[实用新型]多层荧光粉层白光LED

说明书

技术领域

本实用新型涉及大功率白光LED的取光效率，是对现有荧光粉层白光LED的技术改进。通过增加荧光粉层，提高白光LED的出光效率。

背景技术

目前很多厂商生产的LED采用如图1所示的涂敷荧光粉方式，它的生产工艺简单而且成本较低，所以占有较大市场，但出光效率不高，而且寿命不长。通过改变LED的封装结构来提高出光效率早已大范围研究和应用，也已经有很多相关的产品先后在市场上出现，比如通过改变芯片内部的构造、外部的荧光粉层的涂敷厚度和涂敷位置、改变反光杯的角度和粗糙度；图2为现有的单层荧光粉层白光LED，荧光粉层比图1的荧光粉涂敷方式，远离LED芯片，而且厚度可控，所以取光效率和使用寿命明显增加，而且出射光的均匀性有所提高，但是它的出光效率仍不能满足现代工业应用的需要，出光效率仍是制约LED普及的一个主要因素，所以需要一种更加优越的封装结构来进一步提高光的出光效率。

众所周知，LED外部封装结构中，要尽量减少反射光入射到LED芯片上，因为芯片的吸收率最高，严重影响出光效率。例如单层荧光粉层白光LED，如图1所示。图1中的8：光线1，9：光线2，10：光线3，它们经过荧光粉层反射后，直接和间接的入射到了LED芯片上。当芯片产生的蓝光量一定时，出射光为白光时，荧光粉层的厚度是固定的，从而保证了蓝光转换为黄光的转化量。而从实验得出，随着荧光粉层厚度的增加，蓝光到黄光的转换率降低，荧光粉层较薄时，转化率较高，而且从LED芯片出射的蓝光经过较薄的荧光粉层时，出射光增加，反射光减少。为了充分利用以上优点，本实用新型引入了荧光粉层双层或者多层的封装结构设计。

实用新型内容

本实用新型公开了一种多层荧光粉层白光LED，通过改变荧光粉层的设计结构来提高出光效率，克服目前市场上使用的大功率白光LED，虽然结构简单，但出光效率低，使用寿命短；在对芯片内部和外部设计进行了改造后，虽然在不同程度上增加了白光LED的功率，但仍无法有效提高出光效率的现状。

一种多层荧光粉层白光LED，其特征在于：在单层荧光粉层上，远离芯片的方向，填充少量灌封胶，再添加一层荧光粉层，并依此顺序向上逐层添加，形成双层或多层荧光粉层。

所述的多层荧光粉层每层的厚度，比单层的厚度薄，最多是单层荧光粉层厚度的1/n，其中n为多层荧光粉层的层数。

本实用新型采用荧光粉层远离芯片的双层或多层封装结构，与单层荧光粉层结构相比，不仅直接的透射光增加，而且反射光被荧光粉层隔为n部分，至少两部分，有效地减少了LED芯片对反射光的吸收，从而有效地增加了白光LED的取光效率；同时由于荧光粉层层数可控、厚度可控，所以取光效率和使用寿命明显增加，而且大大提高了出射光的均匀性。

附图说明

图1为单层荧光粉层白光LED；

图2为双层荧光粉层白光LED。

1.基板，2.芯片，3.灌封胶，4.单层荧光粉层，5.荧光粉层A，6.荧光粉层B，7.反光杯，8.光线1，9.光线2，10.光线3。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型加以详细说明。

一种多层荧光粉层白光LED，如图2所示：芯片2固定于基板1上，基板1上固定一个反光杯7，反光杯7内填充有灌封胶3。灌封胶3顶部是第一层荧光粉层A，在远离芯片的方向，再在荧光粉层上填充少量灌封胶3，再添加一层荧光粉层B。此结构就是图2所示的双层荧光粉层结构，多层结构就是按此顺序向上添加灌封胶3和荧光粉层。多层荧光粉层每层的厚度，比单层的厚度薄，每层的最大厚度是单层荧光粉层厚度的1/n，其中n为多层荧光粉层的层数。

通过实际实验，选用的LED单层结构的荧光粉层厚度为1500nm，对此结构改为双层荧光粉层，荧光粉层A厚度为800nm，荧光粉层B厚度为700nm，测得取光效率明显比单层结构增加，且出射光略偏黄光，因为从芯片2出射的光线经过荧光粉层A时，由于荧光粉层A厚度为单层荧光粉层4厚度的一半，如图1、图2所示；透光量则为原来的2倍，反射光量明显减少，从荧光粉层A透射出来的光主要是蓝光，还需要荧光粉层B的荧光粉，继续将剩余的蓝光转化为黄光，从而保证出射光为白光；再经过荧光粉层B后，仅仅单纯的透射光就比单层结构增加，而在荧光粉层A反射光量比单层结构显著减少，从而减少了芯片的吸收，在荧光粉层B的反射光如图2中的光线3，它可以在两层间反射，不仅增加了转换率，而且减少了入射到芯片2的几率。理论分析认为，还可以适当减少荧光粉层B的厚度。将厚度改为500nm时，出射光为白光。实际测得的双层荧光粉层出光效率比单层结构的出光效率大约提高了10％左右。因此双层或者多层荧光粉层结构可有效地提高光出光效率。