[发明专利]一种提高发光效率的LED封装结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于发光器件的制造领域，涉及一种提高发光效率的LED封装结构及其制造方法。

背景技术

液晶显示器依靠背光源将光线穿过其液晶面板并通过控制透过液晶像素点背光的光线的数量来实现图像的显示。因此，背光源的技术与品质直接影响液晶显示器的显示效果。传统的液晶显示器的背光源采用冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamps，CCFL)，随着发光二极管(Light Emitting Diodes，LED)技术的进一步成熟和成本的持续下降，LED逐渐取代CCFL成为液晶显示器的新型背光源。

与CCFL相比，LED背光源在节能、寿命、色域、环保等方面均有明显的优势。首先，LED更节能，如实现同等亮度的背光模组，LED比CCFL省电30-50％；其次，LED更长寿命，CCFL目前寿命一般为30,000小时，而LED的平均寿命约为50,000小时；再者，LED的色域更宽，采用CCFL背光只能实现NTSC色域的60-75％，而LED背光可以实现100％的NTSC的色域表现，使液晶显示器的色彩更加丰富自然；进一步，LED更环保，CCFL仍然含有少量的汞，而LED完全不含汞和其它有害物质，完全符合欧盟的ROHS指令；最后，LED的运动图像显示更流畅，传统CCFL灯管的闪烁发光频率较低，表现动态场景可能产生画面跳动，而LED背光可以灵活调整发光频率，且频率大大高于CCFL，因此能完美地呈现运动画面。

目前作为液晶显示器背光源的LED的白色光主要采用如下方式合成。方式1：采用UV-LED芯片(紫外光LED芯片)激发红、绿、蓝荧光粉的混合物来实现白光LED的合成。方式2：采用红、绿、蓝LED芯片混光来实现。方式3：采用蓝光LED芯片激发红色、绿色荧光粉来合成白光LED。请参阅图1A，其是上述方式1的现有技术的LED封装结构示意图。该LED封装结构包括一底座10、一反光杯支架11、一正装结构的UV-LED芯片(紫外光LED芯片)12以及一荧光粉层13。该反光杯支架11设置在底座10上。该正装结构的UV-LED芯片(紫外光LED芯片)12设置在该反光杯支架11的内凹空间内，且该正装结构的UV-LED芯片(紫外光LED芯片)12的P极和N极通过金线121分别与底座10上的电极相连接。该荧光粉层13设置在UV-LED芯片12出光位置上方，用以将UV-LED芯片12的紫光转换为白光。具体的，请参阅图1B，该荧光粉层13是分别由红色荧光粉(成分为(La_1-xEu_x)₂O₂S和(Y_1-xEu_x)₂O₂S)、绿色荧光粉(成分为M_1-x-yCe_xTb_yBO₃，M＝Sc，Y，La，Gd，Lu)和蓝色荧光粉(成分为M₂，Eu)₁₀(PO₄)₆C₁₂，M₂＝Mg，Ca，Sr，Ba和a(M₃，Eu)Ob)的混合物掺入硅胶中形成。由于上述三种荧光粉的颗粒为不规则的多面体结构，棱角较多，UV-LED芯片(紫外光LED芯片)12发出的光线会在棱角部分产生较多的全反射，从而影响LED的发光效率；再者，由于荧光粉层13红、绿、蓝三色荧光粉的混合，其中红色荧光粉会吸收部分UV-LED芯片(紫外光LED芯片)激发绿色荧光粉和蓝色荧光粉的所产生的绿光和蓝光，及绿色荧光粉会吸收部分UV-LED芯片激发蓝色荧光粉所产生的蓝光，从而影响LED的发光效率。例如，UV-LED芯片单独激发绿色荧光粉时绿色荧光粉外量子效率为0.6(ηext＝0.6)，UV-LED芯片单独激发红色荧光粉时红色荧光粉外量子效率为0.8(ηext＝0.8)，此外，当两种荧光粉混合在一起时，UV-LED芯片激发绿色荧光粉产生的绿光会对红色荧光粉进行二次激发，同时UV-LED芯片也对红色荧光粉进行激发，此时红色荧光粉的外量子效率为0.48(ηext＝0.8×0.6＝0.48)，从而影响LED的发光效率。同时由于该UV-LED芯片(紫外光LED芯片)12的P极和N极通过金线121分别与底座10上的电极相连接，在荧光粉涂覆的过程中，硅胶流动过程中易在金线周围及金线下方产生气泡，气泡的存在不仅会影响光线的出光，同时易在较大温差和受热膨胀过程中拉断金线造成LED光源的失效。