透镜组件及LED封装结构
阅读：1033发布：2020-06-23
专利汇可以提供透镜组件及LED封装结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种透镜组件，用于为LED配光，包括具有入光面的凸透镜和具有出光面的凹透镜，所述凸透镜的光轴和所述凹透镜的光轴重合，所述凸透镜和所述凹透镜之间封装有具有 量子点 或者 荧光 粉的涂层。本实用新型哈涉及一种LED封装结构。将具有量子点或荧光粉的涂层封装于凸透镜和凹透镜之间， 密封性 好，可以完全将其与空气、 水 汽阻 隔，不易被损坏，使用寿命长，且凸透镜和凹透镜的结合可提升LED发散 角 度均匀性， 亮度 转化率高。，下面是透镜组件及LED封装结构专利的具体信息内容。
1.一种透镜组件，用于为LED配光，其特征在于，包括具有入光面的凸透镜和具有出光面的凹透镜，所述凸透镜的光轴和所述凹透镜的光轴重合，所述凸透镜和所述凹透镜之间封装有具有量子点或者荧光粉的涂层。
2.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述凸透镜为双凸透镜，所述凹透镜为双凹透镜。
3.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述凸透镜为平凸透镜，所述凹透镜为平凹透镜，且所述平凸透镜的平面与所述凹透镜的平面相向设置。
4.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，还包括连接于所述凸透镜的入光面、并能与所述凸透镜合围形成一能够容纳LED的容纳腔体的支架。
5.根据权利要求4所述的透镜组件，其特征在于，所述支架与所述凸透镜同材质、一体成型。
6.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述涂层为量子点混合胶水形成的量子点胶层，或为荧光粉混合胶水形成的荧光粉胶层。
7.一种LED封装结构，其特征在于，电路板、位于电路板上的LED芯片，以及位于所述LED芯片外部的权利要求1-6任一项所述的透镜组件，且所述LED芯片位于所述凸透镜的焦点处。
8.根据权利要求7所述的LED封装结构，其特征在于，所述透镜组件包括连接于所述凸透镜的入光面、并能够与所述凸透镜合围形成一能够容纳LED的容纳腔体的支架，所述支架设置于所述电路板上。
9.根据权利要求8所述的LED封装结构，其特征在于，所述凸透镜在垂直于其光轴的方向上的长度r满足公式：2r≥h*tan60、以使得所述LED芯片发出的光中出光角度小于或等于
120度的光线能够入射至所述凸透镜，其中，h为所述LED芯片到所述凸透镜的中心的距离。
10.根据权利要求7所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片为蓝光LED，所述涂层具有量子点时，所述量子点包括红色量子点和绿色量子点，以使得所述LED芯片发出的光经过所述透镜组件后转化为白光，或者，所述涂层具有荧光粉时，所述荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉，以使得所述LED芯片发出的光经过所述透镜组件后转化为白光。
透镜组件及LED封装结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及显示产品制作技术领域，尤其涉及一种透镜组件及LED封装结构。
背景技术
[0002] 为实现白光，传统背光方案采用荧光粉或量子点技术，一般荧光粉封装于LED支架内，因LED表面温度高，长时间点亮色域、亮度衰减严重，而且荧光粉技术色域最高只能做到90％左右。如果色域要达到120％左右，则需采用量子点涂布技术，但是量子点耐热性差无法直接封装于LED支架内，提升色域主要有以下几种方式：
