LED灯条及LED面光源模组的制作方法

本实用新型涉及LED
技术领域：
，特别是涉及一种LED灯条及LED面光源模组。
背景技术：
：随着LED技术的发展，LED越来越多的应用在照明方面及TV背光方面。目前制备LED灯条主要工艺方法为：白光LED灯珠通过回流焊粘接于PCB板上，白光LED灯珠上方粘贴起散射光作用的透镜制成灯条，再搭配背板、反射片、扩散板、光学膜片等组成模组。通常的白光LED灯珠通过LED灯珠里的LED晶片与封装在支架里的光致发光材料实现发白光。将光致发光材料封装在支架中，由于支架的容积大小有限，光致发光材料与胶水混合封装在支架中覆盖LED晶片时，光致发光材料的扩散范围有限，易造成LED灯条发光效率偏低及发光不均匀的问题。技术实现要素：基于此，有必要针对现有LED灯条发光效率偏低及发光不均匀的技术问题，提供一种LED灯条及LED面光源模组。一种LED灯条，该LED灯条包括支架、LED晶片、透明密封层、PCB板及透镜；所述支架具有容置腔体，所述容置腔体底部设置有电路结构，所述LED晶片设置在所述容置腔体的底部，所述LED晶片的PN极与所述电路结构电连接；所述透明密封层填充所述容置腔体，以将所述LED晶片密封于所述容置腔体内；所述支架设置在所述PCB板上，且所述支架与所述PCB板电连接；所述透镜包括透明本体以及填充于所述透明本体内的若干光致发光颗粒，所述透镜设置在所述PCB板上，所述透镜和所述PCB板形成收容腔，所述支架收容于所述收容腔内。在其中一个实施例中，所述透明本体内设置有若干孔隙部，每一所述荧光粉颗粒填充设置于一所述孔隙部。在其中一个实施例中，所述透镜包括透明本体以及填充于所述透明本体内的若干量子点颗粒，每一所述量子点颗粒填充设置于一所述孔隙部。在其中一个实施例中，所述LED晶片包括蓝光发光层，所述量子点颗粒包括红色量子点颗粒及绿色量子点颗粒。在其中一个实施例中，所述LED晶片包括紫外光发光层，所述量子点颗粒包括红色量子点颗粒、绿色量子点颗粒及蓝色量子点颗粒。在其中一个实施例中，所述透明密封层为硅胶层或环氧树脂层。在其中一个实施例中，所述透明本体为PMMA层或MS层或PC层。在其中一个实施例中，所述透镜的远离所述PCB板的表面凹陷设置。在其中一个实施例中，所述透镜的远离所述PCB板的表面凸起设置。本实用新型还公开一种LED面光源模组，该LED面光源模组包括如上所述的LED灯条。上述LED灯条及LED面光源模组，通过将光致发光材料设置在透镜里，大大增加了光致发光材料的扩散范围，使LED灯条及LED面光源模组的发光效率提高且发光均匀。附图说明图1为一个实施例中的LED灯条的结构示意图；图2为另一个实施例中的LED灯条的结构示意图；图3A～3D为不同实施例中的透镜的结构示意图；图4A、图4C、图4E、图4G、图5A及图5C为不同实施例中的LED晶片的光谱图；图4B、图4D、图4F、图4H、图5B及图5D为不同实施例中的LED灯条的光谱图；图6为一个实施例中的LED灯条的制备方法的流程图；图7为一个实施例中的LED面光源模组的结构示意图；图8为一个实施例中的LED面光源模组中的LED灯条排列成矩阵的示意图。具体实施方式为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本实用新型实施例公开了一种LED灯条，该LED灯条包括该LED灯条包括支架、LED晶片、透明密封层、PCB板及透镜；所述支架具有容置腔体，所述容置腔体底部设置有电路结构，所述LED晶片设置在所述容置腔体的底部，所述LED晶片的PN极与所述电路结构电连接；所述透明密封层填充所述容置腔体，以将所述LED晶片密封于所述容置腔体内；所述支架设置在所述PCB板上，且所述支架与所述PCB板电连接；所述透镜包括透明本体以及填充于所述透明本体内的若干光致发光颗粒，所述透镜设置在所述PCB板上，所述透镜和所述PCB板形成收容腔，所述支架收容于所述收容腔内。例如，设置在所述透镜中的所述光致发光材料为颗粒结构，即所述透镜中设置有光致发光颗粒。例如，所述支架和所述LED晶片的数量为多个，所述透镜的数量也为多个。