CN108269902A - 一种led封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED封装结构，包括封装主体，封装主体包括：基板、基板上方设有可伐合金金属框，可伐合金金属框上设有导电层，导电层上设有固晶区域，固晶区域用于安装LED芯片；固晶区域上安装有玻璃衬底，玻璃衬底外围罩设有保护罩，保护罩外表面为凹凸结构；封装主体内还包括边缘滤器和漫射体，漫射体用于接收从边缘滤器反射的光。本发明通过以上封装结构可以使LED散热快、耐UV照射、耐高温、耐黄变，便于产业化；令光被激发的光线的路径一致，从各个角度看都无色差或色差很小；通过导电层可以用来反射LED芯片发射出的光线成为反射层；通过将保护罩采用凹凸结构，有效且简单的实现了LED封装体表面的粗化，从而提升了高效率LED的发光效率。
Description
技术领域
本发明设计半导体封装领域，尤其是一种LED封装结构及其封装方法。
背景技术
LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不同，可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源、通用照明五大类。
LED产品主要应用于背光源、彩屏、室内照明三大领域。未来在技术不断成熟而导致的产品价格下降以及新一轮全球禁售白炽灯高潮兴起等因素的影响下，室内照明将替代背光源成为未来LED增长最快的细分领域。此外，近年来在小间距显示屏等产品升级因素驱动下，LED产品增速也不断提升，呈现稳健增长的趋势。
目前，常用的LED封装散热慢，不耐UV照射，不耐高温，易变黄，不便于产业化。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种结构简单，便于产业化，色差小，且发光效果好的LED封装结构及其封装方法。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。
一种LED封装结构，包括封装主体，所述封装主体包括：
基板；
所述基板上方设有可伐合金金属框，所述可伐合金金属框的外边缘尺寸小于所述基板的尺寸；
所述可伐合金金属框为四边形，所述可伐合金金属框上设有导电层，所述导电层上设有固晶区域；
所述固晶区域用于安装LED芯片；
所述固晶区域上安装有玻璃衬底，其包括玻璃衬底及竖向分布于所述玻璃衬底的多个像素，每个像素包括多个子像素微腔，所述玻璃衬底外围罩设有保护罩，所述保护罩外表面为凹凸结构；及
所述封装主体内还包括边缘滤器和漫射体，所述漫射体用于接收从所述边缘滤器反射的光。
具体地，所述基板为带有金属线路的氮化铝基板。
具体地，所述可伐合金金属框的材质为Mo-Ni-Cu合金，且所述可伐合金金属框与所述基板焊接连接。
具体地，所述LED芯片与所述固晶区域焊接连接。
具体地，所述导电层的材料选自金属、导电化合物和混有导电物质的高分子材料中的任一种，所述导电层为：单层导电层或多层导电层和绝缘层交替形成的导电层。
具体地，所述凹凸结构为微结构，所述微结构的数量级为纳米级。
进一步地，所述子像素微腔设置于所述玻璃衬底上，并从玻璃衬底往上依次层叠有不透明阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层及半透明阴极层，每层远离所述玻璃衬底的顶表面具有相同的曲率。
本发明提供了另一种LED封装方法，包括如下步骤：
步骤1、在片状的基板上焊接带有金属的线路，并在所述基板上焊接所述可伐合金金属框；
步骤2、在所述可伐合金金属框上焊接导电层；
步骤3、在所述导电层上表面将LED芯片通过焊接的方式固定在所述导电层上；
步骤4、在所述LED芯片上方，安装玻璃衬底，并在所述玻璃衬底外围罩设有保护罩，使得LED灯珠封装完成；
步骤5、采用激光切割的方式，将LED灯珠从片状的基板上切割下来，分割成单个的LED灯珠。
具体地，所述基板为氮化铝基板，所述可伐合金金属框的材质为Mo-Ni-Cu合金，所述氮化铝基板和可伐合金之间在真空高温条件下焊接，焊料可以采用Ag70-Cu28-Ti2活性焊料。
具体地，所述可伐合金金属框的外边缘尺寸小于所述基板的尺寸。
本发明的有益效果为：1、可伐合金金属框比基板要小的目的是为了构便于批量化，整个封装完成后，采取激光切割的方式，将一颗颗灯珠从片状的大的基板上切割下来，切割的位置即氮化铝比可伐金属框大出的地方；
2、通过以上封装结构，可以使LED散热快、耐UV照射、耐高温、耐黄变；
3、令光被激发的光线的路径一致，从各个角度看都无色差或色差很小；
4、通过导电层不仅可以用来布置电路，还可以用来反射LED芯片发射出的光线成为反射层；
