LED封装结构及LED表面发光装置的制作方法

本实用新型属于LED封装技术领域，尤其涉及一种LED封装结构及LED表面发光装置。

背景技术：

由LED(发光二极管)制成的LED表面发光器件得益于其优异的耗电低、使用寿命长以及环保等诸多优点，在室内外照明、显示装置制造等领域得到了广泛的应用。然而，现有的LED表面发光器件经常会由于荧光粉沉降在LED灯珠周围并积聚，导致荧光粉被激发而产生黄圈，进而干扰LED灯珠发光。

目前，解决黄圈问题的现有技术是在LED灯珠的顶部安装涂油荧光粉的玻璃片，然后从侧边点胶，进而可防止荧光粉沉降于LED灯珠周围，如此便可消除黄圈现象。然而，该现有技术虽可消除黄圈，但采用该现有技术会显著增加LED表面发光器件的结构复杂性，不利于LED表面发光器件的大规模生产和制造成本的降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种LED封装结构及LED表面发光装置，旨在解决现有技术中无法兼顾高效、低成本且适于大规模生产的消除LED灯黄圈现象的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种LED封装结构，包括安装组件、LED光源、荧光粉和封装胶，所述安装组件包括聚光体和安装板，所述安装板上设有金属功能区，所述LED光源固定于所述安装板上并与所述金属功能区电性连接，所述聚光体设有聚光槽，所述聚光体固定于所述安装板上，且所述LED光源正对所述聚光槽设置，所述封装胶将所述荧光粉固封于所述聚光槽内，且所述聚光槽的内壁开设有至少一层用于堆积所述荧光粉的环形台阶。

进一步地，各所述环形台阶均包括竖向限位壁和斜向支撑壁，所述竖向限位壁的底端与所述斜向支撑壁的底端形成用于堆积所述荧光粉的尖端槽。

进一步地，所述环形台阶的截面呈V字形状。

进一步地，所述封装胶的上端面与所述聚光体的上端面齐平。

进一步地，各所述环形台阶沿竖直方向并排设置。

进一步地，所述聚光体为塑胶聚光体。

进一步地，所述安装板为金属功能板。

进一步地，所述LED光源和所述金属功能区通过键合线电性连接。

进一步地，所述封装胶为硅胶。

本实用新型的有益效果：本实用新型的LED封装结构，在安装组件的安装板上开设金属功能区，那么LED光源便可安设在安装板上并与金属功能区电性连通，如此便实现了对LED光源的供电。而在聚光体上开设聚光槽，并将LED光源正对安设于聚光槽中，那么LED光源所发出的光便由于聚光槽的存在而得以被聚拢集中，如此便增强了LED光源的发光效果。并且，通过在聚光槽的内壁开设有至少一层用于堆积荧光粉的环形台阶，那么充斥于封装胶内的荧光粉在封装胶固定的过程中在聚光槽内沉降时便会沿聚光槽内壁推积于环形台阶内，进而就避免了荧光粉沉降积聚在LED光源的周围而引发黄圈现象。由于在聚光槽内壁上开设环形台阶并不会显著增加LED封装结构的整体制造成本，那么本实用新型提供的LED封装结构便实现了对LED灯黄圈现象兼顾高效、低成本且适于大规模生产的进行消除。

本实用新型采用的另一种技术方案是：一种LED表面发光装置，包括有上述的LED封装结构。

本实用新型的LED表面发光装置，由于包括有上述的LED封装结构，那么LED表面发光装置便不会由于黄圈现象的影响而导致LED光源的光色不准，进而就保证了LED表面发光装置的发光质量，如此也提升了拥有上述LED封装结构的LED表面发光装置的用户产品体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的LED封装结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的LED封装结构的另一结构示意图；

图3为沿图2中B-B线的剖切视图；

图4为沿图3中A处的局部放大视图。

其中，图中各附图标记：

10—安装组件 11—聚光体 12—安装板

13—聚光槽 14—环形台阶 20—LED光源

30—荧光粉 31—封装胶 111—竖向限位壁

112—斜向支撑壁 113—尖端槽 114—键合线

115—绝缘通槽。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～4描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～3所示，本实用新型实施例提供的一种LED封装结构，包括安装组件10、LED光源20、荧光粉30和封装胶31，安装组件10包括聚光体11和安装板12，安装板12上设有金属功能区，LED光源20固定于安装板12上并与金属功能区电性连接，聚光体11设有聚光槽13，聚光体11固定于安装板12上，且LED光源20正对聚光槽13设置，封装胶31将荧光粉30固封于聚光槽13内，且聚光槽13的内壁开设有至少一层用于堆积荧光粉30的环形台阶14。

