CN206076284U - 一种发光二极管封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发光二极管封装结构，包括：基板，设置在基板之上发射设定波段蓝光的发光芯片，覆盖在发光芯片上的封装胶，紧密贴附在封装胶之上且用于反射设定波段内的设定波长蓝光的增反膜，以及设置在增反膜之上的掺杂荧光粉的硅胶层；其中，封装胶的折射率小于增反膜的折射率。通过在封装胶与硅胶层之间设置增反膜，增强对设定波长蓝光的反射作用，从而使发光二极管可滤除设定波长的蓝光，使其发射的光不再包含不需要的该设定波长的蓝光。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种发光二极管封装结构。
背景技术
随着发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)的发光效率的不断提高以及其低廉的价格，使得LED在照明、显示背光等领域具有广阔的前景。
目前广泛使用的LED的蓝光波段通常为380-500nm，而在实际应用中并不需要该波段中的某设定波长的光，因而需要对该波长的光进行滤波。例如经科学研究表明，视网膜细胞含有一种异常的视黄醛(A2E)，A2E具有两个吸收峰，一个在紫外区的335nm，另一个在蓝光区的435nm。A2E对视网膜色素上皮在没有光照黑暗的条件下具有毒性。在光照条件下其毒性大大地增加。因此435nm波长的蓝光对视网膜的损害作用是一个连锁反应：由于在紫外区和蓝光区均有吸收峰，所以不论是紫外光或是蓝光均能激发使其释放出自由基离子。蓝光增大了它对视网膜色素上皮的损坏作用从而引起视网膜色素上皮的萎缩，从而引起光敏感细胞的死亡。光敏感细胞的功能是接受入射光把光信号转变为电信号再通过视觉神经传递给大脑后成像。因此，光敏感细胞的死亡将会导致视力逐渐下降甚至完全丧失。而现阶段所使用的LED的蓝光波段包含了破坏视网膜组织的设定波长的蓝光，会对人们的视觉健康造成危害，然而现阶段所使用的LED并不能滤除设定波长的蓝光。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种发光二极管，用于滤除设定波长的蓝光。
本实用新型实施例提供了一种发光二极管封装结构，包括：基板，设置在所述基板之上发射设定波段蓝光的发光芯片，覆盖在所述发光芯片上的封装胶，紧密贴附在所述封装胶之上且用于反射所述设定波段内的设定波长蓝光的增反膜，以及设置在所述增反膜之上的掺杂荧光粉的硅胶层；其中，
所述封装胶的折射率小于所述增反膜的折射率。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，所述增反膜的厚度为所述设定波长的一半。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，所述设定波长蓝光为435nm的蓝光。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，所述封装胶的折射率为1.5，所述增反膜的折射率为1.55-1.6。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，所述封装胶的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，所述增反膜的材料为聚碳酸酯。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，所述增反膜的折射率小于所述掺杂荧光粉的硅胶层的折射率。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，所述封装胶与所述增反膜接触的表面为平面或弧面。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，还包括：围绕所述基板边缘且设置于所述基板之上的反射杯，所述反射杯围绕所述基板的边缘与所述基板形成腔体；
所述发光芯片固定于所述腔体内部位于所述基板的中心位置贯穿所述基板的导热铜柱上；所述封装胶覆盖所述发光芯片填充在所述腔体内。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，还包括：位于所述导热铜柱两侧的电极；所述发光芯片通过金线分别与所述电极连接。
本实用新型实施例的有益效果包括：
本实用新型实施例提供一种发光二极管封装结构，包括：基板，设置在基板之上发射设定波段蓝光的发光芯片，覆盖在发光芯片上的封装胶，紧密贴附在封装胶之上且用于反射设定波段内的设定波长蓝光的增反膜，以及设置在增反膜之上的掺杂荧光粉的硅胶层；其中，封装胶的折射率小于增反膜的折射率。通过在封装胶与硅胶层之间设置增反膜，增强对设定波长蓝光的反射作用，从而使发光二极管可滤除设定波长的蓝光，使其发射的光不再包含不需要的该设定波长的蓝光。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的发光二极管封装结构的剖面结构示意图之一；
图2为现有的发光二极管封装结构的剖面结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的发光二极管封装结构的剖面结构示意图之二；
图4a-图4d为图3所示的发光二极管封装结构在制作时各步骤所对应的结构示意图；
图4e为图3所示的发光二极管封装结构中的封装胶的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的光线反射原理图。
