一种led封装结构的制作方法

一种led封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种LED封装结构，包括：基体；至少一个LED发光体，设于所述基体；平面光转换层，设于所述基体，包括至少一个入光面和一出光面，所述出光面在所述基体的对侧或同侧，所述入光面和所述出光面相形成一个夹角，所述LED发光体和所述入光面相邻，并且向所述平面光转换层提供第一波长的光；荧光粉以微粒形式分布在所述平面光转换层内，将至少一部分所述第一波长的光转换成为波长和所述第一波长不同的光，所述第一波长的光和转换波长后的光一起从所述平面光转换层的出光面射出。本发明与现有技术相比，使用一层结构实现了原来导光板和荧光粉层两层结构的功能，因此结构简单，同时降低了成本，简化了工艺。
【专利说明】一种LED封装结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体照明器件的封装结构，尤其是一种LED封装结构。
【背景技术】
[0002]目前来说，开发LED面发光元件主要有两种方法，一种是直下式的，如韩国专利KR20090073432，在这种结构中，封装好的LED器件直接放置在导光板或者光散射板的上方，经过放置方式的优化，最终实现面发光的效果。这种方式虽然具有较高的光转换效率，但通常来说，面发光元件的体积比较大，特别是因为叠加了光源与导光板的厚度，在厚度上很难实现薄型化。
[0003]另一种封装结构是侧发光式的，即通过把LED侧放于导光板的边缘，来实现面发光，如美国专利US2005185113，该专利中将封装好的LED元件放置于导光板的侧面，然后垂直于导光板的侧面照射，进而在导光板内经过混光达到面发光的效果。但是，使用封装好的LED元件，通常在LED与导光板之间的光转化效率会有很大的降低，一方面因为封装好的LED的发光方向难于控制，另外一方面，就封装过程本身来说，从LED芯片发出的光有一小部分被损失了。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是为了解决上述LED封装结构存在的问题，提供一种低成本、结构、工艺简单的，薄型化的LED面光源。
[0005]本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是提供一种LED封装结构，其特征在于包括:
基体；
至少一个LED发光体，设于所述基体；
平面光转换层，设于所述基体，包括至少一个入光面和一出光面，所述出光面在所述基体的对侧或同侧，所述入光面和所述出光面相形成一个夹角，所述LED发光体和所述入光面相邻，并且向所述平面光转换层提供第一波长的光；
荧光粉以微粒形式分布在所述平面光转换层内，将至少一部分所述第一波长的光转换成为波长和所述第一波长不同的光，所述第一波长的光和转换波长后的光一起从所述平面光转换层的出光面射出。
[0006]可选的，所述荧光粉为远程荧光粉。
[0007]可选的，所述荧光粉均匀分布在所述平面光转换层内。
[0008]可选的，所述荧光粉在所述平面光转换层内的分布不均匀，其分布密度随离开所述平面光转换层入光面的距离的增加而增加。
[0009]可选的，所述荧光粉在所述平面光转换层内的分布不均匀，其分布密度随离开所述平面光转换层出光面的距离的增加而减小。
[0010]可选的，所述荧光粉为单一特征波长的荧光粉，或多特征波长的混合荧光粉。[0011]可选的，所述出光面的对侧还设有一光反射面，用以将光线向出光面反射，所述光反射面为在基体表面的金属反光涂层、或扩散薄膜、或压印的表面拓扑结构。
[0012]可选的，所述出光面对侧还设有第二出光面。
[0013]可选的，所述平面光转换层为混合有所述荧光粉的胶体固化成型的薄片型材。
[0014]可选的，所述平面光转换层为厚度均匀的片材。
[0015]可选的，所述平面光转换层为者厚度渐变的楔形。
[0016]可选的，所述平面光转换层为方形、圆形、椭圆形或多边形。
[0017]可选的，所述LED发光体位于所述平面光转换层的一个侧面、或者相对的两个侧面、或者三个以上侧面。
[0018]可选的，所述平面光转换层表面具有微结构。
[0019]可选的，所述平面光转换层表面的出光面上还设有散射层，所述散射层为高聚合物制备的散射膜微结构，或者是溶液喷涂而成的散射结构。
[0020]可选的，所述平面光转换层表面的出光面上还设有光提取层，所述光提取层采用折射率大于1.5的材料单独或者混合其他材料组成的多层膜结构。
[0021 ] 可选的，所述LED封装结构还包括散热装置，所述散热装置连接所述LED发光体。
[0022]可选的，所述LED发光体为LED芯片、或封装后的LED元件、或LED模组。
