CN206059391U - 一种led封装体和白光led点光源 - Google Patents

一种led封装体和白光led点光源 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种LED封装体和白光LED点光源，其中，所述LED封装体包括蓝光LED晶片和红光LED晶片，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片串联，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片上均覆盖有绿色荧光粉。本实用新型采用蓝光LED晶片+红光LED晶片激发绿色荧光粉，将现有的蓝光LED晶片激发红色荧光粉的方式变更为直接正装或倒装封装红光LED晶片，蓝光晶片+红光晶片串联连接，用现有的驱动方式，直流电流驱动发出红光，以获得更好的亮度和色域。

Description

一种LED封装体和白光LED点光源
技术领域
本实用新型涉及LED 技术领域，特别涉及一种LED封装体和白光LED点光源。
背景技术
现有LED背光领域（包括电视产品背光领域、显示器背光领域、广告机背光领域和手机、平板等终端产品等）中，高色域LED，晶片激发荧光粉封装中，主要采用如下方式达到高色域的显示效果：
1.蓝光晶片激发氟化物RG（红绿）荧光粉；
2.蓝光晶片激发硅酸盐RG荧光粉；
3.蓝光晶片激发超窄半波宽RG荧光粉；
4.蓝光晶片激发量子荧RG光粉。
但是存在如下缺点：
1. 蓝光晶片激发氟化物RG荧光粉 缺点：
①色域无法突破NTSC @1931 95%，
②红色荧光粉导致亮度衰减达到15%，
③老化色坐标出现偏移、显色色彩不稳，
④不耐水汽，封装胶间气孔、封装胶与支架壁进入水汽后，氟化物荧光粉亮度急速下降、色温一直升高，同时也导致支架底部硫化银氧化、硫化变黑，致硫化银失去反射作用，
⑤不耐高温，随着工作温度升高，色坐标出现偏移，显色色彩不稳，限制LED功率。
2. 蓝光晶片激发硅酸盐RG荧光粉 缺点：
①色域无法突破NTSC @1931 85%，
②红色荧光粉导致亮度衰减达到30%。
3. 蓝光晶片激发超窄半波宽RG荧光粉 缺点：
①红色荧光粉导致亮度衰减严重达到25%，
②荧光粉价格非常高、采购周期长。
4. 蓝光晶片激发量子RG荧光粉 缺点：
①亮度衰减达到40%，
②量子粉预热前30分钟色彩偏红，30分钟红色彩才正常，
③不耐水汽、氧气，必须隔水隔氧封装，必须特殊封装。
可见，现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种LED封装体和白光LED点光源，旨在提高色域。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种LED封装体，包括蓝光LED晶片和红光LED晶片，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片串联，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片上均覆盖有绿色荧光粉。
所述的LED封装体中，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片的数量比为预设比例。
所述的LED封装体中，所述预设比例为1:1、2:1、3:1、4：1、5：1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1中的一种。
所述的LED封装体中，所有的蓝光LED晶片与红光LED晶片均串联连接。
所述的LED封装体中，所述绿色荧光粉为510-560nm的黄绿荧光粉。
所述的LED封装体中，所述LED封装体采用正装或倒装封装。
所述的LED封装体中，所述LED封装体包括支架，所述蓝光LED晶片和红光LED晶片均固定在支架的固晶区。
所述的LED封装体中，所述支架为高温尼龙支架、EMC支架、氧化铝支架和氮化铝陶瓷支架中的一种。
所述的LED封装体中，所述红光LED晶片的波长范围为600-700nm。
所述的LED封装体中，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片的面积比例为2-4：1，出光比例为5-15：1。
一种白光LED点光源，包括如上所述的LED封装体。
