CN201000028Y - 由led芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置 - Google Patents

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CN201000028Y CNU2006200465584U CN200620046558U CN201000028Y CN 201000028 Y CN201000028 Y CN 201000028Y CN U2006200465584 U CNU2006200465584 U CN U2006200465584U CN 200620046558 U CN200620046558 U CN 200620046558U CN 201000028 Y CN201000028 Y CN 201000028Y
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周士康
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Abstract

一种由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，包括导光环条、一系列LED芯片、线路板和安装框架的结构，其特征是：导光环条宽度和厚度确定，其长度方向呈所需的发光字符笔划或标志线条形状，横截面呈开口圆环形状；LED芯片按一定距离呈线形或带状列阵固晶压焊在所述线路板上；线路板与导光环条相配并与导光环条卡嵌贴合构成封闭光腔，用掺有散射剂的硅胶或其它封装材料填充封装；将其安装在所述安装框架上形成所需的发光字符或线条图形形状。该装置用LED芯片直接封装，将导光环条与线路板直接组合，其整体鼓突在安装框架前面，导光环条在横截面方向上呈接近整个圆周的、显示角度远超过180°的环形发光，从而产生类似霓虹灯的广角视觉效果。

Description

由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置
技术领域
本实用新型涉及一种发光装置，特别涉及一种由LED芯片直接封装并能达到类似霓虹灯效果的发光装置。
背景技术
目前许多显示字符或线条图形的发光广告或其他发光标志多用霓虹灯管制作。然而霓虹灯管与LED相比有许多缺点，比如寿命短，能耗大、运转成本高、不能经受撞击和安全性差等。随着LED技术的飞速进步，已有不少场合开始尝试把LED引入到模拟霓虹灯的领域并取得了一些进展。但这些方案普遍使用市售的LED单管焊接在线路板上作为发光光源，而且存在以下主要问题：
一是光线在空间上分布不够均匀并造成光能损失；
二是LED发出的光线被所设置的反射槽等结构所约束，因此在与显示的字符或线条图形的横截面方向上光的发射范围角度偏小，只能呈平面或小角度的弧面显示，截面显示角度不会超过180°，无法达到霓虹灯的整个柱体四周环绕发光的效果。
三是制作成本相对仍较高。
发明内容
为了解决上述缺陷，本实用新型提供了一种由LED芯片直接封装外加导光环条的发光装置，可达到类似霓虹灯的广角发光效果。
本实用新型由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，包括导光环条、一系列LED芯片、线路板和安装框架在内的结构，其特征在于：所述导光环条宽度和厚度确定，其长度方向呈所需的发光字符笔划或标志线条形状，横截面呈开口圆环形状；所述一系列LED芯片，按一定距离呈线形或带状列阵固晶压焊在所述线路板上；所述线路板与导光环条相配并与导光环条卡嵌贴合构成封闭光腔，用掺有散射剂的硅胶或其它封装材料填充封装；将其安装在所述安装框架上形成所需的发光字符或线条图形形状。
本实用新型所述导光环条为内壁光滑，外壁为细磨砂面的透明或半透明材料，其与嵌卡在开口处的线路板构成封闭光腔。
本实用新型所述导光环条也可以是外壁为细磨砂面的实芯棒柱状，且与所述线路板贴合的底部呈半圆弧状凹槽的结构，以便导光环条与线路板贴合时为LED芯片留有占据空间。在所需发光截面较小时采用这种结构可以得到较高的发光均匀性。
本实用新型所述LED芯片既可采用往所述封闭光腔灌胶的方式进行整体封装，也可以采用逐个正面点胶的方式进行单独封装。
本实用新型所述LED芯片用硅胶或其它封装材料封装，其中可以添加适量散射剂，也可以不加散射剂。
本实用新型所述导光环条与线路板贴合的底部内侧有嵌卡定位所述线路板的棱面结构。
本实用新型所述导光环条与所述安装框架之间通过两者结合处上窄下宽的卡口紧密扣合固定。
本实用新型摈弃了现有技术中常用的不透明反射槽结构，将导光环条与线路板直接组合并使其整体鼓突在安装框架前面，LED芯片发出的光线经掺有散射剂的硅胶扩散后直接射向半透明的导光环条，使导光环条空间连续发出均匀柔和的光线。导光环条在横截面方向上呈接近整个圆周的环形发光，从而产生类似霓虹灯的广角视觉效果。在本实用新型中不用LED单管作发光源而改用LED芯片直接封装，不仅使发光装置的整体光学设计更加科学合理，而且使发光装置的成本有所降低。
附图说明
图1是本实用新型以字符“1”为实施例的空芯型装配体的部分剖面图；
图2(a)是本实用新型中导光环条为空芯型装配体的横截面图；
图2(b)是本实用新型中导光环条为空芯型装配体的截面光线模拟图；
图3是本实用新型中导光环条为实芯型装配体的横截面图；
图4是本实用新型以字符“1”为实施例的空芯型装配体的爆炸图。
具体实施方式
下面以字符“1”的显示形状为实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为以字符“1”为例的空芯型装配体的部分剖面图，其中导光环条1与所表达字符形状相同，由半透明的亚克力压制而成，其内部为光面，可以让光线自由进入，外部为细磨砂面，光线由此面漫射形成柔和的发光面；导光环条1下面是线路板2，其正面固定有一系列的LED芯片3；在LED芯片3正面逐个点注掺有散射剂的硅胶4；安装框架7由ABS塑料压制而成，其可以作成一整体，也可以作成与每个字符相配的单独形状，之间无塑料框架相连接，这样使发光装置更具立体感。
图2(a)是导光环条为空芯型装配体的横截面图，线路板2上的LED芯片3已点注硅胶，将线路板2有芯片的一面对准导光环条1的开口处置入，并直达导光环条底部的棱面8上，线路板与导光环条底部正好相配并被夹紧。安装框架7的插口边呈上窄下宽的卡口状且有一定弹性，与导光环条1对应安装时，通过两者对应部位的卡口10扣合而紧密固定并与线路板2贴合。
图2(b)是导光环条为空芯型装配体的截面光线模拟图，从图中所示LED芯片所发出的光线分布情况可见，在截面上的发光部分角度已超过180°，由于省略了通常结构在导光条和线路板之间设置的不透明反射光槽，光线被直接发射到导光环条的发光面，从而光线的利用率和可视范围得到大大提高，而且此种结构在工艺上非常简单，可以节约成本，在操作上也很容易，因而也可在批量生产时提高生产率。
如果对上述导光环条1的开口部位稍做改变，如图3所示的开口部位那样，使安装到位后的线路板和安装框架之间保持间隙，那么对LED芯片也可以改用整体封装方法：将导光环条1的开口部位向上，往导光环条的内腔中灌注硅胶或其它封装材料，然后将LED芯片朝下的线路板2卡嵌在导光环条1开口底部的棱面8部位处并压紧，导光环条1与线路板2构成封闭光腔6，封闭光腔6中少量的多余硅胶通过线路板2上的一系列导胶孔5自然溢出，在线路板2的表面形成保护层。由于线路板和安装框架之间事先预留的间隙，因此硅胶溢出形成的薄层不会影响安装框架与导光环条的连接安装。
图3是导光环条为实芯型装配体的横截面图。图中具有实芯结构的导光环条1实际上已演变为导光棒柱，封闭光腔6也演变为其底部与线路板之间的圆弧状凹槽。对这种实芯结构可采用整体封装方法：将封装的硅胶灌入开口向上的圆弧状凹槽6内，线路板2上有LED芯片的一面向下，将线路板放入开口部位并下压到导光棒柱1底部的棱面8上，圆弧状凹槽6中少量多余的硅胶通过线路板上的导胶孔5溢出到安装框架7与线路板2之间薄薄的空隙里。当然，对这种实芯结构也可以采用在LED芯片3正面逐个点注硅胶的办法，这时安装框架7与线路板2之间将不留明显缝隙。
为了更形象和清楚地说明整个装置的实施过程，现提供以字符“1”为实施例的空芯型装配体的爆炸图4，图中：线路板2的形状与导光环条1的底部相配，在线路板2上一系列LED芯片3上点注适量的硅胶4，待硅胶固化后，将线路板上有芯片的一面对准导光环条底部压入，直至卡嵌定位在棱面8上，最后再将安装框架7通过卡口10与导光环条底部完全扣合。
在实际使用过程中，从成本和发光均匀性两方面考虑，一般当所要显示的字符笔划不要求很细时，本实用新型可选择空芯型结构，反之可选择实芯型结构。这两种方法在显示效果上并无明显区别，用其作为发光标志装置均可很好地达到类似霓虹灯的广角视觉效果。
上述实施例中LED芯片仅呈单列线状排列，用在导光环条宽度要求不高的条件下。如果LED芯片光强较弱而导光环条宽度要求很宽，比如超过20mm以上，这时为了使导光环条发光达到应有的亮度和均匀性，可缩短LED芯片之间的点间距，甚至考虑对LED芯片作两列或多列的带状排列。

