[发明专利]固态照明系统

说明书

技术领域

本发明是有关一种固态照明系统，特别是有关一种发光二极管封装结构。

背景技术

自从爱迪生发明了灯泡之后，对于人类的生活产生巨大的影响与变化。照明灯具的改善，从爱迪生发明的白炽灯泡到现在，一直有持续性的研发当中。目前，发光二极管是所有的固态照明当中投入最多的研发资源的，因为具有许多的优点，例如固态发光源可以有较佳的耐受性，可以防撞。相较于传统的灯源，由于都使用玻璃作为灯罩，在运送与使用上，必须要防撞避免破碎。

固态光源当中，最为广泛使用的就是发光二极管。

由于发光二极管的光源的波长都在一范围内，如不进行混光，都只能提供单一色光。为了可以提供白光的照明，发光二极管与荧光粉进行混光，是固态照明中很重要的一环。目前，主流的白光发光二极管是使用蓝光的发光二极管与黄色荧光粉进行混光。其他的方式还有使用蓝色荧光粉加上绿光与红光的荧光粉，或是使用紫外光发光二极管加上三原色的荧光粉进行混光。

荧光粉，在工艺当中都是先与透明胶材混合。之后，才固定到发光二极管上，其中固定的方式有使用与发光二极管共形(conformal)结构，或是用注射的方式，将胶材注入到封装的壳体内部。

这会产生一些问题。首先，荧光粉的混光会有均匀性的问题。这是因为荧光粉在与胶材混光之后，荧光粉会在胶材内部沉淀，然后沉淀后的胶材在注射到不同的发光二极管的封装壳体内部时，工艺初期的发光二极管会有较多的荧光粉参与混光，而工艺快要结束的时候会被分配到较少剂量的荧光粉。这会造成同一批制造出来的发光二极管，颜色会从黄色越来越偏向蓝。在完成发光二极管的封装后，只有一部份的产品是在规格以内，可以供作商业用途。制造的良率，是依赖荧光粉在胶材内的沉淀速率来决定，而荧光粉的沉淀速率是不可预期的。

另外，将胶材注入发光二极管的封装壳体之后，就直接进行固化。然而，封装壳体的材质是聚对苯二酰对苯二胺(PPA)，而胶材的材料可为环氧树脂或是硅胶，这些材料虽然都是有机材料，但是材料相互之间在封装完成之后的接口会有一定的空隙，尤其是两种材料的热涨冷缩性质不相同，在固化完成之后会增加这个空隙的尺寸。这样，封装之后的发光二极管很难达到气密性的封装，在应用上会受到许多的限制。

再者，完成封装之后，想要在发光二极管的封装体上形成第二次的光学结构，需要付出较大的代价，例如再增加一个光学透镜，以提供应用端所需要的光形。这样会增加制造的成本以及降低生产的良率。

因此，本发明提供一种发光二极管的封装结构与方式，以改善传统封装的诸多缺点或疑虑。

发明内容

鉴于上述的发明背景中，为了符合产业利益的需求以及达到上述的目的，本发明提出一种固态照明系统，其包含一其内部具有一反射杯壳体，一固态发光源位于该壳体内部，一透明胶材将该固态发光源封闭于该壳体内，以及一多层发光结构位于该透明胶材上，并吸收该固态光源的光束后发射波长更长的光源，该多层发光结构为荧光体或是磷光体，并与一第一层透明胶材贴附。

上述的多层发光结构还包含一第二层透明胶材，而该发光结构位于该第一层透明胶材与该第二层透明胶材之间，形成一三明治结构。上述的固态发光源为发光二极管，其发射波长为蓝光或是紫外光。上述的透明胶材的折射系数位于该固态发光源的折射系数与该三明治发光结构的折射系数之间。上述的三明治发光结构系可以将该固态发光元件以气密式封装。

上述的三明治发光体中间的荧光体或是磷光体可为多层，在吸收该固态发光源的光束之后可以发射不同波长的光束。上述的三明治发光结构可以热固法或是紫外光固化法固定在该透明胶材上。

上述的三明治发光体的出光表面可具有微结构可将光束散射。上述的三明治发光体的出光表面可为菲斯涅(Fresnel)透镜，具有聚光或是散光的效果。

附图说明

为达成上述目的及功效，以下结合较佳实施例及附图详加说明如后，其中：

图1为本发明的发光二极管封装截面结构示意图。

图2为本发明的发光二极管气密式封装截面结构示意图。

图3为本发明另一实施例的发光二极管气密式封装截面结构示意图。

图4为本发明的荧光粉贴片表面微结构的示意图。

图5为菲斯涅透镜的结构示意图。

图6为菲斯涅透镜的原理示意图。

图7为本发明的封装工艺各步骤的流程图。

具体实施方式