CN202948969U - 一种led隔离封装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种LED隔离封装装置，包括LED芯片、平行光束器和透明基板，其中平行光束器是反光杯或透镜，LED芯片放置在平行光束器的焦点以产生平行光束,透明基板为光学玻璃等而高温的透明材料,透明基板与平行光束垂直,透明基板在光束入射面设有减反膜，其另一面设有截止滤光膜，截止滤光膜上设有荧光膜。采用本实用新型能够解决了常规隔离封装中出光率低的问题。出光率的提高可望使本实用新型获得的面光源在液晶显示背光源、平面照明光源和氛围照明灯具中获得更广泛的应用。减反膜用于减少从芯片出射的光的反射，让芯片出射的光尽可能通过透明基板，截止滤光膜用于阻止荧光膜发出的光向LED芯片方向传播。

Description

一种LED隔离封装装置

技术领域

本实用新型属于LED封装领域，特别涉及一种LED隔离封装装置。 

背景技术

高光效、高显色指数和高可靠性是白光LED照明光源的几个重要技术指标。常规的白光LED封装方式是蓝光芯片上直接涂覆黄光荧光粉，如图1所示。这种封装方式获得的光源体积小，图1中，1为LED芯片、2为反光杯、A为贴片胶、B为掺荧光粉胶层。但存在以下不足： 

（1）封装工艺复杂，精度要求高。封装需要复杂的点胶机来精确控制荧光粉涂层厚度,以保证所需的光色参数；但实际上光源光色参数发散严重，一致性差； 

（2）荧光粉紧贴芯片，温度衰减会影响荧光粉源寿命,从而影响光源光色参数的稳定性； 

（3）维护成本高，一旦荧光粉出现光衰，整个光源全部报废。特别对于集成封装的芯片，浪费严重； 

（4）荧光粉产生的黄光向全空间辐射，部分黄光被芯片吸收，导致黄光出光率低； 

（5）为了获得高显色指数，需要加入不同发光颜色的荧光粉，但荧光粉的混合会产生互吸收，导致发光效率降低； 

（6）获得照度均匀的面光源比较困难。 

如图2所示的隔离封装是解决克服上述不足的一条有效途径。图2中，2为反光杯，C为发光芯片、D为散射光、E为掺荧光粉玻璃片。这种方案中,实现了荧光粉与芯片的空间分离，避免了芯片的高温对荧光粉的影响，延长了光源的寿命。由于荧光膜的一致性好，制作容易，因此这种隔离封装方案能提高LED光源光色参数的一致性，实现面光源制作。但由于隔离封装中有更多的界面出现，导致更多的光的反射损失，特别是荧光粉产生的黄光是向全空间辐射，光通量损失严重。 

发明内容

为了克服现有隔离封装技术的不足，本实用新型提出一种LED隔离封装装置，解决了常规隔离封装中出光率低的问题。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为： 

一种LED隔离封装装置，包括LED芯片、平行光束器和透明基板，所述LED芯片放置在平行光束器的焦点处，透明基板放置在平行光束器的另一侧，所述透明基板在平行光束器的一侧设有减反膜，透明基板另一侧设有截止滤光膜，截止滤光膜上设有荧光膜。采用平行光束器的作用是让LED芯片发射的光通过平行光束器后获得平行光光束，再垂直入射到透明基板减反膜的一侧，并激发位于截止滤光膜上的荧光膜；减反膜能够减少LED芯片发射的光被透明基板反射；截止滤光膜用于阻止荧光粉发出的黄光透过透明基板而使其向上出射，同时让LED芯片发射的光通过。 

所述平行光束器为抛物线型反光杯，所述LED芯片放置在反光杯的焦点处，透明基板放置在反光杯的杯口。 

所述平行光束器为透镜，所述LED芯片放置在透镜的焦点处，透明基板放置在透镜的上方。 

所述透明基板为光学玻璃。 

所述减反膜的厚度d₁是根据LED芯片发射的波长λ₁及减反膜的折射率n₁确定: $d_1=\frac{{\mathrm{\λ}}_1}{{4n}_1}.$

所述截止波长λ₃是根据LED芯片发射光谱和荧光膜的荧光光谱确定：如果LED芯片发射光谱的最大波长为荧光膜的荧光光谱的最小波长为

且  ${\mathrm{\&lambda;}}_1^2<{\mathrm{\&lambda;}}_2^1,$ 则λ₃取值为 ${\mathrm{\&lambda;}}_1^2<{{\mathrm{\&lambda;}}_3<\mathrm{\&lambda;}}_2^1\text{;}$ 反之若 ${\mathrm{\&lambda;}}_1^2>{\mathrm{\&lambda;}}_2^1,$ 则 ${\mathrm{\&lambda;}}_3={\mathrm{\&lambda;}}_1^2.$

采用本实用新型的LED封装装置及封装方法解决了常规隔离封装中出光率低的问题。出光率的提高可望使这种方法获得的面光源在液晶显示背光源、平面照明光源和氛围照明灯具中获得更广泛的应用。 

