯片颗粒数量大于了传统贴片灯带密度的4-5倍。
现有防水霓虹COB灯带结构需要将COB灯带光斑经行横向和纵向扩散，进行扩散混光。当COB灯带上的LED芯片密度足够大时，防水霓虹COB灯带只需要解决对光纵向拉伸扩散作用，但COB灯带成本会因LED芯片密度的增加而增加。
当COB灯带上的LED芯片密度降低，本身出光达到不线性出光，会有一定可视的连续光斑(因采用一体线性点胶的方式，整体效果依然优于传统的贴片式灯带)，此时防水霓虹灯带需要通过增加混光距离，甚至额外增加混光空腔以及增加混光胶体的厚度，对光斑进行横向和纵向扩散，达到混光效果。如此会使COB灯带的整体体积增加，成本增加。
因此，在防水型霓虹COB灯带的技术领域中，如何兼顾硅胶的厚度、灯带的制造成本、且灯带的混光均匀效果，已成为本领域技术人员欲积极解决的问题之一。
发明内容
本发明之目的在于提供一种均匀混光硅胶挤出COB灯带，相较于现有的COB灯带结构，其具有整体厚度较薄，可实现多方向混光均匀。
为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提出一种均匀混光硅胶挤出COB灯带，该均匀混光硅胶挤出COB灯带包括：硅胶壳体，所述硅胶壳体具有一开口朝上的凹槽腔；COB裸灯带，设置于所述凹槽腔内所述COB裸灯带的上表面装设有LED芯片，所述LED芯片表面涂布有硅胶；硅胶透镜，设置于所述凹槽腔的开口处，其中在所述硅胶透镜、所述凹槽腔的侧壁内表面与所述COB裸灯带之间具有一容置空腔；扩散片，设置于所述凹槽腔上方的所述硅胶透镜中，用于发散所述LED芯片的光线。
在一些实施例中，所述凹槽腔的侧壁内表面区域包括上半部的凸面与下半部的凹面，借由所述凹面将所述LED芯片发出的光线朝所述凹槽腔的中线反射，借由所述凸面将所述LED芯片发出的光线朝所述硅胶透镜的上表面反射。所述凹槽腔的侧壁内表面的截面可呈S型。
在一些实施例中，所述扩散片的厚度为0.1mm-0.5mm。
在一些实施例中，所述扩散片具有椭球光斑。
在一些实施例中，所述扩散片分别在X、Y方向形成一扩散角，X方向为平行于所述LED芯片的排布方向，Y方向为垂直于所述LED芯片的排布方向。
在一些实施例中，所述X方向的扩散角范围为60度至90度，所述Y方向的扩散角范围为1度至20度。
在一些实施例中，所述硅胶壳体为白色不透光硅胶；所述硅胶透镜为混光硅胶透镜，所述混光硅胶透镜之混光硅胶是由透明硅胶与扩散剂按一定配比形成的半透明硅胶混合体。
在一些实施例中，所述硅胶透镜沿所述LED芯片涂布硅胶后的顶点的出光法线方向之最薄处的厚度为1.5mm-4mm。在一些实施例中，由所述LED芯片涂布硅胶后的顶点沿出光法线方向至所述硅胶透镜的距离为1-3mm。进一步地，由所述LED芯片涂布硅胶后的顶点沿出光法线方向至所述硅胶透镜的距离为1.5-2mm。
在一些实施例中，所述均匀混光硅胶挤出COB灯带的整体厚度为5mm-7mm。
在一些实施例中，所述硅胶壳体的底部设有一可视窗口，所述硅胶壳体的两侧各设有一凹槽。
因此，利用本发明所提供一种均匀混光硅胶挤出COB灯带，其具有整体厚度相对较薄、灯带正面出光时垂直混光更加均匀。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，并非用于限定本发明的实施方式仅限于此，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图衍生而获得其他的附图。所述附图包括：
图1是本发明中均匀混光硅胶挤出COB灯带一实施例的正面剖视图；
图2是本发明中均匀混光硅胶挤出COB灯带另一实施例的正面剖视图。
附图标注：10-均匀混光硅胶挤出COB灯带 12-硅胶壳体 14-透明垫片 16-COB裸灯带 18-硅胶透镜 120-凹槽腔 1201-凸面 1202-凹面 121-可视窗口 122-凹槽 160-LED芯片 20-容置空腔 30-扩散片 D1-厚度 H1-高度
具体实施方式
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
