专利名称：基于荧光树脂的白光led发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及白光LED发光装置，尤其是基于荧光树脂的白光发光装置。
背景技术：
LED白光照明是一种高效绿色照明技术，具有节能、环保及长寿命等诸多优点，其工作原理是利用蓝光芯片与黄色的荧光粉组合(或其它组合方式)来获得白光。传统的白光LED器件的封装是将硅胶或树脂与荧光粉混合后直接涂覆在蓝光芯片表面，这种封装技术有其固有缺点。由于硅胶(或树脂)和荧光粉直接与蓝光芯片接触，导致蓝光芯片工作时散射不畅，芯片较高的工作温度使得荧光粉的发光波长会发生偏移，且发光强度下降。荧光体紧贴蓝光芯片发光面导致荧光体受激发出的光线部分重新进入芯片被吸收造成发光损失。
发明内容
本发明提供一种基于荧光树脂的白光发光装置，该发光装置可以有效解决上述运用传统封装工艺的白光LED出现的问题。本发明的技术方案是一种基于突光树脂的白光LED发光装置,包括底座、蓝光LED芯片和荧光树脂元件(罩等)；其中蓝光LED芯片为单颗芯片、一组串联、并联或混联的芯片；其中蓝光LED芯片为正装芯片或倒装芯片。所述的荧光树脂元件是将包括荧光体粉末与透明或半透明树脂充分混合或造粒，经热压模塑成型获得。荧光树脂元件典型的为荧光树脂罩。本发明涉及的荧光树脂元件的结构与制备方法包括，将荧光体粉末与树脂，也可以包括紫外线吸收剂粉末及其他添加剂粉末充分混合或造粒，经热压模塑成型获得。所述荧光树脂元件，将质量比为100: f 100:150的树脂的粉末与荧光体的粉末充分混合均匀；将透明或半透明树脂与荧光体的混合物或造料后利用加热模压(注塑等热塑性工艺均可)，冷却后就可获得荧光树脂板材或其他形状的材料；透明或半透明树脂是亚克力(PMMA)、PMMA合金树脂、聚碳酸酯、PC合金树脂、环氧、丁苯、苯砜树脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光学树脂、尼龙或PC增强的PMMA或MS树脂。专门有专利申请的内容。其中荧光体粉末可以是LED黄色荧光粉。为了提高白光的显色指数，荧光体也可以是LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物，或者是LED黄色荧光粉与少量LED红色突光粉的混合物；
其中LED蓝光芯片可以是宝石(Al2O3)衬底上生长的蓝光芯片，也可以是SiC衬底上生长的蓝光芯片，或者是Si衬底上生长的蓝光芯片，或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被转移到其他基板上的。所述LED蓝光芯片可以使用单颗LED芯片，也可以使用多颗或多组LED芯片，其目的是提供蓝光发光光源。其中荧光树脂罩有不同的几何形状，具有调节光线传输路径及改善发光器件散热的功能；其中荧光树脂罩可以是空心立方体型，或空心圆柱体型，蓝光芯片侧面与荧光树脂罩可接触、也可不接触(脱离，指有间隙的结构)；其中荧光树脂罩可以是空心的梯形立方体型，或空心的圆台型；
其中荧光树脂罩可以是空心圆柱体与弧形体的复合型结构，下半部为空心圆柱体，侧面紧贴蓝光芯片，上半部弧形体的截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型。蓝光芯片侧面与荧光树脂罩可接触，也可不接触(脱离)。其中荧光树脂罩外侧面可以是空心的立方体型，空心部分的截面的内弧线为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，蓝光芯片不与荧光树脂罩接触。其中荧光树脂罩可以是长条状的空心的弧面体，其截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型。其中荧光树脂罩可以是半桶型，其截面是圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型。 其中荧光树脂罩可以是平面型，蓝光芯片与热沉呈内陷型结构。其中荧光树脂罩可以是空心的弧面体，其截面为弧线形、如抛物线型、或其他的弧线型，蓝光芯片与热沉呈内陷型结构。上述树脂罩壁厚可以均匀，也可以不均匀。弧线的范围很广，可以是圆弧或圆锥曲线、卵形的部分线段、包括其它不可以解析表示的弧线，尤其是抛物线。上述荧光树脂罩与热沉之间可以通过连接部件连接、或通过某种粘结剂连接。在该装置中，荧光树脂与LED蓝光芯片发光面不直接接触，散热效果较好，荧光体的环境温度低，因此不会发生因器件的高工作温度导致的发光性能劣化等问题。本发明的有益效果是具有调节光线传输路径(可以制备成特定发光面积或集中光线的光源)及改善发光器件散热的功能；荧光树脂罩可以根据需要设计并加工成不同的几何形状。本发明利用蓝光LED芯片发出的蓝光照射荧光树脂罩来获得白光，缓解了散热问题，荧光体也不会出现因器件散热问题导致的发光波长漂移及发光效率下降等现象。荧光体与蓝光芯片发光面不直接接触，可以减少因荧光体受激发出的光线部分重新进入芯片被吸收造成的发光损失。本发明克服传统的白光LED器件的封装的固有缺点。使得荧光粉的发光波长正常工作的寿命延长，且保证发光强度。发光装置可以有效解决上述运用传统封装工艺的白光LED出现的问题。同时可以避免运用传统技术封装的LED发光器件中由于硅胶或树脂变质发黄及反光导致的器件光效下降问题。光效会明显提高。
