[实用新型]一种具有荧光转换层的LED封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED（Light-Emitting Diode，发光二极管），特别是涉及一种具有荧光转换层的LED封装结构。

背景技术

LED具有节能环保、寿命长、响应快、小而轻等特点，是新一代的照明技术，广泛应用于景观照明、汽车市场、交通灯市场、户外大屏幕显示和特殊工作照明等领域，正朝着高亮度、高色彩性、高耐气候性、高发光均匀性的方向发展。白光LED正在引发第四次照明革命。

目前白光LED的实现方法主要有：1）红、绿、蓝三种芯片组合；2）YAG：Ce黄色荧光粉或红、绿荧光粉与蓝光芯片组合；3）红、绿、蓝荧光粉与紫外光芯片组合。目前市场的主流还是第二种形式。另外，单芯片多量子阱型白光LED正在开发之中。YAG：Ce黄色荧光粉的发射光谱宽，对所匹配的蓝光波长有较宽的选择范围，而且荧光转换效率较高，因而易获得高的成品率，且造价低。但是，YAG：Ce黄色荧光粉存在以下问题：1）合成条件需要高温还原性气氛；2）掺杂的不均匀性；3）粒径大小难于操控；4）粒子形貌不规则；5）稀土材料激活剂的价格较贵；6）暖色系的配制尚未成功；7）发光强度随温升的衰减大；8）发射光谱中的红色成分较少，高显色指数和低色温的白光LED难于实现；9）发光颜色随驱动电压及荧光层的厚度变化而改变；10）荧光粉的光通量、发光效率、稳定性和显色性需要进一步提高。

LED的封装结构目前普遍采用反射杯式和透镜式封装结构。反射杯式的封装封装工艺包括固定晶粒、电极连接、透镜放置、注入第一硅胶层、制作荧光粉胶、烘烤固化等步骤。透镜式的封装工艺包括镜检、扩片、银胶点胶、备胶、手工刺片、自动装架、烧结、压焊、荧光胶点胶、灌封、模压、固化、热老化、切筋和划片、测试、包装等步骤。

申请日为2010.05.11、申请公布号为CN 101867007 A的发明专利，公开了一种LED灯荧光粉层的制备方法，其列举了两种与蓝色LED芯片搭配的YAG：Ce荧光粉层制备途径：1）荧光粉胶配制、涂敷、去胶；2）感光荧光粉胶配制、涂敷、曝光和显影、去除感光胶。申请日为2010.06.21、申请公布号为CN 101872829 A的发明专利，公开了一种高发光效率的白光 LED 及其封装方法，其列举了三种针对反射杯式封装结构的涂敷荧光粉胶的方式，包括均匀分布式、表敷式、远距离分布式。均匀分布式在第一或第二硅胶层掺入荧光粉，这种荧光粉层虽然制备相对容易，但存在荧光粉的沉淀问题，而且芯片发射的较短波长因荧光粉颗粒或界面多次反射和散射而存在吸收的问题。表敷式在芯片表面涂敷荧光粉，激发效率较高，但存在沉淀和散热的问题。远距离分布式在远离芯片的位置如第二硅胶层的表面或光学透镜玻璃窗口的内或外表面涂布荧光粉，可以提升外部量子效率，点亮时受晶片的影响较小，但工艺繁琐，且对支架碗杯的尺寸有要求。

上述荧光粉层的制备及涂布方法是目前YAG：Ce黄色荧光粉与蓝光芯片搭配实现白色LED发光的主流技术，虽然已经成熟的应用，但还存在以下问题：荧光层厚、均匀性差、胶的老化、荧光粉用量大、发光衰减、工艺复杂、所用的胶特别是光刻胶存在环境污染问题、发光颜色一致性差、光的散射引起的吸收问题、多种材料的界面反射、界面应力、荧光粉掺和低温玻璃及去胶工艺需高温烧结、生产周期长、封装不够紧凑、透镜和内部的封装胶容易产生气隙以及成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种工艺易于实现、可以获得高的荧光转换效率、成本低的具有荧光转换层的LED封装结构，以解决现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种具有荧光转换层的LED封装结构，包括LED芯片、光学透镜、荧光转换层和电路基板。其中，所述电路基板上设有若干个LED芯片，每个LED芯片的正负极通过金线引出。荧光转换层和光学透镜设置于LED芯片的出光方向上，且完全覆盖所述LED芯片。

所述荧光转换层是真空镀膜方法形成的，其可以直接沉积到LED芯片表面或直接沉积到光学透镜的内表面或直接沉积到光学透镜的外表面，或通过薄膜转移方法把荧光转换层粘结到LED芯片的出光方向上。其中，真空镀膜方法可以有多种，例如真空蒸发法（如电阻加热法、电子束加热法、激光加热法等）、激光闪蒸法、脉冲激光沉积法（PLD）、溅射法（如射频磁控溅射、直流磁控溅射、离子束溅射）、化学气相沉积法（如热解CVD、等离子增强CVD、金属有机化学气相沉积（MOCVD））等等。另外，荧光转换层还可以通过软化学方法进行制备，如溶胶-凝胶法（sol-gel）、液相浸涂法等。