请参阅图1和图2，图1是本发明中均匀混光硅胶挤出COB灯带一实施例的正面剖视图，图2是本发明中均匀混光硅胶挤出COB灯带另一实施例的正面剖视图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提出一种均匀混光硅胶挤出COB灯带10，该均匀混光硅胶挤出COB灯带10包括：硅胶壳体12、COB裸灯带16、硅胶透镜18及扩散片30。
硅胶的主要成分为二氧化硅，本新型中所涉及的硅胶为有机硅胶。有机硅胶是一种有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90％以上。
另，在本新型之实施例中亦可使用PVC材料作为正面发光的硅胶挤出COB灯带10之壳体材质。聚氯乙烯之英文简称PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯单体(vinylchloride monomer,简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
硅胶壳体12具有一开口朝上的凹槽腔120。COB裸灯带16设置于该凹槽腔120内，COB裸灯带16的上表面装设有LED芯片160，LED芯片160表面涂布有硅胶，LED芯片160朝向硅胶壳体12之开口一侧。硅胶透镜18设置于该凹槽腔120的开口处，其中在该硅胶透镜18、凹槽腔120的侧壁内表面与COB裸灯带16之间具有一容置空腔20。扩散片30设置于该凹槽腔120上方的该硅胶透镜18中，用于发散LED芯片16发出的光线。
在一示例中，该凹槽腔120的侧壁内表面区域包括上半部的凸面1201与下半部的凹面1202，借由该凹槽腔120的侧壁内表面区域之凹面1202将LED芯片160发出的光线朝该凹槽腔120的中线反射，借由该凹槽腔120的侧壁内表面区域之凸面1201将LED芯片160发出的光线朝硅胶透镜18的下表面(朝向该LED芯片160的一面)反射。此外，该凸面1201还可将该凹面1202反射至该凸面1201的光线朝硅胶透镜18的上表面反射。在一实施例中，硅胶透镜18的上表面(背离该LED芯片160的一面)为一平面，该平面为一出光面，LED芯片160发出的光线最终汇集在该出光面射出。
如图1所示，在一实施例中，该硅胶透镜18的两侧并延伸而包覆住硅胶壳体12的外侧壁。硅胶透镜18包覆硅胶壳体12的设置从而对COB裸灯带16及其上的LED芯片160进行包覆使得COB裸灯带16的整体结构更加的安全可靠，防水性能更加提升。
在该均匀混光硅胶挤出COB灯带10中，此硅胶壳体12的结构设置主要对该灯带的整体结构进行支撑，并对该COB裸灯带16及其上的LED芯片160进行外为保护，阻挡LED芯片160发出的光线从四周射出，使得LED芯片160发出的光线从该凹槽腔120的开口处集中射出。进一步地，LED芯片160发出的光线经由该凹槽腔120的侧壁内表面区域和硅胶透镜18从该灯带的正面达成集中发光。在一实施例中，硅胶壳体12由白色不透光硅胶成型而成，从而在LED芯片160除在其发光的正面(朝向硅胶透镜18的一面)之外的其余三面进行挡光，使该灯带在LED芯片160的正面达到集中发光的效果。亦即，硅胶壳体12中除凹槽腔120之外的部分具有挡光的效果，提高光的反射率，提高光通量，节能。
在一实施例中，硅胶壳体12中凹槽腔120的侧壁内表面的截面呈S型。如图所示，该凹槽腔120的侧壁内表面之上半部(靠近开口处)朝向该凹槽腔120内凸出形成一凸面1201，该凹槽腔120的侧壁内表面之下半部(靠近LED芯片160)朝向该凹槽腔120内凹陷形成一凹面1202。在此示例中，借由该凹面1202可将LED芯片160发出的光线朝该凹槽腔120的中线方向集中反射，借由该凸面1201可将LED芯片160发出的光线朝硅胶透镜18的上表面(朝向该LED芯片160的一面)反射和将该凹面1202反射至该凸面1201的光线朝硅胶透镜18的上表面反射，进而使该灯带在LED芯片160的正面进行集中发光。该凹面1202与凸面1201的曲度可根据实际需求而分别调整，确保该灯带具有更佳的正面发光效果。