有益效果：
本实用新型提供了一种LED封装体和白光LED点光源，其中，所述LED封装体包括蓝光LED晶片和红光LED晶片，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片串联，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片上均覆盖有绿色荧光粉。本实用新型采用蓝光LED晶片+红光LED晶片激发绿色荧光粉，将现有的蓝光LED晶片激发红色荧光粉的方式变更为直接正装或倒装封装红光LED晶片，蓝光晶片+红光晶片串联连接，用现有的驱动方式，直流电流驱动发出红光，以获得更好的亮度和色域。
附图说明
图1为本实用新型提供的LED封装体中，蓝光LED晶片与红光LED晶片1:1的正装封装示意图。
图2为本实用新型提供的LED封装体中，蓝光LED晶片与红光LED晶片1:1的正装封装图。
图3为本实用新型提供的LED封装体的倒装封装图。
图4为本实用新型提供的LED封装体中，蓝光LED晶片与红光LED晶片2:1的正装封装示意图。
图5为本实用新型提供的LED封装体中，蓝光LED晶片与红光LED晶片2:1的正装封装图。
具体实施方式
本实用新型提供一种LED封装体和白光LED点光源，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚 、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1和图2，本实用新型提供一种LED封装体，包括蓝光LED晶片20和红光LED晶片30，所述蓝光LED晶片20与红光LED晶片30串联，所述蓝光LED晶片20与红光LED晶片30上均覆盖有绿色荧光粉。
本实用新型采用蓝光LED晶片20+红光LED晶片30激发绿色荧光粉，将现有的蓝光LED晶片激发红色荧光粉的方式变更为直接正装或倒装封装红光LED晶片，蓝光晶片+红光晶片串联连接，用现有的驱动方式，直流电流驱动发出红光，以获得更好的亮度和色域。当然，红色波长、半波宽可以通过晶片选取、调整色域，亦可通过选取不同的红光晶片改善、提升亮度，降低LED成本。
本实用新型提供的LED封装体，可以采用正装（如图1、2所示）封装，也可以采用倒装（如图3所示）封装；且封装大小不受限制,可采用4014、4020、7016、7020、3030、3528、3535、5050等等。所述倒装封装包括CSP（Chip Scale Package，芯片级封装）和Flip chip封装。本实施例中，所述LED封装体采用正装封装，其包括支架10；当然倒装封装中的Flipchip封装也包含支架。所述蓝光LED晶片20和红光LED晶片30均固定在支架10的固晶区。
所述绿色荧光粉为510-560nm的黄绿荧光粉，避免高色域灯珠在高温下红粉与绿粉衰减不一致和氟化物荧光粉水解现象导致的色区不稳定。
所述支架10为高温尼龙支架、EMC（Epoxy Molding Compound）支架、氧化铝支架和氮化铝陶瓷支架中的一种。即所述支架10为耐高温支架，在长时间高温下支架10不会出现黄变等因素影响出光。蓝光LED晶片20、红光LED晶片30与支架10的粘接使用高导热底胶（固晶胶），底胶厚度控制在50-100um，使芯片温度能够迅速散热到散热器上，从而降低器件的结温，增加器件的使用寿命。
所述蓝光LED晶片20与红光LED晶片30的数量比为预设比例，用来调整不同的色区达到背光所需的不同色块。优选的，所述预设比例为1-10:1，换而言之，所述预设比例为1:1、2:1、3:1、4：1、5：1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1中的一种。不论两种晶片采用何种比例，所有的蓝光LED晶片与红光LED晶片均串联连接，可以达到恒流驱动，不会出现不同晶片的抢电流现象（红光晶片电压低）。
在所述预设比例为2:1时，如图4和图5所示，红光LED晶片30设置在两个蓝光LED晶片20中间，实现色度和亮度的均匀。
在所述预设比例为3:1时，三个蓝光LED晶片20构成等边三角形（品字形），红光LED晶片30设置在三个蓝光LED晶片20的中间，实现色度和亮度的均匀。4：1、5：1以及后续其他比例以此类推，保证红光LED晶片30设置在蓝光LED晶片20的中间即可。