[0023]本发明由于采用了上述技术方案，使之与现有技术相比，使用一层结构实现了原来导光板和荧光粉层两层结构的功能，因此本发明采用的方案结构简单，同时降低了成本，简化了工艺。采用了远程荧光粉技术，降低芯片对发出的光的自吸收，提高出光效率，并且降低荧光粉的工作温度，延长了使用寿命。采用了侧发光模式降低了出现眩光的几率，更易于实现从点光源到面光源的转换。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例一的结构示意图 图2是本发明实施例二的结构示意图
图3是本发明实施例二中平面光转换层的结构示意图 图4是本发明平面光转换层中荧光粉分布密度的示意图
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的LED封装结构作进一步详细的说明。
[0026]图1、图2为本发明的两个较佳的实施例，图1为实施例一，图2表示实施例二，从图中可见本发明提供的封装结构包括基体1，发明中使用的基体1，可以选择各种材料，包括单不限于玻璃、塑料压克力板、金属箔片等等。而且，在基体I的表面上可以进行再修饰，在实施例一、实施例二中基体I上还有一层反射层3。在实施例一中反射层3为喷涂反光材料形成的(如金属膜)，在实施例二中反射层3为扩散薄膜(如聚合物散射层。当然还可以在基体I的表面进行其它处理，如表面的粗糙化，或压印微结构等等。更进一步，基体I的形状也可以灵活选择。
[0027]在基体I上放置一平面光转换层4，在本实施例中平面光转换层4为半透明荧光粉层是由荧光粉(包括普通荧光粉或者半导体量子点发光材料等)与硅胶、玻璃或者其它类型的溶剂型材料混合并固化成型的薄片型材。平面光转换层4包括入光面和出光面，请参考图1、图2因为其为平板结构，所述出光面为平板的平面，即和基体大致平行的面，可以在基体一侧，也可以在基体对侧。当然在另外的较佳实施例中，如果基体采用透明材料，出光面也可以在基体一侧，或者在两侧都有光线射出。连接底面和出光面的面为入光面。在本实施例中出光面和入光面垂直，在其他较佳实施例中入光面也可能和出光面不垂直，如平面光转换层4的截面可以是梯形，所述入光面也不一定是平面，可以是一段圆弧面。
[0028]在基体I上还设置有LED发光体2，其和平面光转换层4的入光面相邻，其射出的固定波长的光垂直于入光面照射入平面光转换层4。由于平面光转换层4可选择各种不同的形状，包括但不限于方形、圆形、椭圆形及多边形，LED发光体2也可以灵活的设置，如排布在平面光转换层4的一个侧边，或者放置在对称形状的平面光转换层4相对的两个侧面，还可以排布在整个平面光转换层4的所有侧面。当然可以理解的是，如果排布在多个侧面，那么入光面也将有多个。同时在每个入光面的都可以安排一个或多个LED发光体2来提供光线。LED发光体2可以是没有封装的LED芯片，还可以使用封装好的LED元件或者LED模组，例如加了近程荧光粉的LED元件，加了进程荧光粉和封装光罩的LED元等等。同时考虑到LED散热的需求，在本实施例中LED发光体2还连接有散热装置7。
[0029]此外，本发明中，所涉及到的LED芯片可以使用各种特征波长对应的能量高于所用荧光粉的激发能量，以使能量能够有效转换，并实现合理的混光。例如LED芯片可以选择UV LED,蓝色LED，绿色LED等等，然后对应的荧光粉的特征波长对应的能量低于LED芯片的对应波长能量，例如，红色荧光粉等。当然，荧光粉的选择上，可以是单一特征波长的荧光粉，也可以是多特征波长的混合荧光粉。同时，平面光转换层4中荧光粉分布可以是均匀的分布与薄片中，如图4a所示，为达到更好的混光效果可以采用非均匀的分布，如图4b中所示所述荧光粉在所述平面光转换层4内的分布密度随离开所述平面光转换层4入光面的距离的增加而增加，或如图4c所示所述荧光粉在所述平面光转换层4内的分布密度随离开所述平面光转换层4出光面的距离的增加而减小。
[0030]在平面光转换层4的设计上可以根据实际的面发光特点进行选择，包括但不限于厚度均匀的立方体片材，如实施例一见图1，或者厚度渐变的楔形，如实施例二见图
2。当然在平面光转换层4表面可以进行多种处理，以使得最终元件的面发光效果得到控制，达到所需要的面发光效果，如表面粗糙化或者采用表面带有特殊微结构的型材，其放大结构可以参考图3。本发明中所说的微结构，可以是附在平面光转换层4的一个表面，或者上下两个表面。微结构可采用凹陷、凸点、波纹、锯齿等各种结构，其分也可以依据距离光源的远近而采用不同的分布密度。
[0031] 在实施例一、二中，平面光转换层4上还覆盖有散射层6，散射层6可以是由高聚合物制备的散射膜微结构，或者直接由溶液喷涂而成的散射结构，如直接在荧光粉层涂敷二氧化硅(SiO2)微粒或其它粒子等，形成薄膜后，达到对光的散射效果。在散射层6上面还可以再加一层光提取层5，以提高出光效率，一般来说，光提取层5的材料的折射率大于1.5,光提取层米用折射率大于1.5的材料制成，或者是由折射率大于1.5和小于1.5的材料组成的多层膜结构。并且根据需要，在其上面制备各种微结构，通过改善光在平面光转换层4和散射层6的全反射的路径，以达到提高光输出效率的目的。当然可以理解的散射层6和光提取层5的加入是为了提高光输出效率，并不是为了限定本发明的保护范围，在本发明的其他实施例中也可以不包括这些结构，或者只包括两者中的一个。