在本发明之示例中，该均匀混光硅胶挤出COB灯带10中可设有一透明垫片14。该透明垫片14设置于硅胶壳体12的凹槽腔120的底部。进一步地，该COB裸灯带16设置于该凹槽腔120内且位于该透明垫片14上。透明垫片14可在该灯带的成型过程及在该灯带的使用过程中对COB裸灯带16及其上的LED芯片160进行支撑、保护，使得COB裸灯带16整体的结构更加的安全可靠。该COB裸灯带16可为柔性线路板(FPCB)。进一步地，在该COB柔性FPCB上以COB(Chip On Board，板上芯片)技术装设LED芯片160，LED芯片160可采用RGB(红/绿/蓝)的LED芯片，以在该COB裸灯带16上产生COB光源，实现RGB全彩发光。在本新型所涉之示例中，该均匀混光硅胶挤出COB灯带10的整体厚度为5mm-7mm。此时，该COB灯带的正面混光均匀发光性能、效果最佳。
需要说明的是，本图示之视图只截取了该均匀混光硅胶挤出COB灯带10中一小段区域，其包括至少一个LED芯片160。实际中，根据该垂直混光COB灯带10长度的不同其上设有若干个LED芯片160，该些LED芯片160沿该均匀混光硅胶挤出COB灯带10的水平延伸方向呈一直线排布。
本发明之一实施例中，硅胶透镜18为混光硅胶透镜。该混光硅胶透镜之混光硅胶是由透明硅胶与扩散剂按一定配比形成的且具混光效果的半透明硅胶混合体，从而使得该灯带的发光更加均匀。扩散剂成分可为聚氨酯、有机硅共聚微球等，以实现、加强该透明硅胶之均匀混光功效，同时还可使该硅胶透镜18具有更佳的出光特性。
如图2所示，在一实施例中，该硅胶透镜18可为凹透镜。硅胶透镜18设置于该凹槽腔120的开口处，硅胶透镜18的两侧分别贴合于该凹槽腔120的侧壁内表面，其与COB裸灯带16之间在该凹槽腔120内形成一容置空腔20。即硅胶透镜18的下表面(朝向该LED芯片160的一面)为一弧面。LED芯片160发出的光线通过该凹透镜(硅胶透镜18)向两侧部分折射，使该灯带发光面的光线向两侧射出，减少中间光线。如此，当从该灯带的正面观看时，该灯带的出光面更均匀。
为获得更佳的混光出光效果，可对该均匀混光硅胶挤出COB灯带10中部分结构的厚度或高度进行限定。如图2，在一实施例中，硅胶透镜18沿LED芯片160涂布硅胶后的顶点的出光法线方向(图中中心线方向)之最薄处的厚度D1为1.5mm-4mm。由LED芯片160涂布硅胶后的顶点沿出光法线方向至硅胶透镜18的距离为1-3mm，亦即图示中该容置空腔20的高度H1为1-3mm。在一实施例中，由LED芯片160涂布硅胶后的顶点沿出光法线方向至硅胶透镜18的距离为1.5-2mm，在此距离下该均匀混光硅胶挤出COB灯带10的整体性能更佳。
在一实施例中，该扩散片30的的厚度为0.1mm-0.5mm，且该扩散片30位于该硅胶透镜18的中间部位处。根据前述示例中硅胶透镜18沿LED芯片160涂布硅胶后的顶点的出光法线方向(图中中心线方向)之最薄处的厚度D1为1.5mm-4mm。扩散片30的的厚度设置有利于对LED芯片160发光的光线进行均匀混光。LED芯片160发光的光线经该扩散片30在硅胶透镜18的出光面形成有椭球光斑，该椭球光斑可减小光斑的影响，使该灯带的出光更加均匀。
在本新型中，该扩散片30的厚度之影响因素包括但不限于扩散片30的弯曲特性及其制造成本与加工难易度、对均匀混光硅胶挤出COB灯带10特性的影响。扩散片30厚度的增加会使其自身弯曲特性降低，进而导致均匀混光硅胶挤出COB灯带10弯曲特性的降低，同时制造成本亦会上升。若扩散片30太薄，在加工中会因拉伸造成形变而影响其表面扩散结构的一致性。扩散片30的厚度、宽度分别小于该硅胶透镜18的厚度、宽度。扩散片30的长度与均匀混光硅胶挤出COB灯带10的长度相同，其宽度与COB灯带的整体宽度、扩散片30的角度及硅胶透镜18的厚度相关。
硅胶透镜18的混光功能只有X、Y轴对称混光，同时需具有一定的厚度，采用光学扩散片30后，可将光学混光功能转移至扩散片30。光学扩散片30的扩散角度可选，同时可以做X方向混光，该特性可以降低COB灯带芯片排布密度，降低成本。
据此，在一些实施例中，扩散片30分别在X、Y方向形成一扩散角。其中，该X方向为平行于所述LED芯片的排布方向，X方向亦可理解为平行于该均匀混光硅胶挤出COB灯带10的延伸方向。该Y方向为垂直于所述LED芯片的排布方向，Y方向亦可理解为垂直于该均匀混光硅胶挤出COB灯带10的延伸方向。进一步地，扩散片30在X方向所形成的扩散角范围为60度至90度，在Y方向所形成的扩散角范围为1度至20度。扩散片30在X、Y方向形成的扩散角之角度范围值使LED芯片160发光的光线经过该扩散片30后形成一出光均匀的面光源。
