[发明专利]一种全反射式白光LED封装结构

说明书

技术领域

本发明属于光电子技术领域，涉及白光发光二极管（LED）封装结构，尤其是一种全反射侧向出光式白光LED封装结构。

背景技术

LED是一种能发光的半导体电子元件，其物理性质已为人熟知，并在照明和显示行业得到广泛应用。

目前常见的白光LED技术，是使用LED芯片所产生的蓝光，激发涂布在芯片上方或周围的荧光粉，荧光粉受激发后发出绿光、黄光或红光，与LED芯片的蓝光搭配而产生白光。另外还有一种与之相近的白光LED技术，其使用紫外LED芯片所产生的紫外光，激发涂布在芯片上方或周围的荧光粉，发出蓝光、绿光或红光，混合出白光。美国专利US005998925A、US006069440A、US006600175A、US006614179A、US007592192A、US08227273A、US005847507A、US005959316A，US006163038A、US006299498B1、US006576930B2、US006812500B2、US007592192B2、US007750359B2、US005813753A、US006614179B1、US00329988B2，中国专利CN102593269A、CN1870309A、CN101702421B、CN101521257B、CN102169951A、CN101320773B、CN101771129A、CN102569558A、CN101432895A和CN102110681A，均使用了类似的技术。其中美国专利US006614179B1、US00329988B2、中国专利CN101432895A和CN102110681A使用了侧向导光技术，但其白光仍是芯片与涂布在芯片上的荧光粉搭配产生的。

在上述白光LED技术中，荧光粉均直接涂布在芯片上方或环绕在芯片周围，所得白光的光色、光效与荧光粉的浓度和用量关系很大。以最常用的蓝光芯片和黄色荧光粉组合为例，白光是由蓝光激发荧光粉得到的黄光和透过荧光粉层的蓝光混合而成，芯片和荧光粉所发出的光必须透过高浓度的荧光粉层，而荧光粉层对光会产生散射和阻挡，而造成很大的光损失。黄光的比例越高，荧光粉的用量也越多，荧光粉层造成的光损失越大。对于6000K左右的正白光LED来说，最终透过荧光粉层的出射光的比例低于50%。而对于2800K左右的暖白光LED来说，由于使用的荧光粉量更多，最终透过荧光粉层的出射光的比例仅约30%。

为减少光通过荧光粉层时的损失，Optics Express期刊2009年4月第17卷第9期报道了使用蓝光通-黄光反射滤光片以提高白光LED的效率的方法。但在该方法中，芯片和荧光粉所发出的光仍需要透过高浓度的荧光粉层，不能显著提高光的出射比例。

综上所述，现有的使用荧光粉技术的白光LED封装技术存在严重的问题，即由于荧光粉层散射及阻挡等原因而导致的大量光损失，如若能解决该问题，将能大幅度提高白光LED的光出射效率。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种可显著降低光在传播过程中的损失、提高LED光效的白光封装结构。

技术方案：本发明的全反射式白光LED封装结构，包括透明薄片、沿透明薄片周向设置的内柱面反射镜、封装在透明薄片中的荧光粉和扩散粉，以及设置在透明薄片上的LED芯片和荧光粉膜、与LED芯片连接的电极，荧光粉膜设置在LED芯片的上方或下方，LED芯片的法向与透明薄片的平面平行，内柱面反射镜与透明薄片的平面垂直，透明薄片由折射率大于或等于1.35的透明材料制成。

本发明中，LED芯片封装在透明薄片的内部或设置在透明薄片的周向边缘与内柱面反射镜之间。

本发明中，荧光粉膜为封装有荧光粉的透明材料制成。

本发明中，透明薄片的上侧或下侧设置有一个底面反射镜，以实现单侧出光。

本发明中，透明薄片的上侧或下侧设置有一个采用折射率大于或等于1.35的透明材料制作的透明凸透镜。

本发明中，透明薄片的上侧和下侧分别设置有一个采用折射率大于或等于1.35的透明材料制作的透明凸透镜。

本发明中，LED芯片发出的是蓝光或紫外光。

本发明中，透明薄片中的荧光粉与透明材料的重量比在0.001:1至0.1:1之间。

本发明中，透明薄片的厚度不超过5mm。