CN101950788A - 一种基于荧光透镜的功率型白光led - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于荧光透镜的功率型白光LED，包括倒装焊封装的LED芯片、电极、反光杯、热沉，其中，采用掺杂发光离子的荧光透镜作为兼具荧光转换、光学配光、封装保护的三合一功能器件；本发明的技术效果在于：采用了热稳定性高的玻璃基荧光透镜，使功率型白光LED整体的热稳定性更加优越；提高LED芯片的散热效率、出光效率，从而提高功率型白光LED整体的出光效率与热稳定性；克服了因光学环氧树脂易老化变黄而带来的发光色坐标漂移的缺点；封装工艺步骤明晰、工艺简单；因此功率型白光LED整体封装工艺简单、易操作、易实现。

Description

一种基于荧光透镜的功率型白光LED
技术领域
本发明涉及一种照明用白光LED，更具体的说涉及一种基于荧光透镜的功率型白光LED。
技术背景
目前，实现照明用白光LED(发光二极管)主要采用蓝光LED芯片、黄光荧光粉、光学环氧树脂组合的方法，是目前功率型白光LED封装的主导方法，围绕此思路，美、日等国开展了大量的相关研究。但目前照明用白光LED中普遍应用铈掺杂钇铝石榴石(YAG:Ce)黄光荧光粉作为荧光转换物质，而此荧光粉存在热稳定性较差的缺陷，参见图1，在传统的功率型白光LED封装结构中，蓝光LED芯片(7)工作时产生的热量会对掺荧光粉的胶层(6)产生较大的影响。胶层(6)中的荧光粉在热量的作用下，其基质材料(YAG)的晶格结构在高温作用下易发生改变，铈(Ce)离子的电子跃迁以及复合发光行为随之发生不良变化，导致功率型白光LED整体的热稳定性不高，在使用中易发生色坐标飘移，发光效率、光通量下降等问题。因此，如何提高功率型白光LED的热稳定性，是目前功率型白光LED推广应用中亟待解决的一个问题。
随着LED芯片本身耐热性能的提高、散热技术的改进，钇铝石榴石荧光粉热稳定性差的缺陷日益凸显，并可能成为功率型白光LED推广应用的新瓶颈。为解决这一问题，科研人员致力于探索其他基质的功率型白光LED用荧光粉。目前最有前途的新型荧光粉主要包括硅酸盐基荧光粉和氮化物及氮氧化物荧光粉两类。随着基质成分和激发波长的变化，这两类荧光粉可以被激发出红、绿、蓝等光色；同时它们的基质结构在高热下不易变化，从而在一定程度上解决了钇铝石榴石基荧光粉的热稳定性问题，封装中应用这两类新型荧光粉的功率型白光LED因此具有较为优越的热稳定性。但是，采用这两类新型荧光粉进行功率型白光LED封装的方式还存在两个严重问题：一是它们的封装方式还没有突破LED芯片、荧光粉、光学环氧树脂组合的传统结构；二是这两类荧光粉出现时间较晚，技术还不成熟，荧光粉晶体结构复杂且合成条件苛刻，成本较高，目前推广应用阻碍较大。
总的来说，在功率型白光LED的热稳定性封装方面，人们的有用成果和突破多集中在荧光粉的改性方面。这些成果的应用的确可以在一定程度上提高功率型白光LED的热稳定性，但此类功率型白光LED受限于原有专利思路和全新技术手段的使用，在大规模应用上还存在较大局限。因此，人们迫切希望可以提出一种一种摒弃荧光粉改性的思路，又能够解决传统结构热稳定差的新型功率型白光LED封装新结构。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于荧光透镜的白光LED，其技术方案为：它包括倒装焊封装的LED芯片、电极、反光杯、热沉，采用掺杂有发光离子的荧光透镜作为兼具荧光转换、光学配光、封装保护的三合一功能器件；反光杯和倒装焊封装的LED芯片在顶部齐平；荧光透镜的底部与反光杯的顶部及倒装焊封装的LED芯片的顶部均紧密接触，荧光透镜、倒装焊封装的LED芯片及反光杯之间空隙形成密闭的封闭腔；所述的封闭腔采用光学透明硅脂作为封装辅料紧密填充。
