CN220155560U - 一种封装结构和灯板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及LED照明技术领域，特别涉及一种封装结构和灯板，该封装结构包括基板、设置在基板上的LED芯片和透镜，透镜盖设于基板上并将LED芯片封装；透镜朝向LED芯片的一侧开设有让位槽，让位槽内填充有胶水，LED芯片包裹于胶水内，即透镜设计为带有让位槽的透镜用于均匀并扩大发光面积，而LED芯片发出的光线在胶水与透镜界面、透镜与空气界面发生两次折射，扩大出光角度，使整个封装结构在原有OD的情况下增大LED间距，从而减少LED芯片和胶水用量，降低成本，保障产品的显示效果；胶水既能增加透镜贴装的稳定性，还能保护LED芯片，避免水汽进入影响LED芯片发光。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及LED照明技术领域，特别涉及一种封装结构和灯板。
【背景技术】
随着消费升级，显示产品超薄化、高亮度、低成本成为明显趋势，现有的封装结构中，为了控制成本，通常是减少封装结构的使用数量，但是这样做会改变OD(opticaldistance，即混光距离)，降低产品的显示效果；而为了维持OD和产品的显示效果，且随着产品轻薄化的发展，通常是通过设置透镜来满足市场需求，但是传统透镜的尺寸不适应轻薄化市场，若减小透镜尺寸对于透镜的材料和工艺要求也会更高，导致生产成本的增加；即使使用较小尺寸的透镜，在Mini-LED背光中，LED芯片在胶水封装后会改变芯片的近场出光，导致透镜与点胶的工艺窗口变窄，量产良率降低；若LED芯片不使用胶水封装，又会出现水汽进入与LED芯片直接接触造成LED失效死灯等情况。
【实用新型内容】
为降低现有封装结构成本，同时不降低显示效果并保障可靠性的问题，本实用新型提供了一种封装结构和灯板。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种封装结构，包括基板、设置在所述基板上的LED芯片和透镜，所述透镜盖设于所述基板上并将所述LED芯片封装；所述透镜朝向所述LED芯片的一侧开设有让位槽，所述让位槽内填充有胶水，所述LED芯片包裹于所述胶水内；
所述透镜远离所述让位槽的另一侧中心处朝向所述让位槽形成凹部，所述凹部的中心在所述基板上的投影点与所述LED芯片的中心在所述基板上的投影点之间形成的距离小于0.5mm；界定所述透镜靠近所述基板的一端为底部，所述让位槽位于所述底部的中心处。
优选地，所述LED芯片为带有DBR的芯片。
优选地，从所述让位槽的槽壁到所述透镜远离所述LED芯片的一端的距离与所述透镜的直径的比值范围为10％-30％。
优选地，所述让位槽的槽底为朝远离所述LED芯片方向凸出的弧形曲面。
优选地，所述透镜的折射率范围为1.3-1.8。
优选地，所述胶水的折射率高于所述透镜的折射率。
优选地，所述透镜的直径范围为2mm-8mm。
优选地，所述透镜的厚度范围为1mm-5mm。
本实用新型解决技术问题的又一方案是提供一种灯板，包括如前述任一项所述的封装结构，所述封装结构分布在所述灯板上。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种封装结构和灯板，具有以下优点：
1、本实用新型实施例中提供的封装结构，包括基板、设置在基板上的LED芯片和透镜，透镜盖设于基板上并将LED芯片封装；透镜朝向LED芯片的一侧开设有让位槽，让位槽内填充有胶水，LED芯片包裹于胶水内，即透镜设计为带有让位槽的透镜用于均匀并扩大LED芯片的发光面积，能够更好地保障封装结构的光效；而LED芯片位于让位槽内，然后在让位槽内填充胶水并将LED芯片包裹于其中，使LED芯片发出的光线在胶水与透镜界面、透镜与空气界面发生两次折射，扩大出光角度，使整个封装结构在原有OD的情况下增大LED间距，从而减少LED芯片和胶水用量，降低成本，保障产品的显示效果；而胶水能够将LED芯片粘接于基板上，同时增加透镜贴装的稳定性，还能够保护LED芯片，避免水汽进入而影响LED芯片发光。
2、本实用新型实施例中提供的LED芯片为带有DBR的芯片，即利用DBR(distributed Bragg reflection，即分布式布拉格反射镜)良好的镜面反射能力来提高LED芯片的出光角度，保障封装结构的出光角度。
