CN110416386A - 一种提升深色塑胶碗杯封装led亮度的方法及led - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法及LED，方法包括如下步骤：1）使用深色塑胶材料注塑成型成片的LED碗杯支架结构，2）使用白色塑胶注塑成型整片白色反射杯结构，3）在LED碗杯内正常固晶、焊线作业，待点胶前，将整片的白色反射杯结构和反射杯框架放置在成片的LED碗杯支架结构上对正，将每个反射杯冲离支撑连接筋，掉落在深色的LED碗杯内，再向LED碗杯内注射液体封装胶，将白色反射杯浇注在深色LED碗杯内，使白色反射杯与封装胶、深色LED碗杯成为一体。该方法可靠、可操作性强，具有极好的实际应用价值，采用本方法生产的LED亮度高、耐用性好。
Description
技术领域
本发明一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法及LED，属于LED显示屏技术领域。
背景技术
在LED显示应用领域，为了显示画质的清晰锐利，显示屏的亮度与对比度是一个非常重要的指标。对比度的计算理论是，基于显示屏在全黑的暗场环境中，将光度探头放置在离显示屏一定距离，并将光度探头对准显示屏中心，测得显示屏的在熄屏时的亮度IVa，将显示屏通电点亮，测得显示屏在全亮时的亮度IVb，用IVb/Iva即得到显示屏的对比度。
暗场显示屏的亮度与显示屏表面亮度直接相关，由于显示屏表面LED占比达到50%左右（其余50%为黑色面罩或者黑胶），因此灯面的黑度直接影响显示屏的对比度；显示屏的另外一个关键指标：亮度主要由LED亮度决定。LED的亮度除了与LED芯片相关外，还与封装载体的碗杯反射度有关，白色塑胶的反射度达到50%左右，再结合杯底镀银层的反射，使白色塑胶碗杯的反射度达到80%以上；而黑色塑胶碗杯几乎无反射，其反射仅靠碗杯底部的镀银层。同等情况下，黑色塑胶碗杯的LED亮度比白色塑胶碗杯的LED亮度低50%左右。
显示屏亮度直接关系到显示屏的驱动电流大小，电流大则亮度高，电流大则功耗高。显示屏行业为了得到较高的对比度，和得到较高的亮度，采用在LED白色塑胶支架的碗杯表面及四周涂刷黑色油墨的方式，来增加对比度而又不牺牲LED的亮度。此方法在2.5mm*2.5mm的大尺寸LED的涂刷效果尚可，对于小于该尺寸的LED塑胶碗杯，其涂刷一致性就很难控制，容易出现油墨流到碗杯内，或涂刷不一致等问题。另外，黑色油墨墨色也需要调制对色，一旦调制过程出现比例失调，也容易出现黑色油墨墨色不一的问题。而且随着尺寸越小，涂刷成本越高。同时，白色塑胶材料注塑成型的碗杯在LED封装制程与下游的贴片回流焊制程中会因为150℃及以上的高温烘烤，会产生黄变，造成颜色不一，导致花屏。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法及LED，该方法可靠、可操作性强，具有极好的实际应用价值，采用本方法生产的LED亮度高、耐用性好。
本发明通过以下技术方案实现：
一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，包括如下步骤：
1）使用深色塑胶材料注塑成型成片的LED碗杯支架结构：
成片的LED碗杯支架结构包括支架框和其上设置的LED碗杯，在所述支架框上设置多个
支架定位孔；LED碗杯通过支架支撑筋固定在支架框上；
2）使用白色塑胶注塑成型整片白色反射杯结构：
整片白色反射杯结构，包括反射杯框架和其上设置的白色反射杯，所述反射杯框架上设置多个反射杯定位孔，所述反射杯定位孔与支架定位孔的位置和尺寸均相互匹配；所述白色反射杯通过支撑连接点和支撑连接筋设置于反射杯框架上，所述白色反射杯的排列与LED碗杯排列一致，白色反射杯的形状与LED碗杯杯型一致，白色反射杯的尺寸小于LED碗杯，使反射杯轻松放入LED碗杯内，并且不产生晃动；
