專利名稱：基于熒光樹脂的白光led發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及白光LED發(fā)光裝置，尤其是基于熒光樹脂的白光發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
LED白光照明是一種高效綠色照明技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保及長(zhǎng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，其工作原理是利用藍(lán)光芯片與黃色的熒光粉組合(或其它組合方式)來獲得白光。傳統(tǒng)的白光LED器件的封裝是將硅膠或樹脂與熒光粉混合后直接涂覆在藍(lán)光芯片表面，這種封裝技術(shù)有其固有缺點(diǎn)。由于硅膠(或樹脂)和熒光粉直接與藍(lán)光芯片接觸，導(dǎo)致藍(lán)光芯片工作時(shí)散射不暢，芯片較高的工作溫度使得熒光粉的發(fā)光波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生偏移，且發(fā)光強(qiáng)度下降。熒光體緊貼藍(lán)光芯片發(fā)光面導(dǎo)致熒光體受激發(fā)出的光線部分重新進(jìn)入芯片被吸收造成發(fā)光損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于熒光樹脂的白光發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置可以有效解決上述運(yùn)用傳統(tǒng)封裝工藝的白光LED出現(xiàn)的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于突光樹脂的白光LED發(fā)光裝置,包括底座、藍(lán)光LED芯片和熒光樹脂元件(罩等)；其中藍(lán)光LED芯片為單顆芯片、一組串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)的芯片；其中藍(lán)光LED芯片為正裝芯片或倒裝芯片。所述的熒光樹脂元件是將包括熒光體粉末與透明或半透明樹脂充分混合或造粒，經(jīng)熱壓模塑成型獲得。熒光樹脂元件典型的為熒光樹脂罩。本發(fā)明涉及的熒光樹脂元件的結(jié)構(gòu)與制備方法包括，將熒光體粉末與樹脂，也可以包括紫外線吸收劑粉末及其他添加劑粉末充分混合或造粒，經(jīng)熱壓模塑成型獲得。所述熒光樹脂元件，將質(zhì)量比為100: f 100:150的樹脂的粉末與熒光體的粉末充分混合均勻；將透明或半透明樹脂與熒光體的混合物或造料后利用加熱模壓(注塑等熱塑性工藝均可)，冷卻后就可獲得熒光樹脂板材或其他形狀的材料；透明或半透明樹脂是亞克力(PMMA)、PMMA合金樹脂、聚碳酸酯、PC合金樹脂、環(huán)氧、丁苯、苯砜樹脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光學(xué)樹脂、尼龍或PC增強(qiáng)的PMMA或MS樹脂。專門有專利申請(qǐng)的內(nèi)容。其中熒光體粉末可以是LED黃色熒光粉。為了提高白光的顯色指數(shù)，熒光體也可以是LED綠色熒光粉與LED紅色熒光粉的混合物，或者是LED黃色熒光粉與少量LED紅色突光粉的混合物；
其中LED藍(lán)光芯片可以是寶石(Al2O3)襯底上生長(zhǎng)的藍(lán)光芯片，也可以是SiC襯底上生長(zhǎng)的藍(lán)光芯片，或者是Si襯底上生長(zhǎng)的藍(lán)光芯片，或是在上述三種基板中的任意一種上生長(zhǎng)后被轉(zhuǎn)移到其他基板上的。所述LED藍(lán)光芯片可以使用單顆LED芯片，也可以使用多顆或多組LED芯片，其目的是提供藍(lán)光發(fā)光光源。其中熒光樹脂罩有不同的幾何形狀，具有調(diào)節(jié)光線傳輸路徑及改善發(fā)光器件散熱的功能；其中熒光樹脂罩可以是空心立方體型，或空心圓柱體型，藍(lán)光芯片側(cè)面與熒光樹脂罩可接觸、也可不接觸(脫離，指有間隙的結(jié)構(gòu))；其中熒光樹脂罩可以是空心的梯形立方體型，或空心的圓臺(tái)型；
其中熒光樹脂罩可以是空心圓柱體與弧形體的復(fù)合型結(jié)構(gòu)，下半部為空心圓柱體，側(cè)面緊貼藍(lán)光芯片，上半部弧形體的截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型。藍(lán)光芯片側(cè)面與熒光樹脂罩可接觸，也可不接觸(脫離)。其中熒光樹脂罩外側(cè)面可以是空心的立方體型，空心部分的截面的內(nèi)弧線為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，藍(lán)光芯片不與熒光樹脂罩接觸。其中熒光樹脂罩可以是長(zhǎng)條狀的空心的弧面體，其截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型。其中熒光樹脂罩可以是半桶型，其截面是圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型。 其中熒光樹脂罩可以是平面型，藍(lán)光芯片與熱沉呈內(nèi)陷型結(jié)構(gòu)。其中熒光樹脂罩可以是空心的弧面體，其截面為弧線形、如拋物線型、或其他的弧線型，藍(lán)光芯片與熱沉呈內(nèi)陷型結(jié)構(gòu)。上述樹脂罩壁厚可以均勻，也可以不均勻。弧線的范圍很廣，可以是圓弧或圓錐曲線、卵形的部分線段、包括其它不可以解析表示的弧線，尤其是拋物線。上述熒光樹脂罩與熱沉之間可以通過連接部件連接、或通過某種粘結(jié)劑連接。在該裝置中，熒光樹脂與LED藍(lán)光芯片發(fā)光面不直接接觸，散熱效果較好，熒光體的環(huán)境溫度低，因此不會(huì)發(fā)生因器件的高工作溫度導(dǎo)致的發(fā)光性能劣化等問題。