CN101834237A - 发光二极管封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种发光二极管封装结构，主要是于发光二极管晶粒如蓝光晶粒、与荧光胶体层如黄荧光胶体层之间增添一内透明胶体层，并以一外透明胶体层配合内透明胶体层将荧光胶体层包围住，以便减少LED晶粒的光线经荧光粉颗粒反射而被LED晶粒本身吸收掉的情形，有助于提高总体出光量、降低LED晶粒热能；另外也提供荧光粉较佳的水气隔绝。

Description

发光二极管封装结构

技术领域

本发明是关于一种发光二极管封装结构，尤指一种适用于具有萤光胶体层的发光二极管封装结构。

背景技术

由于发光二极管(light emitting diode，LED)具有寿命长、体积小、高耐震性、发热度小及耗电量低等优点，发光二极管已被广泛地应用于家电制品及各式仪器的指示灯或光源。近年来，更由于发光二极管朝向多色彩及高亮度化发展，因此其应用范围已拓展至各种携带式电子产品中，以作为小型显示器的背光源，成为兼具省电和环保概念的新照明光源。

一般信息产品的平面显示器所需的背光源皆以白光为主，因此应用作为背光源的LED亦需能产生白光。目前业界一般产生白光的方式包括有：(1)使用蓝光LED晶粒加黄绿光萤光粉而形成白光，此方法成本较低，为大部份业界所采用，但其有一明显缺点为所产生的白光缺少红光部分，故其演色性不佳；(2)使用红、蓝、绿光三颗LED晶粒，利用调整通过三颗LED晶粒的电流来产生白光，此法效率最高，但生产成本亦最高；(3)使用紫外光(UV)晶粒加上红、绿、蓝光萤光粉，但此法效率较低，而且UV光易造成环氧树脂老化；(4)蓝光LED晶粒加上红、绿光萤光粉，此法效率偏低。

请参阅图1，其绘示已知发光二极管封装结构部分示意图，此种LED装置乃必须使用萤光粉而转换光波长。已知发光二极管封装结构包含有载体，如反射碗杯1、一发光二极管晶粒2，如蓝光晶粒、及一萤光胶体层3，如黄色萤光粉胶体层。萤光胶体层3中含有均匀散布的萤光粉颗粒。在萤光胶体层3之外再覆以一光学透镜层4。

发光二极管晶粒2先固着于载体上，之后再以一封胶工艺将萤光胶体层3直接覆盖于蓝光晶粒上。当蓝光晶粒发出蓝光至萤光粉时，黄色萤光粉受激发而形成黄光，由蓝光与黄光的互补故而形成白光。

本案创作人长期从事相关领域研究发现，上述LED封装结构因发光二极管晶粒与萤光胶体层直接接触相距过近，导致所发出的光有颇大比例因萤光粉颗粒而散射。而上述散射的光若因散射作用恰射回到发光二极管晶粒上，将产生被吸收的结果，故整体而言有光损耗情形。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种LED封装结构，以便能提高LED装置的光通量及发光效率，且更具有抑制萤光胶体层受潮劣化的功效。

为达成上述目的，本发明的LED封装结构包括一发光二极管晶粒、一内透明胶体层、一萤光胶体层、及一外透明胶体层。相对位置需为，内透明胶体层位于发光二极管晶粒与萤光胶体层之间，且外透明胶体层与内透明胶体层将萤光胶体层上下夹住并包围。

透明胶体层材质例如硅胶、环氧树脂、或玻璃。另外也考量折射率若较接近晶粒则光较容易顺利发出，较佳为1.33-3.0，穿透率较佳为85％一100％(per mm)。

利用本发明结构可有效解决已知萤光粉层直接包覆于LED晶粒之外、未提供适当间距，导致一部份发光经萤光粉散射而重回具高吸收率的LED晶粒的问题，因而具减少LED晶粒热能、提高总体出光量的功效。另一方面，通过二透明胶体层将萤光胶体层包围，可避免萤光粉材受潮劣化，确保LED组件使用寿命。

上述发光二极管晶粒例如为一蓝光二极管晶粒或紫外光二极管晶粒；萤光胶体层可为黄色萤光胶体层、绿色萤光胶体层、或红色萤光胶体层。透明胶体层可为硅胶、热塑性树脂如聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯酯、聚甲基丙烯甲酯、聚碳酸酯、环氧树脂、或玻璃材质。发光二极管晶粒可电性连接于一导电座。

上述内透明胶体层与外透明胶体层较佳为同一材质，且更佳为一体成型。

附图说明

有关本发明为达上述目的，所采用的技术手段及其它功效，以下列举一较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中：