5、通过将保护罩采用凹凸结构，有效且简单的实现了LED 封装体表面的粗化，从而提升了高效率LED 的发光效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的LED封装结构的示意图；
图2是子像素微腔的外表面示意图；
图3是子像素微腔的结构示意图；
图4是子像素微腔的光线路线的示意图；
图5是图3光线路线的示意图；
图6是本发明第二实施例提供的LED封装结构的示意图；
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，是本发明第一实施例提供的一种LED封装结构，包括封装主体100，所述封装主体包括：基板110，基板110为带有金属线路的氮化铝基板110。氮化铝基板110为陶瓷基板的一种。氮化铝基板110具有更高的导热率，氮化铝基板110的热导率是170~230w/mk，导热率越高越能帮助产品散热。且氮化铝基板110具有更匹配的热膨胀系数，使得LED灯不会在温差剧变时产生太大变形导致内部的金属线路脱焊。同时，氮化铝基板110的可焊性更好，可多次重复焊接。
在本具体实施例中，氮化铝基板110根据产品的要求，制作方法也不一样，包括薄膜技术、厚膜技术、直接覆铜法和激光活化金属化技术。
进一步地，基板110上方设有可伐合金金属框120，可伐合金金属框120为四边形，可伐合金金属框120的外边缘尺寸小于基板110的尺寸，可伐合金金属框120比基板110要小的目的是为了构便于批量化，整个封装完成后，采取激光切割的方式，将一颗颗灯珠从片状的大的基板上切割下来，切割的位置即氮化铝比可伐合金金属框120大出的地方。
具体地，所述可伐合金金属框120的材质为Mo-Ni-Cu合金，且氮化铝基板110和可伐合金金属框120之间在真空高温条件下焊接，焊料可以采用Ag70-Cu28-Ti2活性焊料。焊接前，先用砂纸研磨氮化铝基板110的焊接表面，使被按揭表面平整，然后用酒精清洗，在放入丙酮溶液中用超声波清洗约15min，去除被焊接表面的油渍等。Ag70-Cu28-Ti2活性焊料在使用前先去除表面的氧化层，然后再放入丙酮溶液中进行超声波清洗，最后在真空度优于1.0ⅹ10-3Pa的真空炉中进行焊接连接。
在本具体实施例中，焊接温度1150K，升温速率为10℃/min，在1000K和1150K分别保温10min。
进一步地，所述可伐合金金属框120上设有导电层（未示出）。具体地，导电层的材料选自金属、导电化合物和混有导电物质的高分子材料中的任一种，导电层可以为单层导电层或多层导电层和绝缘层交替形成的导电层，通过导电层不仅可以用来布置电路，还可以用来反射LED芯片（未示出）发射出的光线成为反射层。
进一步地，所述导电层上设有固晶区域（未示出），固晶区域用于安装LED芯片，LED芯片与固晶区域焊接连接。
进一步地，请参阅图2~3，所述固晶区域上安装有玻璃衬底200，其包括玻璃衬底200及竖向分布于所述玻璃衬底200的多个像素，每个像素包括多个子像素微腔。本实施例中，每个像素包括红色子像素微腔201、绿色子像素微腔202和蓝色子像素微腔203三个子像素微腔。每个子像素微腔为半圆柱体形状，在截面上为半圆形，如此，光被激发的光线在微腔内所经历的路程都一致，所产生的共振光谱也一致，因此从各个角度看都不会有颜色偏差。子像素微腔设置于所述玻璃衬底上，从玻璃衬底200往上依次层叠不透明阳极层210（如Ag）、势垒层220（如Ag20）、空穴传输层230（NPB）、发光层240（Alg3）、电子传输层250（Al/LiF）及半透明阴极层260（如Ag）。不透明阳极层210为设置于玻璃衬底上的圆弧形，其他层为依次层叠的扇形层，两端位于玻璃衬底200上，各层具有相同的曲率。在制作时，使用灰阶掩膜板来制作每一层膜的形状。
为进一步清楚的说明本发明采用的这种方案能改善LED的色差问题。从原理上证明其效果，请配合参照图4，光线1沿各层的垂直方向，因此光线1在子像素微腔中形成不了共振，部分光线4出射到子像素微腔外。
子像素微腔的发射波长可以用不透明阳极层所形成的腔中共振，部分光线2出射到腔外；而光线3偏离各层的垂直方向，因次可用下面的公式来表示：
λ=2πL/（2πm-|Φ1|-|Φ2|）
其中Φ1和Φ2分别表示在不透明阳极层210和半透明阴极层260界面上产生的相移，表达式如下：
Φ1,2=arctan[2Kmncosθ/(n2cos2θ-Nm2-Km2)](S偏振光)
Φ1,2=arctan{2ncosθ(Nm2Km+Km3)/[n2(Nm2+Km2)-cos2θ(Nm2-Km2)2]} (P偏振光)