本实用新型实施例提供的LED封装结构，通过使得安装组件10包括聚光体11和安装板12，并在安装板12上开设金属功能区，那么LED光源20便可安设在安装板12上并与金属功能区电性连通，如此便实现了对LED光源20的供电。通过在聚光体11上开设聚光槽13，并将LED光源20正对安设于聚光槽13中，那么LED光源20所发出的光便由于聚光槽13的存在而得以被聚拢集中，如此便增强了LED光源20的发光效果。而通过在聚光槽13的内壁开设有至少一层用于堆积荧光粉30的环形台阶14，那么充斥于封装胶31内的荧光粉30在封装胶31固定的过程中在聚光槽13内沉降时便会沿聚光槽13内壁推积于环形台阶14内，进而就避免了荧光粉30沉降积聚在LED光源20的周围而引发黄圈现象。而由于在聚光槽13内壁上开设环形台阶14并不会显著增加LED封装结构的整体制造成本，那么本实用新型提供的LED封装结构便实现了对LED灯黄圈现象兼顾高效、低成本且适于大规模生产的进行消除。

在本实施例中，如图1、图2和图4所示，各环形台阶14均包括竖向限位壁111和斜向支撑壁112，竖向限位壁111的底端与斜向支撑壁112的底端形成用于堆积荧光粉30的尖端槽113。

具体地，各环行台阶的数量优选为5层，且上一层环形台阶14的斜向支撑壁112的外端与下一层环形台阶14的竖向限位壁111的上端平滑相接。如此，通过设置5层环形台阶14，那么荧光粉30在沿着聚光槽13的内壁沉降的过程中，便会落入环形台阶14中，进而避免了落入LED光源20周围的区域，而由于环形台阶14设置有5层，且上一层环形台阶14的斜向支撑壁112的外端与下一层环形台阶14的竖向限位壁111的上端平滑相接，那么各层环形台阶14便实现了错位设置在聚光槽13的内壁上，如此沉降入上层环形台阶14的荧光粉30在填满该环形台阶14后又可落于下层环形台阶14上，进而实现了对荧光粉30的高效收集。

进一步地，环形台阶14可以是方环台阶，亦可以是圆环台阶。具体地，当环形台阶14为方环环形台阶14时，那么由于方环环形台阶是由多个平面构成，故加工工艺较为简单，由此便易于大规模生产。当环形台阶14为圆环环形台阶时，那么由于圆环环形台阶的竖向限位壁111的壁面到LED光源20的每一点均距离相等。那么LED光源20发出的光线在圆环环形台阶的竖向限位壁111上的反射也都一致，如此就避免了LED光源20所发出的光线由于在竖向限位壁111上的反射不一致而导致LED封装结构的发光质量下降。

进一步地，由于聚光槽13是上宽下窄的锥形凹槽，那么沿着聚光槽13内壁由上自下错位设置的各层环形台阶14便能够对应于聚光槽13的大部分竖向空间，进而就可容置大部分在封装胶31固化前，自封装胶31内沉降下来的荧光粉30。如此又进一步避免了封装胶31内的荧光粉30在LED光源20附近的沉积。

进一步地，由于环形台阶14的竖向限位壁111的底端与斜向支撑壁112的底端形成有尖端槽113，那么当荧光粉30沉降至环形台阶14上时，便能够落于尖端槽113中，而由于尖端槽113的底部为斜向支撑壁112，且由于斜向支撑壁112为倾斜设置，那么沉降入尖端槽113中的荧光粉30便可自尖端槽113的底端至顶端逐序推积。

优选地，通过将各环形台阶14的数量限定为5个，这样就在降低LED封装结构的制造成本和提升LED封装结构的消除黄圈现象的技术效果之间取得了平衡，进而也就兼顾了对LED封装结构的制造成本的控制和对LED封装结构消除黄圈现象的技术效果的提升。当然，环形台阶14的层数也可以根据实际需要设定为多于或少于5层，本实施例对此不做限制。

在本实施例中，如图1、图3和图4所示，环形台阶14的截面呈V字形状。具体地，环形台阶14的竖向限位壁111和斜向支撑壁112共同围成V字型形状，斜向支撑壁112与竖向限位壁111相接的一端低于斜向支撑壁112远离竖向限位壁111的一端。

进一步地，通过使得环形台阶14的截面呈V字型且使得斜向支撑壁112与竖向限位壁111相接的一端低于斜向支撑壁112远离竖向限位壁111的一端，那么沉降于尖端槽113内的荧光粉30便不会滑托出尖端槽113之外。

更进一步地，由于斜向支撑壁112与竖向限位壁111相接的一端低于斜向支撑壁112远离竖向限位壁111的一端，那么由竖向限位壁111和斜向支撑壁112围设形成的尖端槽113和LED光源20之间便存在有斜向支撑壁112作为阻挡，如此LED光源20所发出的光线便不会直接照射到尖端槽113中。进而，沉降于尖端槽113内的荧光粉30便不会受到LED光源20的照射而被激发并产生黄圈现象。

