CN207217581U

CN207217581U - 一种多层封装的led器件

Info

Publication number: CN207217581U
Application number: CN201721589122.4U
Authority: CN
Inventors: 谢斌; 刘胜; 王恺; 孙小卫; 郝俊杰; 徐冰
Original assignee: Guangdong Shaoxin Opto-electrical Technology Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG REAL FAITH LIGHTING TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2018-04-10
Anticipated expiration: 2027-11-24

Abstract

本实用新型公开了一种多层封装的LED器件，在LED芯片上依次覆有氮化铝胶层、荧光粉胶层和量子点胶层，将量子点胶层与荧光粉胶层隔离，减少了量子点与荧光粉之间的重吸收作用，利用氮化铝胶层将LED芯片与荧光粉胶层和量子点胶层隔离，减少了LED芯片对量子点和荧光粉吸收，提高了LED器件的发光效率，此外氮化铝胶层中填充有导热系数较高的氮化铝颗粒，能够使LED器件内部产生的热量迅速导出，从而有效降低LED工作温度，提高其光学稳定性。

Description

一种多层封装的LED器件

技术领域

本实用新型涉及LED领域，尤其涉及一种多层封装的LED器件。

背景技术

半导体照明是一种基于高效白光发光二极管(White Light Emitting Diode,WLED)的新型照明技术。相比传统照明光源，具有发光效率高、耗电量少、可靠性高和寿命长等优点，被公认为21世纪最具发展前景的高技术领域之一。同时，基于白光LED背光的平板显示技术近年来发展迅猛，已成为新的经济增长点。

目前商业化的白光LED是利用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉，透射蓝光与激发黄光混合得到白光。然而由于光谱中缺乏红光成分，因此传统的白光LED有着显色指数低、色彩不饱和的缺陷。基于此，国内外学者与产业界提出在传统白光LED中加入新的光转换材料---量子点。量子点是一种半导体材料，尺寸在2nm～20nm之间。由于量子点的发光波长可以随尺寸调控，并且有着宽的吸收谱和窄的发射谱，因此同时掺有荧光粉和量子点的白光LED有着出色的显色性能和色彩饱和度高的优点。其常用的封装结构是将荧光粉胶体与量子点胶体均匀混合后点涂在LED芯片上制成白光器件，但是此白光器件无法单独调节白光LED中量子点或荧光粉发射光谱能量，并且量子点与荧光粉共混会造成光能量的重复吸收导致能量损失，量子点和荧光粉的能量损失将导致白光LED内部发热量严重，而胶体的导热系数低，会导致白光LED内部工作温度急剧升高，长期的高温会导致白光LED的发光稳定性降低。此外，共混后胶体与LED芯片接触，也将导致后向散射的光能量被LED芯片吸收，从而降低了白光LED发光效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种发光效率高的多层封装的LED器件。

本实用新型所采取的技术方案是：

本实用新型提供一种多层封装的LED器件，包括具有腔体的支架和设置在支架上的LED芯片，所述LED芯片上依次覆有氮化铝胶层、荧光粉胶层和量子点胶层。

优选地，所述氮化铝胶层的厚度为所述支架的腔体高度的10％～80％。

优选地，所述荧光粉胶层的厚度为所述支架的腔体高度的10％～80％。

优选地，所述量子点胶层的厚度为所述支架的腔体高度的10％～80％。

优选地，所述LED芯片为垂直电极芯片或水平电极芯片。

优选地，所述支架的材质为聚对苯二酰对苯二胺、聚乙烯、环氧树脂、聚碳酸酯中的一种。

进一步地，所述支架的表面发射率大于70％。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种多层封装的LED器件，在LED芯片上依次覆有氮化铝胶层、荧光粉胶层和量子点胶层，具有以下有益效果：

1、通过氮化铝胶层将荧光粉胶体、量子点胶体与LED芯片隔离，有利于减少LED芯片对量子点和荧光粉发射光的吸收，从而减少光能量的损失，提高LED器件的发光效率；

2、将量子点胶体与荧光粉胶体隔离，有利于在实际封装中单独调整量子点胶体或荧光粉胶体浓度，从而获得不同发光性能的白光LED；

3、相较于将量子点与荧光粉共混的结构，本实用新型采用将量子点胶体与荧光粉胶体分层的结构，有利于减少荧光粉与量子点之间对光能量的重吸收作用，从而减少光能量损失，提高白光LED的取光效率；

4、氮化铝胶体中填充的氮化铝颗粒可以有效提高胶体的导热系数，使荧光粉和量子点产生的热量迅速通过氮化铝胶体导出，进而降低白光LED的工作温度，提高其工作稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的多层封装的LED器件；

图2为实施例1中的多层封装的LED器件与传统的LED器件的光谱曲线图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1

制备多层LED封装器件：取具有腔体的支架，支架上设置有LED芯片，所述LED芯片为垂直电极芯片，本实施例采用的具有腔体的支架外形尺寸为2.8mm×3.5mm×0.8mm，壁厚为0.2mm，首先将氮化铝颗粒与胶体基质混合并搅拌均匀，所述胶体基质选用A/B双组分热固化型硅橡胶，放入真空箱中抽真空30分钟制备得到氮化铝胶体，将氮化铝胶体点涂在垂直电极芯片的上方，然后置于加热设备中在150℃进行加热固化1h，在垂直电极芯片上形成了氮化铝胶层，所述氮化铝胶层的厚度为支架腔体高度的30％；将荧光粉颗粒与胶体基质混合并搅拌均匀，所述胶体基质选用A/B双组分热固化型硅橡胶，放入真空箱中抽真空30分钟制备得到荧光粉胶体，将荧光粉胶体点涂在上述氮化铝胶层的上方，然后置于加热设备中在150℃进行加热固化1h，在氮化铝胶层的上方形成了荧光粉胶层，所述荧光粉胶层的厚度为支架腔体高度的20％；将量子点颗粒与胶体基质混合并进行搅拌，本实施中量子点选用CdSe/ZnS，胶体基质选用A/B双组分热固化型硅橡胶，放入真空箱中抽真空30分钟制备得到量子点胶体，将量子点胶体点涂在上述荧光粉胶层的上方，然后置于加热设备中在150℃进行加热固化1h，在荧光粉胶层上形成了量子点胶层，所述量子点胶层的厚度为支架腔体高度的50％。