3）在LED碗杯内正常固晶、焊线作业，待点胶前，将整片的白色反射杯结构和反射杯框架放置在成片的LED碗杯支架结构上对正，将每个反射杯冲离支撑连接筋，掉落在深色的LED碗杯内，再向LED碗杯内注射液体封装胶，将白色反射杯浇注在深色LED碗杯内，使白色反射杯与封装胶、深色LED碗杯成为一体。
优选地，所述白色反射杯的材质的膨胀系数低于封装胶的膨胀系数。
优选地，所述白色反射杯形状为上下贯通的管状四边形锥体，大孔端面朝上，小孔端接触深色LED碗杯底部。
优选地，所述白色反射杯内壁镀有一层银白色镜面反射层。
优选地，所述白色反射杯还可以为白色反射膜。
优选地，所述白色反射杯与所述支撑连接筋均采用脆性的PPS或环氧树脂等塑料材质。
优选地，所述白色反射杯厚度为0.05～0.5mm。
采用上述方法制得的LED，包括深色LED碗杯、白色反射杯和封装胶，所述深色LED碗杯内设置有、焊线和发光芯片；所述深色LED碗杯内设置有白色反射杯，所述深色LED碗杯和白色反射杯之间通过封装胶连接为一体；
所述白色反射杯的形状与深色LED碗杯杯型一致，白色反射杯的尺寸小于深色LED碗杯，白色反射杯高度低于深色LED碗杯的深度。
优选的，所述白色反射杯形状为上下贯通的管状四边形锥体，顶部为大孔端面，底部为小孔端，所述小孔端设置有凸起的支点，所述支点接触深色LED碗杯底部。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、深色材料的塑胶LED碗杯支架生产的LED比传统的白色塑胶碗杯涂刷油墨的支架生产的LED对比度高；
2、深色塑胶材料直接注塑碗杯省去了涂刷油墨的过程，省去了涂刷油墨的设备投资与生产成本；
3、深色塑胶材料直接注塑碗杯，具有塑胶碗杯颜色一致性好控制，避免了白色塑胶注塑碗杯的表面涂刷油墨制程的油墨涂刷不均匀、油墨流入碗杯内、油墨墨色不均匀、表面油墨脱落露白的不良效果；
4、在深色塑胶碗杯内放置的白色塑胶反射杯采用膨胀系数低于封装胶的材料，当白色反射杯放入深色塑胶碗杯内，并采用封装胶浇注后，反射杯相当于一个大型填充物，能够降低封装胶体的热膨胀系数，提升产品可靠性；
5、现有技术中虽然也有黑白两色碗杯的先例，但其制作方法中根本无法实现批量作业和自动化组装，导致生产效率低下。
本发明白色反射杯制作成与LED支架每个碗杯对正的成片的结构，边缘带与LED支架一致的定位孔，使之便于在批量作业时机器识别并自动对正，然后采用治具自动将反射杯放入每个深色塑胶LED碗杯内，自动化程度高，便于批量作业。
附图说明
图1为本发明成片的LED碗杯支架结构的示意图；
图2为本发明整片白色反射杯结构的示意图；
图3为本发明白色反射杯的结构示意图。
图4为本发明白色反射杯的俯视图。
图5为本发明方法流程图；
图6为本发明深色塑胶碗杯封装LED的制备流程示意图。
图7为本发明深色塑胶碗杯封装LED的结构变化过程侧视示意图。
图8为本发明深色塑胶碗杯封装LED的结构示意图。
图9为本发明深色塑胶碗杯封装LED的侧视结构示意图。
图中，101-支架框，102-支架定位孔，103-支架支撑竖筋，104-支架支撑横筋，105-LED碗杯，111-LED发光芯片，112-焊线，113-封装胶，201-反射杯框架，202-反射杯定位孔，203-支撑连接纵筋，204-支撑连接横筋，205-支撑连接点，301-白色反射杯，302-白色反射杯大孔端面面，303-白色反射杯小孔端面，304-支点，305-白色反射杯内壁镜面反射层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
如图1-7所示，
一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，包括如下步骤：
1）使用深色塑胶材料注塑成型成片的LED碗杯支架结构，深色塑胶材料优选黑色或深褐色。