具体实施方式
现有技术中的LED封装结构如图1所示，包括：基板11、蓝色芯片12以及覆盖在蓝色芯片12之上的混合荧光粉的封装胶13。蓝色芯片12发射高能光激发封装胶13中的荧光粉之后产生所需波长的光。而现有技术中的LED并不能对设定波长的蓝光进行滤波，例如，蓝色芯片12所发射的蓝光中包含破坏视网膜组织的设定波长的蓝光，会对人眼造成危害，而现有技术中的LED并不能滤除破坏视网膜组织的设定波长的蓝光。为解决这一问题本实用新型提供一种发光二极管封装结构，用于滤除设定波长的蓝光。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合说明书附图对本实用新型实施例作进一步详细描述。
如图2所示，本实用新型实施例提供的发光二极管封装结构，包括：基板21，设置在基板21之上发射设定波段蓝光的发光芯片22，覆盖在发光芯片22上的封装胶23，紧密贴附在封装胶23之上且用于反射设定波段内的设定波长蓝光的增反膜24，以及设置在增反膜24之上的掺杂荧光粉的硅胶层25；其中，封装胶23的折射率小于增反膜24的折射率。
与如图1所示的现有技术中的LED封装结构相比，本实用新型提供的上述发光二极管封装结构增加了在封装胶23与硅胶层25之间设置增反膜24，增强对设定波长蓝光的反射作用，从而使发光二极管可滤除设定波长的蓝光，使其发射的光不再包含不需要的该设定波长的蓝光。此外，将掺杂荧光粉的硅胶层25设置于增反膜24之外，可减少增反膜24对发光芯片22对荧光粉的激发光产生的影响，使得出射的光线仍为所需波段的光。
需要说明的是，增反膜24对设定波长的蓝光具有增反原理是增反膜24的半波损失原理。具体来说，光由光疏介质向光密介质发生垂直入射或掠入射时，在两介质的接触面发生反射时，反射光在离开反射点时的振动方向相对于入射光到达入射点时的振动相差半个周期。而光由光密介质向光疏介质中入射时，在两介质的接触面则不会发生半波损失。由此可知，发光芯片22发射的蓝光依次经过封闭胶23、增反膜24和掺杂荧光粉的硅胶层25之后出射，而封装胶23的折射率小于增反膜24的折射率，因此，设定的蓝光在由封装胶23(折射率较低的光疏介质)向增反膜24(折射率较高的光密介质)入射，在两膜层接触面反射时会发生半波损失，即反射光(在此称其为一次反射光)相对于入射光的相位差相差л。
在具体实施时，增反膜的厚度为上述设定波长的一半。上述的设定波长为需要增强其反射的光的波长，因此，在本实用新型实施例中，设定波长可对视网膜产生危害的为435nm的蓝光。由封装胶23透射进入增反膜24的435nm的蓝光在增反膜24背离封装胶23一侧的表面再次发生反射，而该反射光在经过增反膜24与封装胶23的接触表面时是由光密介质向光疏介质中入射，因此，不会发生半波损失。而增反膜24的厚度为435nm的一半，从而透射光在经过增反膜24而反射回封装胶23中时，该反射光(在此称其为二次反射光)与入射光相比相位差相差2л。由此，一次反射光与二次反射光的相位差相差л，保持恒定，从而一次反射光与二次反射光相干增强，而根据能量守恒定律，反射光增强时，透射光将减弱，由此，在出射的光中滤除了435nm的蓝光，从而减少对人眼的危害。
在具体实施时，在本实用新型提供的上述发光二极管封装结构中，封装胶23的折射率可为1.5，增反膜24的折射率可为1.55-1.6。从而保持封装胶23的折射率小于增反膜24的折射率。
进一步地，在制作上述封装结构的发光二极管时，封装胶23的材料可选用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材质；增反膜24的材料可选用聚碳酸酯(PC)等材质。在实际操作时，还可采用其它折射率的材质来制作，只需保证封装胶23的折射率小于增反膜24的折射率即可，在此不对封装胶23和增反膜24的具体材质进行限定。
如图2和图3所示，本实用新型实施例提供的上述发光二极管封装结构中，还包括：围绕基板边缘且设置于基板之上的反射杯26，反射杯26围绕基板的边缘与基板形成腔体；发光芯片固定于腔体内部位于基板的中心位置贯穿基板的导热铜柱27上；封装胶覆盖发光芯片填充在腔体内。在导热铜柱27的两侧还具有电极28，发光芯片通过金线29分别与电极28连接。
在具体应用中，发光二极管封装结构为了便于制作常采用如图2所示的长方体结构，在该结构中封装胶23与增反膜24接触的表面为平面。增反膜24可极大地削弱垂直出射的设定波长的蓝光，但是发光二极管的出光角度为120度，对于大角度出射的设定波长蓝光的增反效果并不理想，有鉴于此，本实用新型实施例还提供一种发光二极管封装结构，其结构示意图如图3所示，封装胶23与增反膜24接触的表面为弧面，采用该种结构的发光二极管，不仅可以极大地削弱垂直出射的设定波长的蓝光，还可有效削弱大角度出射的设定波长的蓝光。
进一步地，在制作图3所示的发光二极管时，可先在反射杯26的内侧形成一台阶面，如图4a所示；再进行发光芯片22部分的制作，其制作方法与现有技术制作流程类似，此处不再赘述，该步骤制作完成后的结构图如图4b所示；进一步地，在台阶而以下的部分填充折射率较低的封装胶23对发光芯片22进行封装，填充封装胶23后的结构示意图如图4c所示；在封装胶23的外而覆盖厚度为设定波长一半的增反膜24(例如，增反膜的厚度为435/2nm)，其结构示意图如图4d所示；最后在增反膜24外侧涂覆掺杂荧光粉的透明硅胶层25，形成如图3所示的发光二极管封装结构。
由于该部分的封装胶23的外侧为弧形，在制作时对弧形的曲率具有一定要求，因此对于胶量需要严格把控，从而增加了制作难度，在实际应用中，可先通过注塑工艺，将封装胶23的目标形状制作出来，如图4e所示，而后再将制作好的封装胶形状贴附在发光芯片22部分的上侧，再对周边涂胶密封。
