CN203644813U - 一种led支架、led及led灯条 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种LED支架、LED和LED灯条。通过将LED支架的腔体的至少一部分腔壁设置为透明腔壁，从而将该LED支架制成LED后，使LED芯片发出的光射至腔壁透明部分上时，可通过该腔壁透明部分射出，从而可扩大LED的出光角度；同时也能避免射至腔壁的光由于不能射出而在腔体内经多次反射造成的光损失，因此可提高LED的出光效率。此外，通过将腔体的至少一部分腔壁设置成透明腔壁，从而不需要额外单独设置一层透镜，因而减少了透镜开模、透镜本身及贴装费用，降低成本，并且还可简化工序。

Description

一种LED支架、LED及LED灯条
技术领域
本实用新型涉及LED领域，特别涉及一种LED支架、采用该LED支架制作的LED以及采用该LED制作的灯条。
背景技术
LED因其具有节能、环保、寿命长等优点，已迅速替代了CCFL（ColdCathode Fluorescent Lamp冷阴极荧光灯管），成为固态照明和液晶显示背光源中最有力的竞争者。
图1所示的是一种LED的结构图，其包括基座、LED芯片14、金属线13和封装胶，其中基座由载体11和基板12组成，载体11是白色的耐高温塑料，基板12一般是在铜合金上电镀银。基座上设有用于放置LED芯片14的腔体，在腔体的底部、基板的表面设置有LED芯片14，通过金属线13完成芯片与引脚（未示出）的电连接，在LED芯片14周围设置有封装胶填充于腔体中，封装胶由硅树脂（或硅胶）17和荧光粉16组成，封装胶经烘干后在腔体表面形成封装胶表面15。LED通电后，LED芯片发出的光从封装胶表面射出。
由于LED本身就是发散角比较小的点光源，而上述载体因为是由白色塑料制成的，所以腔体的腔壁是非透明的。LED本身就是出光角度较小的点光源，将腔体的腔壁设置为非透明的会导致芯片发出的光只能从封装胶的上表面射出，进一步限制了LED的出光角度，有的LED通过在其上表面设置透镜18来扩大出光角度，然而，由于透镜需要开模、透镜本身及贴装费用会导致LED的成本增加，并且还会使LED的制作工序变得复杂；此外，腔壁为非透明还会导致射到该腔壁上的光不能通过腔壁发射出来，而是在腔体内部经多次反射，从而降低了LED的出光率。
实用新型内容
本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种LED支架、LED及LED灯条，解决LED出光角度小、出光率低的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种LED支架,包括基座,所述基座设有用于容置LED芯片的腔体,所述腔体腔壁的至少一部分为透明腔壁。
在本实用新型的一种实施例中，所述腔壁透明部分的折射率大于LED器件的封装胶的折射率。
在本实用新型的一种实施例中，所述腔壁透明部分的内表面和/或外表面为凹凸面。
在本实用新型的一种实施例中，所述腔壁的外表面为外凸的弧面。
在本实用新型的一种实施例中，所述腔壁透明部分采用耐高温透明塑料或热固型透明树脂制成。
本实用新型还提供了一种LED，包括LED芯片以及上述LED支架，所述LED芯片放置于所述腔体内。
在本实用新型的一种实施例中，所述LED还包括填充于所述腔体内的封装胶，所述封装胶上表面设有至少一个凹槽。
在本实用新型的一种实施例中，所述凹槽设置在所述封装胶上表面的中间位置。
在本实用新型的一种实施例中，所述LED还包括反射粒子和/或者散射粒子；所述反射粒子和/或者散射粒子设置于所述封装胶的上表面和/或所述封装胶内部。
本实用新型还提供了一种灯条，该灯条包括上述LED。
本实用的有益效果是：
本实用新型提供的LED支架通过将腔体的至少一部分腔壁设置为透明的，从而将该LED支架制成LED后，LED芯片发出的光射至腔壁透明部分上时，可通过该腔壁透明部分射出，从而可扩大LED的出光角度；同时也能避免射至腔壁的光由于不能射出而在腔体内经多次反射造成的光损失，因此可提高LED的出光效率。此外，通过将腔体的至少一部分腔壁设置成透明的，从而不需要额外单独设置一层透镜，因而减少了透镜开模、透镜本身及贴装费用，降低成本，并且还可简化工序。同时，将这种LED应用于灯条中，降低了灯条的成本，提高了性价比；同样也缩短了开发、生产周期。