进一步的，所述蓝光LED晶片20与红光LED晶片30的面积比例为2-4：1，出光比例为5-15：1；各个晶片串联混搭，可以达到恒流驱动，不会出现不同芯片的抢电流现象（红光芯片电压低），焊接时采用负极焊向正极避免损伤芯片PN结，从而保证芯片的出光及性能。
所述红光LED晶片30的波长范围为600-700nm。
所述绿色荧光粉、硅胶和扩散剂混合得到荧光胶，用荧光胶封装所述蓝光LED晶片20与红光LED晶片30。
本实用新型提供的LED封装体，由于采用蓝光晶片+红光晶片激发绿色荧光粉，光效远高于目前的使用氟化物与硅酸盐荧光粉。同等条件下能实现的色域和亮度如下表所示：
NO 材质 色域 亮度
1 氮化物绿粉+氮化物红粉 75% 90%
2 氮化物绿粉+氟化物红粉 85% 85%
3 氟化物绿粉+氟化物红粉 95% 75%
4 蓝光晶片+红光晶片激发绿色荧光粉 95% 100%
可见，本实用新型采用蓝光晶片+红光晶片激发绿色荧光粉的方式，有效的提高了色域和亮度，仅用一种颜色的荧光粉，不会出现衰减不一致的情况；无需使用氟化物荧光粉，降低了成本。
本实用新型采用的封装工艺如下：
S100、采用耐高温支架：如高温尼龙/EMC/氧化铝和氮化铝陶瓷尤其是EMC和陶瓷为重心，在长时间高温下支架不会出现黄变等因素影响出光，粘接使用高导热底胶，底胶厚度控制在50-100um，使芯片温度能够迅速散热到散热器上，从而降低器件的结温，增加器件的使用寿命。
S200、芯片焊接采用蓝光与红光进行不同比例晶片面积比例（蓝光：红光=2-4：1）及出光比例（蓝光：红光=5-15：1）的串联混搭，可以达到恒流驱动，不会出现不同芯片的抢电流现象（红光芯片电压低），焊接时采用负极焊向正极避免损伤芯片PN结，从而保证芯片的出光及性能。
S300、封装采用耐高温的硅胶混合铝酸盐绿色荧光粉，其中铝酸盐绿色荧光粉占胶水比例20-60%，根据不同色块调整荧光粉比例，衰减比常规加入氮化物红粉普通封装大幅度降低，从而保证色彩的稳定性，并在硅胶中添加光光扩散剂，使光均匀的打在导光板、二次光学透镜或扩散板上，避免出现光斑不均匀现象。
基于上述实施例提供的LED封装体，本实用新型还提供一种白光LED点光源，包括如上所述的LED封装体。所述白光LED点光源的特点在上述实施例中已详细阐述，在此不再赘述。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED封装体，其特征在于，包括蓝光LED晶片和红光LED晶片，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片串联，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片上均覆盖有绿色荧光粉。
2.根据权利要求1所述的LED封装体，其特征在于，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片的数量比为预设比例，所述预设比例为1:1、2:1、3:1、4：1、5：1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1中的一种。
3.根据权利要求2所述的LED封装体，其特征在于，所有的蓝光LED晶片与红光LED晶片均串联连接。
4.根据权利要求1所述的LED封装体，其特征在于，所述绿色荧光粉为510-560nm的黄绿荧光粉。
5.根据权利要求1所述的LED封装体，其特征在于，所述LED封装体采用正装或倒装封装。
6.根据权利要求1所述的LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括支架，所述蓝光LED晶片和红光LED晶片均固定在支架的固晶区。
7.根据权利要求6所述的LED封装体，其特征在于，所述支架为高温尼龙支架、EMC支架、氧化铝支架和氮化铝陶瓷支架中的一种。
8.根据权利要求1所述的LED封装体，其特征在于，所述红光LED晶片的波长范围为600-700nm。
9.根据权利要求1所述的LED封装体，其特征在于，所述蓝光LED晶片与红光LED晶片的面积比例为2-4：1，出光比例为5-15：1。
10.一种白光LED点光源，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的LED封装体。
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