所述的荧光透镜为硅氧玻璃、钠钙玻璃、硼硅玻璃、光学玻璃、多孔玻璃、发光玻璃以及其他玻璃材料，采用多孔物理吸附、离子交换、离子注入等掺杂方法制备而成。
所述的荧光透镜或者为球面透镜，包括半球状、超半球状的透镜；或者为非球面透镜，包括自由曲面透镜。
本发明的有益技术效果是：1)摒弃了YAG基荧光粉材料，采用了热稳定性高的玻璃基荧光透镜，使功率型白光LED整体的热稳定性更加优越；2)与玻璃基荧光透镜配合，采用LED芯片的倒装焊封装技术，提高LED芯片的散热效率、出光效率，从而提高功率型白光LED整体的出光效率与热稳定性；3)摒弃了光学环氧树脂封装，采用光学透明硅脂填充荧光透镜、芯片、反射杯之间的细微缝隙处，克服了因光学环氧树脂易老化变黄而带来的发光色坐标漂移的缺点；4)荧光透镜、倒装LED芯片和反光杯的一体化封装工艺步骤明晰、工艺简单；且光学透明硅脂的使用旨在填充空隙，不承担配光任务，填充工艺简单，因此功率型白光LED整体封装工艺简单、易操作、易实现。
附图说明
图1为传统的LED封装结构示意图；
图2为本发明的封装结构示意图。
附图中：1、荧光透镜，2、光学透明硅脂，3、倒装焊封装的LED芯片，4、环氧树脂透镜，5、金线，6、掺荧光粉的胶层，7、蓝光LED芯片，8、电极，9、反光杯，10、热沉。
具体实施方式
参见图1，在传统的白光LED封装结构中，蓝光LED芯片7工作时产生的热量会对掺荧光粉的LED用光学环氧树脂胶层6产生较大的影响。胶层6中的荧光粉在热量的作用下，极易发生不良变化，导致白光LED整体热稳定性不高，容易出现色坐标飘移、发光效率、光通量下降等问题。
为解决传统白光LED热稳定性不高的问题，本发明提出了一种创新的白光LED封装结构。参见图2，本发明中，LED封装结构包括倒装焊封装的LED芯片3、电极8、反光杯9、热沉10，与传统白光LED封装结构相比，其创新点在于：采用了掺杂有发光离子的荧光透镜1作为兼具荧光转换、光学配光、封装保护的三合一功能器件；反光杯9和倒装焊封装的LED芯片3在顶部齐平；荧光透镜1的底部与反光杯9的顶部及倒装焊封装的LED芯片3的顶部均紧密接触，荧光透镜1、倒装焊封装的LED芯片3及反光杯9之间空隙形成密闭的封闭腔；所述的封闭腔采用光学透明硅脂2作为封装辅料紧密填充。。
根据所选用的倒装焊封装的LED芯片3的不同，LED芯片3在电压作用下发出不同波长的光，其中部分或全部被荧光透镜1吸收并激发荧光透镜1中的发光离子，最后形成白光并发射到外界。采用适量的光学透明硅脂2填充空隙，确保荧光透镜1、倒装焊封装的LED芯片3及反光杯9之间不存在空气或真空。
所述的荧光透镜1可采用硅氧玻璃、钠钙玻璃、硼硅玻璃、光学玻璃、多孔玻璃、发光玻璃以及其它已商业化的、可大规模采购的玻璃材料，采用多孔物理吸附、离子交换、离子注入等掺杂方法制备而成。
所述的荧光透镜1或者为球面透镜，包括半球状、超半球状的透镜；或者为非球面透镜，包括自由曲面透镜。
倒装焊封装的LED芯片3、电极8、反光杯9、热沉10可以采用常规材料和方法制作；封装辅料采用已商业化的、可大规模采购的光学透明硅脂。
与传统的白光LED封装结构相比，本发明中的新型白光LED摒弃了YAG基荧光粉材料，使用了掺杂发光离子的荧光透镜1。荧光透镜1良好的热稳定性，使白光LED整体具有比传统白光LED更加优越的热稳定性；同时，本发明中的封装结构是一种创新的封装结构，封装工艺简单，成本低廉。

