[发明专利]一种LED发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用荧光粉复合发光技术的LED发光元件。

背景技术

1996年日本日亚化学公司(Nichia Chemical)发现以发黄光系列 的钇铝石榴石(YAG)荧光粉配合蓝色发光二极管，可做成白色光源。 利用蓝色lED为基础光源，将蓝色LED发出的一部分蓝光用来激发荧 光粉，使荧光粉发出黄绿光或红光和绿光，另一部分蓝光透射出来， 由荧光粉的黄绿色光或红光和绿光与透射的蓝光组成白光。

目前，人们也在开发紫光及紫外光系列的专用荧光粉，这类荧光 粉的发射波长为370～420nm，利用涂敷的方法，这类荧光粉配合紫 光或紫外光的LED也可制造出白光LED。同样的原理，基础光和荧光 粉的不同配合可以产生其他颜色的光，这就是LED荧光粉复合发光技 术的原理。

为了便于描述，下面均以蓝光LED芯片加上相应的荧光粉产生白 光来说明本发明。

目前普遍使用蓝光LED加荧光粉复合发光来产生白光的技术均 采用涂敷方法来实现，常见的技术是将荧光粉和胶水混合后涂敷在 LED晶片的表面，因此荧光粉颗粒的大小、涂敷的均匀度、荧光层的 厚度等都难以得到控制，不但会影响光效，而且会改变颜色参数以及 空间光强分布及色温Ra值。由于LED晶片呈长方体，光强随角度变 化迅速衰减，光谱空间分布不均，与荧光粉的涂敷技术产生的不可控 制性效果一起叠合，边缘会存在严重偏色等问题。

另外，现有的荧光粉复合发光LED的封装方法是涂敷荧光粉层后 将荧光粉层固化，LED晶片表面的荧光粉呈固态形式，并用透明树脂 密封。在LED工作时，因流经晶片的PN结的电流密度较大，晶片表 面的温度很高，约300～400度，这样使得LED晶片表面的固态荧光粉 长期处于高温加热状态，加速了荧光粉的老化，降低其发光效率，使 其光衰减很快，从而使白光LED使用寿命大大缩短，特别是大功率的 LED，此现象更为突出。同时，白光LED由于涂布了荧光粉层(将部 分蓝光转换为白光)，出光一部分直接透过环氧树脂射出，而另一部 分被荧光粉散射，由此粉层附近的短波辐射和热量高度集中，导致填 充在周围的环氧树脂“黄变”，极大影响了光输出效率。

本发明专利申请人在2007年6月4日递交了一份中国发明专利 申请，其申请号为200710074813.5，它可有效消散LED元件表面的 热量，可以解决由于热沉积导致荧光粉性质不稳定的问题。但对于使 用涂敷方法生成固态荧光粉层在LED晶片表面而产生的不良影响，例 如导致光效降低，改变颜色参数，改变空间光强分布及色温Ra值， 边缘存在严重偏色等问题未提出解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提出一种改善LED表面荧光粉分布的方法的 LED发光元件，解决由于使用涂敷方法而导致影响光效，改变颜色参 数，改变空间光强分布及色温Ra值，边缘存在严重偏色等问题。

为了达到上述目的，本发明由以下的技术方案来实现。

将金属基板装载的LED发光晶片设于一个透明罩内，在透明罩内 装满液体，使液体能淹盖整个LED发光晶片表面；在液体中添加并均 匀分散有荧光粉，使LED发光晶片表面的液体中的荧光粉均匀分散。

所述的液体为流动液体，含荧光粉的流动液体包覆LED发光晶片 的任意一个出光面。

所述的透明罩上设有含荧光粉的流动液体循环进、出口，在含荧 光粉的流动液体循环进、出口处连接一液冷循环散热装置。

本发明同现有技术相比，采用了在LED发光晶片表面利用流动液 体循环吸收热量的散热结构，它可消散LED晶片表面的热量，使整体 散热性能得到较好的控制。本发明改善LED表面荧光粉分布的方法， 将传统涂布在LED发光晶片表面的固态形式荧光粉添加到散热的流 动液体中，有效避免了荧光粉在LED发光晶片表面高温加热现缘，降 低了荧光粉的老化，使光衰减大大降低。利用流动液体来分布荧光粉， 使荧光粉均匀分布在LED发光晶片的任意一个发光面，况且液体固有 的折光特性可以让分散在LED发光晶片上部空间的荧光粉充分激发， 使本发明的LED发光元件光显色均匀，光的稳定性大大提高。解决了 使用涂敷方法而导致影响光效，改变颜色参数，改变空间光强分布及 色温Ra值，边缘存在严重偏色等问题。

附图说明

图1是本发明一种LED发光元件实施例1结构示意图

具体实施方式