[0005] ③将荧光粉或量子点直接涂布于单透镜内侧或外侧，该技术涂层易脱落、易刮伤氧化，单透镜发散角度差。实用新型内容
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种透镜组件及LED封装结构，解决量子点或荧光粉的设置，容易被损坏、发生氧化而造成色域衰减的问题。
[0007] 为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种透镜组件，用于为LED配光，包括具有入光面的凸透镜和具有出光面的凹透镜，所述凸透镜的光轴和所述凹透镜的光轴重合，所述凸透镜和所述凹透镜之间封装有具有量子点或者荧光粉的涂层。
[0008] 可选的，所述凸透镜为双凸透镜，所述凹透镜为双凹透镜。
[0009] 可选的，所述凸透镜为平凸透镜，所述凹透镜为平凹透镜，且所述平凸透镜的平面与所述凹透镜的平面相向设置。
[0010] 可选的，还包括连接于所述凸透镜的入光面、并能与所述凸透镜合围形成一能够容纳LED的容纳腔体的支架。
[0011] 可选的，所述支架与所述凸透镜同材质、一体成型。
[0012] 可选的，所述涂层为量子点混合胶水形成的量子点胶层，或为荧光粉混合胶水形成的荧光粉胶层。
[0014] 可选的，所述透镜组件包括连接于所述凸透镜的入光面、并能够与所述凸透镜合围形成一能够容纳LED的容纳腔体的支架，所述支架设置于所述电路板上。
[0015] 可选的，所述凸透镜在垂直于其光轴的方向上的长度r满足公式：2r≥h*tan60、以使得所述LED芯片发出的光中出光角度小于或等于120度的光线能够入射至所述凸透镜，其中，h为所述LED芯片到所述凸透镜的中心的距离。
[0016] 可选的，所述LED芯片为蓝光LED，所述涂层具有量子点层时，所述量子点包括红色量子点和绿色量子点，以使得所述LED芯片发出的光经过所述透镜组件后转化为白光，或者，所述涂层具有荧光粉时，所述荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉，以使得所述LED芯片发出的光经过所述透镜组件后转化为白光。
[0017] 本实用新型的有益效果是：将具有量子点或荧光粉的涂层封装于凸透镜和凹透镜之间，密封性好，可以完全将其与空气、水汽阻隔，不易被损坏，使用寿命长，且凸透镜和凹透镜的结合可提升LED发散角度均匀性，亮度转化率高。附图说明
[0018] 图1表示本实用新型实施例中透镜组件的结构示意图一；
[0019] 图2表示本实用新型实施例中透镜组件的结构示意图二；
[0020] 图3表示本实用新型实施例中LED光路示意图；
[0021] 图4表示本实用新型实施例中LED封装结构示意图。
具体实施方式
[0022] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024] 随着电视行业日趋成熟，高色域电视因其色彩鲜艳、画面真实度高，越来越受到消费者的欢迎。为实现高色域一般采用量子点或荧光粉，但是传统技术中量子点或荧光粉的设置，成本高，且容易被损坏、而使得荧光粉或量子点暴露于外界环境中、产生氧化而造成色域衰减，画面易色。
[0025] 针对上述技术问题，本实施例提供一种透镜组件，将具有量子点或者荧光粉的涂层封装于凸透镜和凹透镜之间，密封性好，不容易脱落，可隔离水和空气，不易被损坏，使用寿命长，而且使用量较小，成本低；且采用凸透镜和凹透镜相结合的结构，可提升LED发散角度均匀性，亮度转化率高。
[0026] 具体的，如图1所示，本实施例提供一种透镜组件，用于为LED配光，包括具有入光面11的凸透镜1和具有出光面21的凹透镜2，所述凸透镜1对的光轴和所述凹透镜2的光轴重合，所述凸透镜1和所述凹透镜2之间封装有具有量子点或者荧光粉的涂层3。
