CN104157775A - 一种led照明装置及封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种LED照明装置及封装方法。该LED照明装置包括支架和至少一个固定于支架内的芯片，该LED照明装置还包括发光层和聚光层，所述发光层包覆在所述芯片上，所述聚光层设置在所述发光层上，用于汇聚通过所述发光层的光线。该LED照明装置利用凸透镜聚光原理以提升自身照明亮度，在封装方法上分为两次灌胶，分别形成发光层和聚光层，从而实现增加光强，以达到提升光亮的效果。相比现有技术通过改善芯片结构、荧光粉成分及控制电路以提升亮度的方式，该LED照明装置不需很高的研发成本，且其结构简单，可行性强。

Description

一种LED照明装置及封装方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种LED照明装置及封装方法。
背景技术
LED(英文名称为Light Emitting Diode，中文名称为发光二极管)产业是近几年最受瞩目的产业之一。其中LED产品具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期时间长、环保效益高等优点，广泛应用于人们生活当中。对于LED行业来说，提升LED亮度是永恒的主题，各大LED厂商也一直在寻找能够生产出更高亮度LED的方法。
目前，现有LED结构如图1所示，其主要包括支架、胶体(荧光粉和封装胶)、金线和芯片。芯片通过金线与支架连接，胶***于支架内作为发光层。现有提升LED亮度的方式有几种：通过增加芯片数量提升LED亮度，但是这种方式会增加LED的制造成本，且芯片数量的增加，其散热问题也很难解决；通过改善芯片以提高发光效率或者研究新的荧光粉配方来提升发光亮度，但是这两种方式的技术含量高、研发成本投入大，以现有技术而言不容易快速实现；通过调整控制电路以实现提升LED的亮度，但是控制电路的散热问题很难解决；控制支架胶杯侧面角度以提升LED亮度，其缺点为只能局部调整发光角度，对提升亮度作用不大。
因此，针对以上不足，需要一种能够有效提升照明亮度，降低制造成本，且结构简单，可行性强的LED照明装置及封装方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供了一种LED照明装置，使得能够有效提升照明亮度，降低制造成本，且具有结构简单、可行性强的优点。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种LED照明装置，该LED照明装置包括支架和至少一个固定于支架内的芯片，该LED照明装置还包括发光层和聚光层，所述发光层包覆在所述芯片上，所述聚光层设置在所述发光层上，用于汇聚通过所述发光层的光线。
其中，所述聚光层为凸透镜结构。
其中，所述聚光层的上端面为朝向远离所述芯片一侧凸起的凸起状，所述聚光层的下端面与发光层的上端面均为水平设置。
其中，所述聚光层的上端面为朝向远离所述芯片一侧凸起的凸起状，所述聚光层的下端面为朝向靠近所述芯片一侧凸起的凸起状，所述发光层的上端面为与所述凸起状对应设置的内凹状。
其中，所述凸起状为曲面，其曲面的曲率半径大于或等于所述LED照明装置的二分之一长度，且其小于或等于所述LED照明装置的十倍长度。
其中，所述聚光层通过封装胶凝固制成，所述发光层通过荧光粉与封装胶混合凝固制成。
其中，所述芯片通过固晶胶固定于所述支架底部。
本发明还提供一种LED照明装置的封装方法，包括如下步骤：
S1、将芯片固定于支架的底部；
S2、将芯片的正负极分别与支架连接；
S3、将熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体注入支架内，待凝固后形成发光层；
S4、将熔融状态的封装胶注入支架内，待凝固后形成聚光层。
其中，步骤S3还包括：通过外凸的模具压装在熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体上，待凝固后移开外凸的模具，形成上端面内凹状的发光层。
其中，步骤S4还包括：通过内凹的模具压装在封装胶上，待凝固后移开内凹的模具，形成上端面为外凸曲面的聚光层。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明LED照明装置的发光层包覆在芯片上，且聚光层设置在发光层上，利用聚光层实现汇聚通过发光层的光线。该LED照明装置利用凸透镜聚光原理以提升自身照明亮度，并在封装方法上分为两次灌胶，分别形成发光层和聚光层，从而实现增加光强，达到提升光亮的效果。相比现有技术通过改善芯片结构、荧光粉成分及控制电路以提升亮度的方式，该LED照明装置不需很高研发成本，结构简单且可行性强。