附图说明
图1为一种LED的结构图；
图2为本实用新型实施例三提供的LED的结构图；
图3为本实用新型实施例三提供的LED的光路图；
图4为本实用新型实施例三提供的另一种LED的结构图；
图5为本实用新型实施例三提供的另一种LED的结构图；
图6为本实用新型实施例四提供的LED的结构图；
图7为本实用新型实施例五提供的LED的结构图；
图8为本实用新型实施例五提供的LED的光路图
图9为本实用新型实施例五提供的另一种LED的结构图；
图10为本实用新型实施例五提供的另一种LED的结构图；
图11为本实用新型实施例五提供的另一种LED的结构图；
图12为本实用新型实施例六提供的LED的结构图；
图13为一种LED的光强/辐射强度的分布曲线图；
图14为本实用新型实施例三提供的LED的光强/辐射强度的分布曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例一：
根据本实用新型的实施方式，提供了一种LED支架，该LED支架包括基座，且该基座设有用于容置至少一颗LED芯片的腔体。为了增加LED的出光角度和出光率，本实施例中设置腔体腔壁的至少一部分为透明腔壁。优选的，根据具体的腔体形状和所用的LED芯片，可具体选择将腔壁上被光比较集中地照射的部分设置为透明的，例如将腔壁的上部分设置为透明的；或将腔壁的中间部分设置为透明的等等；当然，为了尽可能增大出光角度和出光率，还可将整个腔壁都设置为透明的。根据上述分析可知，具体将腔壁的哪一部分设置为透明的，可根据具体的应用场景选择设置。
为了更好的理解本实用新型，下面以一种具体的基座结构为例进行进一步的说明。
在本实施例中，基座具体可包括基板和设置于该基板上的载体；载体在基板上围合形成用于放置LED芯片的腔体；腔体腔壁的一部分或是全部为透明的；当然，为了考虑工艺等因素，还可将载体的其他部分也设置为透明的。
上述基板可以是在铜合金上电镀银，也可以是硅基板或铝基板。
本实施例中对上述腔壁的透明部分的折射率可以没有严格的要求，其折射率可以大于LED的封装胶的折射率，也可以小于等于LED封装胶的折射率。较优的，可选择折射率大于封装胶折射率的透明材料做制作腔壁的透明部分。这样就可以使从封装胶中射到腔体透明部分的任何角度光线都可以入射到腔体的透明部分中，从而增大出光角度。
应当理解的是，本实施例中对上述腔壁部分的表面的形状也没有限制，其与封装胶接触的内表面可以是倾斜的，也可以是垂直的；其与空气接触的外表面的形状也没有限制。较优的，将外表面设置为向外凸的弧形。
此外，上述腔壁透明部分的表面可以是光滑的，也可以是粗糙的。较优的，是将上述腔壁透明部分的表面设置为凹凸面，该凹凸面的形状可以是不规则的波纹或者规则的波纹，也可以是锯齿形。且可以只将该腔壁透明部分的内表面（与封装胶接触的表面称为内表面）或外表面（与空气接触的表面称为外表面）设置为凹凸面，也可以将两面都设置为凹凸面。
对上述腔壁透明部分的材质没有限制，例如可用耐高温的透明塑料或热固型的透明树脂来制作腔壁透明部分。
实施例二：
本实用新型还提供了一种LED，该LED包括LED芯片和上述实施例一所示的LED支架。基座上设有用于放置LED芯片的腔体，LED芯片放置在腔体中，通过金属线完成芯片与引脚的电连接，在LED芯片周围设置有封装胶填充于腔体中，封装胶可以是荧光胶也可以是透明胶。封装胶经烘干后在腔体表面形成封装胶上表面。
封装胶上表面的形状不做限制，可以是平的、凹的或者是凸的。较优的，在封装胶上表面设置至少一个凹槽。当封装胶上表面只设置一个凹槽的时候，可将封装胶上表面整体设置为一个凹槽，也可只在封装胶上表面的中间位置设置一个凹槽。当凹槽为多个的时候，可将多个凹槽分布在封装胶上表面的所有位置，也可将多个凹槽分布在封装胶上表面的中间位置
对凹槽的形状不做限制，可以是规则的形状，例如：向内凹的弧面、圆锥形、棱锥形、平截面圆锥形或者平截头棱椎形等；也可以是不规则的形状，例如：当封装胶上表面存在多个凹槽时，这些凹槽可以是不规则且很小的凹槽，从而使封装胶上表面形成一个凹凸面。
对凹槽的大小不做限制，对凹槽的深度也不做限制。较优的，当凹槽的个数很多的时候，将凹槽设置小一些。