[0027] 将用于提高色域的具有量子点或荧光分的涂层3封装于凸透镜1和凹透镜2之间，避免了具有量子点或者荧光粉的涂层与外界的直接接触，自然就避免了被损伤的情况的发生，采用上述技术方案，密封性好，并且可以有效的保护具有量子点或者荧光粉的涂层，防止量子点或荧光粉发生氧化而造成色域衰减的问题。
[0028] 本实施例中，采用凸透镜1和凹透镜2相结合的结构的设置，使得LED发出的光先经过所述凸透镜1的聚光作用，再经过所述凹透镜2的散光作用，可以提升LED发散角度均匀性，并且提高LED发出的光的亮度的的转化率。
[0029] 所述凸透镜1和所述凹透镜2的具体结构形式可以有多种，以下为本实施例中的两种结构形式：
[0030] 本实施例的一具体实施方式中，所述凸透镜1为双凸透镜1，所述凹透镜2为双凹透镜2，如图1所示。
[0031] 本实施例的一具体实施方式中，所述凸透镜1为平凸透镜1，所述凹透镜2为平凹透镜2，且所述平凸透镜1的平面与所述凹透镜2的平面相向设置，如图2所示。
[0032] 以下以所述凸透镜1为双凸透镜1，所述凹透镜2为双凹透镜2为例，对本实施例中的透镜组件进行具体介绍。
[0033] 如图3所示，在具体使用中，LED位于所述凸透镜1的焦点处，根据凸透镜1原理，经过所述凸透镜1焦点的光线入射至凸透镜1，以平行于凸透镜1的主光轴的方向射出，本实施例中的透镜组件利用了此原理，使得LED发出的光线被全部会聚成平行光射入至所述凹透镜2，经过所述凹透镜2后均匀扩散一定角度，提高LED发出的光的亮度的的转化率，提升LED发散角度均匀性，改善画面品味。
[0035] 需要说明的是，LED的发出的光中的主要光线是发光角度在120度范围内的光线，所以本实施例中，所述凸透镜1在垂直于其光轴的方向上的尺寸、以及LED与所述凸透镜1之间的距离的关系只要满足发光角度为最大的角度的光线(即120度)能够进入所述凸透镜1即可。
[0036] 需要说明的是，涂布于所述凸透镜1和所述凹透镜2之间的具有量子点或者荧光粉的涂层的厚度薄，所以光线在其中的折射的光学效应可以忽略不计，及从所述凸透镜1出射的光为平行于其光轴方向的平行光，入射至所述凹透镜2的光仍然为平行于其光轴的平行光(所述凸透镜1的光轴和所述凹透镜2的光轴在同一直线上)。
[0037] 本实施例中，所述透镜组件还包括连接于所述凸透镜1的入光面11、并能与所述凸透镜1合围形成一能够容纳LED的容纳腔体的支架5。
[0038] 所述凸透镜1的入光面11是一曲面，且是面向远离LED的一面为凸面，所以所述支架5的设置便于所述凸透镜1和所述凹透镜2的固定。
[0039] 本实施例中，所述支架5与所述凸透镜1同材质、一体成型。
[0040] 所述凸透镜1的材质一般采用他透明的材料，例如玻璃，而采用玻璃等材质制成的凸透镜1不易固定，本实施例中采用的所述支架5与所述凸透镜1同材质、且是与所述凸透镜1一体成型，增强了所述凸透镜1与所述支架5之间的连接稳定性，且简化的工艺步骤，降低了成本。
[0041] 本实施例中，所述支架5通过点胶的方式固定于具有LED芯片4的电路板6上，但并不以此为限。
[0042] 本实施例中，所述涂层为量子点混合胶水形成的量子点胶层，或为荧光粉混合胶水形成的荧光粉胶层。
[0043] 在所述凸透镜1和所述凹透镜2之间封装的涂层具有量子点层时，所述涂层为量子点混合胶水形成的量子点胶层，均匀喷涂于所述凸透镜1和所述凹透镜2之间，经过热压或者UV等光照技术，使所述凹透镜2、量子点胶层、所述凸透镜1三者固化成一个整体组合透镜。
[0044] 在所述凸透镜1和所述凹透镜2之间封装的涂层具有荧光粉时，所述涂层为荧光粉混合胶水形成的荧光粉胶层，均匀喷涂于所述凸透镜1和所述凹透镜2之间，经过热压或者UV等光照技术，使所述凹透镜2、荧光粉胶层、所述凸透镜1三者固化成一个整体组合透镜。
[0045] 需要说明的是，量子点或者荧光粉的选择，可以根据具体所需色域具体选择，在此不做限定。