图I为本发明实施例I的白光LED发光装置的示意图。图2为本发明实施例2的白光LED发光装置的示意图。图3为本发明实施例3的白光LED发光装置的示意图。图4为本发明实施例4的白光LED发光装置的示意图。图5为本发明实施例5的白光LED发光装置的示意图。图6为本发明实施例6的白光LED发光装置的示意图。图7为本发明实施例7的白光LED发光装置的示意图。图8为本发明实施例8的白光LED发光装置的示意图。图9为本发明实施例9的白光LED发光装置的示意图。
图10为本发明实施例10的白光LED发光装置的示意图。
具体实施例方式在整个说明书中都参考了附图，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的部件，图中1是热沉(支架)，2是蓝光LED芯片，3是荧光树脂罩和芯片间的空气间隙或硅胶。由于该发光器件无需改变传统封装工艺中的蓝光LED芯片的连接方式，在图中电极及电极引线被省略。。实施例I
图I为本发明实施例I的白光LED发光装置的示意图。白光LED发光装置包括热沉I、蓝光LED芯片2、和荧光树脂罩4，图中3是荧光树脂罩和芯片间的空气间隙或硅胶。 荧光树脂罩4中的树脂为亚克力(PMMA)，荧光体为YAG黄粉，粒径为10微米。
荧光树脂罩4是空心立方体型，或空心圆柱体型，壁厚可调，蓝光芯片侧面紧贴荧光树脂罩4。蓝光LED芯片2发出的蓝光照射荧光树脂罩4，荧光树脂罩4中的荧光体受蓝光激发发出黄光，发出的黄光与蓝光LED芯片2发出的部分蓝光混合得到白光。实施例2
图2为本发明实施例2的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，蓝光芯片的侧面与荧光树脂罩5不接触。实施例3
图3为本发明实施例3的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩6是空心的梯形立方体型，或空心的圆台型，壁厚可调，蓝光芯片侧面与荧光树脂罩6不接触。实施例4
图4为本发明实施例4的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩7是空心圆柱体与弧形体的复合型结构，下半部为空心圆柱体，蓝光芯片侧面紧贴荧光树脂罩7，上半部弧形体的截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，内外弧线的线型可以一致，也可以不一致。实施例5
图5为本发明实施例5的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩8是空心圆柱体与弧形体的复合型结构，下半部为空心圆柱体，蓝光芯片侧面与荧光树脂罩8不接触，上半部弧形体的截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，内外弧线的线型可以一致，也可以不一致。实施例6
图6为本发明实施例6的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩9是空心的立方体型，空心部分的截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，荧光树脂罩9不与蓝光芯片接触。实施例7
图7为本发明实施例7的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩10是空心的弧面体，其截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，内外弧线的线型可以一致，也可以不一致。实施例8
图8为本发明实施例8的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩11是半桶型，其截面是圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，内外弧线的线型可以一致，也可以不一致。即荧光树脂罩是半桶的柱面型，其截面的轮廓线可以是圆弧的一部分、或抛物线、或双曲线、或其他的弧线。实施例9 图9为本发明实施例9的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩12是平面型，蓝光芯片与热沉呈内陷型结构。实施例10
