[发明专利]具有LED单色光稀缺色彩的发光二极管的封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED发光二极管的封装技术，特别涉及复合色光源的LED发光管的加色封装。

背景技术

随着LED发光二极管技术的不断进步，可见光LED的发光颜色和封装形式均呈多样化。在颜色表现方面，有红、绿、蓝、琥珀色、白色等多种选择；在封装形式上有软封装(指LED芯片直接粘结在PCB印刷线路板上，并焊接连接成字符或阵列形式，用透明树脂封装在特定的外壳中)、引脚式封装(LED芯片固定在引线框架上，封装成一定透明形状，成为单个LED器件)、贴片封装(LED芯片粘结在微小型引线框架上，焊接电极引线，经注塑成型，出光面用封装树脂包封)、双列直插式封装(用类似IC封装的铜质引线框架固定LED芯片，然后作连接焊接包封)和功率型封装(有多种具体封装形式，通常均具有粘结芯片的底腔较大，具有镜面反射能力，导热系数高，有足够低的热阻等特点)等各种形式。

上述各种颜色和式样的LED看似形成了种类繁多的品种格局，但其实远未能做到对实际应用范围作全面复盖，许多稀缺的色彩尚无法由发出单色光的发光二极管加以表现。因为确切地严格描述一种色彩，必须使用亮度、色调和饱和度三个参量。除亮度可通过电流调节以外，多数LED所发光均为(主)波长单一的单色光，因此其色调和饱和度均有很大局限。除了主波长在625nm左右的红管，525nm左右的绿管，470nm左右的蓝管，或者590nm左右的琥珀色黄管等高饱和度的单色光，其它偏离上述波长较多的单色LED或者低饱和度的LED则无从寻觅。例如，市场上找不到波长570～580nm的、波谱与琥珀黄有偏离但相差不远且饱和度较低的更广义的黄色LED，因此也就难以细腻地表现浅黄、淡黄、柠檬黄等大自然中存在的诸多不同的广义黄色，从而使LED的色彩应用受到极大限制。

根据相关光学原理，不同波长的单色光会引起不同的彩色感觉，但相同的彩色感觉却可以来源于不同的光谱成份组合。因此，在实际LED应用中，作为上述缺陷的一种补偿，可以某种复合色光(如白光)的LED管作为光源，外加具有期望色彩的透光外罩，使复合色光中非期望色彩的光被吸收，而只将该期望色彩的光反射或透射出来。虽然这种做法并不能产生具有对应色彩并以某个主波长为特征的单色光，但却可以得到所期望的彩色感觉。

然而这种以复合色光作光源外加透光色罩用以弥补上述缺陷的做法存在以下弊端：一是外加色罩会使LED应用产品的结构趋于复杂化，以致增加制作成本和产品安装难度，甚至影响实用和美观；二是在某些特定的使用环境下，这种外加色罩根本无法制作。例如在一个用多种LED色彩进行装饰的发光广告标志中，可能需要在同一平面的不同区域同时显示各种不同颜色，并要求有细腻的表现，但制作这样一个在平面不同区域显示不同颜色的统一的外加色罩几乎是无法实现的。当然使用复合光源以达到所期望的色彩还会增加光源结构的复杂程度和光效的损失，因此代价不菲。

近年来，为直接开发具有稀缺色彩的发光二极管开展了各种努力。专利号为011206446的专利提供了一种粉红色发光二极管制备方法，它选定某种特定的单色光发光二极管管芯，并激发某种特定的荧光粉，达到发出粉红颜色光的效果。021 193487 专利是一种紫红色发光二极管。类似地，它是以紫光激发红色荧光粉产生紫红色光。011341602专利提供了一种中空LED发光二极管，往该发光二极管内外两层透明罩中间有选择地充填不同气体成份，可发出不同颜色的光。上述这些专利虽然对填补LED单色光的稀缺色彩起到一定作用，但却存在因追求色彩效果不同而封装材质、机理和工艺迥然而异的缺陷，增加了制备工艺生产的复杂程度。

另一方面从封装的角度讲，以引脚式封装的LED单管为例，对置于金属引线框架上端反射杯(腔)中LED芯片进行封装所用的材料一般为透明的环氧树脂。这种透明状的LED管体可以最大限度地让光从管体内部逸出，提高或保证出光效率。为了从LED发光管的外观上直接区分其发光颜色，有时也会在透明环氧树脂中按一定的颜基比(即添加颜料与封装基料环氧树脂的重量比)均匀混添适量的专用晶态颜料，为环氧树脂着色进行加色封装。对红LED管就加红色，对绿LED管就加绿色，对黄LED管就加黄色等等，从而根据外观颜色即可确定该LED的发光颜色。除此之外，截止目前为止，尚未见用于封装的环氧树脂中所混添的晶态颜料有与所封装LED芯片发光颜色不一致或波谱不相近的报道。

发明内容