CN204391110U - 一种led集成发光器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种LED集成发光器件,包括:LED基板以及固定在所述LED基板上的多个LED芯片;覆盖所述LED芯片的第一胶层,所述第一胶层包括多个相互独立的弧形面第一胶体,其中,每个第一胶体均包裹一个LED芯片;覆盖所述第一胶层且具有多个弧形面第二胶体的第二胶层,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体的投影完全覆盖所述第一胶体的投影,从而可以通过第一胶体和第二胶体的弧形面结构,提高每个LED芯片的出光效率和出光均匀性,进而提高荧光粉的激发效率,减少黄斑现象和眩光现象,从而最终提高LED集成发光器件的出光效率、一致性和使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及固态半导体照明技术领域,更具体地说,涉及一种LED集成发光器件。
背景技术
LED(Light Emitting Diode,发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件,具有寿命长、光效高、辐射低、功耗低、安全环保无毒害等优点。
与传统的贴片式封装或大功率封装相比,COB(chip On board,集成芯片电路板)封装可将多颗芯片封装在具有印刷电路的LED基板上,芯片通过金属基板散热,不仅能够减少支架的制作工艺和制作成本,还能减少热阻,提高散热性能。
从制作成本和应用前景可以看出,COB-LED光源必将成为照明行业的主流光源。现有的COB-LED发光器件,在LED基板上安装好LED芯片后,都是直接在LED芯片表面填充混合有荧光粉的封装胶,并经过烘干等工艺形成表面为平面的封装胶层,但是,采用上述工艺形成的LED发光器件的发光效率以及可靠性并不高,且黄斑现象严重,出光效果也不好。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供了一种LED集成发光器件,以解决现有技术中LED发光器件发光效率以及可靠性不高,以及黄斑现象严重的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种LED集成发光器件,包括:
LED基板以及固定在所述LED基板上的多个LED芯片;
覆盖所述LED芯片的第一胶层,所述第一胶层包括多个相互独立的弧形面第一胶体,其中,每个第一胶体均包裹一个LED芯片;
覆盖所述第一胶层且具有多个弧形面第二胶体的第二胶层,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体的投影完全覆盖所述第一胶体的投影。
优选的,所述第一胶体和第二胶体都是采用容积式CCD图像识别自动点胶机点胶形成的。
优选的,所述第二胶层包括:
覆盖所述第一胶层的荧光胶层;
位于所述荧光胶层表面的多个弧形面第二胶体。
优选的,所述第一胶体和第二胶体均为半球形结构。
优选的,所述第一胶体的折射率大于1.51。
优选的,所述第一胶体的邵氏硬度Shore D大于55,所述第二胶体的邵氏硬度Shore A大于50。
优选的,所述第一胶体的胶液中包含球形增亮剂和触变剂,所述第二胶体的胶液中包含球形增亮剂。
优选的,所述第二胶层完全覆盖所述第一胶层的表面,且完全覆盖所述LED芯片与LED基板之间的焊线节点。
优选的,所述LED芯片与LED基板之间通过铝线电连接,且所述第二胶层完全覆盖所述铝线的焊接节点。
优选的,所述球形增亮剂的折射率大于1.91,其粒径的范围为150目~350目。
与现有技术相比,本实用新型所提供的技术方案具有以下优点:
本实用新型所提供的LED集成发光器件,先在LED芯片表面形成弧形面第一胶体,然后在第一胶体表面形成对应的弧形面第二胶体,由于每个第一胶体均包裹一个LED芯片,且每个第二胶体都对应覆盖一个第一胶体,从而可以通过第一胶体和第二胶体的弧形面结构,提高每个LED芯片的出光效率和出光均匀性,进而提高荧光粉的激发效率,减少黄斑现象和眩光现象,从而最终提高LED集成发光器件的出光效率和使用寿命。
