CN101118900A - 发光二极管封装结构 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管封装结构，包含封装基座、红光发光二极管芯片、蓝光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片、封装材料以及黄荧光粉。三发光二极管芯片置于封装基座的容置空间中，由封装材料所包覆及保护，黄荧光粉则均匀混合于封装材料内。三芯片通电发出各自色光后，三色光互相混合成白光，且蓝色发光二极管芯片发出的蓝光激发黄荧光粉发出黄光后，部分蓝光亦与黄光混合成白光。

Description

发光二极管封装结构

技术领域

本发明涉及一种发光二极管封装结构，且特别涉及一种提高发光二极管的演色性的封装结构。

背景技术

近年来，发光二极管(light emitting diode；LED)组件在照明领域上的使用，呈现级数成长。例如，发光二极管广泛的应用在手机、PDA及其它电子产品内。

目前现有的部份白光LED采用将红光LED发光芯片(red chip)、绿光LED发光芯片(green chip)、蓝光LED发光芯片(blue chip)共同封装在同一组件封装结构体内，由三颜色光的混合来产生白光。

演色性(color rendering index；Ra)是光线对物体颜色呈现程度的衡量，也就是颜色逼真的程度。演色性高的光源对颜色的表现性也会较佳，代表所看到的颜色较接近自然原色。然而，一般白光LED演色性并不高，例如传统以红、蓝、绿三色LED发光芯片混光的装置其演色性只达到约60～70。

因此发光二极管制造者莫不以设计出具高演色性的白光LED为其发展目标之一。

发明内容

因此本发明之一目的就是在提供一种提高演色性的LED封装结构，用以提高三色混光式LED装置的演色性。

本发明的另一目的是在提供一种提高演色性的LED封装结构，由简便的封装步骤提升LED的演色性。

本发明的另一目的是在提供一种提高演色性的LED封装结构，减少绿光LED芯片以过电流激发来驱动的情形，也使得三发光二极管芯片的驱动电流驱向一致。

根据本发明的上述目的，提出一种LED封装结构，具有提高演色性的功效。LED封装结构包括封装基座、发光芯片组、封装材料、荧光粉。封装基座具有一容置空间，发光芯片组即位于容置空间中。

发光芯片组包括经通电而发出510纳米至550纳米波长光线的第一发光二极管芯片、经通电而发出440纳米至480纳米波长光线的第二发光二极管芯片，以及经通电而发出600纳米至630纳米波长光线的第三发光二极管芯片。

封装材料填充于容置空间内，覆盖住所有芯片，提供保护的功能。荧光粉均匀混合于封装材料中，被激发时会产生560纳米至600纳米波长的激发光。

当电流通过电性连接于LED芯片的电极引脚使LED芯片导通，发出对应波长的光时，此时部份蓝光用于激发荧光粉发出黄光。因此不仅红光、蓝光与绿光混合形成白光，更有黄光混合部份蓝光的辅助机制来形成白光，使LED装置的发光效率提升，演色性也同时提高。

此外，在芯片驱动电流大小方面，也因绿光的须求降低、而蓝光须求提高，使得整体驱动电流更趋向一致。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明的LED封装结构一较佳实施例的俯视图；

图1B为本发明的LED封装结构一较佳实施例的侧剖面图；

图2为本发明的LED封装结构中各LED芯片另一较佳排列方式。

其中，附图标记

102：封装基座                    104：封装材料

106：黄色荧光粉                  108：容置空间

110：发光芯片组                  112：第一发光二极管芯片

114：第三发光二极管芯片          116：第二发光二极管芯片

122a、124a、126a：正极电极引脚

122b、124b、126b：负极电极引脚

212：第一发光LED芯片             214：第三发光LED芯片

216：第二发光LED芯片

具体实施方式

本发明揭露一种提高演色性的LED封装结构，由在封装材料中混入黄色荧光粉，使LED的白光除了以三色混光产生之外，其中部份蓝光更激发黄色荧光粉产生黄光，进而与其混合形成白光。结合此二效应使发光二极管的发光效率更为提升、演色性更高。

同时参照图1A与图1B，其分别为本发明的LED封装结构一较佳实施例的俯视图与侧剖面图。其中图1A中为显示出容置空间108，已将封装材料省略。

于一较佳实施例中，提高演色性的LED封装结构包括一封装基座102、一发光芯片组110、封装材料104以及一荧光粉106、及一电极引脚组。

封装基座102为以聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide；PPA)、环氧树脂、玻璃纤维、氧化钙等材料射出成形的结构，具有一容置空间108，用以容置发光芯片组110。