其中Nm 和Km分别表示金属的折射率和消光系数；θ是器件内产生的光射到金属电极上与电极法线方向的夹角；n是与金属相邻的有机物的折射率。
根据上述公式，在子像素微腔共振的波长是和波长相关的，而不产生共振的波长只和发光材料相关，因此出射到子像素微腔外的光线2和光线4光谱是不同的，因此色坐标值也不同，所以人眼看光线2和光线4会产生色差。
经过上述深入的分析和研究，将LED重新设计后，再来分析LED的光路，请参图5。光线1和光线3沿着各层弯曲层的轴线方向传播，因此可以在子像素微腔内形成共振，且其出射的光线2和光线4的光谱相同，所以色坐标值相同。而光线5和光线7不沿各层的轴线方向传播，因此不在子像素微腔内形成共振，其部分光线6和光线8射出腔外，且总会与共振的光线产生重叠。因此这种结构无论在哪个一个视角观看，都会有会有两部分光线：一部分是在子像素微腔内形成共振然后出射的光线，这部分光线强度较强且光谱线较窄，另外一部分是非共振出射的光线，这部分光线强度较弱且光谱线较宽。由于本实施例中子像素微腔的形状设置成半圆形，所以无论在那个视角观看，共振光线的光谱是相同的，非共振光线的光谱也是相同的，因此无论在哪个视角观看，色坐标值均相同，从而减小色差。
另外，其每个子像素微腔的半圆柱体形状既可以横向排布，即半圆柱状的像素的轴线方向为横向，这样在上下方向观看时无色差，但是在左右方向观看时有色差；也可以纵向排布，即半圆柱状的像素的轴线方向为纵向，这样在左右方向观看时无色差，但是在上下方向观看时有色差。
进一步地，所述玻璃衬底200外围罩设有保护罩（未示出），保护罩外表面为凹凸结构，凹凸结构为微结构，微结构的数量级为纳米级，通过将保护罩采用凹凸结构，有效且简单的实现了LED 封装体表面的粗化，从而提升了高效率LED 的发光效率。
进一步地，所述封装主体内还包括边缘滤器和漫射体，所述漫射体用于接收从边缘滤器反射的光，其中，边缘滤器放置于LED芯片上方，其透射边缘随着光的入射角增加而移向较短的波长。低和高波长的滤光器的边缘随着入射角的增加而移位，导致LED 辐射的增加反射作为照明入射角的函数。
请配合参阅6，是本发明第二实施例提供的一种LED封装结构，包括封装主体100，所述封装主体包括：基板110，基板110为带有金属线路的氮化铝基板110。氮化铝基板110为陶瓷基板的一种。氮化铝基板110具有更高的导热率，氮化铝基板110的热导率是170~230w/mk，导热率越高越能帮助产品散热。且氮化铝基板110具有更匹配的热膨胀系数，使得LED灯不会在温差剧变时产生太大变形导致内部的金属线路脱焊。同时，氮化铝基板110的可焊性更好，可多次重复焊接。
在本具体实施例中，氮化铝基板110根据产品的要求，制作方法也不一样，包括薄膜技术、厚膜技术、直接覆铜法和激光活化金属化技术。
进一步地，基板110上方设有可伐合金金属框120，可伐合金金属框120为四边形，可伐合金金属框120的外边缘尺寸小于基板110的尺寸，可伐合金金属框120比基板110要小的目的是为了构便于批量化，整个封装完成后，采取激光切割的方式，将一颗颗灯珠从片状的大的基板上切割下来，切割的位置即氮化铝比可伐合金金属框120大出的地方。
具体地，所述可伐合金金属框120的材质为Mo-Ni-Cu合金，且氮化铝基板110和可伐合金金属框120之间在真空高温条件下焊接，焊料可以采用Ag70-Cu28-Ti2活性焊料。焊接前，先用砂纸研磨氮化铝基板110的焊接表面，使被按揭表面平整，然后用酒精清洗，在放入丙酮溶液中用超声波清洗约15min，去除被焊接表面的油渍等。Ag70-Cu28-Ti2活性焊料在使用前先去除表面的氧化层，然后再放入丙酮溶液中进行超声波清洗，最后在真空度优于1.0ⅹ10-3Pa的真空炉中进行焊接连接。
在本具体实施例中，焊接温度1150K，升温速率为10℃/min，在1000K和1150K分别保温10min。
进一步地，所述可伐合金金属框120上设有导电层（未示出）。具体地，导电层的材料选自金属、导电化合物和混有导电物质的高分子材料中的任一种，导电层可以为单层导电层或多层导电层和绝缘层交替形成的导电层，通过导电层不仅可以用来布置电路，还可以用来反射LED芯片（未示出）发射出的光线成为反射层。
进一步地，所述导电层上设有固晶区域（未示出），固晶区域用于安装LED芯片，LED芯片与固晶区域焊接连接。
进一步地，固晶区域上安装有平面玻璃衬底200，玻璃衬底200的大小刚好和可伐合金金属框120大小一致。
进一步地，所述封装主体内还包括边缘滤器和漫射体，漫射体用于接收从边缘滤器反射的光，其中，边缘滤器放置于LED芯片上方，其透射边缘随着光的入射角增加而移向较短的波长。低和高波长的滤光器的边缘随着入射角的增加而移位，导致LED 辐射的增加反射作为照明入射角的函数。