例如，各所述透镜一体设置形成一个透镜板，和/或，透镜板与所述封装体分离设置。例如，各所述透镜一体设置。例如，整体形成一个平面。例如，LED灯条还包括透镜组，各所述透镜分别固定设置于所述透镜组。例如，透镜组是一个框架。上述LED灯条，通过将光致发光材料设置在透镜里，大大增加了光致发光材料的扩散范围，使LED灯条发光效率提高且发光均匀。现有技术是将光致发光材料与LED晶片(chip)共同封装成为一个LED灯，这样存在LED灯的出光波长(即颜色)在生产时候就已经被决定而无法改变的问题，并且随着光致发光材料或LED晶片的老化而产生衰减变化；本发明的各实施例通过设计LED晶片与透镜分离结构，特别是透镜与封装体分离设计的结构，一方面规避了日本和美国公司的专利保护范围，另一方面灵活搭配LED晶片与透镜，同一LED晶片配合不同透镜可以产生不同出光波长的最终产品，从而实现通过透镜调整LED灯条的出光波长的技术效果；例如，使用半年之后可以更换透镜。例如，请参阅图1，一种LED灯条10包括支架110、LED晶片120、PCB板140及透镜150。支架110具有容置腔体111，容置腔体111底部设置有电路结构，LED晶片120设置在容置腔体111的底部，LED晶片120的PN极与电路结构电连接。具体的，LED晶片120的P极与电路结构的正极连接，LED晶片120的N极与电路结构的负极连接。这样，当支架110的电路结构通电后，LED晶片120可以发光。例如，LED晶片120为蓝光LED晶片，电路结构通电后LED晶片120发出蓝光。例如，LED晶片120为紫外光LED晶片，电路结构通电后LED晶片发出紫外光。支架110设置在PCB板140上，且支架110与PCB板140电连接。例如，PCB板140的材质为FR4/CM3/MCPCB/陶瓷等，PCB板140上设置有焊盘。例如，支架110的材质为EMC/PCT/PPA等，支架110的底面设置有电路部分，支架110底面的电路部分与支架110的容置腔体底部的电路结构电连接。例如，PCB板140的焊盘和支架110底面的电路部分电连接。例如，PCB板140的焊盘的正极和负极分别与支架110底面的电路部分的正极和负极连接。这样，当PCB板140的焊盘通电后，支架110的电路部分通电，使支架110的电路结构通电，LED晶片120可以发光。例如，焊盘的数量为多个。这样，可以在一条PCB板140上焊接多个支架，提高LED灯条的亮度。例如，多个焊盘在同一个中心轴线上。这样，使每个焊盘上LED晶片120的发光角度范围在同一轴线上，使混合后的光线均匀散射。透镜150设置有光致发光材料。例如，透镜150包括透明本体以及填充于透明本体内的若干光致发光颗粒。例如，透明本体内设置有若干孔隙部，每一光致发光颗粒填充设置于一孔隙部。例如，孔隙部的数量多于光致发光颗粒的数量；又如，每一孔隙部均填充设置有一光致发光颗粒；例如，每一光致发光颗粒紧密填充设置于一孔隙部；例如，孔隙部为球形，光致发光颗粒为与孔隙部的形状相匹配的球形。例如，光致发光材料为荧光粉材料。例如，透镜150包括透明本体以及填充于透明本体内的荧光粉颗粒例如，每一荧光粉颗粒填充设置于一孔隙部。例如，光致发光材料为量子点材料。例如，透镜150包括透明本体以及填充于透明本体内的若干量子点颗粒例如，每一量子点颗粒填充设置于一孔隙部。例如，透镜150通过注塑成型，具体地，第二透明胶水和光致发光颗粒混合后通过注塑成型为透明本体和若干光致发光颗粒的固体混合物形成透镜。例如，透镜150具有凹槽151。透镜150设置在PCB板140上，透镜150和PCB板140形成收容腔，即透镜150的凹槽151和PCB板140形成收容腔，支架110收容于收容腔内。例如，支架140的中心轴线与透镜150的中心轴线重合，以使LED晶片120发出的光线经过透镜150的作用形成白光后均匀地散射出来。例如，焊盘的数量为多个。这样，可以在一条PCB板140上焊接多个支架110，提高LED灯条的亮度。例如，多个焊盘在同一个中心轴线上。这样，使每个焊盘上LED晶片120的发光角度范围在同一轴线上，使混合后的光线均匀散射。