3、本实用新型实施例中提供的透镜远离让位槽的另一侧中心处朝向让位槽形成凹部，凹部的中心在基板上的投影点与LED芯片的中心在基板上的投影点之间形成的距离小于0.5mm；即将透镜设计为内凹式透镜，即在光轴周边设计一个内凹式的发散面，能够将让位槽内的光线通过折射发散而远离光轴，能够均匀并扩大封装结构的发光面积；界定透镜靠近基板的一端为底部，让位槽位于底部的中心处；从让位槽的槽壁到透镜远离LED芯片的一端的距离与透镜的直径的比值范围为10％－30％；将让位槽设置在透镜的中心处，LED芯片的中心与让位槽的槽底中心对齐，使得LED芯片发出的光线在胶水与透镜接触的界面，利用胶水和透镜之间的折射率差异使光线在此界面折射，利于出光角度的打开；而控制从让位槽的槽壁到透镜远离LED芯片的一端的距离，既可以起到支撑透镜的作用，也能够避免胶水量较少影响透镜和LED芯片之间的封装，能够提高产品结构的稳定性。
4、本实用新型实施例中提供的让位槽的槽底为朝远离LED芯片方向凸出的弧形曲面，此设置用于保证LED芯片通过透镜的均匀出光，均匀度更高，利于扩大LED芯片的发散角度，减少杂光，提升了用户体验感。
5、本实用新型实施例中提供的透镜的折射率范围为1.3-1.8；且胶水的折射率高于所述透镜的折射率，其中，胶水的折射率大于透镜的折射率，使得光线在胶水和透镜的接触处折射，能够将LED芯片发出的光线的出光角度打开；而透镜的折射率大于空气，再次将光线出光角度打开，利于提高产品的光线均匀度，从而保障封装结构的光效。
6、本实用新型实施例中提供的透镜的直径范围为2mm-8mm；透镜的厚度范围为1mm-5mm，此设置利于产品的轻薄化发展，产品的出光一致性更好。
7、本实用新型还提供一种灯板，具有与上述封装结构相同的有益效果，在此不做赘述。
【附图说明】
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型第一实施例提供的封装结构的剖面示意图。
图2是本实用新型第一实施例提供的封装结构之LED芯片发光的光路示例图。
图3是本实用新型第一实施例提供的封装结构之透镜的结构示意图。
图4是本实用新型第一实施例提供的封装结构之透镜的剖视图。
图5是本实用新型第二实施例提供的灯板的结构示意框图。
附图标识说明：
1、封装结构；2、灯板；
10、基板；11、LED芯片；12、透镜；13、胶水；
110、正出光面；111、侧出光面；120、让位槽；121、凹部；122、底部；
1200、弧形曲面。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请结合图1和图2，本实用新型第一实施例提供一种封装结构1，包括基板10、设置在基板10上的LED芯片11和透镜12，透镜12盖设于基板10上并将LED芯片11封装；透镜12朝向LED芯片11的一侧开设有让位槽120，让位槽120内填充有胶水13，LED芯片11包裹于胶水13内，即透镜12贴合盖设在基板10上，LED芯片11位于让位槽120内，然后在让位槽120内填充胶水13并将LED芯片11包裹于其中，使LED芯片11发出的光线在胶水13与透镜12界面、透镜12与空气界面发生两次折射，扩大出光角度，使整个封装结构1在原有OD的情况下增大LED间距，从而减少LED芯片11和胶水13用量，降低成本，保障产品的显示效果；而胶水13能够将LED芯片11粘接于基板10上，同时增加透镜12贴装的稳定性，还能够保护LED芯片11，避免水汽进入而影响LED芯片11发光。
作为一种可选的实施方式，胶水13的类型包括但不限于硅胶、环氧等常用封装胶；优选地，透镜12为透光透镜，其材质包括但不限于PMMA、硅胶等具有高透过率的材质。
作为一种可选的实施方式，封装结构1的制备工艺可以为：在基板10上固晶LED芯片11，点胶水13覆盖LED芯片11，将透镜12设置让位槽120的一侧盖合在胶水13上，并将透镜12下压使得胶水13充满让位槽120，固化后形成封装结构1。
进一步地，透镜12远离让位槽120的另一侧中心处朝向让位槽120形成凹部121，凹部121的中心在基板10上的投影点与LED芯片11的中心在基板10上的投影点之间形成的距离小于0.5mm，即透镜12的结构具体表现为带有让位槽120的内凹式透镜，即在光轴周边设计一个内凹式的发散面，能够将让位槽120内的光线通过折射发散而远离光轴，均匀并扩大LED芯片11的发光面积，能够更好地保障封装结构1的光效；优选地，凹部121的中心在基板10上的投影点与LED芯片11的中心在基板10上的投影点重合，即凹部121的中心在基板10上的投影点与LED芯片11的中心在基板10上的投影点之间形成的距离为0mm，以提高封装结构1的视效。
进一步地，界定透镜12靠近基板10的一端为底部122，让位槽120位于底部122的中心处，此设置使LED芯片11的中心与让位槽120的槽底中心对齐，使得LED芯片11发出的光线在胶水13与透镜12接触的界面，利用胶水13和透镜12之间的折射率差异使光线在此界面折射，利于出光角度的打开。