应该说明的是，封装胶23、增反膜24和硅胶层25之间存在折射率的差异，在实际应用中，封装胶23的折射率小于增反膜24的折射率小于硅胶层25的折射率。当435nm的蓝光由封装胶23向增反膜24和硅胶层25入射时，一部分光线会透过封装胶23和增反膜24的界面，而一部分光线会在该界而处反生一次反射；而透射的光线又会有一部分光线透过增反膜24和硅胶层25的界面，一部分光线在该界面发生二次反射。在本实用新型的实施例中，发生上述的一次反射和二次反射的光为造成滤除设定波长的蓝光的主要原因，而后面的多次反射光线可以忽略不计。
举例来说，如图5所示，入射光S以入射角i由折射率n0的介质向折射率为n1厚度为d的介质入射时，在经过反射率为n0和n1两介质的界面时，反射光线为1，透射光线为Ⅰ；而透射光线Ⅰ在折射率为n1和n2的两介质的界面是再进行反射，反射光线透过n0和n1两介质的界面的光线为2，返回n1和n2两介质的界面的光线为Ⅱ；进一步地，光线Ⅱ在n1和n2两介质的界面再一次进行反射，反射光线透过n0和n1两介质的界面的光线为3，返回n1和n2两介质的界面的光线为Ⅲ。
光的反射率为光由一种介质向另一种介质入射，在两介质的界面发生反射时，反射光强与入射光强的比值：
其中，A’和A分别表示反射光和入射光的振幅。
若考虑到两种介质的折射率，则光由折射率为n1的介质向折射率为n2的介质入射的反射率为：
由此，根据上式计算光线1、2和3的强度得到对应的强度分别为E1、E2和E3：
E1＝ρ1；
E2＝(1-ρ1)2ρ2；
E3＝(1-ρ1)2ρ1ρ2 2；
若图5中的n0＝1，n1＝1.34，n2＝1.8；则E1＝0.0212，E2＝0.0203，E3＝0.0000088，可见E3与E1和E2不在同一数量级，可忽略不计。
本实用新型实施例提供的发光二极管封装结构，包括：基板，设置在基板之上发射设定波段蓝光的发光芯片，覆盖在发光芯片上的封装胶，紧密贴附在封装胶之上且用于反射设定波段内的设定波长蓝光的增反膜，以及设置在增反膜之上的掺杂荧光粉的硅胶层；其中，封装胶的折射率小于增反膜的折射率。通过在封装胶与硅胶层之间设置增反膜，增强对设定波长蓝光的反射作用，从而使发光二极管可滤除设定波长的蓝光，使其发射的光不再包含不需要的该设定波长的蓝光。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种发光二极管封装结构，其特征在于，包括：基板，设置在所述基板之上发射设定波段蓝光的发光芯片，覆盖在所述发光芯片上的封装胶，紧密贴附在所述封装胶之上且用于反射所述设定波段内的设定波长蓝光的增反膜，以及设置在所述增反膜之上的掺杂荧光粉的硅胶层；其中，
所述封装胶的折射率小于所述增反膜的折射率。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述增反膜的厚度为所述设定波长的一半。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述设定波长蓝光为435nm的蓝光。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述封装胶的折射率为1.5，所述增反膜的折射率为1.55-1.6。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述封装胶的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
6.如权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述增反膜的材料为聚碳酸酯。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述增反膜的折射率小于所述掺杂荧光粉的硅胶层的折射率。
8.如权利要求1-7任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述封装胶与所述增反膜接触的表面为平面或弧面。
9.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括：围绕所述基板边缘且设置于所述基板之上的反射杯，所述反射杯围绕所述基板的边缘与所述基板形成腔体；
所述发光芯片固定于所述腔体内部位于所述基板的中心位置贯穿所述基板的导热铜柱上；所述封装胶覆盖所述发光芯片填充在所述腔体内。
10.如权利要求9所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括：位于所述导热铜柱两侧的电极；所述发光芯片通过金线分别与所述电极连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN108011016A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-08 | 西安科锐盛创新科技有限公司 | 一种led封装结构 |
| CN108758549A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-11-06 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | 交通工具激光灯具防护装置 |
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