附图说明
图1为现有技术LED装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一LED照明装置的结构示意图；
图3为本发明实施例二LED照明装置的结构示意图；
图4为本发明实施例三LED照明装置的结构示意图；
图5为本发明实施例封装方法的流程图。
其中，1：支架；2：聚光层；3：发光层；4：芯片；5；金线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
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；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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元件必须具有特定的方位、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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
如图2所示，本实施例提供的LED照明装置包括支架1和至少一个固定于支架1内的芯片4，该LED照明装置还包括发光层3和聚光层2，发光层3包覆在芯片4上，聚光层2设置在发光层3上，用于汇聚通过发光层3的光线。
该LED照明装置的聚光层2利用凸透镜聚光原理以提升照明亮度，其中聚光层2为中央较厚、边缘较薄的凸透镜结构。当通过发光层3的光线射入至聚光层2时，光线可在聚光层2的下端面和上端面经过两次折射后汇聚，以达到聚光的作用，从而实现提升亮度的功效。
相比现有通过改善芯片结构、荧光粉成分及控制电路以提升亮度的方式，该LED照明装置不需很高研发成本，芯片4可通过金线5与支架1连接，并通过固晶胶固定于支架1底部，聚光层2利用凸透镜结构实现聚光，在不需改造机台、不需使用新的封装材料、不增加成本的基础上，有效地提升了LED的亮度，其具有很高的可行性。
进一步地，聚光层2的上端面为朝向远离芯片4一侧凸起的凸起状，聚光层2的下端面与发光层3的上端面均为水平设置。其中聚光层2为凸起状的透明结构，具有很强的汇聚光线能力，以达到提升光亮的目的。
此外，也可以将聚光层2的上端面设为朝向远离芯片4一侧凸起的凸起状，聚光层2的下端面为朝向靠近芯片4一侧凸起的凸起状，发光层3的上端面为与凸起状对应设置的内凹状，这种结构同样具有缩小发光范围以达到聚光的效果。
其中，凸起状可为曲面，其曲面的曲率半径大于或等于所述LED照明装置的二分之一长度，且其小于或等于所述LED照明装置的十倍长度，聚光层2曲面的曲率半径此范围值内聚光效果明显。
为了保证聚光层2的聚光效果，聚光层2可以采用透明的封装胶凝固制成，其中封装胶为透明的环氧树脂或者其他透光率高的热熔态物质。相应地，发光层3通过荧光粉与封装胶混合凝固制成。从发光层3射出的光线在聚光层2发生折射以实现汇聚作用，从而缩小发光范围，使光强分布范围更加集中。
为了更加充分说明该LED照明装置的聚光效果，可对比图1与图4：其中图1为现有技术LED装置的结构，其支架侧壁为倾斜状，发光范围为60°-120°；图4为在现有技术LED装置的基础上应用本发明的聚光层2后的结构，可以将发光范围缩小至75°-105°，在总发光能量不变的情况下，发光范围越小其光亮越大，因此，通过聚光层2可以有效实现增加发光强度，提升光亮的目的。
如图5所示，本发明还提供了一种LED照明装置的封装方法，包括如下步骤：
S1、将芯片固定于支架的底部；
具体为：支架可以采用为杯状，通过固晶胶将芯片粘结在支架内的底部，固晶胶可以为环氧树脂胶或者硅胶，以达到较好地固定作用，此过程可以简称为固晶。
S2、将芯片的正负极分别与支架连接；
具体为：将芯片的正负极通过金线与支架连接，金线在LED封装中起到导线连接的作用，当导通电流时，电流通过金线进入芯片以使芯片发光，此过程可以简称为打线。
S3、将熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体注入支架内，待凝固后形成发光层；
具体为：首先加热荧光粉与封装胶的混合胶体，使其处于熔融状态；然后将熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体注入支架内，通过控制混合胶体注入的胶量，以将混合胶体的液面控制在支架上端口的下面，即混合胶体为未注满状态；最后待其凝固后形成发光层，此过程简称为灌胶。