例如，请再次参阅图1，LED灯条10还包括透明密封层130。透明密封层130填充容置腔体111，以将LED晶片120密封于容置腔体111内。这样，将LED晶片通过透明密封层密封可以有效地阻止空气中的水分和气体进入支架中与LED晶片作用，提高LED灯条的安全性和寿命。例如，透明密封层130的材料为硅胶或环氧树脂或UV胶。例如，透明密封层130为硅胶层。例如，透明密封层130为环氧树脂层。例如，透明密封层130的表面平整。这样，LED晶片120发出的光线具有平整的出光面，使光线稳定均匀。例如，透明密封层130的表面与支架110的表面保持一致，即透明密封层130将容置腔体恰好填满。请参阅图2，例如，焊盘的数量为多个，PCB板140上焊接有多个支架110，相应地，透镜150的数量为多个，每一支架110上设置一透镜150。例如，透镜150的远离PCB板140的表面凹陷设置，请参阅图,3A。例如，透镜150的远离PCB板140的表面形成凹槽。这样，LED灯条主要通过透镜150的表面的反射作用使LED晶片120发出的光均匀，此时，LED晶片120发出的光经过透镜150的作用形成白光后大部分从透镜150的上表面全发射后射出，增加了LED灯条发光的散射角度，实现大角度散光。例如，透镜150的远离PCB板140的表面凸起设置，请参阅图3B、3C及3D。例如，透镜150的远离PCB板140的表面形成拱形。例如，根据实际情况，拱形的透镜150的表面中心略微凹陷或者拱形的透镜150的表面中心略微凸起。这样，LED灯条主要通过透镜150的表面的折射作用使LED晶片120发出的光均匀，此时，LED晶片120发出的光经过透镜150的作用形成白光后大部分从透镜150的上表面折射后射出，使光线的路径变短，减少了光线的损失，使发光亮度提高，增加发光效率。例如，透明本体的材料为PMMA或MS或PC。例如，透明本体为PMMA层。例如，透明本体为MS层。例如，透明本体为PC层。例如，光致发光材料为荧光粉材料，即，光致发光颗粒为荧光粉颗粒。例如，光致发光材料为量子点材料，即，光致发光颗粒为量子点颗粒。例如，LED晶片包括蓝光发光层，量子点颗粒包括红色量子点颗粒及绿色量子点颗粒。例如，LED晶片包括紫外光发光层，量子点颗粒包括红色量子点颗粒、绿色量子点颗粒及蓝色量子点颗粒。光致发光材料受LED晶片发出的光激发后使LED灯条最终发出白光。LED灯条应用在面光源模组中，可用在照明方面也可用在TV背光方面。在其中一个实施例中，当光致发光材料为荧光粉材料时，即，光致发光颗粒为荧光粉颗粒时，LED晶片为蓝光LED晶片，即，LED晶片包括蓝光发光层，如表1所示：表1其中，LED灯条可应用在照明面板灯中，也可用在TV背光模组中。例如，LED灯条应用在照明面板灯中时，不同的用途要求不同的显色指数(CRI)。例如，当要求CRI＜70时，荧光粉为黄色荧光粉，例如，蓝光LED晶片光谱图请参阅图4A，LED灯条光谱图请参阅图4B，黄色荧光粉的材料可以为硅酸盐或YAG或氮化物。当要求CRI≥70时，荧光粉为红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物，例如，蓝光LED晶片光谱图请参阅图4C，LED灯条光谱图请参阅图4D，红色荧光粉的材料可以为硅酸盐或氮化物，绿色荧光粉的材料可以为硅酸盐或LuAG或GaAG。例如，LED灯条应用在TV背光模组中时，不同的用途要求不同的色域(NTSC)要求。例如，当要求色域(NTSC)＜70％时，荧光粉为黄色荧光粉，黄色荧光粉的材料可以为硅酸盐或YAG或氮化物。当要求色域(NTSC)为70％～85％时，荧光粉为红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物，例如，蓝光LED晶片光谱图请参阅图4E，LED灯条光谱图请参阅图4F，红色荧光粉的材料可以为硅酸盐或氮化物，绿色荧光粉的材料可以为SiAlON。