图10为本发明实施例10的白光LED发光装置的示意图。该实施例与实施例I的区别在于，荧光树脂罩(多种透明或半透明树脂均能够制备，可参考本申请人的相关申请)13是空心的弧面体，其截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，内外弧线的线型可以一致，也可以不一致，蓝光芯片与热沉呈内陷型结构。本发明的进一步改进还包括荧光体与树脂的混合粉末中还可以加入少量紫外线吸收剂或抗氧化剂来防止树脂老化。在步骤(I)中加入适量的Si02、ZrO2> Al2O3等陶瓷颗粒；来增强光线的混合效果。可以采取二次成型的方法来制备荧光树脂，先将树脂与荧光体的混合粉末热压或注塑(挤塑)成板材(亦可直接模具成型)，再将板材二次热成型为所需形状的荧光树脂元件。
权利要求
1.一种基于荧光树脂的白光LED发光装置，其特征在于，包括底座、蓝光LED芯片及荧光树脂元件；其中蓝光LED芯片为单颗芯片、一组串联、并联或混联的芯片，蓝光LED芯片是正装芯片、或倒装芯片；所述的荧光树脂元件是将包括荧光体粉末与透明或半透明树脂充分混合或造粒，经热压模塑成型获得。
2.根据权利要求I所述的基于荧光树脂的白光LED发光装置，其特征在于荧光树脂元件为荧光树脂罩，荧光树脂罩距蓝光LED芯片有间隙；透明或半透明树脂是亚克力(PMMA)、PMMA合金树脂、聚碳酸酯、PC合金树脂、环氧、丁苯、苯砜树脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光学树脂、尼龙或PC增强的PMMA或MS树脂。
3.根据权利要求2所述的基于荧光树脂的白光LED发光装置，其特征在于，其中荧光树脂罩为空心立方体型或空心圆柱体型，壁厚可调，蓝光芯片侧面紧贴荧光树脂罩或与荧光树脂罩或有间隙。
4.根据权利要求I所述的基于荧光树脂的白光LED发光装置，其特征在于荧光树脂罩 是空心的梯形、立方体型或空心的圆台型，壁厚可调，蓝光芯片侧面与荧光树脂罩紧贴或有间隙。
5.根据权利要求I所述的基于突光树脂的白光LED发光装置,其特征在于,其中突光树脂罩是空心圆柱体与弧面形体的复合型结构，下半部为空心圆柱体，蓝光芯片侧面荧光树脂罩紧贴或有间隙，上半部弧面形体的截面为弧线形、抛物线型、或其他的弧线型。
6.根据权利要求I所述的白光LED发光装置，其特征在于，其中荧光树脂罩外侧面是空心的立方体型，空心部分的截面的内弧为弧线形、抛物线型、或其他的弧线型，荧光树脂罩与蓝光芯片接触或有间隙。
7.根据权利要求I所述的基于荧光树脂的白光LED发光装置，其特征在于，其中荧光树脂罩是空心的弧面体，其截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，内外弧线的线型一致或相异。
8.根据权利要求I所述的白光LED发光装置，其特征在于，其中荧光树脂是半桶型，其截面是圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，罩的内外弧线的线型一致或相异。
9.根据权利要求I所述的基于荧光树脂的白光LED发光装置，其特征在于，其中荧光树脂罩是平面型或空心的弧面体，空心的弧面体截面为圆弧形、或抛物线型、或其他的弧线型，，蓝光芯片与热沉呈内陷型结构。
10.根据权利要求I所述的基于荧光树脂的白光LED发光装置，其特征在于，荧光树脂罩与热沉之间可以通过连接部件连接、或通过某种粘结剂连接。
全文摘要
基于荧光树脂的白光LED发光装置，包括底座、蓝光LED芯片及荧光树脂元件；其中蓝光LED芯片为单颗芯片、一组串联、并联或混联的芯片，蓝光LED芯片是正装芯片、或倒装芯片；所述的荧光树脂元件是将荧光体粉末与树脂粉末、紫外线吸收剂粉末及其他添加剂粉末充分混合或造粒，经热压模塑成型获得。荧光树脂罩可以根据需要设计并加工成不同的几何形状。本发明利用蓝光LED芯片发出的蓝光照射荧光树脂罩来获得白光，缓解了散热问题，荧光体也不会出现因器件散热问题导致的发光波长漂移及发光效率下降等现象；荧光体与蓝光芯片发光面不直接接触，减少了因荧光体受激发出的光线部分重新进入芯片被吸收而造成的发光损失。
文档编号H01L33/50GK102800795SQ20121029480
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者钱志强, 金正武 申请人:南通脉锐光电科技有限公司