CN200997405Y - 具有模造玻璃透镜的发光二极管组件 - Google Patents

具有模造玻璃透镜的发光二极管组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型为一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其是包含：一基座，设有正负电极结构供与电源连接与一承载面供放置发光二极管晶粒；一或数个LED晶粒，布设在基座的承载面上，并与基座的正负电极结构构成电性导接以驱使LED晶粒发光；与一具透镜功能的罩盖透镜，设置在基座的承载面上且完全包覆住LED晶粒，使LED光可透过罩盖透镜而向外投射；所述的罩盖透镜是由一模造玻璃透镜与一透光树脂层结合构成，从而可提升LED组件的耐热性、耐候性、耐变色性与机械强度，并可增进其亮度与发光效率，有利于应用在高功率LED组件上使用。

Description

具有模造玻璃透镜的发光二极管组件
技术领域
本实用新型涉及的是一种发光二极管组件(LED assembly)，尤指一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其是在其封装结构中利用一模造玻璃透镜作为罩盖透镜，以取代现有完全由透光树脂构成的罩盖透镜。
背景技术
按，现有发光二极管组件(LED assembly)具有各种不同封装结构，大体上是由一基座、一或数个LED晶粒与一具透镜功能的罩盖(以下称罩盖透镜，coverlens)封装组成一体，也可随散热需要而另增加散热装置如增加散热层/片的设计，其中，所述的基座的主要作用是用以承载LED晶粒，并使LED晶粒外接电源以驱使LED晶粒发光；而基座的结构型态及其材质不拘，一般是以绝缘材料例如塑材来制作成型，其上并设有一正负电极结构例如引脚以外接电源，例如与电路板的电子线路中的正负极连接，又基座上面一般是利用一承载面供放置LED晶粒；所述的LED晶粒可为一或数个，布设在基座的承载面上并与基座的正负电极结构构成电性导接，而电性导接方式具有各种不同设计，例如利用导线或导片分别连接在LED晶粒的正负极与基座的正负电极结构之间以驱使LED晶粒发光；所述的罩盖透镜(cover lens)一般是利用透光树脂构成，其设置在基座的承载面上并完全包覆住LED晶粒，而形成一LED组件(LED assembly)的封装结构。
而一般LED组件的封装制程是使LED晶粒与基座二者先结合并电性导接成一体，再使罩盖透镜的成型模具位于下方但成型模穴口朝向上方，再在罩盖的成型模穴内注入液态透光树脂，再将LED晶粒与基座的结合体对准对位安置在成型模穴口处，使基座的承载面及其上的LED晶粒可沉浸在液态透光树脂中，也就是液态透光树脂完全包覆在基座的承载面与LED晶粒外围，再进行加热烘烤过程以使液态透光树脂硬化而完成一LED组件的封装制程；然，现有LED组件的罩盖透镜是利用透光树脂构成如环氧树脂(epoxy)、聚硅氧烷(silicon、硅胶)等，致使所述的罩盖透镜的耐热性、耐侯性、耐变色性(抗UV性低)与机械强度(耐磨性)相对受到限制，无法达到模造玻璃透镜(Molding glass lens)的特性与程度，也相对影响LED组件的应用范围，如针对一高功率(high power)高亮度白光LED组件而言，其会产生较高温度，而由透光树脂构成的罩盖透镜因耐热性较差而使透镜功能受到影响(一般透光树脂的软化温度无法达到模造玻璃材料的软化温度450～750℃)，致不但须额外加强散热装置的设计，也使高功率高亮度白光LED组件的封装结构相对复杂化；尤其，透光树脂透镜的光折射率与光穿透率也比模造玻璃透镜低，相对影响LED组件的亮度与发光效率；故申请人乃针对现有发光二极管组件的结构精益求精加以改良。
发明内容
本实用新型主要目的乃在于提供一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件(LEDASSEMBLYHAVINGMOLDINGGLASSLENS)，主要是由一基座、一或数个LED晶粒与一具透镜功能的罩盖透镜(cover lens)组成一封装结构；所述的基座上设有一正负电极结构供与电源连接与一承载面供放置发光二极管(LED)晶粒；所述的一或数个LED晶粒是布设在基座的承载面上并与基座的正负电极结构构成电性导接以驱使LED晶粒发光；所述的罩盖透镜是由一模造玻璃透镜(molding glass lens)与一透光树脂层结合构成，其是利用一模造成型的模造玻璃透镜，使其罩设在基座的承载面上，再利用透光树脂材料由预设的注胶孔注入并充满模造玻璃透镜之内面与承载面之间的空隙中并完全包覆住LED晶粒，使所述的透光树脂在硬化后可与模造玻璃透镜结合成一体；凭借上述封装结构，可有效提升LED组件的耐热性、耐侯性、耐变色性与机械强度，并增进其亮度与发光效率。