本发明提供了另一种LED封装方法，包括如下步骤：
步骤1、在片状的基板110上焊接带有金属的线路，并在基板110上焊接所述可伐合金金属框120。具体地，基板110为氮化铝基板110，可伐合金金属框120的材质为Mo-Ni-Cu合金，氮化铝基板110和可伐合金金属框120之间在真空高温条件下焊接，焊料可以采用Ag70-Cu28-Ti2活性焊料。可伐合金金属框120的外边缘尺寸小于基板110的尺寸。
焊接前，先用砂纸研磨氮化铝基板110的焊接表面，使被按揭表面平整，然后用酒精清洗，在放入丙酮溶液中用超声波清洗约15min，去除被焊接表面的油渍等。Ag70-Cu28-Ti2活性焊料在使用前先去除表面的氧化层，然后再放入丙酮溶液中进行超声波清洗，最后在真空度优于1.0ⅹ10-3Pa的真空炉中进行焊接连接。
在本具体实施例中，焊接温度1150K，升温速率为10℃/min，在1000K和1150K分别保温10min。
步骤2、在所述可伐合金金属框120上焊接导电层，导电层的材料选自金属、导电化合物和混有导电物质的高分子材料中的任一种，导电层可以为单层导电层或多层导电层和绝缘层交替形成的导电层，通过导电层不仅可以用来布置电路，还可以用来反射LED芯片发射出的光线成为反射层。
步骤3、在所述导电层上表面将LED芯片通过焊接的方式固定在所述导电层上。
步骤4、在所述LED芯片上方，安装玻璃衬底200，并在玻璃衬底外围罩设有保护罩，使得LED灯珠封装完成。
具体地，玻璃衬底200及竖向分布于所述玻璃衬底200的多个像素，每个像素包括多个子像素微腔。本实施例中，每个像素包括红色子像素微腔201、绿色子像素微腔202和蓝色子像素微腔203三个子像素微腔。每个子像素微腔为半圆柱体形状，在截面上为半圆形，如此，光被激发的光线在微腔内所经历的路程都一致，所产生的共振光谱也一致，因此从各个角度看都不会有颜色偏差。子像素微腔设置于所述玻璃衬底上，从玻璃衬底200往上依次层叠不透明阳极层210（如Ag）、势垒层220（如Ag20）、空穴传输层230（NPB）、发光层240（Alg3）、电子传输层250（Al/LiF）及半透明阴极层260（如Ag）。不透明阳极层210为设置于玻璃衬底上的圆弧形，其他层为依次层叠的扇形层，两端位于玻璃衬底200上，各层具有相同的曲率。在制作时，使用灰阶掩膜板来制作每一层膜的形状。
步骤5、采用激光切割的方式，将LED灯珠从片状的基板上切割下来，分割成单个的LED灯珠。
本发明的有益效果为：1、可伐合金金属框比基板要小的目的是为了构便于批量化，整个封装完成后，采取激光切割的方式，将一颗颗灯珠从片状的大的基板上切割下来，切割的位置即氮化铝比可伐金属框大出的地方；
2、通过以上封装结构，可以使LED散热快、耐UV照射、耐高温、耐黄变；
3、令光被激发的光线的路径一致，从各个角度看都无色差或色差很小；
4、通过导电层不仅可以用来布置电路，还可以用来反射LED芯片发射出的光线成为反射层；
5、通过将保护罩采用凹凸结构，有效且简单的实现了LED 封装体表面的粗化，从而提升了高效率LED 的发光效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“上部”、“中部”、“侧面”、“上”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的单元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发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种LED封装结构，包括封装主体，其特征在于，所述封装主体包括：
基板；
所述基板上方设有可伐合金金属框，所述可伐合金金属框的外边缘尺寸小于所述基板的尺寸；
所述可伐合金金属框为四边形，所述可伐合金金属框上设有导电层，所述导电层上设有固晶区域；
所述固晶区域用于安装LED芯片；
所述固晶区域上安装有玻璃衬底，其包括玻璃衬底及竖向分布于所述玻璃衬底的多个像素，每个像素包括多个子像素微腔，所述玻璃衬底外围罩设有保护罩，所述保护罩外表面为凹凸结构；及
所述封装主体内还包括边缘滤器和漫射体，所述漫射体用于接收从所述边缘滤器反射的光。
2.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述基板为带有金属线路的氮化铝基板。
3.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述可伐合金金属框的材质为Mo-Ni-Cu合金，且所述可伐合金金属框与所述基板焊接连接。