进一步地，LED芯片11为带有DBR的芯片，即利用DBR良好的镜面反射能力来提高LED芯片11的出光角度，保障封装结构1的出光角度。
进一步地，让位槽120的槽底为朝远离LED芯片11方向凸出的弧形曲面1200，此设置用于保证LED芯片11通过透镜12的均匀出光，均匀度更高，利于扩大LED芯片11的发散角度，减少杂光，提升了用户体验感。
可选地，LED芯片11包括远离基板10一侧的正出光面110和垂直基板10的侧出光面111，LED芯片11发出的光从正出光面110和侧出光面111透出；具体地，在实际使用过程中，当LED芯片11发光显示时，其正出光面110和侧出光面111均匀发出光线通过胶水13进行第一次折射，此时光线在让位槽120内，即LED芯片11发出的光线处于封装结构1的中间部分；而弧形曲面1200扩大让位槽120内的光线发散角度，减少杂光，再经过透镜12将让位槽120内的光线进行第二次折射，达到提升封装结构1的整体亮度的效果。
进一步地，透镜12的折射率范围为1.3-1.8，优选地，透镜12的折射率为1.5，利于LED芯片的光线打开出光角度，提升产品的视觉效果。
进一步地，胶水13的折射率高于透镜12的折射率，其中，胶水13的折射率大于透镜12的折射率，使得光线在胶水13和透镜12的接触处折射，能够将LED芯片11发出的光线的出光角度打开；而透镜12的折射率大于空气，再次将光线出光角度打开，利于提高产品的光线均匀度，从而保障封装结构1的光效。
请结合图1和图3-图4，进一步地，从让位槽120的槽壁到透镜12远离LED芯片11的一端的距离d0(如图4中所示的d0)与透镜12的直径d(如图4中所示的d)的比值范围为10％-30％，此设置既可以起到支撑透镜12的作用，也能够避免胶水13量较少影响透镜12和LED芯片11之间的封装，能够提高产品结构的稳定性。
可以理解地，若透镜12无从让位槽120的槽壁到透镜12远离LED芯片11的一端的距离d0，在胶水13的用量较少无法完全填充让位槽120时，透镜12无法稳定地封装在基板10上，不利于产品的结构稳定性；而d0的设计使得产品即使用胶量较少，透镜12也能稳定的在基板10上，保障了产品的可靠性，确保了封装结构1的显示效果。
进一步地，透镜12的直径d范围为2mm-8mm，优选地，透镜12的直径d为5mm。
进一步地，透镜12的厚度h(如图4中所示的h)范围为1mm-5mm，优选地，透镜12的厚度h为3mm，此设置利于产品的轻薄化发展，产品的出光一致性更好。
具体地，通过控制透镜12的直径d和厚度h使透镜12更加轻薄，光线传播均匀、自然，且凹部121对应中心处，让位槽120对应底部122的中心处，让位槽120内填充的胶水13和包裹在胶水13内的LED芯片11，使产品外观上保持一致，产品出光一致性更好。
请参阅图5，本实用新型第二实施例提供一种灯板2，包括本实用新型第一实施例提供的封装结构1，该封装结构1分布在灯板2上，可以说明的是，LED芯片11发出的光经胶水13和透镜12折射以提高灯板2的显示效果，实用性强。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种封装结构和灯板，具有以下优点：
1、本实用新型实施例中提供的封装结构，包括基板、设置在基板上的LED芯片和透镜，透镜盖设于基板上并将LED芯片封装；透镜朝向LED芯片的一侧开设有让位槽，让位槽内填充有胶水，LED芯片包裹于胶水内，即透镜设计为带有让位槽的透镜用于均匀并扩大LED芯片的发光面积，能够更好地保障封装结构的光效；而LED芯片位于让位槽内，然后在让位槽内填充胶水并将LED芯片包裹于其中，使LED芯片发出的光线在胶水与透镜界面、透镜与空气界面发生两次折射，扩大出光角度，使整个封装结构在原有OD的情况下增大LED间距，从而减少LED芯片和胶水用量，降低成本，保障产品的显示效果；而胶水能够将LED芯片粘接于基板上，同时增加透镜贴装的稳定性，还能够保护LED芯片，避免水汽进入而影响LED芯片发光。
2、本实用新型实施例中提供的LED芯片为带有DBR的芯片，即利用DBR(distributed Bragg reflection，即分布式布拉格反射镜)良好的镜面反射能力来提高LED芯片的出光角度，保障封装结构的出光角度。