本实用新型再一目的乃在于提供一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其中所述的模造玻璃透镜的外、内(或上、下)二光学面的形状与光学参数组可随LED组件的发光型态的需要而作不同的变化设计，包括一凸一凹形状(外光学面为一凸面而内光学面为一凹面)、双凸形状(外、内光学面都为凸面)、或一凸一平形状(外光学面为一凸面而内光学面为一平面)，以增进LED组件的发光型态的变化性，相对增进LED组件的亮度与发光效率，并可简化模造玻璃透镜的光学设计。
本实用新型又一目的乃在于提供一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其中所述的模造玻璃透镜可设计成具有圆形外框或方形外框或多边形外框或其它非轴对称形状的外框，以增进LED组件的封装结构的变化性，可有效减少LED组件而相对降低LED组件的成本。
本实用新型另一目的乃在于提供一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其中所述的注胶孔可预设并直接模造成型在模造玻璃透镜的外框上，或预设在基座的承载面的上端边缘上，使透光树脂材料可直接由所述的注胶孔注入并充满模造玻璃透镜之内面与承载面之间的空隙中并完全包覆住LED晶粒，以免开设现有罩盖透镜的透光树脂成型模具，并简化LED组件的封装作业。
本实用新型又另一目的乃在于提供一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其中所述的模造玻璃透镜与基座之间可设置相互对应的卡合结构，如模造玻璃透镜在模造成型时在其外框上预设一卡槽，且在基座的上端边缘上预设一可对应卡合的凸柱，使模造玻璃透镜罩设在基座的承载面上时，可凭借所述的卡合结构而同时卡固在基座上，以增进发光二极管组件在封装前、后(注胶作业前、后)的结合强度，并简化模造玻璃透镜罩设在基座承载面上的定位操作。
附图说明
图1是本实用新型LED组件第一实施例的外观立体图；
图2是图1的LED组件的侧视图；
图3是图1的LED组件中模造玻璃透镜的立体图；
图4是图3的模造玻璃透镜的侧面剖视图；
图5是图1的LED组件的立体分解图；
图6是图1的LED组件的侧面剖视图；
图7是本实用新型LED组件第二实施例的外观立体图；
图8是图7的LED组件的侧视图；
图9是图7中模造玻璃透镜的侧面剖视图；
图10是本实用新型LED组件第三实施例的外观立体图；
图11是图10的LED组件的侧视图；
图12是图10中模造玻璃透镜的侧面剖视图；
图13是本实用新型LED组件第四实施例的外观立体图；
图14是图13的LED组件的侧视图；
图15是图13中模造玻璃透镜的侧面剖视图；
图16是本实用新型LED组件第五实施例的外观立体图；
图17是图16的侧视图；
图18是图16中模造玻璃透镜的立体图。
附图标记说明：1、2、3、4、5-发光二极管(LED)组件；10-基座；10a-导线支架；10b-金属座；11-正负电极结构；12-承载面；13-导接体；20-LED晶粒；30-罩盖透镜；31-模造玻璃透镜；32-透光树脂层；33-内光学面；34-外光学面；35-注胶孔；36、36a、36b-外框；37-凸缘；38-卡槽；39-凸柱。
具体实施方式
为使本实用新型更加明确详实，兹列举诸较佳实施例并配合下列图示，将本实用新型的结构及其技术特征详述如后：
请参照图1至图6所示，其分别是本实用新型LED组件一实施例的立体图、侧视图、模造玻璃透镜立体图、模造玻璃透镜侧面剖视图、LED组件立体分解图与LED组件侧面剖视图，本实用新型发光二极管组件(LED assembly)1是针对现有罩盖透镜由透光树脂或塑质透镜构成的结构而加以改良设计，主要是由一基座10、一或数个LED晶粒20与一具有模造玻璃透镜的罩盖透镜(cover lens)30组成，其中所述的基座10主要是包含一或数组正负电极结构11供分别与正负电源连接与一承载面12供放置发光二极管(LED)晶粒20；所述的一或数个LED晶粒20是布设在基座10的承载面12上并与基座10的正负电极结构11构成电性导接以驱使LED晶粒20发光；而所述的基座10的主要作用是用以承载LED晶粒20并使LED晶粒20可外接电源以驱使LED晶粒20发光，但基座10的结构型态包括正负电极结构11与承载面12的形状设计等并不限制，可随需要而作不同变化设计，以图5、6为例说明，所述的基座10是一组合体结构，由一塑材成型的导线支架10a与一金属座10b组成，而外接电源用的正负电极结构11是形成引脚形状而分别设在导线支架10a的二对应边缘上，而承载面12是形成一凹坑形状而设在导线支架10a的顶面上，而在封装(组装)制程时，可凭借导接体13连接在LED晶粒20与引脚形状的正负电极结构11之间以构成电性导接。