4.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片与所述固晶区域焊接连接。
5.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述导电层的材料选自金属、导电化合物和混有导电物质的高分子材料中的任一种，所述导电层为：
单层导电层或
多层导电层和绝缘层交替形成的导电层。
6.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述凹凸结构为微结构，所述微结构的数量级为纳米级。
7.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述子像素微腔设置于所述玻璃衬底上，并从玻璃衬底往上依次层叠有不透明阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层及半透明阴极层，每层远离所述玻璃衬底的顶表面具有相同的曲率。
8.一种LED封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在片状的基板上焊接带有金属的线路，并在所述基板上焊接所述可伐合金金属框；
步骤2、在所述可伐合金金属框上焊接导电层；
步骤3、在所述导电层上表面将LED芯片通过焊接的方式固定在所述导电层上；
步骤4、在所述LED芯片上方，安装玻璃衬底，并在所述玻璃衬底外围罩设有保护罩，使得LED灯珠封装完成；
步骤5、采用激光切割的方式，将LED灯珠从片状的基板上切割下来，分割成单个的LED灯珠。
9.如权利要求8所述的LED封装方法，其特征在于，所述基板为氮化铝基板，所述可伐合金金属框的材质为Mo-Ni-Cu合金，所述氮化铝基板和可伐合金之间在真空高温条件下焊接，焊料可以采用Ag70-Cu28-Ti2活性焊料。
10.如权利要求8所述的LED封装方法，其特征在于，所述可伐合金金属框的外边缘尺寸小于所述基板的尺寸。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115302207A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-08 | 陕西智拓固相增材制造技术有限公司 | 复合基座的制作方法和复合基座 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101032036A (zh) * | 2004-09-30 | 2007-09-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 利用选择性光线角再循环的led亮度增强 |
| CN103325923A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-25 | 广州市鸿利光电股份有限公司 | 一种led及其封装方法 |
| CN103682046A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-26 | 中山市秉一电子科技有限公司 | 一种led用陶瓷基板 |
| CN105226173A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-06 | 广州市雷腾照明科技有限公司 | 一种cob封装结构及封装方法 |
| CN205028920U (zh) * | 2015-10-09 | 2016-02-10 | 广州市鸿利光电股份有限公司 | 一种深紫外led封装结构 |
| CN105742521A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-06 | 南京先进激光技术研究院 | 一种微腔oled器件 |
| CN105845814A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-08-10 | 华中科技大学 | 一种紫外led封装结构及其制作方法 |
| CN105932019A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-07 | 电子科技大学 | 一种采用cob封装的大功率led结构 |
| CN106449542A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-22 | 深圳市五矿发光材料有限公司 | 一种视窗气密无硅胶的半导体发光芯片的封装结构 |