对于LED的封装胶可以是透明胶或者荧光胶，较优的，在封装胶上表面或封装胶内部设置反射粒子和/或者散射粒子。反射粒子可以是任意能反光的粒子，散射射粒子为本领域常用的能散射散光，并能透光的材料，例如玻璃微珠、树脂微珠等。
实施例三：
图2是本实用新型提供的一种LED的结构图。图2所示的LED包括基座、金属线23、LED芯片24、封装胶，其中基座由载体21和基板22组成。基座上设有用于放置LED芯片24的腔体，在腔体的底部、基板的表面设置有LED芯片24，通过金属线23完成芯片与引脚（未标出）的电连接，在LED芯片24周围设置有封装胶填充于腔体中，封装胶可以是荧光胶也可以是透明胶，在图2中所示的是荧光胶，荧光胶由硅树脂（或硅胶）27和荧光粉26组成，封装胶经烘干后在腔体表面形成封装胶上表面25。图2中的LED的基座的载体21全部都是透明的。
图3是图2所示的LED光路图，将LED的基座的载体改为透明之后。光线从LED芯片射出，一部分光线从封装胶上表面出射，一部分光线在封装胶上表面发生全反射。从封装胶上表面出射的光线伴随折射和反射，反射光线会射到基板22上或者载体21上；发生全反射的光线不会从封装胶上表面射出，会直接射入到载体21中，又从载体21射入空气中。因此，载体可以将原来不能从封装胶表面射出的光线射入到空气中，并且可以使从LED芯片直接射到载体内表面211上的光线直接从载体中出射，从而增大了发光二极管的出光角度。
图4所示的是本实用新型提供的另一种LED器件的结构图，该LED将基座形成的腔体的整个腔壁411都设置为透明的，而载体的其它部位设置成非透明的，也就是载体的非透明部分412，如图4所示。
图5所示的是本实用新型提供的另一种LED器件的结构图，该LED将基座形成的腔体的一部分设置为透明腔壁511，该部分的位置在腔壁的上部分，而载体在腔壁的透明部分以下的部分是非透明的。
实施例四：
图6是本实用新型提供的一种LED的结构图。图6所示的LED包括基座、金属线23、LED芯片24、封装胶，其中基座由载体61和基板22组成，其中载体61是全透明的，且载体61的外表面是向外凸的弧形。基座上设有用于放置LED芯片24的腔体，在腔体的底部、基板的表面设置有LED芯片24，通过金属线23完成芯片与引脚（未标出）的电连接，在LED芯片24周围设置有封装胶填充于腔体中，封装胶可以是荧光胶也可以是透明胶，在图6中所示的是荧光胶，荧光胶由硅树脂（或硅胶）27和荧光粉26组成，封装胶经烘干后在腔体表面形成封装胶上表面25。
实施例五：
图7所示的LED包括基座、金属线73、LED芯片74、封装胶，其中基座由载体71和基板72组成。基座上设有用于放置LED芯片74的腔体，在腔体的底部、基板的表面设置有LED芯片74，通过金属线73完成芯片与引脚（未标出）的电连接，在LED芯片74周围设置有封装胶填充于腔体中，封装胶可以是荧光胶也可以是透明胶，在图7中所示的是荧光胶，荧光胶由硅树脂（或硅胶）77和荧光粉77组成，封装胶经烘干后在腔体表面形成封装胶上表面75。图7中的LED的基座的载体71全部都是透明的，且封装胶上表面整体设置为一个凹槽，该凹槽的形状是向内凹的弧面。
图8是图7所示的LED的光路图，该LED的封装胶上表面75为内凹的弧面。线从LED芯片出射，一部分光线从封装胶上表面射出，伴随着反射，反射光线射到基板72上或者载体71上；还有一部分光线会在封装胶上表面发生全反射，反射光线会直接反射到载体透明部分上，再从载体透明部分射到空气中。与封装胶上表面为平面的发光二极管相比，从荧光胶上表面反射到基板72上的光线减少了，因为弧面改变了光线的法线，使光线更容易射到载体71上。而且在封装胶表面发生全反射的光线也可以反射到载体中，而载体中的光线又可以射入到空气中，从而使发光二极管的出光更均匀，进而增大了发光二极管的出光角度。
在另一种实施方式中，将LED的封装胶上表面设置为凹槽，该凹槽的形状是圆锥形，如图9所示，因图9是LED的横截面图，所以其荧光胶上表面95在图中是一个倒三角形。与封装胶上表面为凹弧形凹槽的LED相比，反射到载体上的光线会增多，同样能达到扩大出光角度的目的。
在另一种实施方式中，在封装胶上表面的中间位置设置一个凹槽，该凹槽的形状是向内凹的弧面，如图10所示。
在另一种实施方式中，在封装胶上表面的中间位置设置一个凹槽，凹凹槽的形状是圆锥形，如图11所示，因图11是LED的横截面图，所以其荧光胶上表面115在图中是一个倒三角形。