本發(fā)明的有益效果是具有調(diào)節(jié)光線傳輸路徑(可以制備成特定發(fā)光面積或集中光線的光源)及改善發(fā)光器件散熱的功能；熒光樹脂罩可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)并加工成不同的幾何形狀。本發(fā)明利用藍(lán)光LED芯片發(fā)出的藍(lán)光照射熒光樹脂罩來獲得白光，緩解了散熱問題，熒光體也不會(huì)出現(xiàn)因器件散熱問題導(dǎo)致的發(fā)光波長(zhǎng)漂移及發(fā)光效率下降等現(xiàn)象。熒光體與藍(lán)光芯片發(fā)光面不直接接觸，可以減少因熒光體受激發(fā)出的光線部分重新進(jìn)入芯片被吸收造成的發(fā)光損失。本發(fā)明克服傳統(tǒng)的白光LED器件的封裝的固有缺點(diǎn)。使得熒光粉的發(fā)光波長(zhǎng)正常工作的壽命延長(zhǎng)，且保證發(fā)光強(qiáng)度。發(fā)光裝置可以有效解決上述運(yùn)用傳統(tǒng)封裝工藝的白光LED出現(xiàn)的問題。同時(shí)可以避免運(yùn)用傳統(tǒng)技術(shù)封裝的LED發(fā)光器件中由于硅膠或樹脂變質(zhì)發(fā)黃及反光導(dǎo)致的器件光效下降問題。光效會(huì)明顯提高。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例7的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例8的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例9的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例10的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式在整個(gè)說明書中都參考了附圖，在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，圖中1是熱沉(支架)，2是藍(lán)光LED芯片，3是熒光樹脂罩和芯片間的空氣間隙或硅膠。由于該發(fā)光器件無需改變傳統(tǒng)封裝工藝中的藍(lán)光LED芯片的連接方式，在圖中電極及電極引線被省略。。實(shí)施例I
圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。白光LED發(fā)光裝置包括熱沉I、藍(lán)光LED芯片2、和熒光樹脂罩4，圖中3是熒光樹脂罩和芯片間的空氣間隙或硅膠。 熒光樹脂罩4中的樹脂為亞克力(PMMA)，熒光體為YAG黃粉，粒徑為10微米。
熒光樹脂罩4是空心立方體型，或空心圓柱體型，壁厚可調(diào)，藍(lán)光芯片側(cè)面緊貼熒光樹脂罩4。藍(lán)光LED芯片2發(fā)出的藍(lán)光照射熒光樹脂罩4，熒光樹脂罩4中的熒光體受藍(lán)光激發(fā)發(fā)出黃光，發(fā)出的黃光與藍(lán)光LED芯片2發(fā)出的部分藍(lán)光混合得到白光。實(shí)施例2
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，藍(lán)光芯片的側(cè)面與熒光樹脂罩5不接觸。實(shí)施例3
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩6是空心的梯形立方體型，或空心的圓臺(tái)型，壁厚可調(diào)，藍(lán)光芯片側(cè)面與熒光樹脂罩6不接觸。實(shí)施例4
圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩7是空心圓柱體與弧形體的復(fù)合型結(jié)構(gòu)，下半部為空心圓柱體，藍(lán)光芯片側(cè)面緊貼熒光樹脂罩7，上半部弧形體的截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，內(nèi)外弧線的線型可以一致，也可以不一致。實(shí)施例5
圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩8是空心圓柱體與弧形體的復(fù)合型結(jié)構(gòu)，下半部為空心圓柱體，藍(lán)光芯片側(cè)面與熒光樹脂罩8不接觸，上半部弧形體的截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，內(nèi)外弧線的線型可以一致，也可以不一致。實(shí)施例6
圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩9是空心的立方體型，空心部分的截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，熒光樹脂罩9不與藍(lán)光芯片接觸。實(shí)施例7
圖7為本發(fā)明實(shí)施例7的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩10是空心的弧面體，其截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，內(nèi)外弧線的線型可以一致，也可以不一致。實(shí)施例8
圖8為本發(fā)明實(shí)施例8的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩11是半桶型，其截面是圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，內(nèi)外弧線的線型可以一致，也可以不一致。即熒光樹脂罩是半桶的柱面型，其截面的輪廓線可以是圓弧的一部分、或拋物線、或雙曲線、或其他的弧線。實(shí)施例9 圖9為本發(fā)明實(shí)施例9的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩12是平面型，藍(lán)光芯片與熱沉呈內(nèi)陷型結(jié)構(gòu)。實(shí)施例10