附图说明

图1为现有技术中LED常规封装方式； 

图2为现有技术中常规隔离封装方式； 

图3为本实用新型实施例一的的隔离封装方式； 

图4为本实用新型实施例二的的隔离封装方式。 

具体实施方式

本实用新型的LED隔离封装装置的封装方法如下： 

1）在平行光束器的焦点放置LED芯片1，在平行光束器的另一侧放置光学玻璃作为透明基板3； 

2）在透明基板3的平行光束器一侧镀有减反膜4，透明基板3的另一侧镀有截止滤光膜5，截止滤光膜5上镀有荧光膜6。 

所述平行光束器为抛物线型反光杯2，所述LED芯片1放置在反光杯2的焦点处，在反光杯2的杯口处放置透明基板3。 

所述平行光束器为透镜，所述LED芯片1放置在透镜的焦点处，在透镜的另一侧放置透明基板3。 

实施例一 

如图3所示，一种LED隔离封装装置，包括LED芯片1、反光杯2和透明基板3，LED芯片1放置在反光杯2的焦点处，透明基板3放置在反光杯2的杯口，透明基板3内侧设有减反膜4，透明基板3外侧设有截止滤光膜5，截止滤光膜5上设有荧光膜6。 

在本实施例中，LED芯片1产生的蓝光通过反光杯2获得平行光束7，保证其垂直入射带有减反膜4、截止滤光膜5、荧光膜6的透明基板3。减反膜4减少LED芯片1发出的蓝光入射到透明基板3时产生的反射；荧光膜6发射黄光被截止滤光膜5阻止，防止黄光向LED芯片1方向传播，即如图3中所有光均只能按平行光束7的方向向上出射。 

在本实施例中，透明基板3外侧的截止滤光膜5是TiO₂/SiO₂交替纳米多层膜结构，截止滤光膜5是基于所要求的截止波长和截止滤光膜5两侧介质的折射率，截止滤光膜5的截止波长是根据LED芯片1发射蓝光和荧光膜6发射的黄光的光谱分布来确定；对于常规的波长为450nm的LED芯片1和发射峰值波长550nm的荧光膜6，截止滤光膜5的截止波长为500nm。 

减反膜4是ZrO₂/SiO₂的交替纳米多层膜结构，每层厚度由LED芯片1的波长决定；当LED芯片1发射的波长450nm时，ZrO₂和SiO₂的膜层厚度分别为53.6nm和76.5nm。 

实施例二 

如图4所示，一种LED隔离封装装置，包括LED芯片1、透镜8和透明基板3， LED芯片1放置在透镜8的焦点处，透明基板3放置在透镜8的另一侧，透明基板3内侧设有减反膜4，透明基板3外侧设有截止滤光膜5，截止滤光膜5上设有荧光膜6。 

在本实施例中，LED芯片1产生的蓝光通过透镜8获得平行光束7，保证其垂直入射带有减反膜4、截止滤光膜5、荧光膜6的透明基板3。减反膜4减少LED芯片1发出的蓝光入射到透明基板3时产生的反射；荧光膜6发射黄光被截止滤光膜5阻止，防止黄光向LED芯片1方向传播，即如图4中所有光均只能按平行光束7的方向向上出射。 

在本实施例中，透明基板3外侧的截止滤光膜5是TiO2/SiO2交替纳米多层膜结构，截止滤光膜5是基于所要求的截止波长和截止滤光膜5两侧介质的折射率，截止滤光膜5的截止波长是根据LED芯片1发射蓝光和荧光膜6发射的黄光的光谱分布来确定；对于常规的波长为450nm的LED芯片1和发射峰值波长550nm的荧光膜6，截止滤光膜5的截止波长为500nm。 

减反膜4是ZrO₂/SiO₂的交替纳米多层膜结构，每层厚度由LED芯片1的波长决定；当LED芯片1发射的波长450nm时，ZrO₂和SiO₂的膜层厚度分别为53.6nm和76.5nm。 

Claims (6)

1.一种LED隔离封装装置，包括LED芯片（1）、平行光束器和透明基板（3），所述LED芯片（1）放置在平行光束器的焦点处，透明基板（3）放置在平行光束器的另一侧，其特征在于所述透明基板（3）在平行光束器的一侧设有减反膜（4），透明基板（3）另一侧设有截止滤光膜（5），截止滤光膜（5）上设有荧光膜（6）。 

2.根据权利要求1所述LED隔离封装装置，其特征在于所述平行光束器为抛物线型反光杯（2），所述LED芯片（1）放置在反光杯（2）的焦点处，透明基板（3）放置在反光杯（2）的杯口。 

3.根据利要求1所述LED隔离封装装置，其特征在于所述平行光束器（2）为透镜（8），所述LED芯片（1）放置在透镜（8）的焦点处，透明基板（3）放置在透镜（8）的上方。 

4.根据权利要求1所述LED隔离封装装置，其特征在于所述透明基板（3）为光学玻璃。 

5.根据权利要求1所述LED隔离封装装置，其特征在于所述减反膜（4）的厚度d₁是根据LED芯片（1）发射的波长λ₁及减反膜（4）的折射率n₁确定:

6.根据权利要求1所述LED隔离封装装置，其特征在于所述截止滤光膜（5）的截止波长λ₃是根据LED芯片（1）发射光谱和荧光膜（6）的荧光光谱确定：如果LED芯片（1）发射光谱的最大波长为

荧光膜（6）的荧光光谱的最小波长为

且

则λ₃取值为

反之若

则

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