图1是已知发光二极管封装结构部分示意图。

图2是本发明一较佳实施例发光二极管封装结构的立体图。

图3是沿图2的A-A线的剖视图。

图4是本发明另一较佳实施例发光二极管封装结构的示意图。

具体实施方式

参考图2与图3，分别为本发明一较佳实施例发光二极管封装结构的立体图、及其剖视图。LED封装结构包括有一发光二极管晶粒10、一透明胶体层11、一萤光胶体层12、一导电座13、及一散热壳体15。本实施例所用发光二极管晶粒10为一蓝光晶粒，亦可使用紫外光二极管晶粒，位于固晶平面17上，发光二极管晶粒10并通过二导线14与导电座13电性连接，导电座13由代表二不同极性的正极支架131与负极支架132所构成，图中更可看出二支架延伸至末端而成为对外的二电接脚161、162。导电座13与散热壳体15间以绝缘塑料分隔。LED运作所产生的热通过散热壳体15排至外部环境，散热壳体15为金属材质。

透明胶体层11与萤光胶体层12皆覆盖于发光二极管晶粒10上方，且透明胶体层11是形成于另两者之间。最简单的构成下，透明胶体层11直接形成于发光二极管晶粒10外侧且包覆之，而萤光胶体层12则接而形成于透明胶体层11外侧且包覆之。

所用的萤光胶体层12为了配合蓝光晶粒发出白光，其构成主要是于硅胶中包含有均匀散布的黄色萤光粉121。对应所采用的不同二极管晶粒，萤光胶体层亦可为绿色萤光胶体层、或红色萤光胶体层。透明胶体层11使用了硅胶。若考量较佳的出光通量，可选择折射率1.33-3.0、穿透率85％-100％(per mm)的材质。

透明胶体层11的实施厚度因LED晶粒10而有所不同，本实施例中为0.5-3.5mm。

在前述LED结构最外层更可视实际需求增设一光学透镜层(图未示)，其材料可为硅胶、热塑性树脂如聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯酯、聚甲基丙烯甲酯、聚碳酸酯、环氧树脂或玻璃。

因此，本发明的封装结构通过提供萤光粉层与LED晶粒之间一适当间距，减少光线被萤光粉颗粒散射重回晶粒的机率，故使得高功率LED装置具有高出光效率、高流明输出，也降低了晶粒热负荷。并且，要形成本发明的封装结构相较于已知工艺也仅是在形成萤光胶体层之前多了一道形成内部透明胶体层的步骤，其余工艺步骤并未有实质改变，故不会造成特别大的额外成本负担。

参考图4，是本发明另一较佳实施例示意图。本例中LED封装结构包括由下而上依序排列设置的凸型散热基座21、发光二极管晶粒22、内透明胶体层23、萤光胶体层24、及外透明胶体层25，发光二极管晶粒22是位于散热基座21的突出部分，外透明胶体层25同时作为透镜层的功用。较特别的是，内透明胶体层23与外透明胶体层25相连而将萤光胶体层24整体包住，如此一来，可避免萤光胶体层24受潮而劣化。若仅在上述实施例的萤光胶体层24外侧再直接形成外覆的透镜层，水气仍会从透镜层与散热壳体的交界面渗漏到萤光胶体层，此乃因二材料间的密合度并不佳之故。故采用同为透明胶体的二材质层将萤光胶体层包围的方式可达到较好的密合效果。较佳地，内透明胶体层23与外透明胶体层25为同一材质，且更佳为二者以一体成型构成。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种发光二极管封装结构，包括：

一发光二极管晶粒；

一内透明胶体层，形成于该发光二极管晶粒之上；

一萤光胶体层，形成于该透明胶体层之上；以及

一外透明胶体层，形成于该萤光胶体层之上，且与该内透明胶体层相连而包围该萤光胶体层。

2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中，该发光二极管晶粒为一蓝光二极管晶粒或紫外光二极管晶粒。

3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中，该萤光胶体层为黄色萤光胶体层、绿色萤光胶体层或红色萤光胶体层。

4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中，该发光二极管晶粒电性连接于一导电座。

5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中，该透明胶体层为硅胶、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯酯、聚甲基丙烯甲酯、聚碳酸酯、环氧树脂或玻璃材质。

6.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中，该透明胶体层的折射率为1.33-3.0，穿透率为85％-100％。

7.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中，该内透明胶体层与该外透明胶体层为同一材质。

8.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中，该内透明胶体层与该外透明胶体层是一体成型。

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