并且,本实用新型提供的LED集成发光器件,第一胶体之间相互独立,且第一胶体的邵氏硬度Shore D大于55,第二胶体的邵氏硬度Shore A大于50,从而减少了胶层之间的应力,使得胶层不会因热胀冷缩而对LED芯片的焊点和焊线造成影响,进一步提高了LED集成发光器件的使用寿命。此外,本实用新型提供的LED集成发光器件可以采用铝线作为连接LED芯片和LED基板的导线,在第一胶层和第二胶层的保护作用下,既提高了铝线焊点的可靠性,又降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的LED集成发光器件的结构示意图;
图2为本实用新型实施例二提供的LED集成发光器件的结构示意图;
图3为本实用新型实施例三提供的LED集成发光器件的剖面结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述,现有的COB-LED发光器件,在LED基板上安装好LED芯片后,都是直接在LED芯片表面填充混合有荧光粉的封装胶,并经过烘干等工艺形成荧光粉层,由于荧光粉层为平面胶层,因此,在这一平面交界处会出现全反射现象,使得LED芯片发出的部分光线被反射回芯片内部,从而影响了LED芯片的出光效率和出光均匀性,进而影响了COB-LED发光器件的发光效率以及可靠性,使得黄斑和眩光现象严重。实用新型人研究发现,弧形面的出光效率远大于平面的出光效率,这是因为弧形面可以将LED芯片出射光的入射角控制在全反射临界角内,从而能够有效防止全反射现象的产生。
基于此,本实用新型提供了一种LED集成发光器件,以克服现有技术存在的上述问题,包括:
LED基板以及固定在所述LED基板上的多个LED芯片;
覆盖所述LED芯片的第一胶层,所述第一胶层包括多个相互独立的弧形面第一胶体,其中,每个第一胶体均包裹一个LED芯片;
覆盖所述第一胶层表面且具有多个弧形面第二胶体的第二胶层,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体的投影完全覆盖所述第一胶体的投影。
本实用新型所提供的LED集成发光器件及其制作方法,先在LED芯片表面形成弧形面第一胶体,然后在第一胶体表面形成对应的弧形面第二胶体,由于每个第一胶体均包裹一个LED芯片,且每个第二胶体都对应覆盖一个第一胶体,从而可以通过第一胶体和第二胶体的弧形面结构,提高每个LED芯片的出光效率和出光均匀性,进而提高荧光粉的激发效率,减少黄斑现象和眩光现象,从而最终提高LED集成发光器件的出光效率和使用寿命。
并且,本实用新型提供的LED集成发光器件,第一胶体的邵氏硬度Shore D大于55,第二胶体的邵氏硬度Shore A大于50,且第一胶体之间相互独立,从而减少了胶层之间的应力,使得胶层不会因热胀冷缩而对LED芯片的焊点和焊线造成影响,进一步提高了LED集成发光器件的使用寿命。
以上是本实用新型的核心思想,为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,本实用新型结合示意图进行详细描述,在详述本实用新型实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
下面通过几个实施例详细描述。
实施例一
本实施例提供了一种LED集成发光器件,其结构示意图如图1所示,包括:
LED基板1以及固定在所述LED基板1上的多个LED芯片2;
覆盖所述LED芯片2的第一胶层,所述第一胶层包括多个弧形面第一胶体30,其中,每个第一胶体30均包裹一个LED芯片2;
覆盖所述第一胶层表面且具有多个弧形面第二胶体40的第二胶层,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体40的投影完全覆盖所述第一胶体30的投影。其中,所述第一胶体30和第二胶体40都是采用容积式CCD图像识别自动点胶机点胶形成的。