如图2所示，在一实施例中，硅胶壳体12的底部设有一可视窗口121。该可视窗口121可为半透明胶体，其可作为剪切窗口。透过此可视窗口121可以看到COB裸灯带16内设的FPCB背部印刷的剪切线及该均匀混光硅胶挤出COB灯带10的剪切位置。经由此可视窗口121可以实现任意剪切，方便用户使用，方便灯带的运输包装，节约空间和成本，且重量轻，经济实用。硅胶壳体12的两侧各设有一凹槽122。该凹槽122之设置利于用户在使用时经由此凹槽122使用铝等金属对该均匀混光硅胶挤出COB灯带10进行卡位、固定。此外，该均匀混光硅胶挤出COB灯带10中硅胶壳体12的底部为锯齿状，此形状在生产时方便与传送带接触，防止粘连而产生不规则传送带纹路影响该灯带的外形、性能。
该均匀混光硅胶挤出COB灯带10采用硅胶挤出压制成型，其具有优异的防水性，不被水浸蚀，同时还具有优异的透光率和折射率，能够最大限度降低的光源的光衰。
综上所述，利用本发明所提供一种均匀混光硅胶挤出COB灯带10，其具有整体厚度相对较薄、灯带正面出光时垂直混光更加均匀。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种均匀混光硅胶挤出COB灯带，所述均匀混光硅胶挤出COB灯带包括：
硅胶壳体，所述硅胶壳体具有一开口朝上的凹槽腔；
COB裸灯带，设置于所述凹槽腔内，所述COB裸灯带的上表面装设有LED芯片，所述LED芯片表面涂布有硅胶；
硅胶透镜，设置于所述凹槽腔的开口处，其中在所述硅胶透镜、所述凹槽腔的侧壁内表面与所述COB裸灯带之间具有一容置空腔；
扩散片，设置于所述凹槽腔上方的所述硅胶透镜中，用于发散所述LED芯片的光线。
2.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述凹槽腔的侧壁内表面区域包括上半部的凸面与下半部的凹面，借由所述凹面将所述LED芯片发出的光线朝所述凹槽腔的中线反射，借由所述凸面将所述LED芯片发出的光线朝所述硅胶透镜的上表面反射。
3.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述扩散片的厚度为0.1mm-0.5mm。
4.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述扩散片具有椭球光斑。
5.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述扩散片分别在X、Y方向形成一扩散角，X方向为平行于所述LED芯片的排布方向，Y方向为垂直于所述LED芯片的排布方向。
6.如权利要求5所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述X方向的扩散角范围为60度至90度，所述Y方向的扩散角范围为1度至20度。
7.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述硅胶壳体为白色不透光硅胶；所述硅胶透镜为混光硅胶透镜，所述混光硅胶透镜之混光硅胶是由透明硅胶与扩散剂按一定配比形成的半透明硅胶混合体。
8.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述硅胶透镜沿所述LED芯片涂布硅胶后的顶点的出光法线方向之最薄处的厚度为1.5mm-4mm，由所述LED芯片涂布硅胶后的顶点沿出光法线方向至所述硅胶透镜的距离为1-3mm。
9.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述均匀混光硅胶挤出COB灯带的整体厚度为5mm-7mm。
10.如权利要求1所述的均匀混光硅胶挤出COB灯带，其特征在于，所述硅胶壳体的底部设有一可视窗口，所述硅胶壳体的两侧各设有一凹槽。
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