[发明专利]一种无荧光粉多基色LED封装结构及其封装方法

说明书

本发明公开了一种无荧光粉多基色LED封装结构及其封装方法，该封装结构包括封装基板、若干颗间隔放置的LED芯片、固晶层、引线和复合封装胶结构；封装基板上有通过固晶层键合的若干LED芯片，LED芯片通过引线和基板电路连接，多基色LED芯片上有复合封装胶结构，复合封装胶结构由纯封装胶的第一封装胶层和掺有微纳米散射颗粒掺杂的第二封装胶层组成，并且第二封装胶层位于第一封装胶层周围。如此保证大部分光线直接从第一封装胶层出射，而大角度的光线在微米纳米颗粒掺杂的第二封装胶层内与微米纳米颗粒发生散射作用，从而改善不同LED芯片出光的各向均匀性，实现大视角的混光，同时保证高光提取效率。

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，尤其是涉及一种无荧光粉多基色LED封装结构及其封装方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diodes)是一种基于P-N结电致发光原理制成的半导体发光器件，具有电光转换效率高、使用寿命长、环保节能、体积小等优点，已经开始在背光、路灯、汽车大灯，头灯和室内照明等许多领域广泛应用，随着LED效率的不断提升和应用产品的推广，人们对LED照明的需求已经从“照亮”逐步转变为“照舒适”，因此空间颜色均匀性成为LED照明质量的重要评估指标之一。

当前合成白光LED的方式主要有两种，一种是利用蓝色LED芯片激发荧光粉合成白光；另一种是通过多色LED芯片（如蓝，青，绿，黄和红光LED芯片）合成白光。由蓝光芯片结合黄光荧光粉合成白光，其光谱中存在蓝光过多、青光缺失和红光不足的问题。越来越多的研究表明，采用这种方法合成白光LED光源随着时间的推移存在严重的蓝光泄露问题，由于光谱中蓝光占比较大，将对用户产生非视觉生物效应，影响褪黑素分泌，造成生物钟紊乱，睡眠质量差等。此外，黄光荧光粉还会随使用时间老化，导致LED的发光效率下降、色温飘移等问题因此，采用蓝光芯片结合黄光荧光粉合成白光的方法存在严重的不足。

利用多色LED芯片合成白光具有寿命长，光谱连续可调以及光品质高等优点，在智能照明、健康照明和可见光通信等领域有更广阔的前景。多基色白光LED能够有效解决荧光粉转换LED在使用过程中由于荧光粉老化所带来的色温漂移和蓝光泄露等问题。根据美国能源部发布的LED照明计划的预测，荧光粉转换白光LED的极限效率约为250lm/W，而多基色白光LED的极限效率约为350lm/W，因此高品质，高可靠性和高光效的多基色白光LED是下一代绿色健康照明的必然趋势。

在LED封装中，光学调控是不可或缺的部分，它直接影响LED的出光效率和混光效率，是实现多基色LED照明应用需求的关键环节。传统的封装结构如仿流明封装、SMD封装等并不能满足多基色LED的均匀混光和高提取效率的需求。采用多基色LED直接合成白光，不同颜色LED芯片在空间分布位置不同。由于不同颜色LED芯片出光在不同角度的光强不匹配，导致LED封装模块的出光在空间各个视角色温不一致，存在色温偏差。并且，将多基色LED封装模块应用于灯具时，灯具的二次透镜将加剧空间不同视角的色温偏差，尤其是在大视角甚至会出现分色的现象，造成目标平面得到的不是多基色芯片合成的白光，而是区域彩色光斑，大大的降低了照明品质，不能满足高质量照明的需求。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种无荧光粉多基色LED封装结构，该封装结构利用散射颗粒掺杂的封装胶体层解决了不同颜色LED芯片出光不均匀的问题，不仅提高了空间颜色均匀性，而且同时保证了高光提取效率。

本发明的第二个目的在于提供一种无荧光粉多基色LED封装方法，该封装方法避免了荧光粉的使用，简化了封装工艺，同时提高了封装模块的可靠性，能解决传统封装方法出光蓝光过多、青光缺失和红光不足的缺陷。

本发明的第一个目的是这样实现的：