LED芯片2已通过固晶、焊线等工艺固定在LED基板1上,所述LED基板1上印刷有电路结构,可以使所述多个LED芯片2以串联和/或并联的方式连接,并使所述多个LED芯片2呈点阵式排列在LED基板1上。
覆盖所述LED芯片2的第一胶体30的胶液中包含一定比例的硅胶或硅树脂、球形增亮剂、荧光粉和触变剂,所述触变剂可以为无机耐热二氧化硅等,用于增加胶液的粘稠度,利于第一胶体30的成型,其中,所述球形增亮剂为折射率大于1.91的无机物球形颗粒,所述球形增亮剂的质量百分比的范围为0.1~3.5%,所述荧光粉的质量百分比的范围为0.3~5%,触变剂的质量百分比的范围为0.5%~5%。
所述第一胶层包括多个半球形的第一胶体30,其中,每个第一胶体30均包裹一个LED芯片2,所述第一胶体30之间相互独立。由于每个第一胶体30都包裹一个LED芯片2,且所述LED芯片2是呈点阵式排列的,因此,所述第一胶体30也是呈点阵式排列在所述LED基板1上。
并且,所述第一胶体30是通过容积式CCD图像识别自动点胶机点胶形成的,利用容积式CCD图像识别自动点胶机,可以根据采集的LED基板1以及LED芯片2的图像,识别需要点胶的位置,并通过精确控制形成第一胶体30的胶液含量,使得形成的第一胶体30为大小适中且相互独立的弧形面结构,优选的,所述第一胶体30为半球形结构。
由于第一胶体30为最接近LED芯片2的胶层,因此,其透明度对LED芯片2的出光效率具有较大的影响,基于此,本实施例中对第一胶体30的透明度要求较高,其折射率大于1.51,并且,为了减小胶层的应力以及避免胶层因热胀冷缩而对LED芯片的焊点和焊线造成影响,对第一胶体30的硬度也有较高的要求,即第一胶体30的邵氏硬度shore D大于55。
覆盖所述第一胶层表面的第二胶层完全覆盖所述第一胶层的表面,且完全覆盖所述LED芯片2与LED基板1之间的焊线节点。所述第二胶层具有的多个弧形面第二胶体40,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体40的投影完全覆盖所述第一胶体30的投影,从而可以通过第二胶体40的弧形面结构,进一步提高LED集成发光器件的出光效率和出光均匀性,减少黄斑现象和眩光现象,提高LED集成发光器件的使用寿命。
其中,优选的,所述第二胶体为半球形结构。第二胶体的胶液中掺杂有荧光粉、球形增亮剂和触变剂,所述触变剂用于增加胶液的粘稠度,有利于弧形面第二胶体的成型。优选的,在第二胶体的胶液中掺入的球形增亮剂为微量的折射率大于1.91的球形增亮剂。
本实施例提供的LED集成发光器件,由于每个第一胶体均包裹一个LED芯片,且每个第二胶体都对应覆盖一个第一胶体,从而可以通过第一胶体和第二胶体的弧形面结构,提高每个LED芯片的出光效率和出光均匀性,进而提高荧光粉的激发效率,减少黄斑现象和眩光现象,从而最终提高LED集成发光器件的出光效率和使用寿命。
并且,本实用新型提供的LED集成发光器件,第一胶体的邵氏硬度Shore D大于55,第二胶体的邵氏硬度Shore A大于50,且第一胶体之间相互独立,从而减少了胶层之间的应力,使得胶层不会因热胀冷缩而对LED芯片的焊点和焊线造成影响,进一步提高了LED集成发光器件的使用寿命。
实施例二
本实施例提供了一种LED集成发光器件,其结构示意图如图2所示,包括:
LED基板1以及固定在所述LED基板1上的多个LED芯片2;
覆盖所述LED芯片2的第一胶层,所述第一胶层包括多个弧形面第一胶体30,其中,每个第一胶体30均包裹一个LED芯片2;
覆盖所述第一胶层表面且具有多个弧形面第二胶体42的第二胶层,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体42的投影完全覆盖所述第一胶体30的投影。其中,所述第二胶层包括:覆盖所述第一胶层表面的荧光胶层41;位于所述荧光胶层表面的多个弧形面第二胶体42。
