CN101192638A - 发光二极管元件 - Google Patents

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伍永安
闫向阳
赵芳
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Jincheng Global Lite Photoelectric Technology Co Ltd
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Jincheng Global Lite Photoelectric Technology Co Ltd
SHANXI LEBAI LITE TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种发光二极管元件，包括：底座；发光二极管芯片，置于所述底座上；荧光粉层，与所述发光二极管芯片相接设。所述荧光粉层为荧光粉与环氧树脂、水玻璃或硅胶调和成的液体层。所述荧光粉层为固态或胶态薄膜。所述荧光粉层通过覆盖层与所述发光二极管芯片相接设。所述覆盖层的材质为环氧树脂、水玻璃或硅胶。所述荧光粉层为凸形，用于取光。所述荧光粉层外具有透镜。荧光粉层外具有保护和取光层。所述保护和取光层的材质为环氧树脂、水玻璃或硅胶。所述底座具有侧壁。所述底座的侧壁为垂直侧壁或倾斜侧壁。因此本发明的LED元件具有良好的散热性、可靠性并且制造过程简单化，成本低。

Description

发光二极管元件
技术领域
本发明涉及一种发光二级管(light-emitting diode，LED)元件，尤其是一种大功率的发光二极管元件。
背景技术
随着发光二级管(light-emitting diode，LED)亮度的增加和制造成本的降低，大功率LED在各种照明领域的使用越来越多。并且LED的使用，会对国家的能源策略和环保策略产生积极的影响。目前不同的LED可以发出从红外到蓝之间不同波长的光线，而且现在已经发出了紫色乃至紫外光的发光二极管。并且还有在蓝光LED上涂上荧光粉，将蓝光转化成白光的白光LED。
因为大功率的LED体积很小，因此可以进行平面封装，或根据使用环境或状况使用多颗或进行多种组合，并且具有发热量低，发光寿命长(5万个小时以上)、不易破和耐震与耐冲击的优点，所以可在恶劣的情况下进行使用。因为白光LED具有发光效率高、省电、无热辐射、不含水银等重金属、无污染及废弃物处理问题等许多的优点，被视为“绿色照明光源”，很可能取代现在照明市场的主流白炽灯泡及荧(日)光灯。
大功率LED的技术关键是要解决好灯体的散热问题，不同于白炽灯泡，LED的输入功率散耗的大部分(50％至90％)转化成为芯片上的热能。不同于白炽灯丝工作于数千摄氏度，LED芯片只能工作于较低的温度(-40℃至约125℃或小于200℃)，因为电光转化效率和可靠性随着工作温度的升高而降低，所以灯体和芯片的散热降温就成了制约大功率LED产品的最大瓶颈。
另外，荧光粉的添加也会对颜色转换产生影响，而影响LED的颜色均匀与较短分布。
如图1和图2所示，为现有的两种大功率白光LED的机构示意图。LED芯片20先置于底座21上，图1中荧光粉22撒于LED芯片20之上，图2中荧光粉22成薄膜状包于LED芯20片之上，然后用环氧树脂，水玻璃或者硅胶23置于其上。这两种方法中荧光粉22都直接和LED芯片20紧密相邻。由于工作时LED芯片20发热产生高温，导致荧光粉22持续高温加速老化，会使LED的寿命大大缩短。图1中荧光粉2 2的多寡及其不规则形状也会使白光LED的发光颜色及角度分布不均。图2中荧光粉22成薄膜状包于LED芯片20之上，会阻碍导线在LED芯片20上的焊接。图1和2中荧光粉22的加法均会对高功率三维光子晶体型的LED芯片产生不利影响。
因此这两种结构的体积大，制造过程复杂，成本高，芯片散热性能也不好。
发明内容
本发明的目的是针对现有的LED元件的缺点，提供一种LED元件，体积小、成本低而且散热性能好。
为实现上述目的，本发明提供了一种发光二级管元件，包括：
底座；
发光二级管芯片，置于所述底座上；
荧光粉层，与所述发光二级管芯片相接设。
所述荧光粉层为荧光粉与环氧树脂、水玻璃或硅胶调和成的液体层。所述荧光粉层为固态或胶态薄膜。所述荧光粉层通过覆盖层与所述发光二级管芯片相接设。所述覆盖层的材质为环氧树脂、水玻璃或硅胶。