Claims (3)

1.一种基于荧光透镜的功率型白光LED，包括倒装焊封装的LED芯片(3)、电极(8)、反光杯(9)、热沉(10)，其特征在于：采用掺杂发光离子的荧光透镜(1)作为兼具荧光转换、光学配光、封装保护的三合一功能器件；反光杯(9)和倒装焊封装的LED芯片(3)在顶部齐平；荧光透镜(1)的底部与反光杯(9)的顶部及倒装焊封装的LED芯片(3)的顶部均紧密接触，荧光透镜(1)、倒装焊封装的LED芯片(3)及反光杯(9)之间空隙形成密闭的封闭腔；所述的封闭腔采用光学透明硅脂(2)作为封装辅料紧密填充。
2.根据权利要求1所述的一种基于荧光透镜的功率型白光LED，其特征在于：所述的荧光透镜(1)为硅氧玻璃、钠钙玻璃、硼硅玻璃、光学玻璃、多孔玻璃、发光玻璃或其他玻璃材料，采用多孔物理吸附、离子交换、离子注入等掺杂方法制备而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于荧光透镜的功率型白光LED，其特征在于：所述的荧光透镜(1)或者为球面透镜，包括半球状、超半球状的透镜；或者为非球面透镜，包括自由曲面透镜。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169951A (zh) * 2011-01-28 2011-08-31 晶科电子（广州）有限公司 一种提高发光效率的led封装结构及其制造方法
CN102231417A (zh) * 2011-06-22 2011-11-02 冠捷显示科技（厦门）有限公司 新型led凸镜封装工艺
CN102867899A (zh) * 2011-07-04 2013-01-09 刘胜 发光二极管封装模块
CN103515502A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管装置
RU2506663C1 (ru) * 2012-10-10 2014-02-10 Шепеленко Виталий Борисович Светодиод с оптическим элементом
CN104537217A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 东南大学 照明体及显示器背光光谱功率分布的优化方法
CN105161606A (zh) * 2015-07-27 2015-12-16 苏州日月新半导体有限公司 一种led封装方法
CN106939967A (zh) * 2017-03-24 2017-07-11 上海舒颜光电科技有限公司 封装型led灯及封装方法
CN109346592A (zh) * 2018-11-19 2019-02-15 宁波升谱光电股份有限公司 一种led封装器件及其制作方法、一种smd光源
CN109920903A (zh) * 2019-03-08 2019-06-21 佛山市国星光电股份有限公司 一种led器件及背光模组
CN110165037A (zh) * 2019-05-08 2019-08-23 华南理工大学 一种半固化基材的量子点led器件及其制备方法
CN110265532A (zh) * 2011-07-05 2019-09-20 迪睿合电子材料有限公司 照明装置
CN113140663A (zh) * 2021-04-19 2021-07-20 马鞍山杰生半导体有限公司 Led发光元件及其制作方法
US11107957B2 (en) 2019-03-08 2021-08-31 Foshan Nationstar Optoelectronics Co., Ltd. LED device and backlight module

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1838440A (zh) * 2006-03-03 2006-09-27 中山大学 一种白光led及其封装方法
CN101392885A (zh) * 2007-09-18 2009-03-25 深圳市九洲光电子有限公司 一种大功率白光led
CN101468878A (zh) * 2007-12-29 2009-07-01 一品光学工业股份有限公司 模造荧光玻璃镜片及其制造方法
CN101661987A (zh) * 2009-09-15 2010-03-03 中山大学 一种白光led封装结构及其封装方法
JP2010067939A (ja) * 2008-08-12 2010-03-25 Heiji Niiyama 発光装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1838440A (zh) * 2006-03-03 2006-09-27 中山大学 一种白光led及其封装方法
CN101392885A (zh) * 2007-09-18 2009-03-25 深圳市九洲光电子有限公司 一种大功率白光led
CN101468878A (zh) * 2007-12-29 2009-07-01 一品光学工业股份有限公司 模造荧光玻璃镜片及其制造方法
JP2010067939A (ja) * 2008-08-12 2010-03-25 Heiji Niiyama 発光装置
CN101661987A (zh) * 2009-09-15 2010-03-03 中山大学 一种白光led封装结构及其封装方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169951A (zh) * 2011-01-28 2011-08-31 晶科电子（广州）有限公司 一种提高发光效率的led封装结构及其制造方法
CN102231417A (zh) * 2011-06-22 2011-11-02 冠捷显示科技（厦门）有限公司 新型led凸镜封装工艺
CN102867899A (zh) * 2011-07-04 2013-01-09 刘胜 发光二极管封装模块
CN110265532A (zh) * 2011-07-05 2019-09-20 迪睿合电子材料有限公司 照明装置
CN103515502A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管装置
RU2506663C1 (ru) * 2012-10-10 2014-02-10 Шепеленко Виталий Борисович Светодиод с оптическим элементом
CN104537217B (zh) * 2014-12-17 2017-04-26 青岛海信电器股份有限公司 照明体及显示器背光光谱功率分布的优化方法
CN104537217A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 东南大学 照明体及显示器背光光谱功率分布的优化方法
CN105161606A (zh) * 2015-07-27 2015-12-16 苏州日月新半导体有限公司 一种led封装方法
CN106939967A (zh) * 2017-03-24 2017-07-11 上海舒颜光电科技有限公司 封装型led灯及封装方法
CN109346592A (zh) * 2018-11-19 2019-02-15 宁波升谱光电股份有限公司 一种led封装器件及其制作方法、一种smd光源
CN109920903A (zh) * 2019-03-08 2019-06-21 佛山市国星光电股份有限公司 一种led器件及背光模组
CN109920903B (zh) * 2019-03-08 2020-05-22 佛山市国星光电股份有限公司 一种led器件及背光模组
US11107957B2 (en) 2019-03-08 2021-08-31 Foshan Nationstar Optoelectronics Co., Ltd. LED device and backlight module
CN110165037A (zh) * 2019-05-08 2019-08-23 华南理工大学 一种半固化基材的量子点led器件及其制备方法
CN113140663A (zh) * 2021-04-19 2021-07-20 马鞍山杰生半导体有限公司 Led发光元件及其制作方法
CN113140663B (zh) * 2021-04-19 2022-10-21 马鞍山杰生半导体有限公司 Led发光元件及其制作方法

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