当要求色域(NTSC)为85％～95％时，荧光粉为红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物，例如，蓝光LED晶片光谱图请参阅图4G，LED灯条光谱图请参阅图4H，红色荧光粉的材料可以为KSF或KGF，绿色荧光粉的材料可以为SiAlON。LED灯条对LED面光源模组应用在TV背光中时的色域覆盖率起到决定性作用，因荧光粉材料的价格比量子点材料的价格较低，当LED灯条应用在照明方面和色域要求小于95％(NTSC)的TV背光方面时，通常使用荧光粉材料作为光致发光材料，而当色域覆盖率要求大于95％(NTSC)时，可以通过使用蓝光LED晶片或紫外光LED晶片激发量子点实现。量子点，又可称为纳米晶体。量子点的粒径一般介于1-10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。量子点的发射光谱可通过改变量子点的尺寸大小来控制。通过改变量子点的尺寸大小来控制、通过改变量子点的尺寸和其化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区，具有宽的激发谱和窄的发射谱，因而光谱覆盖率较高。在其中一个实施例中，当光致发光材料为量子点材料时，即光致发光颗粒为量子点颗粒时，如表2所示：LED晶片量子点材料搭配蓝光LED晶片红色量子点+绿色量子点紫外光LED晶片红色量子点+绿色量子点+蓝色量子点表2其中，LED晶片可选用蓝光LED晶片，也可选用紫外光LED晶片。即，LED晶片可包括蓝光发光层，也可包括紫外光发光层。例如，LED晶片选用蓝光LED晶片时，蓝光LED晶片的发光波长在410-490nm之间，相应地，量子点材料为红色量子点和绿色量子点的混合物，LED灯条的发光波长在380-700nm之间，例如，蓝光LED晶片光谱图请参阅图5A，LED灯条光谱图请参阅图5B。例如，LED晶片选用紫外光LED晶片时，紫外光LED晶片的发光波长在370-430nm之间，相应地，量子点材料为红色量子点、绿色量子点及蓝色量子点的混合物，LED灯条的发光波长在370-700nm之间，例如，紫外光LED晶片光谱图请参阅图5C，LED灯条光谱图请参阅图5D。例如，红色量子点、绿色量子点及蓝色量子点材料选择，如表3所示：二元素材料三、四元素材料红色量子点CdTe、PbSCdSe/Te、InP/ZnS、CdSe/ZnS绿色量子点CdSeInP/ZnS、CdSe/ZnS蓝色量子点CdS、ZnSZnSe/ZnS、Cd/ZnS表3其中，红色量子点、绿色量子点及蓝色量子点均可选用具有核壳结构的二元素材料或三、四元素材料。例如，红色量子点选用二元素材料时，可以为CdTe或PbS。又例如，红色量子点选用三、四元素材料时，可以为CdSe/Te或InP/ZnS或CdSe/ZnS。例如，绿色量子点选用二元素材料时，可以为CdSe。又例如，绿色量子点选用三、四元素材料时，可以为InP/ZnS或CdSe/ZnS。例如，蓝色量子点选用二元素材料时，可以为CdS或ZnS。又例如，绿色量子点选用三、四元素材料时，可以为ZnSe/ZnS或Cd/ZnS。将LED晶片、透镜及量子点集成封装为一体，不用再制造量子点膜，通过PET将量子点材料封装起来，极大程度地降低了制造成本。另外，也不用将量子点材料封装在玻璃管中形成量子点管，使需要设置支架而造成安装不便、光效低及增加成本。本实用新型实施例还公开了一种LED灯条的制备方法，请参阅图6，该LED灯条的制备方法，包括如下步骤：S110，将LED晶片通过固晶胶设置在支架的容置腔体的底部，并将LED晶片的PN极与容置腔体的电路结构电连接。例如，LED晶片为正装晶片，固定胶为绝缘胶，例如，绝缘胶为硅胶。将LED晶片通过绝缘胶设置在支架的容置腔体的底部并将绝缘胶固化，以使LED晶片固定在容置腔体的底部，并通过金线将LED晶片的PN极与容置腔体的电路结构联通。又例如，LED晶片为倒装晶片，固晶胶为导电胶，例如，导电胶为锡膏。将LED晶片通过导电胶设置在支架的容置腔体的底部并将导电胶固化，以使LED晶片固定在容置腔体的底部，直接使LED晶片底部的PN极通过导电胶与容置腔体的电路结构联通。