LED晶粒20与正负电极结构11之间的导接体13的结构或电性导接方式不限制，可具有各种不同设计，如利用导线(如图6所示)或导片(图未示)作为导接体13而分别跨接在LED晶粒20的正负极与基座的正负电极结构11之间以驱使LED晶粒20发光；又承载面12可为一凹坑面如图5所示或一平面(图未示)。
LED晶粒20的数目、颜色(红、绿、蓝)与布设方式不限制，可同时利用一或数个LED晶粒20而布设在承载面12，以增加单色亮度或达成混光效果；又如图所示引脚形状的正负电极结构11是由一正极一负极构成一组，其组数不限制，可配合LED晶粒20的数目或布设方式而对应设置，如利用一组正负电极结构11以分别控制一LED晶粒20的发光如图1、7、13所示的LED组件1、2、4，或利用二组正负电极结构11以分别控制二个LED晶粒20的发光如图10所示的LED组件3，或利用三组正负电极结构11以分别控制三个LED晶粒20的发光如图16所示的LED组件5。
再参照图1至图6所示，本实用新型LED组件1的主要技术特征在于：所述的罩盖透镜30是由一模造玻璃透镜31与一透光树脂层32结合构成，其中所述的模造玻璃透镜31是指利用高精确性压制方法(high-precision pressing method)制成的透镜，也就是利用一成型模具而将一已加温软化的玻璃材料直接压制成型的透镜，而不须再研磨或抛光(molding a glass material softened by heat with a formingmold having a shape identical or similar to that of a product to directly manufacturelens without grinding or polishing)；而封装时，先使所述的模造玻璃透镜31罩设在基座10的承载面12上，再利用液态透光树脂材料由预设的注胶孔35注入并充满模造玻璃透镜31之内光学面33与承载面12之间的空隙中，并且完全包覆住LED晶粒20，使所述的透光树脂在硬化后形成一透光树脂层32并与模造玻璃透镜31与基座l0黏结成一体；凭借上述LED组件1的封装结构，因模造玻璃材料的软化温度为450～750℃，故可有效提升LED组件1的耐热性、耐侯性、耐变色性与机械强度；又模造玻璃透镜31的光折射率与光穿透率也比现有透光树脂透镜或塑质透镜高，故可增进LED组件1的亮度与发光效率。
再参照图1至图18所示的本实用新型各实施例LED组件1、2、3、4、5，其中，所述的模造玻璃透镜31的外、内(或上、下)二光学面34、33的形状与光学参数组可随LED组件的发光型态或需要而作不同变化设计，如：设计成一凸一凹形状，也就是外光学面34为一凸面而内光学面33为一凹面如图4、15所示；或双凸形状，也就是外光学面34为一凸面而内光学面33也为一凸面(图中未示)；或一凸一平形状也就是外光学面34为一凸面而内光学面33为一平面如图9、12所示；或一薄形透镜，也就是外光学面34为一圆形凸纹面而内光学面33为一平面如图18所示；以增进LED组件1的发光型态的变化性，并可简化模造玻璃透镜31的光学设计，也相对增进LED组件1的亮度与发光效率。
所述的模造玻璃透镜31的外框36的形状不限制，其可随LED组件的封装结构或需要而作不同的变化设计，所述的外框36是指模造玻璃透镜31的外、内光学面34、33的外缘部分，又外框36与外、内二光学面34、33之间又可设计具有一平面部凸缘37，如：设计具有一圆形的外框36a与一凸缘37如图3、4与图7、9所示，或设计具有方形的外框36b与凸缘37如图10、12与图16、18所示，或设计具有圆形的外框36c但没有凸缘37如图13、15所示，或设计具有多边形外框或其它非轴对称形状的外框(图未示)；而当外框36或凸缘37设计成圆形、方形、多边形或其它非轴对称的形状时，基座10的外框形状也可相对应配合设计，以增进LED组件的封装结构的变化性，并可简化模造玻璃透镜31的制程，例如图10、12与图16、18所示具有方形的外框36b与凸缘37的模造玻璃透镜31，其制程中所使用的预形体与具有圆形的外框36a与凸缘37的模造玻璃透镜31所使用的预形体不同，可相对降低LED组件的成本。
本实用新型LED组件在封装制程中是利用透光树脂材料由预设的注胶孔注入并充满模造玻璃透镜31之内光学面33与承载面12之间的空隙中且完全包覆住LED晶粒20，其中所述的注胶孔35的设立位置并不限制，可配对设在模造玻璃透镜31的凸缘37的二对应边缘上与/或设在基座10的外框的二对应边缘上如图1至图6所示，或对应设在模造玻璃透镜31的外框36的二对应边缘上如图15所示，以能简便成型所述的注胶孔35与能简便由所述的注胶孔35注入透光树脂材料为设计原则，以简化LED组件的封装作业。