实施例六：
图12所示的LED包括基座、金属线123、LED芯片124、封装胶，其中基座由载体121和基板122组成。基座上设有用于放置LED芯片124的腔体，在腔体的底部、基板的表面设置有LED芯片124，通过金属线123完成芯片与引脚（未标出）的电连接，在LED芯片124周围设置有封装胶填充于腔体中，封装胶可以是荧光胶也可以是透明胶，在图12中所示的是荧光胶，荧光胶由硅树脂（或硅胶）127和荧光粉126组成，封装胶经烘干后在腔体表面形成封装胶上表面125。图12中的LED的基座的载体121全部都是透明的，且封装胶上表面有多个个凹槽，这些凹槽的形状是不规则的。
因封装胶上表面有多个凹槽，使封装胶的上表面比较粗糙，所以从LED芯片发出的光在封装胶上表面的反射很不规则，从而可将LED发出的光均匀化，同时也会使在封装胶表面发生反射的光均匀化，使反射到腔体的腔壁内表面上的光均匀化，从而扩大发光二极管的出光角度。
实施例七：
在本实施例所提供的LED中，封装胶内部包括反射粒子。基座为上述实施例一提供的基座。从LED芯片发出的光一部分直接射到封装胶表面，一部分直接射到腔体的腔壁的内表面，还有一部分射到反射粒子上面。直接射到封装胶表面的光线，发生反射和折射，反射光线一部分反射到腔体的腔壁的内表面，一部分反射到反射粒子上，再发生反射；直接射到腔体的腔壁的内表面的光线，从腔体的腔壁的透明部分射到空气中；射到反射粒子上面，发生反射。因此，从LED芯片发出的光将会在反射粒子上发生多次反射，这样可将封装胶内部的光强度均匀化，从而使从封装胶表面和从腔体的腔壁的透明部分发出的光均匀化，最终达到扩大出光角度的目的。
需要说明的是，上述实施例虽然是单独对LED的某一特征进行的说明，但是我们可以将LED的多个特征进行组合，例如在LED的封装胶表面设置凹槽，并在封装胶内部设置反射粒子或散射粒子。
此外，本实用新型还提供了一种灯条，这种灯条采用上述各实施例给出的LED制成。
下面通过对比实验来说明本实用新型的LED的优点。
采用分布光谱仪分别测试上述图2所示未安装散射透镜且载体为透明的LED和未安装散射透镜且载体为白色的LED的出光角度：在光强分布曲线的圆周上，两个光强最大值的一半处与原点所形成的夹角即为出光角度。测试结果示于表一中。
表一
Figure BDA0000390021830000081
从表一可以看出，现有的发光二极管如果没有透镜，其出光角度一般在120度，将基座的载体设置为透明之后，制得的LED的出光角度可以增大到150度。
图13和图14分别是未安装散射透镜且载体为白色的LED和本实用新型提供的LED的光强/辐射强度的分布曲线，横坐标是角度，纵坐标是光强。由图中可看出，载体为白色的LED的出光较集中，因此出光角度较小，而本实用新型提供的LED的出光较均匀，因此出光角度大。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED支架,包括基座,其特征在于,所述基座设有用于容置LED芯片的腔体,所述腔体腔壁的至少一部分为透明腔壁；所述腔壁透明部分的内表面和/或外表面为凹凸面。 
2.如权利要求1所述的LED支架，其特征在于，所述腔壁透明部分的折射率大于LED的封装胶的折射率。 
3.如权利要求2所述的LED支架，其特征在于，所述腔壁的外表面为外凸的弧面。 
4.如权利要求1至3中任一项所述的LED支架，其特征在于，所述腔壁透明部分采用耐高温透明塑料或热固型透明树脂制成。 
5.一种LED，包括LED芯片，其特征在于，还包括如权利要求1至4任一项所述的LED支架，所述LED芯片放置于所述腔体内。 
6.如权利要求5所述的LED，其特征在于，所述LED还包括填充于所述腔体内的封装胶，所述封装胶上表面设有至少一个凹槽。 
7.如权利要求6所述的LED，其特征在于，所述凹槽设置在所述封装胶上表面的中间位置。 
8.如权利要求5-7任一项所述的LED，其特征在于，所述LED还包反射粒子和/或者散射粒子；所述反射粒子和/或者散射粒子设置于所述封装胶的上表面和/或所述封装胶内部。 
9.一种灯条，其特征在于，包括如权利要求5至8任一项所述的LED。 
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