如图1所示，成片的LED碗杯支架结构包括支架框101和其上设置的LED碗杯105，在所述支架框上设置多个支架定位孔102；LED碗杯105通过支架支撑筋固定在支架框上；支架支撑筋包括支架支撑横筋104和支架支撑竖筋105。
2）使用白色塑胶注塑成型整片白色反射杯结构：
如图2所示，整片白色反射杯结构，包括反射杯框架201和其上设置的白色反射杯301，所述反射杯框架201上设置多个反射杯定位孔202，所述反射杯定位孔202与支架定位孔102的位置和尺寸均相互匹配；所述白色反射杯301通过支撑连接点205和支撑连接筋设置于反射杯框架201上，所述白色反射杯301的排列与LED碗杯105排列一致，便于组装时能实现整片式组合安装；
如图3所示，白色反射杯301的形状与LED碗杯杯型一致，白色反射杯高度低于深色LED碗杯的深度，白色反射杯301的尺寸小于LED碗杯105，使白色反射杯301轻松放入LED碗杯内，并且不产生晃动；便于封装胶能将白色反射杯完全浇注在深色塑胶LED碗杯内。
所述白色反射杯301形状为上下贯通的管状四边形锥体，大孔端面面302朝上，小孔端面303接触深色塑胶LED碗杯105底部，所述白色反射杯底部小孔端设计成四个凸起的支点304，白色反射杯301放入深色塑胶LED碗杯内时，四个凸起的支点105接触杯底，便于液体的LED封装胶水充分填塞，完全包裹住白色反射杯。所述支点的数量还可以为六个、八个或更多。
所述白色反射杯厚度为0.05～0.5mm。所述白色反射杯还可以为白色反射膜。
为了增加反射效果，所述白色反射杯内壁镀有一层银白色镜面反射层305。可以大幅提升反射效果，减少光损失。
3）在LED碗杯内正常固晶、焊线作业，待点胶前，将整片的白色反射杯结构和反射杯框架放置在成片的LED碗杯支架结构上对正，将每个白色反射杯冲离支撑连接筋，掉落在深色的LED碗杯内，再向LED碗杯内注射液体封装胶，将白色反射杯浇注在深色LED碗杯内，使白色反射杯与封装胶、深色LED碗杯成为一体。
本发明的白色反射杯采用整片注塑成型，排列与LED碗杯排列一致，白色反射杯采用脆性较好的PPS或环氧树脂等塑料材质，白色反射杯通过极细的支撑连接筋与反射杯框架连接，便于冲离掉落，支撑连接筋一般设置为支撑连接横筋和支撑连接纵筋。如图3所示。
在点胶前将整片的白色反射杯结构放置在整片LED碗杯支架结构上，对正，通过专用治具将每个白色反射杯冲离支撑连接筋，掉落在深色塑胶LED碗杯内，这样提升放置效率，便于批量作业。
所述白色反射杯的材质的膨胀系数低于封装胶的膨胀系数，这样白色反射杯被填充浇注在深色塑胶LED碗杯内，还能改善封装胶的热应力，提升LED的可靠性。
采用上述方法制得的一种提升亮度的深色塑胶碗杯封装LED，包括深色LED碗杯105、白色反射杯301和封装胶113，所述深色LED碗杯105内设置有焊线112和发光芯片111；所述深色LED碗杯105内设置有白色反射杯301，所述深色LED碗杯和白色反射杯之间通过封装胶113连接为一体；
所述白色反射杯的形状与深色LED碗杯杯型一致，白色反射杯的尺寸小于深色LED碗杯，白色反射杯高度低于深色LED碗杯的深度。
所述白色反射杯形状为上下贯通的管状四边形锥体，顶部为大孔端面面302，底部为小孔端面303，所述小孔端设置有凸起的支点304，所述支点304接触深色LED碗杯105底部。
本发明采用内置反射杯的方案，达到了传统白色塑胶碗杯同样的增亮效果，同时规避了白色塑胶碗杯表面涂刷黑色油墨的油墨不均、杯内流墨、墨色不一致等问题，在LED封装与成品使用过程中，难免外无接触LED灯面，也会造成油墨脱落露白的问题。而采用深色塑胶料直接注塑碗杯，省去了涂刷油墨的成本，避免了白色塑胶在LED封装制程与成品贴片回流焊接制程的高温黄变。由于本发明采用的内置白色反射杯热膨胀系数低于封装胶的材料，内置的反射杯起到稳定作用，能改善封装胶的热应力，提升LED的可靠性。