3、本实用新型实施例中提供的透镜远离让位槽的另一侧中心处朝向让位槽形成凹部，凹部的中心对应LED芯片的中心，即将透镜设计为内凹式透镜，即在光轴周边设计一个内凹式的发散面，能够将让位槽内的光线通过折射发散而远离光轴，能够均匀并扩大封装结构的发光面积；界定透镜靠近基板的一端为底部，让位槽位于底部的中心处；从让位槽的槽壁到透镜远离LED芯片的一端的距离与透镜的直径的比值范围为10％－30％；将让位槽设置在透镜的中心处，LED芯片的中心与让位槽的槽底中心对齐，使得LED芯片发出的光线在胶水与透镜接触的界面，利用胶水和透镜之间的折射率差异使光线在此界面折射，利于出光角度的打开；而控制从让位槽的槽壁到透镜远离LED芯片的一端的距离，既可以起到支撑透镜的作用，也能够避免胶水量较少影响透镜和LED芯片之间的封装，能够提高产品结构的稳定性。
4、本实用新型实施例中提供的让位槽的槽底为朝远离LED芯片方向凸出的弧形曲面，此设置用于保证LED芯片通过透镜的均匀出光，均匀度更高，利于扩大LED芯片的发散角度，减少杂光，提升了用户体验感。
5、本实用新型实施例中提供的透镜的折射率范围为1.3-1.8；且胶水的折射率高于所述透镜的折射率，其中，胶水的折射率大于透镜的折射率，使得光线在胶水和透镜的接触处折射，能够将LED芯片发出的光线的出光角度打开；而透镜的折射率大于空气，再次将光线出光角度打开，利于提高产品的光线均匀度，从而保障封装结构的光效。
6、本实用新型实施例中提供的透镜的直径范围为2mm-8mm；透镜的厚度范围为1mm-5mm，此设置利于产品的轻薄化发展，产品的出光一致性更好。
7、本实用新型还提供一种灯板，具有与上述封装结构相同的有益效果，在此不做赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种封装结构，其特征在于：包括基板、设置在所述基板上的LED芯片和透镜，所述透镜盖设于所述基板上并将所述LED芯片封装；所述透镜朝向所述LED芯片的一侧开设有让位槽，所述让位槽内填充有胶水，所述LED芯片包裹于所述胶水内；
所述透镜远离所述让位槽的另一侧中心处朝向所述让位槽形成凹部，所述凹部的中心在所述基板上的投影点与所述LED芯片的中心在所述基板上的投影点之间形成的距离小于0.5mm；界定所述透镜靠近所述基板的一端为底部，所述让位槽位于所述底部的中心处。
2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述LED芯片为带有DBR的芯片。
3.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于：从所述让位槽的槽壁到所述透镜远离所述LED芯片的一端的距离与所述透镜的直径的比值范围为10％-30％。
4.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述让位槽的槽底为朝远离所述LED芯片方向凸出的弧形曲面。
5.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述透镜的折射率范围为1.3-1.8。
6.如权利要求5所述的封装结构，其特征在于：所述胶水的折射率高于所述透镜的折射率。
7.如权利要求3所述的封装结构，其特征在于：所述透镜的直径范围为2mm-8mm。
8.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述透镜的厚度范围为1mm-5mm。
9.一种灯板，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的封装结构，所述封装结构分布在所述灯板上。
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Cited By (1)
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| CN117497671A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 江西省兆驰光电有限公司 | 一种led器件、背光模组及电子设备 |
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Cited By (2)
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| CN117497671A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 江西省兆驰光电有限公司 | 一种led器件、背光模组及电子设备 |
| CN117497671B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-04-05 | 江西省兆驰光电有限公司 | 一种led器件、背光模组及电子设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |