專利名稱：多層熒光粉層白光led的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大功率白光LED的取光效率，是對現(xiàn)有熒光粉層內(nèi)光LED的技術(shù)改進(jìn)。通過增加熒光粉層，提高白光LED的出光效率。
背景技術(shù)：
目前很多廠商生產(chǎn)的LED采用如圖1所示的涂敷熒光粉方式，它的生產(chǎn)工藝簡單而且成本較低，所以占有較大市場，但出光效率不高，而且壽命不長。通過改變LED的封裝結(jié)構(gòu)來提高出光效率早已大范圍研究和應(yīng)用，也已經(jīng)有很多相關(guān)的產(chǎn)品先后在市場上出現(xiàn)，比如通過改變芯片內(nèi)部的構(gòu)造、外部的熒光粉層的涂敷厚度和涂敷位置、改變反光杯的角度和粗糙度；圖2為現(xiàn)有的單層熒光粉層白光LED,熒光粉層比圖1的熒光粉涂敷方式，遠(yuǎn)離LED芯片，而且厚度可控，所以取光效率和使用壽命明顯增加，而且出射光的均勻性有所提高，但是它的出光效率仍不能滿足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的需要，出光效率仍是制約LED普及的一個主要因素，所以需要一種更加優(yōu)越的封裝結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步提高光的出光效率。
眾所周知，LED外部封裝結(jié)構(gòu)中，要盡量減少反射光入射到LED芯片上，因?yàn)樾酒奈章首罡?，?yán)重影響出光效率。例如單層熒光粉層白光LED，如圖1所示。圖1中的8:光線1， 9:光線2， 10:光線3,它們經(jīng)過熒光粉層反射后，直接和間接的入射到了LED芯片上。當(dāng)芯片產(chǎn)生的藍(lán)光量一定時，出射光為白光時，熒光粉層的厚度是固定的，從而保證了藍(lán)光轉(zhuǎn)換為黃光的轉(zhuǎn)化量。而從實(shí)驗(yàn)得出，隨著熒光粉層厚度的增加，藍(lán)光到黃光的轉(zhuǎn)換率降低，熒光粉層較薄時，轉(zhuǎn)化率較高，而且從LED芯片出射的藍(lán)光經(jīng)過較薄的熒光粉層時，出射光增加，反射光減少。為了充分利用以上優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型引入了熒光粉層雙層或者多層的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型公開了一種多層熒光粉層白光LED，通過改變熒光粉層的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)來提高出光效率，克服目前市場上使用的大功率白光LED，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但出光效率低，使用壽命短；在對芯片內(nèi)部和外部設(shè)計(jì)進(jìn)行了改造后，雖然在不同程度上增加了白光LED的功率，但仍無法有效提高出光效率的現(xiàn)狀。
一種多層熒光粉層白光LED,其特征在于在單層熒光粉層上，遠(yuǎn)離芯片的方向，填充少量灌封膠，再添加一層熒光粉層，并依此順序向上逐層添加，形成雙層或多層熒光粉層。
所述的多層熒光粉層每層的厚度，比單層的厚度薄，最多是單層熒光粉層厚度的l/n，其中n為多層熒光粉層的層數(shù)。
本實(shí)用新型采用熒光粉層遠(yuǎn)離芯片的雙層或多層封裝結(jié)構(gòu)，與單層熒光粉層結(jié)構(gòu)相比，不僅直接的透射光增加，而且反射光被熒光粉層隔為n部分，至少兩部分，有效地減少了 LED芯片對反射光的吸收，從而有效地增加了白光LED的取光效率；同時由于熒光粉層層數(shù)可控、厚度可控，所以取光效率和使用壽命明顯增加，而且大大提高了出射光的均勻性。


圖1為單層熒光粉層白光LED;圖2為雙層熒光粉層白光LED。
1.基板，2.芯片，3.灌封膠，4.單層熒光粉層，5.熒光粉層A， 6.熒光粉層B， 7.反光杯，8.光線l， 9.光線2， 10.光線3。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型加以詳細(xì)說明。
一種多層熒光粉層白光LED，如圖2所示芯片2固定于基板1上，基板l上固定一個反光杯7，反光杯7內(nèi)填充有灌封膠3。灌封膠3頂部是第一層熒光粉層A，在遠(yuǎn)離芯片的方向，再在熒光粉層上填充少量灌封膠3，再添加一層熒光粉層B。此結(jié)構(gòu)就是圖2所示的雙層熒光粉層結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)就是按此順序向上添加灌封膠3和熒光粉層。多層熒光粉層每層的厚度，比單層的厚度薄，每層的最大厚度是單層熒光粉層厚度的1/n,其中n為多層熒光粉層的層數(shù)。
通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)，選用的LED單層結(jié)構(gòu)的熒光粉層厚度為1500ntn，對此結(jié)構(gòu)改為雙層熒光粉層，熒光粉層A厚度為800咖，熒光粉層B厚度為700nm，測得取光效率明顯比單層結(jié)構(gòu)增加，且出射光略偏黃光，因?yàn)閺男酒?出射的光線經(jīng)過熒光粉層A時，由于熒光粉層A厚度為單層熒光粉層4厚度的一半，如圖l、圖2所示；透光量則為原來的2倍，反射光量明顯減少，從熒光粉層A透射出來的光主要是藍(lán)光，還需要熒光粉層B的熒光粉，繼續(xù)將剩余的藍(lán)光轉(zhuǎn)化為黃光，從而保證出射光為白光；再經(jīng)過熒光粉層B后，僅僅單純的透射光就比單層結(jié)構(gòu)增加，而在熒光粉層A反射光量比單層結(jié)構(gòu)顯著減少，從而減少了芯片的吸收，在熒光粉層B的反射光如圖2中的光線3 ，它可以在兩層間反射，不僅增加了轉(zhuǎn)換率，而且減少了入射到芯片2的幾率。理論分析認(rèn)為，還可以適當(dāng)減少熒光粉層B的厚度。將厚度改為500nm時，出射光為白光。實(shí)際測得的雙層熒光粉層出光效率比單層結(jié)構(gòu)的出光效率大約提高了 10%左右。因此雙層或者多層熒光粉層結(jié)構(gòu)可有效地提高光出光效率。
權(quán)利要求1.一種多層熒光粉層白光LED，其特征在于在單層熒光粉層上，遠(yuǎn)離芯片的方向，填充少量灌封膠，再添加一層熒光粉層，并依此順序向上逐層添加，形成雙層或多層熒光粉層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層熒光粉層白光LED，其特征在于所述的多層熒光粉層每層的厚度，比單層的厚度薄，最多是單層熒光粉層厚度的1/n，其中n為多層熒光粉層的層數(shù)。
專利摘要一種多層熒光粉層白光LED，其特征在于在單層熒光粉層上，遠(yuǎn)離芯片的方向，填充少量灌封膠，再添加一層熒光粉層，并依此順序向上逐層添加，形成雙層或多層熒光粉層。所述的多層熒光粉層每層的厚度，比單層的厚度薄，最多是單層熒光粉層厚度的1/n，其中n為多層熒光粉層的層數(shù)。本實(shí)用新型與單層熒光粉層結(jié)構(gòu)相比，不僅直接的透射光增加，而且反射光被熒光粉層隔為n部分，有效地減少了LED芯片對反射光的吸收，從而有效地增加了白光LED的取光效率；同時由于熒光粉層層數(shù)可控、厚度可控，所以取光效率和使用壽命明顯增加，可有效提高出射光的均勻性。
文檔編號H01L33/00GK201340861SQ20092006672
公開日2009年11月4日 申請日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者倪爭技, 猛 劉, 莊松林, 張大偉, 李柏承, 黃元申 申請人:上海理工大學(xué)