圖10為本發(fā)明實(shí)施例10的白光LED發(fā)光裝置的示意圖。該實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，熒光樹脂罩(多種透明或半透明樹脂均能夠制備，可參考本申請(qǐng)人的相關(guān)申請(qǐng))13是空心的弧面體，其截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，內(nèi)外弧線的線型可以一致，也可以不一致，藍(lán)光芯片與熱沉呈內(nèi)陷型結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還包括熒光體與樹脂的混合粉末中還可以加入少量紫外線吸收劑或抗氧化劑來防止樹脂老化。在步驟(I)中加入適量的Si02、ZrO2> Al2O3等陶瓷顆粒；來增強(qiáng)光線的混合效果?？梢圆扇《纬尚偷姆椒▉碇苽錈晒鈽渲葘渲c熒光體的混合粉末熱壓或注塑(擠塑)成板材(亦可直接模具成型)，再將板材二次熱成型為所需形狀的熒光樹脂元件。
權(quán)利要求
1.一種基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于，包括底座、藍(lán)光LED芯片及熒光樹脂元件；其中藍(lán)光LED芯片為單顆芯片、一組串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)的芯片，藍(lán)光LED芯片是正裝芯片、或倒裝芯片；所述的熒光樹脂元件是將包括熒光體粉末與透明或半透明樹脂充分混合或造粒，經(jīng)熱壓模塑成型獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于熒光樹脂元件為熒光樹脂罩，熒光樹脂罩距藍(lán)光LED芯片有間隙；透明或半透明樹脂是亞克力(PMMA)、PMMA合金樹脂、聚碳酸酯、PC合金樹脂、環(huán)氧、丁苯、苯砜樹脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光學(xué)樹脂、尼龍或PC增強(qiáng)的PMMA或MS樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于，其中熒光樹脂罩為空心立方體型或空心圓柱體型，壁厚可調(diào)，藍(lán)光芯片側(cè)面緊貼熒光樹脂罩或與熒光樹脂罩或有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于熒光樹脂罩 是空心的梯形、立方體型或空心的圓臺(tái)型，壁厚可調(diào)，藍(lán)光芯片側(cè)面與熒光樹脂罩緊貼或有間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于突光樹脂的白光LED發(fā)光裝置,其特征在于,其中突光樹脂罩是空心圓柱體與弧面形體的復(fù)合型結(jié)構(gòu)，下半部為空心圓柱體，藍(lán)光芯片側(cè)面熒光樹脂罩緊貼或有間隙，上半部弧面形體的截面為弧線形、拋物線型、或其他的弧線型。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于，其中熒光樹脂罩外側(cè)面是空心的立方體型，空心部分的截面的內(nèi)弧為弧線形、拋物線型、或其他的弧線型，熒光樹脂罩與藍(lán)光芯片接觸或有間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于，其中熒光樹脂罩是空心的弧面體，其截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，內(nèi)外弧線的線型一致或相異。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于，其中熒光樹脂是半桶型，其截面是圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，罩的內(nèi)外弧線的線型一致或相異。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于，其中熒光樹脂罩是平面型或空心的弧面體，空心的弧面體截面為圓弧形、或拋物線型、或其他的弧線型，，藍(lán)光芯片與熱沉呈內(nèi)陷型結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，其特征在于，熒光樹脂罩與熱沉之間可以通過連接部件連接、或通過某種粘結(jié)劑連接。
全文摘要
基于熒光樹脂的白光LED發(fā)光裝置，包括底座、藍(lán)光LED芯片及熒光樹脂元件；其中藍(lán)光LED芯片為單顆芯片、一組串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)的芯片，藍(lán)光LED芯片是正裝芯片、或倒裝芯片；所述的熒光樹脂元件是將熒光體粉末與樹脂粉末、紫外線吸收劑粉末及其他添加劑粉末充分混合或造粒，經(jīng)熱壓模塑成型獲得。熒光樹脂罩可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)并加工成不同的幾何形狀。本發(fā)明利用藍(lán)光LED芯片發(fā)出的藍(lán)光照射熒光樹脂罩來獲得白光，緩解了散熱問題，熒光體也不會(huì)出現(xiàn)因器件散熱問題導(dǎo)致的發(fā)光波長(zhǎng)漂移及發(fā)光效率下降等現(xiàn)象；熒光體與藍(lán)光芯片發(fā)光面不直接接觸，減少了因熒光體受激發(fā)出的光線部分重新進(jìn)入芯片被吸收而造成的發(fā)光損失。
文檔編號(hào)H01L33/50GK102800795SQ20121029480
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者錢志強(qiáng), 金正武 申請(qǐng)人:南通脈銳光電科技有限公司