[0046] 需要说明的是，为了保证所述凸透镜1和所述凹透镜2之间的密封性，即使得量子点或者荧光粉与空气、水汽等隔离，所述量子点胶层或者所述荧光粉胶层的侧边上没有设置相应的量子点或荧光粉。为了进一步的保证密封性，可以在所述凸透镜1、所述量子点层或所述荧光粉层、所述凹透镜2组合后，再对所述量子点层或所述荧光粉层的四周、也就是所述凸透镜1和所述凹透镜2的连接处、通过密封胶进行一次密封。
[0047] 如图1和图2所示，所述凸透镜1的边角，所述凹透镜2的边角均是原画过渡的弧面，所述量子点层和所述荧光粉层的边缘处的厚度比中心的厚度大，以保证所述凸透镜1和所述凹透镜2的侧面的平整度，美化外观。
[0048] 如图4所示，本实施例还提供一种LED封装结构，电路板6、位于电路板6上的LED芯片4，以及位于所述LED芯片4外部的上述的透镜组件，且所述LED芯片4位于所述凸透镜1的焦点处。
[0049] 本实施例中，采用所属凸透镜1和所述凹透镜2相结合，并在所述凸透镜1和所述凹透镜2之间封装具有量子点或者荧光粉的涂层3，位于所述凸透镜1焦点的LED芯片4发出的光经过所述凸透镜1后、以平行于所述凸透镜1的光轴的方向出射、并经所述凹透镜2的均匀发散后出射，具体的主要有以下优点：
[0050] 1.该透镜组件的生产工艺采用目前通用的涂布、封装技术，操作简单，可量产性高，在组装和运输过程中，不易刮伤涂层(即具有量子点或者荧光粉的涂层3)；
[0051] 2.具有量子点或者荧光粉的涂层3的涂层面积小，荧光粉或量子点使用量较小，节约成本；
[0052] 3.该组合透镜画面一致性好，可降低产品厚度，优化产品外观；
[0053] 4.该组合透镜可提升LED的光线利用率，封装密封性高，光衰小，LED寿命长。
[0054] 本实施例中，所述透镜组件包括连接于所述凸透镜1的入光面11、并能够与所述凸透镜1合围形成一能够容纳LED的容纳腔体的支架5，所述支架5设置于所述电路板6上。
[0055] 所述支架5与所述凸透镜1同材质、一体成型，增强了所述支架5与所述凸透镜1之间的连接稳定性，且简化了工艺步骤，所述支架5通过点胶的方式固定于所述电路板6上，便于所述支架5的固定。
[0056] 本实施例中，所述凸透镜1在垂直于其光轴的方向上的长度r满足公式：2r≥h*tan60、以使得所述LED芯片4发出的光中出光角度小于或等于120度的光线能够入射至所述凸透镜中，其中，h为所述LED芯片4到所述凸透镜1的中心的距离。
[0057] 所述LED芯片4发出的光线的出光角度一般在120度范围内，所以只要使得出光角度小于或等于120度的光线能够进入所述凸透镜1，避免光损，提高光线利用率。
[0058] 需要说明的是，若考虑所述LED芯片的体积，则h可以为所述LED芯片4的中心到所述凸透镜1的中心的距离。本实施例中，忽略了所述LED芯片的实际体积，仅将其作为一个点对本实施例中的LED封装结构进行具体介绍，即将所述LED芯片的大小等同于所述凸透镜的焦点，所述LED芯片与所述凸透镜的焦点重合，所以h为所述LED芯片4到所述凸透镜1的中心的距离。
[0059] 本实施例中，所述LED芯片4为蓝光LED，所述凸透镜1和所述凹透镜2之间封装有具有量子点的涂层时，所述量子点包括红色量子点和绿色量子点，以使得所述LED芯片4发出的光经过所述透镜组件后转化为白光，或者，所述凸透镜1和所述凹透镜2之间封装有具有荧光粉的涂层时，所述荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉，以使得所述LED芯片4发出的光经过所述透镜组件后转化为白光。
[0060] 以上所述为本实用新型较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述远离的前提下，还可以进行若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围。
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