S4、将熔融状态的封装胶注入支架内，待凝固后形成聚光层。
具体为：将加热至熔融状态的封装胶注入支架内，且位于发光层上方，利用形状为内凹的小模具压装在封装胶上，其中模具表面经过抛光处理，封装胶不会粘在模具上，待封装胶凝固后即可形成所需的凸透镜结构，此过程简称二次灌胶。
通过控制模具的内凹形状以达到控制聚光层的曲率半径的目的，曲面的曲率半径大于或等于LED照明装置的二分之一长度，且其小于或等于LED照明装置的十倍长度，在此范围值内聚光效果明显，封装胶包括环氧树脂胶或者其他透光率高的具有热熔态的物质。
其中，步骤S3中发光层的注塑过程可以采用两种方式，一种为将熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体注入支架内，利用流体物质的特性在支架内形成水平液面，即发光层的上端面为水平面。在此基础上继续进行步骤S4的注塑过程，聚光层的下端面同样为水平面。
另一种方式为通过外凸的模具压装在熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体上，待凝固后移开外凸的模具，形成上端面内凹状的发光层。在此基础上进行步骤S4的注塑过程，形成的聚光层的下端面为凸起状。
本发明的封装方法通过两次灌胶，分别注入不同物质形成发光层和聚光层，该方法的工艺简单实用，制造成本低，实用价值高。第一次灌胶形成发光层，利用荧光粉实现发光；第二次灌胶形成具有凸透镜结构的聚光层，利用聚光层汇聚光线以增加光强，提升LED的亮度。
综上所述，本发明LED照明装置的发光层包覆在芯片上，聚光层设置在发光层上，以实现汇聚通过发光层的光线。该LED照明装置通过利用凸透镜聚光原理以提升自身照明亮度，在封装方法上分为两次灌胶，分别形成发光层和聚光层，从而实现增加光强，提升光亮的效果。相比现有提升亮度的方式，该LED照明装置不需很高研发成本，结构简单且易实现，具有很高的可行性。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种LED照明装置，包括支架和至少一个固定于支架内的芯片，其特征在于，还包括发光层和聚光层，所述发光层包覆在所述芯片上，所述聚光层设置在所述发光层上，用于汇聚通过所述发光层的光线。
2.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述聚光层为凸透镜结构。
3.根据权利要求2所述的LED照明装置，其特征在于，所述聚光层的上端面为朝向远离所述芯片一侧凸起的凸起状，所述聚光层的下端面与发光层的上端面均为水平设置。
4.根据权利要求2所述的LED照明装置，其特征在于，所述聚光层的上端面为朝向远离所述芯片一侧凸起的凸起状，所述聚光层的下端面为朝向靠近所述芯片一侧凸起的凸起状，所述发光层的上端面为与所述凸起状对应设置的内凹状。
5.根据权利要求3或4所述的LED照明装置，其特征在于，所述凸起状为曲面，其曲面的曲率半径大于或等于所述LED照明装置的二分之一长度，且其小于或等于所述LED照明装置的十倍长度。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的LED照明装置，其特征在于，所述聚光层通过封装胶凝固制成，所述发光层通过荧光粉与封装胶混合凝固制成。
7.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述芯片通过固晶胶固定于所述支架底部。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的LED照明装置的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将芯片固定于支架的底部；
S2、将芯片的正负极分别与支架连接；
S3、将熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体注入支架内，待凝固后形成发光层；
S4、将熔融状态的封装胶注入支架内，待凝固后形成聚光层。
9.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，步骤S3还包括：通过外凸的模具压装在熔融状态的荧光粉与封装胶的混合胶体上，待凝固后移开外凸的模具，形成上端面内凹状的发光层。
10.根据权利要求9所述的封装方法，其特征在于，步骤S4还包括：通过内凹的模具压装在封装胶上，待凝固后移开内凹的模具，形成上端面为外凸曲面的聚光层。
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