所述荧光粉层为凸形，用于取光。所述荧光粉层外具有透镜。荧光粉层外具有保护和取光层。所述保护和取光层的材质为环氧树脂、水玻璃或硅胶。所述底座具有侧壁。所述底座的侧壁为垂直侧壁或倾斜侧壁。
因此本发明的LED元件具有良好的散热性、可靠性并且制造过程简单化，成本低。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有的LED元件的结构示意图之一；
图2为现有的LED元件的结构示意图之二；
图3为本发明LED元件的实施例1的结构示意图之一；
图4为本发明LED元件的实施例1的结构示意图之二；
图5为本发明LED元件的实施例1的切割时的结构示意图；
图6为本发明LED元件的实施例2的结构示意图之一；
图7为本发明LED元件的实施例2的结构示意图之二；
图8为本发明LED元件的实施例3的结构示意图之一；
图9为本发明LED元件的实施例3的结构示意图之二；
图10为本发明LED元件的实施例4的结构示意图；
图11为本发明LED元件的实施例5的结构示意图；
图12为本发明LED元件的实施例6的结构示意图；
图13为本发明LED元件的实施例7的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图3和图4所示，为本发明LED元件的实施例1的结构示意图，LED芯片10置于底座11，图3中荧光粉层12可为荧光粉与环氧树脂，水玻璃，或硅胶等液体调和成的液体，该荧光粉层12置于LED芯片10之上。图4中的荧光粉层12和LED芯片10之间利用覆盖层13连接，如环氧树脂，水玻璃，或硅胶等。荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比多少可用来调节白光LED的色温。由于荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比相对来说易于控制，将比现有的LED更易控制白光LED的色温及其大规模生产时的色温均匀性。并且荧光粉层12之上可再加保护和取光层，或者透镜。
因为可以将荧光层制成固态状薄膜，或先和别的液体制成混合液以增加体积。这样一来白光LED的色温和批量生产的色温均匀性均会有很好的控制。
并且LED元件均可采取二维矩阵式一起制造再行分割。如图所示，阵列式的LED芯片10可先置于底座11之上。然后覆盖层、荧光粉层12和透镜等可统一置于LED芯片10之上。并进行加温固胶等各种操作，最后再沿切割线aa’及bb’等分割成单个的LED元件。
实施例2
如图6和图7所示，为本发明LED元件的实施例2的结构示意图，LED芯片10先置于底座11。图6中荧光粉层12可为荧光粉与环氧树脂，水玻璃，或硅胶等液体调和成的液体。该荧光粉层12置于LED芯片10之上。该荧光粉层12可以比底座11小。该荧光粉层12可以呈凸型用以取光及聚光。该荧光粉层12凸型可以由其液体表面张力自动形成。图7中荧光粉层12和LED芯片10之间另加了覆盖层13，如环氧树脂，水玻璃，或硅胶等。荧光粉层12呈凸型可以由其液体表面张力自动形成。该两种LED元件均可采取二维矩阵式一起制造再行分割。
实施例3
如图8和图9所示，为本发明LED元件的实施例3的结构示意图，LED芯片10置于底座11上。底座11上的侧壁110可为垂直壁或倾斜壁。图8中荧光粉层12置于LED芯片10之上。图9中荧光粉层12和LED芯片10之间具有环氧树脂，水玻璃，或硅胶材质的覆盖层13。荧光粉层12可为荧光粉与环氧树脂，水玻璃，或硅胶等液体调和成的液体。荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比多少可用来调节白光LED的色温。由于荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比相对来说易于控制，比现有的LED元件更易控制白光LED的色温及其大规模生产时的色温均匀性。荧光粉层12之上仍可有另外的保护和取光层14，由环氧树脂，水玻璃，或硅胶等制成。荧光粉层上可再加取光透镜。
实施例4
如图10所示，为本发明LED元件的实施例4的结构示意图。芯片置于底座11上。底座11上的侧壁110可为垂直壁或倾斜壁。环氧树脂，水玻璃，或硅胶等材质的覆盖层13置于LED芯片10之上，荧光粉层12置于覆盖层13纸上，可为荧光粉与环氧树脂，水玻璃，或硅胶等液体调和成的液体。荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比多少可用来调节白光LED的色温。由于荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比相对来说易于控制，将比现有技术更易控制白光LED的色温及其大规模生产时的色温均匀性。荧光粉层12之上可再加取光和保护层或取光透镜。