所述LED芯片2已通过固晶、焊线等工艺固定在LED基板1上,所述LED基板1上印刷有电路结构,可以使所述多个LED芯片2以串联和/或并联的方式连接,并使所述多个LED芯片2呈点阵式排列在LED基板1上。
覆盖所述LED芯片2的第一胶体30的胶液中包含一定比例的硅胶或硅树脂、球形增亮剂、荧光粉和触变剂,所述触变剂用于增加胶液的粘稠度,利于第一胶体的成型,其中,所述球形增亮剂为折射率大于1.91的无机物球形颗粒,所述球形增亮剂的质量百分比的范围为0.1~3.5%,其粒径的范围为150目~350目,所述荧光粉的质量百分比的范围为0.3~5%,触变剂的质量百分比的范围为0.5%~5%。
所述第一胶层包括多个半球形的第一胶体30,其中,每个第一胶体30均包裹一个LED芯片2,所述第一胶体30之间相互独立。由于每个所述第一胶体30都包裹一个LED芯片2,且所述LED芯片2是呈点阵式排列的,因此,所述第一胶体30也是呈点阵式排列在所述LED基板1上。
并且,所述第一胶体30是通过容积式CCD图像识别自动点胶机点胶形成的,利用容积式CCD图像识别自动点胶机,可以根据采集的LED基板1以及LED芯片2的图像,识别需要点胶的位置,并通过精确控制形成第一胶体30的胶液含量,使得形成的第一胶体30为大小适中且相互独立的弧形面结构,优选的,所述第一胶体30为半球形结构。
由于第一胶体30为最接近LED芯片2的胶层,因此,其透明度对LED芯片2的出光效率具有较大的影响,基于此,本实施例中对第一胶体30的透明度要求较高,其折射率大于1.51,并且,为了减小胶层的应力以及避免胶层因热胀冷缩而对LED芯片2的焊点和焊线造成影响,对第一胶体30的硬度也有较高的要求,即第一胶体30的邵氏硬度shore D大于55。
覆盖所述第一胶层表面的第二胶层包括荧光胶层41,所述荧光胶层41完全覆盖所述第一胶层的表面,且完全覆盖所述LED芯片2与LED基板1之间的焊线。所述第二胶层具有的多个弧形面第二胶体42,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体42的投影完全覆盖所述第一胶体30的投影,从而可以通过第二胶体的弧形面结构,进一步提高LED集成发光器件的出光效率和出光均匀性,减少黄斑现象和眩光现象,提高LED集成发光器件的使用寿命。
其中,第二胶层的形成过程包括:在第一胶层表面形成荧光胶层,所述荧光胶层的表面为平面。将按比例掺入荧光粉的荧光胶层的胶液灌注在所述第一胶层表面形成荧光胶层,在灌注的过程中,要保证形成的荧光胶层完全覆盖所述第一胶层的表面,且完全覆盖所述LED芯片与LED基板之间的焊线。
在荧光胶层表面形成多个弧形面第二胶体。根据LED基板的种类和尺寸,制作相应的第二胶体模具;将预先配制的第二胶体的胶液灌入所述模具中,固化成型后形成具有多个弧形面第二胶体的胶条;将所述胶条放置在未固化的荧光胶层上,并使所述胶条固定于所述荧光胶层上。将所述胶条放置在未固化的荧光胶层上时,要保证不产生气泡,然后将其放入烤箱中,从而使所述胶条固定于荧光胶层上,形成一体结构的第二胶层,优选的,所述第二胶体为半球形结构。其中,第二胶体的胶液的配制过程包括:在所述第二胶层的胶液中掺杂球形增亮剂。优选的,在第二胶层的胶液中掺入了微量的折射率大于1.91的球形增亮剂。
本实施例提供的LED集成发光器件,由于每个第一胶体均包裹一个LED芯片,且每个第二胶体都对应覆盖一个第一胶体,从而可以通过第一胶体和第二胶体的弧形面结构,提高每个LED芯片的出光效率和出光均匀性,进而提高荧光粉的激发效率,减少黄斑现象和眩光现象,从而最终提高LED集成发光器件的出光效率和使用寿命。
并且,本实用新型提供的LED集成发光器件,第一胶体的邵氏硬度Shore D大于55,第二胶体的邵氏硬度Shore A大于50,且第一胶体之间相互独立,使得第一胶体为独立的硬化结构,从而减少了胶层之间的应力,使得胶层不会因热胀冷缩而对LED芯片的焊点和焊线造成影响,进一步提高了LED集成发光器件的使用寿命。
实施例三