参照图5所示，模造玻璃透镜31与基座10之间可设置相互对应的卡合结构，如在模造玻璃透镜31的外框36上设一卡槽38，而在基座10的上端边缘上设一可对应卡合的凸柱39，使模造玻璃透镜31罩设在基座10的承载面12上时，可凭借卡槽38与凸柱39之间的卡合作用而同时卡固在基座10上，以避免注胶作业时因注胶压力而造成模造玻璃透镜31与基座10脱离，并可使模造玻璃透镜31可简易对位而罩设在基座10的承载面12上，以增进发光二极管组件在封装前、后(或注胶作业前、后)的结合强度。
综上所述，本实用新型「具有模造玻璃透镜的发光二极管组件」，的确能凭借上述所揭露的构造，达到所述的功效，且本实用新型申请前未见在刊物也未公开使用，诚已符合新型专利的新颖、进步等要件。
以上所述仅为本新型的较佳实施例，对本新型而言仅是说明性的，而非限制性的；本专业技术人员理解，在本新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本新型的保护范围内。

Claims (15)

1、一种具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：其是由一基座、至少一LED晶粒与一具有模造玻璃透镜的罩盖透镜构成一封装结构，其中，
所述基座，其上设有正负电极结构供分别与正负电源连接以驱使LED晶粒发光，与一承载面供放置LED晶粒；
所述LED晶粒，是布设在基座的承载面上并与基座的正负电极结构构成电性导接以驱使LED晶粒发光；
所说罩盖透镜，是由一模造玻璃透镜与一透光树脂层结合构成，其中所述的模造玻璃透镜是罩设在基座的承载面上，所述的透光树脂层是充满在模造玻璃透镜之内光学面与承载面之间且包覆住LED晶粒，并使模造玻璃透镜与基座黏结成一体。
2、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的基座是由一塑材成型的导线支架与一金属座组成。
3、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的承载面是一凹坑面或一平面。
4、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的LED晶粒与基座的正负电极结构之间设有导接体，以构成电性导接。
5、根据权利要求4所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的导接体是利用导线或导片形成，并分别跨接在所述LED晶粒的正负极与基座的正负电极结构之间。
6、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的模造玻璃透镜的内、外二光学面的结构型态包括内光学面为凹面而外光学面为凸面，或内光学面为平面而外光学面为凸面，或内、外二光学面都为凸面，或内光学面为平面而外光学面为凸纹面。
7、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的模造玻璃透镜具有圆形的外框与凸缘。
8、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的模造玻璃透镜具有方形的外框与凸缘。
9、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的模造玻璃透镜未设凸缘的圆形外框。
10、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的模造玻璃透镜具有多边形外框或非轴对称形状的外框。
11、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的LED组件上设有注胶孔。
12、根据权利要求11所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的注胶孔是设在模造玻璃透镜的外框上。
13、根据权利要求11所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的注胶孔是设在基座的外框的边缘上。
14、根据权利要求1所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的模造玻璃透镜与基座之间设有相互对应卡合的卡合结构，使模造玻璃透镜罩设在基座的承载面上，可凭借所述的卡合结构而卡固在基座上。
15、根据权利要求14所述具有模造玻璃透镜的发光二极管组件，其特征在于：所述的卡合结构是包括一设在模造玻璃透镜的外框上的卡槽与一设在基座的上端边缘上的对应卡合的凸柱。
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