白色反射杯的材质使用膨胀系数低于封装胶的材料，这样白色反射杯被填充浇注在深色塑胶碗杯内，还能改善封装胶的热应力，提升LED的可靠性。
以业内常见的2727全彩LED封装形式为例，使用传统黑壳碗杯的LED与本申请碗杯封装的LED，对出光亮度进行检测，得到检测数据如下表1所示：
表1
从表中可以看出，本发明深色塑胶碗杯封装LED，相较于传统的黑色碗杯LED具有非常好的增亮效果。
本发明不会限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。
Claims (9)
1.一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）使用深色塑胶材料注塑成型成片的LED碗杯支架结构：
成片的LED碗杯支架结构包括支架框和其上设置的LED碗杯，在所述支架框上设置多个支架定位孔；LED碗杯通过支架支撑筋固定在支架框上；
2）使用白色塑胶注塑成型整片白色反射杯结构：
整片白色反射杯结构，包括反射杯框架和其上设置的白色反射杯，所述反射杯框架上设置多个反射杯定位孔，所述反射杯定位孔与支架定位孔的位置和尺寸均相互匹配；所述白色反射杯通过支撑连接点和支撑连接筋设置于反射杯框架上，所述白色反射杯的排列与LED碗杯排列一致，白色反射杯的形状与LED碗杯杯型一致，白色反射杯的尺寸小于LED碗杯，使反射杯轻松放入LED碗杯内，并且不产生晃动；
3）在LED碗杯内正常固晶、焊线作业，待点胶前，将整片的白色反射杯结构和反射杯框架放置在成片的LED碗杯支架结构上对正，将每个反射杯冲离支撑连接筋，掉落在深色的LED碗杯内，再向LED碗杯内注射液体封装胶，将白色反射杯浇注在深色LED碗杯内，使白色反射杯与封装胶、深色LED碗杯成为一体。
2.根据权利要求1所述的一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，其特征在于，所述白色反射杯的材质的膨胀系数低于封装胶的膨胀系数。
3.根据权利要求1所述的一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，其特征在于，所述白色反射杯形状为上下贯通的管状四边形锥体，大孔端面朝上，小孔端接触深色LED碗杯底部。
4.根据权利要求1所述的一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，其特征在于，所述白色反射杯内壁镀有一层银白色镜面反射层。
5.根据权利要求1所述的一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，其特征在于，所述白色反射杯还可以为白色反射膜。
6.根据权利要求1所述的一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，其特征在于，所述白色反射杯与所述支撑连接筋均采用脆性塑料材质。
7.根据权利要求1所述的一种提升深色塑胶碗杯封装LED亮度的方法，其特征在于，所述白色反射杯厚度为0.05～0.5mm。
8.采用权利要求1-7任一所述方法制得的一种提升亮度的深色塑胶碗杯封装LED，其特征在于，包括深色LED碗杯、白色反射杯和封装胶，所述深色LED碗杯内设置有、焊线和发光芯片；所述深色LED碗杯内设置有白色反射杯，所述深色LED碗杯和白色反射杯之间通过封装胶连接为一体；
所述白色反射杯的形状与深色LED碗杯杯型一致，白色反射杯的尺寸小于深色LED碗杯，白色反射杯高度低于深色LED碗杯的深度。
9.根据权利要求8所述的一种提升亮度的深色塑胶碗杯封装LED，其特征在于，所述白色反射杯形状为上下贯通的管状四边形锥体，顶部为大孔端面，底部为小孔端，所述小孔端设置有凸起的支点，所述支点接触深色LED碗杯底部。
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