参见图1，本实施例得到的多层封装的LED器件，包括具有腔体的支架1和设置在支架上的LED芯片2，所述支架1的材料为聚对苯二酰对苯二胺，所述LED芯片2为垂直电极芯片，所述LED芯片2的衬底材料为蓝宝石，所述LED芯片2上依次覆有氮化铝胶层3、荧光粉胶层4和量子点胶层5，所述氮化铝胶层3的厚度为支架腔体高度的30％，所述荧光粉胶层4的厚度为支架腔体高度的20％，所述量子点胶层5的厚度为支架腔体高度的50％。

本实施例中形成氮化铝胶层、荧光粉胶层、量子点胶层中的胶体基质以A/B双组分热固化型硅橡胶为例进行说明，所述氮化铝胶层中的胶体基质可以是硅胶、硅橡胶、环氧树脂中的至少一种，所述荧光粉胶层中的胶体基质可以是硅胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯中的至少一种，所述量子点胶层中的胶体基质可以是硅胶，聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯、聚苯乙烯中的至少一种。

实施例2

本实施例提供一种多层封装的LED器件，包括具有腔体的支架和设置在支架上的LED芯片，所述支架的材料为聚乙烯，所述支架的表面发射率大于70％，所述LED芯片为水平电极芯片，所述LED芯片的衬底材料为硅，所述LED芯片上依次覆有氮化铝胶层、荧光粉胶层和量子点胶层，所述氮化铝胶层的厚度为支架腔体高度的10％，所述荧光粉胶层的厚度为支架腔体高度的80％，所述量子点胶层的厚度为支架腔体高度的10％。

实施例3

本实施例提供一种多层封装的LED器件，包括具有腔体的支架和设置在支架上的LED芯片，所述支架的材料为环氧树脂，所述支架的表面发射率大于70％，所述LED芯片为水平电极芯片，所述LED芯片的衬底材料为硅，所述LED芯片上依次覆有氮化铝胶层、荧光粉胶层和量子点胶层，所述氮化铝胶层的厚度为支架腔体高度的80％，所述荧光粉胶层的厚度为支架腔体高度的10％，所述量子点胶层的厚度为支架腔体高度的10％。

实施例4

本实施例提供一种多层封装的LED器件，包括具有腔体的支架和设置在支架上的LED芯片，所述支架的材料为聚碳酸酯，所述支架的表面发射率大于70％，所述LED芯片为水平电极芯片，所述LED芯片的衬底材料为硅，所述LED芯片上依次覆有氮化铝胶层、荧光粉胶层和量子点胶层，所述氮化铝胶层的厚度为支架腔体高度的10％，所述荧光粉胶层的厚度为支架腔体高度的10％，所述量子点胶层的厚度为支架腔体高度的80％。

实施例5

对比例1：取与实施例1相同的具有腔体的支架，支架上设置有LED芯片，所述LED芯片为垂直电极芯片，在垂直电极芯片上制备荧光点胶体与量子点胶体的混合交替层，得到LED器件。

取实施例1制得的多层封装的LED器件与对比例1中的LED器件，调控两个LED器件达到相同的照明效果，其光谱曲线如图2所示，实验结果显示实施例1中的多层封装的LED器件色温为4241K，在20mA恒流驱动时，光效为145.5lm/W，显色指数Ra＝91.2，对比例1中的LED器件色温为4561K，在20mA恒流驱动时光效为122.77lm/W，显色指数Ra＝92，结果表明相较于传统封装的LED器件，在色温和显色指数接近的条件下，本实用新型提供的多层封装的LED器件的光效提高了18.6％。

以上是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种多层封装的LED器件，包括具有腔体的支架和设置在支架上的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片上依次覆有氮化铝胶层、荧光粉胶层和量子点胶层。

2.根据权利要求1所述的多层封装的LED器件，其特征在于，所述氮化铝胶层的厚度为所述支架的腔体高度的10％～80％。

3.根据权利要求1所述的多层封装的LED器件，其特征在于，所述荧光粉胶层的厚度为所述支架的腔体高度的10％～80％。

4.根据权利要求1所述的多层封装的LED器件，其特征在于，所述量子点胶层的厚度为所述支架的腔体高度的10％～80％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的多层封装的LED器件，其特征在于，所述LED芯片为垂直电极芯片或水平电极芯片。

6.根据权利要求5所述的多层封装的LED器件，其特征在于，所述LED芯片的衬底材料为蓝宝石或硅。

7.根据权利要求1-4任一项所述的多层封装的LED器件，其特征在于，所述支架的材料为聚对苯二酰对苯二胺、聚乙烯、环氧树脂、聚碳酸酯中的一种。

8.根据权利要求1-4任一项所述的多层封装的LED器件，其特征在于，所述支架的表面发射率大于70％。