[发明专利]半导体LED白色光源

说明书

技术领域

本发明属于LED封装的技术领域，更具体的说，本发明涉及一种半导体LED白色光源。

背景技术

发光二极管（LED）为固态光源，其工作原理为电子和空穴在p半导体与n半导体结处的结合。利用发光二极管(LED)的白光源可以有两种基本结构。一种为直接发光式LED的基本结构中，即通过不同颜色的LED直接发光而产生白光，例如通过包括红色LED、绿色LED和蓝色LED的组合，以及蓝色LED和黄色LED的组合来产生白光。另一种为基于LED-受激荧光粉的光源基本结构，单个LED产生的光束处于较窄的波长范围内，该光束照射到荧光材料上并激发荧光材料产生可见光。该荧光粉可以包含不同种类的荧光材料的混合物或复合物，并且由荧光粉发出的光可以包括分布在整个可见光波长范围的多条窄的发射线，使得所发出的光在人类的肉眼看来基本上呈白色。

根据实际使用的要求，LED的封装方法是多样化的，但是主流的封装方式通常是在封装基板上表面安装的“表面安装类型”。导线图案(引线)被形成在包括树脂或者陶瓷材料的封装基板的表面上，并且LED元件经由粘结剂(adhesive)例如银膏而被安装在导线图案上。LED元件的上电极利用线例如金线而被连接到另一引线。为了保护线和LED元件，填充封装树脂以形成封装树脂层。在封装树脂层中，粉状荧光体得以分散。

现有技术中，通常使用基于氮化镓基化合物半导体例如GaN、GaAlN、InGaN或者InAlGaN的蓝色LED或者近紫外LED。在所述LED中能够通过使用荧光体材料(phosphor material)而获得白色光或者其它可见光发射，荧光体材料吸收来自LED的部分或者全部发射作为激发光并且将波长转换成具有更长波长的可见光。例如：荧光粉将蓝色转变为红色和绿色波长。部分蓝色激发光不会被荧光粉吸收，而部分残余的蓝色激发光与荧光粉发出的红光和绿光混合起来。受激LED白光的另一个例子是照射荧光粉的紫外(UV)LED，所述荧光粉吸收UV光并使其转变为红、绿和蓝光。

受激LED白色光源优于直接发光式LED白色光源之处在于，其具有更好的老化程度和温度相关的色彩稳定性，以及更好的不同批次之间的色彩一致性/重复性。但是受激LED不如直接发光式LED有效率，部分原因在于荧光粉吸收光和再发光过程中的低效率。

发明内容

为了实现本发明的发明目的，本发明提供一种半导体LED白色光源。

本发明所述的半导体LED白色光源，包括立体光学透明容器50，和设置在所述立体光学透明容器50内的封装基板、LED元件、透明保护层和荧光材料层；所述LED元件设置在所述封装基板上；其特征在于：所述透明保护层封装于所述封装基板上并将所述LED元件封装在其内；并且所述透明保护层外表面和所述立体光学透明容器内表面之间为荧光材料层。

其中，所述的LED元件为蓝色LED元件或者近紫外LED元件。

其中，所述荧光粉选自石榴石型晶体结构的荧光体、硅酸盐荧光体、铝酸盐荧光体、硫化物荧光体、氮氧化物荧光体或氮化物荧光体中的一种。

其中，所述透明保护层由包含透明树脂和无机填料的树脂组合物的固化材料形成。

其中，所述荧光粉分散在透明介质中形成所述荧光材料层。

其中，所述荧光材料层中还包含非荧光材料，例如金属颗粒、陶瓷颗粒等。

其中，所述立体光学透明容器的外表面形成有非平整的表面，例如具有一定的粗糙度，或者具有凹凸结构，或者形成微图案。

其中，所述立体光学透明容器由透明玻璃、透明树脂或透明陶瓷材料制成。

本发明所述的半导体LED白色光源与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明所述的半导体LED白色光源，在所述的封装基板上设置有透明保护层，并利用含荧光粉的材料填充满限定的空间，不仅减缓了荧光粉的衰减，提高了LED的光效；而且还减少了封装结构内的全反射，也有利于提高发光效率。此外，在本发明所述的封装结构改变了传统的荧光粉涂覆方式，其体积和边界由所述的立体光学透明容器的内表面决定，从而有利于控制、设计和优化光学分布。

附图说明

图1为本发明所述的半导体LED白色光源的结构示意图。

具体实施方式