实施例5
如图11所示，为本发明LED元件的实施例5的结构示意图。芯片置于底座11上。底座11上的侧壁110可为垂直壁或倾斜壁。环氧树脂，水玻璃，或硅胶等材质的覆盖层13置于LED芯片10之上，荧光粉层12至于覆盖层13纸上，可为荧光粉与环氧树脂，水玻璃，或硅胶等液体调和成的固态或胶体薄膜层。荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比多少可用来调节白光LED的色温。由于荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比相对来说易于控制，本发明将比现有技术更易控制白光LED的色温及其大规模生产时的色温均匀性。荧光粉层12之上可再加取光和保护层或取光透镜。
实施例6
如图12所示，为本发明LED元件的实施例6的结构示意图。芯片置于底座11上。底座11上的侧壁110可为垂直壁或倾斜壁。环氧树脂，水玻璃，或硅胶等材质的覆盖层13置于LED芯片10之上，荧光粉层12置于覆盖层13之上，可为荧光粉与环氧树脂，水玻璃，或硅胶等液体调和成的液体。其中荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比多少可用来调节白光LED的色温。由于荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比相对来说易于控制，比现有技术更易控制白光LED的色温及其大规模生产时的色温均匀性。荧光粉层12之上具有透镜15。
实施例7
如图13所示，为本发明LED元件的实施例7的结构示意图。芯片置于底座11上。底座11上的侧壁110可为垂直壁或倾斜壁。氧树脂，水玻璃，或硅胶等材质的覆盖层13置于LED芯片10之上，荧光粉层12置于覆盖层13之上，荧光粉层12可为荧光粉与环氧树脂，水玻璃，或硅胶等液体调和成的液体。荧光粉层12的厚度及荧光粉含量的百分比多少可用来调节白光LED的色温。荧光粉层120并可多加一些，由该液态层的表面张力自动形成取光透镜。
本发明中各种白光LED元件的荧光粉均相对远离LED芯片。另外荧光粉均相对远离LED芯片会减少荧光粉反射的芯片发光重新回到芯片内造成的二次吸收与损耗，及荧光粉所发射的荧光进入LED芯片内造成的吸收与损耗，以增加LED的出光效率。
本发明的大功率白光LED元件可以有效地提高白光LED的散热特性，并大幅提高其颜色分布均匀性，使用寿命及可靠性。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种发光二级管元件，其特征在于包括：
底座；
发光二级管芯片，置于所述底座上；
荧光粉层，与所述发光二级管芯片相接设。
2.根据权利要求1所述的发光二级管元件，其特征在于所述荧光粉层为荧光粉与环氧树脂、水玻璃或硅胶调和成的液体层。
3.根据权利要求1所述的发光二级管元件，其特征在于所述荧光粉层为固态或胶态薄膜。
4.根据权利要求1所述的发光二级管元件，其特征在于所述荧光粉层通过覆盖层与所述发光二级管芯片相接设。
5.根据权利要求4所述的发光二级管元件，其特征在于所述覆盖层的材质为环氧树脂、水玻璃或硅胶。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的发光二级管元件，其特征在于所述荧光粉层为凸形，用于取光。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的发光二级管元件，其特征在于所述荧光粉层外具有透镜。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的发光二级管元件，其特征在于所述荧光粉层外具有保护和取光层。
9.根据权利要求8所述的发光二级管元件，其特征在于所述保护和取光层的材质为环氧树脂、水玻璃或硅胶。
10.根据权利要求1所述的发光二级管元件，其特征在于所述底座具有侧壁。
11.根据权利要求10所述的发光二级管元件，其特征在于所述底座的侧壁为垂直侧壁或倾斜侧壁。
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