在本实施例中，如图1～3所示，封装胶31的上端面与聚光体11的上端面齐平。进一步地，通过使得封装胶31的上端面与聚光体11的上端面保持相齐平，那么便消除了由于封装胶31的上端面与聚光体11的上端面不在同一平面上，而造成LED光源20发出的光线在封装体与聚光体11结合处发生误折射，继而影响LED光源20的显示效果。

更进一步地，通过使得封装胶31的上端面与聚光体11的上端面保持齐平，那么LED封装结构的上端面便实现了完全齐平，如此就显著提升了LED封装结构的装配适应性，同样也减少了LED封装结构在使用过程中不必要的损耗。

在本实施例中，聚光体11为塑胶聚光体。进一步地，通过将聚光体11的材质设定为塑胶，而由于塑胶良好弹性形变能力，那么设于聚光槽13内部的LED光源20便得到了有效地保护。具体地，由于LED光源20安设于聚光槽13中心处，且与安装板12固定连接，那么LED光源20与聚光槽13的内壁之间便存在有一定的缓冲空间。如此，当外界冲击力作用于LED封装结构上时，作用于聚光体11的部分外界冲击力会使聚光体11发生一定的弹性形变，从而被聚光体11吸收，而发生弹性形变的聚光体11的变形行为可在缓冲空间内进行，如此就避免了由于聚光体11变形而接触碰擦到LED光源20，造成LED光源20发生短路、断路、结构破损等情况。

进一步地，通过将聚光体11设定为塑胶聚光体，那么由于塑胶聚光体良好的弹性变形能力，当外界温度等因素变化时，聚光体11与安装板12便不会由于两者的膨胀率不一致而在两者结合处产生应力集中而导致出现裂痕并发生分离，既也就是说塑胶聚光体可适应安装板12由于外界环境因素变化而发生的形变，进而可缓解两者结合处的张力作用，避免了聚光体11与安装板12之间的结合层的断裂分离。

在本实施例中，安装板12为金属功能板。优选地，安装板12为PCB板(印刷电路板)，而LED光源20则焊接在PCB板上，并与PCB板上的电气元件电性连接。如此，LED光源20则可在外部控制器的控制下变换所发出的光色，从而提升了LED封装结构的多功能性和用户产品体验。

在本实施例中，如图1～3所示，LED光源20和金属功能区通过键合线114电性连接。具体地，键合线114优选有两条。每条键合线114的一端均与LED光源20固定连接，而每条键合线114的另一端则分别与安装板12上的正极和负极固定连接。如此，LED光源20便实现了与安装板12的电性连接。

进一步地，安装板12上开设有绝缘通槽115，绝缘通槽115的两端分别是安装板12的正极和负极。如此，通过设置绝缘通槽115，那么安装板12的正极和负极便实现了物理分隔，由此杜绝了安装板12的正极和负极之间发生短路的现象发生。

进一步地，通过使得两键合线114露出于LED光源20和安装板12之外，并使得两键合线114形成桥式布局，那么键合线114便能够避开绝缘通槽115并连通LED光源20和正极或负极。

在本实施例中，封装胶31为硅胶。具体地，荧光粉30均匀混于封装胶31中，并随封装胶31被注入聚光槽13中。那么在封装胶31冷却并固化的过程中，荧光粉30便可随封装胶31的固化而均匀分散于封装胶31中。

进一步地，通过使得封装胶31为硅胶，得益于硅胶的热稳定性良好，那么其接触LED光源20时，便不会因为LED光源20发热而变形甚至起火燃烧。如此便提升了LED封装结构的长期使用稳定性和安全性。

优选地，硅胶具体选用耐高温中苯基硅橡胶，由于耐高温中苯基硅橡胶的组分含有苯基，那么它便具有卓越的耐燃特性，即使被引燃也可自行熄灭。如此便进一步保证了LED封装结构的使用安全性。

更进一步地，由于硅胶具有较强的吸附能力，那么混合于硅胶内的荧光粉30便可稳定被吸附于硅胶中，进而降低了荧光粉30的沉降速率，进一步提升了荧光粉30在固化后硅胶中的均匀性分布。同时，由于硅胶固化时不吸热也不放热，几乎不与外界发生能量交换，且硅胶在固化后的收缩率很小，并对材料粘接性能好，那么就保证了LED光源20被很好的密封于聚光槽13之中，如此便提示了LED封装结构的长期使用品质。

本实用新型实施例还提供了一种LED表面发光显示装置，包括有上述的LED封装结构。

本实用新型实施例的LED表面发光装置，由于包括有上述的LED封装结构，那么LED表面发光装置便不会由于黄圈现象的影响而导致LED光源20的光色不准，进而就保证了LED表面发光装置的发光质量，如此也提升了拥有上述LED封装结构的LED表面发光装置的用户产品体验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。