本实施例提供了一种LED集成发光器件,其剖面结构示意图如图3所示,所述LED集成发光器件的LED基板1、固定在所述LED基板1上的多个LED芯片2、覆盖所述LED芯片2的第一胶层3以及覆盖所述第一胶层3的第二胶层4等结构与上述任一实施例提供的LED集成发光器件的结构相同,在此不再赘述。
本实施例中,LED芯片2和LED基板1之间通过硅铝合金铝线5电连接,LED芯片2通过焊接工艺,将铝线5焊接固定在LED基板1上后,通过CNC点胶机将第一胶体的胶液涂覆在LED芯片2的表面,形成半球形的第一胶体,然后再在第一胶体上形成第二胶体,所述第二胶体完全覆盖LED芯片2与LED基板1之间的铝线焊接节点。
由于第一胶体之间相互独立,且第一胶体的邵氏硬度Shore D大于55,第二胶体的邵氏硬度Shore A大于50,因此,第一胶层和第二胶层之间的应力较小,第一胶层和第二胶层不会因为热胀冷缩而对LED芯片与与LED基板之间的焊接节点造成影响,因此,在第一胶层和第二胶层的保护作用下,铝线焊接节点的可靠性得到了提高,即本实施例提供的LED集成发光器件可以通过采用铝线来降低成本。
本实施例提供的LED集成发光器件,既可以通过第一胶体和第二胶体的弧形面结构,提高每个LED芯片的出光效率和出光均匀性,进而提高荧光粉的激发效率,减少黄斑现象和眩光现象,从而最终提高LED集成发光器件的出光效率和使用寿命;还可以通过邵氏硬度Shore D大于55的第一胶体和邵氏硬度Shore A大于50的第二胶体,减少了胶层之间的应力,使得胶层不会因热胀冷缩而对LED芯片的焊点和焊线造成影响,进一步提高了LED集成发光器件的使用寿命;此外,还可以采用铝线作为连接LED芯片和LED基板的导线,在第一胶层和第二胶层的保护作用下,既提高了铝线焊点的可靠性,又降低了成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种LED集成发光器件,其特征在于,包括:
LED基板以及固定在所述LED基板上的多个LED芯片;
覆盖所述LED芯片的第一胶层,所述第一胶层包括多个相互独立的弧形面第一胶体,其中,每个第一胶体均包裹一个LED芯片;
覆盖所述第一胶层且具有多个弧形面第二胶体的第二胶层,在垂直于LED基板的方向上,所述第二胶体的投影完全覆盖所述第一胶体的投影。
2.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述第一胶体和第二胶体都是采用容积式CCD图像识别自动点胶机点胶形成的。
3.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述第二胶层包括:
覆盖所述第一胶层的荧光胶层;
位于所述荧光胶层表面的多个弧形面第二胶体。
4.根据权利要求2或3所述的器件,其特征在于,所述第一胶体和第二胶体均为半球形结构。
5.根据权利要求4所述的器件,其特征在于,所述第一胶体的折射率大于1.51。
6.根据权利要求5所述的器件,其特征在于,所述第一胶体的邵氏硬度Shore D大于55,所述第二胶体的邵氏硬度Shore A大于50。
7.根据权利要求6所述的器件,其特征在于,所述第一胶体的胶液中包含球形增亮剂和触变剂,所述第二胶体的胶液中包含球形增亮剂。
8.根据权利要求7所述的器件,其特征在于,所述第二胶层完全覆盖所述第一胶层的表面,且完全覆盖所述LED芯片与LED基板之间的焊线节点。
9.根据权利要求8所述的器件,其特征在于,所述LED芯片与LED基板之间通过铝线电连接,且所述第二胶层完全覆盖所述铝线的焊接节点。
10.根据权利要求9所述的器件,其特征在于,所述球形增亮剂的折射率大于1.91,其粒径的范围为150目~350目。
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GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20150610 Termination date: 20161230 |