发光芯片组110包括一第一发光二极管芯片112、一第二发光二极管芯片116、以及一第三发光二极管芯片114。第一发光二极管芯片112于电能输入时可发出510纳米至550纳米的特定波长的光，例如为一绿光LED芯片。第二发光二极管芯片116于电能输入时可发出440纳米至480纳米的特定波长的光，例如为一蓝光LED芯片。第三发光二极管芯片114于电能输入时可发出600纳米至630纳米的特定波长的光，例如为一红光LED芯片。

封装材料104充填于容置空间108中，覆盖住发光芯片组110，用以保护三LED芯片，且使LED芯片的光得以输出至外部。封装材料104例如为环氧树脂、压克力或硅胶或其组合。

荧光粉106均匀混合于封装材料104内，被激发时所产生的激发光谱峰值为560纳米至600纳米，例如为黄色荧光粉。三LED芯片发出的各色光于混光时产生白光，且其中第二LED芯片116还具有激发荧光粉106的功能。荧光粉106被激发后产生一激发光，此激发光与第二LED芯片116的蓝光混光产生一白光。

电极引脚组包括电性连接于每一芯片正极的正极电极引脚122a、124a、126a，以及电性连接于各芯片负极的负极电极引脚122b、124b、126b，以提供外部电能传导进入芯片的一途径。

当外部电能由各正极电极引脚以及各负极电极引脚使对应的芯片导通，因而激发出各自波长的光时，其中蓝光LED芯片116发出的部份蓝光将激发黄色荧光粉106，使其发出黄色光，此时亦有部份蓝光会与黄光相混而成为白光。剩余的蓝光则与绿光、红光混合成白光。

上述实施例中虽三LED芯片的配置为三角形排列方式，唯本发明并非限定于此。且各芯片间的相对位置也非限于实施例所述者。例如第2图所示的排列方式为另一种较佳的配置，第一发光LED芯片212、第三发光LED芯片214、第二发光LED芯片216排列成一直线，其中第二发光LED芯片216位于中间，以利于荧光粉的激发。

由于被激发出的黄色光，使得本发明的LED装置相较于现有仅以RGB三色发光LED芯片混成白光的技术，更添加一色彩成份，因而更接近太阳光，提升了演色性。且蓝光与560纳米至600纳米波长的激发光的白光转换效率是较佳的。

此外，于背光模块的应用上，因传统RGB亮度比为约3∶6∶1，容易发生为避免绿光亮度不足，而以过电流驱动(over drive)的方式驱动绿光LED芯片。而蓝光部份则容易发生为避免亮度太高而仅以小电流驱动蓝光LED芯片。造成LED装置整体驱动电流相当不一致的情形。

本发明因添加一黄荧光粉，使得蓝光所须驱动电流较为提高，以同时负责与黄荧光粉的作用、以及与红、绿二光的作用；另一方面，由于蓝光与黄光的混光负担一部份白光的产生，使得绿光的须求得以降低。因此就整体效果而言，LED装置的趋动电流更趋向一致，减少了落差。由于荧光粉的使用比例影响了最后产生的亮度以及白光整体的纯度，因此可视须求而调整此荧光粉比例。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明至少具有下列优点。与现有RGB三芯片混光技术相比，本发明提供较高的演色性，应用于一般照明或背光模块时，使欲呈现颜色的物体反应更真实色彩。而发光效率上也因蓝光与黄光混合成白光而提升。

本发明的封装步骤与现有相较并不须额外特殊设备，仅于制作封装材料时将激发波段560纳米至600纳米的荧光粉混入，再封胶步骤的便使荧光粉连同封装材料置放于容置空间即可。

且以蓝光与黄光的混光来产生白光的作用，在转换效率上较佳。现有关于三色芯片各自驱动电流的不一致情形也获得了改善。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种发光二极管封装结构，其特征在于，包含：

一封装基座，具有一容置空间；

一发光芯片组，位于该容置空间，包含：

一第一发光二极管芯片，用以发出510纳米至550纳米波长的一绿光；

一第二发光二极管芯片，用以发出440纳米至480纳米波长的一蓝光；以及

一第三发光二极管芯片，用以发出600纳米至630纲米波长的一红光；

一封装材料，位于该容置空间中，覆盖保护该些发光二极管芯片；以及

一荧光粉，具有波长为560纳米至600纳米的一激发光谱峰值，混合于该封装材料内，

其中该绿光、该蓝光以及该红光共同混光成一白光，且该蓝光激发该荧光粉产生一激发光，并与该激发光混光成另一白光。

2.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该封装材料为环氧树脂、压克力或硅胶或其组合。

3.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该些芯片排列成三角形。

4.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，该些芯片排列成一直线。

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