| CN106848043A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-13 | 光创空间（深圳）技术有限公司 | 一种led器件的封装方法及led器件 |
| CN206505686U (zh) * | 2017-02-15 | 2017-09-19 | 佛山市国星光电股份有限公司 | 一种三角形点阵排列的led显示模组及显示屏 |
| CN107359279A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-17 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种有机电致发光器件及其制备方法 |
-
2018
- 2018-01-16 CN CN201810039003.4A patent/CN108269902A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101032036A (zh) * | 2004-09-30 | 2007-09-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 利用选择性光线角再循环的led亮度增强 |
| CN103325923A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-25 | 广州市鸿利光电股份有限公司 | 一种led及其封装方法 |
| CN103682046A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-26 | 中山市秉一电子科技有限公司 | 一种led用陶瓷基板 |
| CN205028920U (zh) * | 2015-10-09 | 2016-02-10 | 广州市鸿利光电股份有限公司 | 一种深紫外led封装结构 |
| CN105226173A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-06 | 广州市雷腾照明科技有限公司 | 一种cob封装结构及封装方法 |
| CN105742521A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-06 | 南京先进激光技术研究院 | 一种微腔oled器件 |
| CN105845814A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-08-10 | 华中科技大学 | 一种紫外led封装结构及其制作方法 |
| CN105932019A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-07 | 电子科技大学 | 一种采用cob封装的大功率led结构 |
| CN106449542A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-22 | 深圳市五矿发光材料有限公司 | 一种视窗气密无硅胶的半导体发光芯片的封装结构 |
| CN206505686U (zh) * | 2017-02-15 | 2017-09-19 | 佛山市国星光电股份有限公司 | 一种三角形点阵排列的led显示模组及显示屏 |
| CN106848043A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-13 | 光创空间（深圳）技术有限公司 | 一种led器件的封装方法及led器件 |
| CN107359279A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-17 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种有机电致发光器件及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115302207A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-08 | 陕西智拓固相增材制造技术有限公司 | 复合基座的制作方法和复合基座 |
| CN115302207B (zh) * | 2022-08-31 | 2024-05-14 | 陕西智拓固相增材制造技术有限公司 | 复合基座的制作方法和复合基座 |
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