[發(fā)明專利]球形白光LED封裝結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310088025.7
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103178196A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 董巖;宋立
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/60
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明屬于光電子技術領域，涉及白光發(fā)光二極管（LED）封裝結構，尤其是一種球形白光LED封裝結構。

背景技術

LED是一種能發(fā)光的半導體電子元件，在照明和顯示行業(yè)得到廣泛應用。

目前常見的白光LED技術，是將藍光LED芯片固定在反射鏡上或反射杯中，在芯片的上方或周圍涂布熒光粉。芯片產(chǎn)生的藍光激發(fā)熒光粉，熒光粉受激發(fā)后發(fā)出黃光、綠光或紅光，與剩余的藍光搭配而產(chǎn)生白光。另外還有一種與之相近的技術，是使用紫外LED芯片所產(chǎn)生的紫外光，激發(fā)涂布在芯片上方或周圍的熒光粉，發(fā)出藍光、綠光或紅光，混合出白光。美國專利US005998925A、US006069440A、US005847507A、US005959316A，US006576930B2、US007750359B2，中國專利CN101702421B、CN101521257B、CN102169951A和CN102569558A，均使用了類似的技術。

在上述白光LED技術中，都存在著反射鏡損失和熒光粉層對光的散射或阻擋的問題。以最常見的藍光LED芯片和黃光熒光粉組合為例，芯片發(fā)出藍光照射到熒光粉層，激發(fā)熒光粉發(fā)光。熒光粉層發(fā)出的光沒有方向性，一部分光朝著出射方向，另一部分光朝著芯片和反射鏡方向。這部分光被反射鏡部分反射，再次射向熒光粉層。再次射向熒光粉層的黃光又會被散射或阻擋。被散射回來的黃光重復該過程。由于反射鏡存在反射損失，熒光粉顆粒的多次光散射也存在損失，因此最終的光損失較大。對于低色溫的白光LED來說，熒光粉層更厚，光損失也更大。

綜上所述，現(xiàn)有的使用熒光粉技術的白光LED封裝技術存在嚴重問題，即：由于反射鏡的光損失和熒光粉層的阻擋而導致出光損失較多。如若能解決該問題，將能大幅度提高白光LED的光出射效率。

發(fā)明內(nèi)容

技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種可減少反射鏡反射損失和熒光粉層的阻擋損失、提高LED光效的白光封裝結構。

技術方案：本發(fā)明的球形白光LED封裝結構，包括透明球體、設置在透明球體中心位置的熒光粉膜、封裝在透明球體內(nèi)部的LED芯片和聚光反射器、與LED芯片連接的電極，LED芯片與聚光反射器的開口內(nèi)側(cè)表面相鄰，聚光反射器的開口朝向熒光粉膜的平面，聚光反射器的軸線垂直于熒光粉膜的平面且經(jīng)過透明球體的球心。

本發(fā)明中，熒光粉膜呈平面片狀。熒光粉膜由封裝有熒光粉的透明材料制成，或直接封裝在透明球體中。

本發(fā)明中，LED芯片的出射光經(jīng)聚光反射器反射聚光后，全部投射到熒光粉膜上。

本發(fā)明中，熒光粉膜的兩側(cè)均設置有LED芯片和聚光反射器，使透明球體各個方向的出光更加均勻。

本發(fā)明中，LED芯片發(fā)出的是藍光或紫外光。

本發(fā)明中，聚光反射器的形狀為梯形圓錐、拋物面或弧面。

本發(fā)明中，透明球體由硅樹脂、硅橡膠或環(huán)氧樹脂透明材料制成。

本發(fā)明設計了一個含有熒光粉膜的透明球體，熒光粉膜位于透明球體的中心位置，藍光或紫外光LED芯片被設置在透明球體的內(nèi)部。在聚光反射器的反射聚光下，LED芯片發(fā)出的光全部投射在熒光粉膜上，并激發(fā)熒光粉發(fā)光。當藍光或紫外光投射區(qū)域的直徑與透明材料的折射率的乘積小于透明球體的直徑時，熒光粉膜兩側(cè)發(fā)出的光均能一次直接射出透明球體。若在熒光粉膜的平面兩側(cè)均設置LED芯片和聚光反射器，則可以使透明球體在各個方向上的出光更加均勻。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

現(xiàn)有的白光LED技術存在著反射鏡的反射損失，每次反射的光損失率可達5%至20%。而本發(fā)明是將熒光粉膜兩側(cè)發(fā)出的光都直接導出，因而不再有反射鏡損失和熒光粉層的二次阻擋損失。因此，本發(fā)明的第一個益處就是能提升白光LED的出光效率。

現(xiàn)有的白光LED為單方向發(fā)光光源，在制作成燈具時，為了實現(xiàn)各個方向的均勻發(fā)光，必須另外使用光擴散罩，光擴散罩又會造成10%至15%的光損失。在本發(fā)明中，透明球體的各個方向均有發(fā)光，而不再是單方向發(fā)光光源。這意味著該球形白光LED做成燈具時不再需要使用光擴散罩。因此，本發(fā)明的第二個益處是，在做成燈具時可以不加光擴散罩，避免了光擴散罩造成的光損失。

本發(fā)明的另一益處是增加了熒光粉和芯片的距離，降低了熒光粉的工作溫度，減少熒光粉的高溫性能劣化，也使得白光效率進一步改善。

附圖說明

圖1a、圖1b分別是依據(jù)本發(fā)明的實施例1的白光LED的側(cè)視和俯視示意圖。