[0032] 上文对本发明优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本发明穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能作出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本发明的范围之内。
【权利要求】
1.一种LED封装结构，其特征在于包括: 基体； 至少一个LED发光体，设于所述基体； 平面光转换层，设于所述基体，包括至少一个入光面和一出光面，所述出光面在所述基体的对侧或同侧，所述入光面和所述出光面相形成一个夹角，所述LED发光体和所述入光面相邻，并且向所述平面光转换层提供第一波长的光； 荧光粉以微粒形式分布在所述平面光转换层内，将至少一部分所述第一波长的光转换成为波长和所述第一波长不同的光，所述第一波长的光和转换波长后的光一起从所述平面光转换层的出光面射出。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述荧光粉为远程荧光粉。
3.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述荧光粉均匀分布在所述平面光转换层内。
4.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述荧光粉在所述平面光转换层内的分布不均匀，其分布密度随离开所述平面光转换层入光面的距离的增加而增加。
5.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述荧光粉在所述平面光转换层内的分布不均匀，其分布密度随离开所述平面光转换层出光面的距离的增加而减小。
6.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述荧光粉为单一特征波长的荧光粉，或多特征波长的混合荧光粉。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的LED封装结构，其特征在于所述出光面的对侧还设有一光反射面，用以将光线向出光面反射，所述光反射面为在基体表面的金属反光涂层、或扩散薄膜、或压印的表面拓扑结构。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的的LED封装结构，其特征在于所述出光面对侧还设有第二出光面。
9.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的LED封装结构，其特征在于所述平面光转换层为混合有所述荧光粉的胶体固化成型的薄片型材。
10.根据权利要求9所述的LED封装结构，其特征在于所述平面光转换层为厚度均匀的片材。
11.根据权利要求9所述的LED封装结构，其特征在于所述平面光转换层为者厚度渐变的楔形。
12.根据权利要求10或11所述的LED封装结构，其特征在于所述平面光转换层为方形、圆形、椭圆形或多边形。
13.根据权利要求12所述的LED封装结构，其特征在于所述LED发光体位于所述平面光转换层的一个侧面、或者相对的两个侧面、或者三个以上侧面。
14.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的LED封装结构，其特征在于所述平面光转换层表面具有微结构。
15.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的LED封装结构，其特征在于所述平面光转换层表面的出光面上还设有散射层，所述散射层为 高聚合物制备的散射膜微结构，或者是溶液喷涂而成的散射结构。
16.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的LED封装结构，其特征在于所述平面光转换层表面的出光面上还设有光提取层，所述光提取层采用折射率大于1.5的材料单独或者混合其他材料组成的多层膜结构。
17.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的LED封装结构，其特征在于所述LED封装结构还包括散热装置，所述散热装置连接所述LED发光体。
18.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的LED封装结构，其特征在于所述LED发光体为LED芯片、或封装后的LED元件、或LED模组。
【文档编号】H01L33/50GK103904198SQ201210588843
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月29日 优先权日:2012年12月29日
【发明者】郑天航 申请人:欧普照明股份有限公司