S120，将第一透明胶水填充容置腔体并固化成透明密封层，以将LED晶片密封于容置腔体内。例如，第一透明胶水的材料为硅胶或环氧树脂或UV胶，相应地，由第一透明胶水通过不同的固化方式形成的透明密封层的材料也为硅胶或环氧树脂。例如，当第一透明胶水为硅胶或环氧树脂时，将第一透明胶水填充到容置腔体将LED晶片完全覆盖后通过加热固化的方式形成透明密封层。又例如，当第一透明胶水为UV胶时，将第一透明胶水填充到容置腔体将LED晶片完全覆盖后通过UV固化的方式形成透明密封层。S130，将支架通过导电胶设置在PCB板上，以将支架与PCB板电连接。例如，导电胶为锡膏。例如，将支架通过锡膏设置在PCB板上，以将支架与PCB板电连接。例如，PCB板上设置有焊盘，焊盘具有正极和负极。例如，支架的底面设置有电路部分，支架底面的电路部分与支架的容置腔体底部的电路结构电连接。例如，PCB板的焊盘通过导电胶与支架底面的电路部分连通。例如，PCB板的焊盘的正极和负极分别通过导电胶与支架底面的电路部分的正极和负极连接。例如，焊盘的数量为多个。这样，可以在一条PCB板上焊接多个支架，提高LED灯条的亮度。例如，多个焊盘在同一个中心轴线上。这样，使每个焊盘上LED晶片的发光角度范围在同一轴线上，使混合后的光线均匀散射。S140，将第二透明胶水和光致发光材料固化为具有预设形状的透明本体和光致发光材料的固体混合物以形成透镜。例如，第二透明胶水的材料为PMMA或MS或PC，相应地，由第二透明胶水固化形成的透明本体的材料也为PMMA或MS或PC。例如，光致发光材料为荧光粉材料，又例如，光致发光材料为量子点材料。例如，将第二透明胶水与光致发光材料混合后通过注塑成型固化为具有预设形状的透明本体和光致发光材料的固体混合物以形成透镜。例如，将第二透明胶水和光致发光材料固化为具有透镜的远离PCB板的表面凹陷设置的预设形状。例如，将第二透明胶水和光致发光材料固化为具有透镜的远离PCB板的表面凸起设置的预设形状。S150，将透镜通过胶水设置在PCB板上，以将支架收容于透镜和PCB板形成的收容腔内。例如，胶水为UV胶或热固胶。例如，透镜通过UV胶或热固胶设置在PCB板上，透镜与PCB板形成收容腔，支架收容于收容腔内。例如，支架的中心轴线与透镜的中心轴线重合，以使LED晶片发出的光线经过透镜的作用形成白光后均匀的散射出来。需要说明的是，在实际的LED灯条的制备方法的工艺过程中，通过SMD工艺将支架、LED晶片封装成与LED晶片发光颜色相同的LED灯珠，通过SMT工艺将LED灯珠焊接在PCB板上。本实用新型实施例还公开了一种LED面光源模组，该LED面光源模组包括如上述任一实施例的LED灯条。上述LED面光源模组，通过使用如上述任一实施例的LED灯条。通过使用将光致发光材料设置在透镜里的LED灯珠，大大增加了光致发光材料的扩散范围，使LED面光源模组的发光效率提高且发光均匀。例如，请参阅图7，一种LED面光源模组20包括依次安装的LED灯条210、背板220、反射片230、扩散板240及光学膜片250。例如，请参阅图8，一个实施例中LED面光源模组中的LED灯条排列成LED灯条矩阵。例如，LED灯条的数量为多个，多个LED灯条按一定间距在背板上排列形成LED灯条矩阵。例如，不同透镜外形设计对应的LED面光源模组中各个组成结构设计要求不一样。例如，图3A与图3B、图3C及3D两种不同的透镜的远离PCB板的表面的设计对应LED面光源模组的混光距离(PCB板到扩散板底面的距离)、LED晶片间距(同一PCB板上对应位置的两个LED晶片之间的横向间距)及LED灯条间距(两个相邻的PCB板上对应位置的两个LED晶片之间的纵向间距)，如表4所示：表4例如，光学膜片可以为扩散片、复合膜及棱镜片中的一种或多种。根据LED面光源模组亮度需求选择，需要使亮度不同程度增加，需要选用不同增益大小的组合，亮度需求高则选择增益大的组合、低则可用增益小的组合。例如，不同光学膜片搭配方式对应亮度增益，如表5所示：表5以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3