Claims (7)

1.本实用新型由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，包括导光环条(1)、一系列LED芯片(3)、线路板(2)和安装框架(7)的结构，其特征在于：所述导光环条(1)宽度和厚度确定，其长度方向呈所需的发光字符笔划或标志线条形状，横截面呈开口圆环形状；所述一系列LED芯片(3)按一定距离呈线形或带状列阵固晶压焊在所述线路板上；所述线路板(2)与导光环条相配并与导光环条卡嵌贴合构成封闭光腔(6)，用掺有散射剂的硅胶或其它封装材料填充封装；将其安装在所述安装框架(7)上形成所需的发光字符或线条图形形状。
2.根据权利要求1所述由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，其特征在于：所述导光环条为内壁光滑，外壁为细磨砂面的透明或半透明材料，其与嵌卡在开口处的线路板构成封闭光腔。
3.根据权利要求1所述由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，其特征在于：所述导光环条也可以是外壁为细磨砂面的实芯棒柱状，且与所述线路板贴合的底部呈半圆弧状凹槽的结构。
4.根据权利要求2或3所述由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，其特征在于：所述LED芯片既可采用往所述封闭光腔灌胶的方式进行整体封装，也可以采用逐个正面点胶的方式进行单独封装。
5.根据权利要求4所述由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，其特征在于：所述LED芯片用硅胶或其它封装材料封装，其中可以添加适量散射剂，也可以不加散射剂。
6.根据权利要求1所述由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，其特征在于：所述导光环条与线路板贴合的底部内侧有嵌卡定位所述线路板的棱面结构(8)。
7.根据权利要求1所述由LED芯片直接封装类似霓虹灯的广角发光装置，其特征在于：所述导光环条与所述安装框架之间通过两者结合处上窄下宽的卡口(10)紧密扣合固定。
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