[发明专利]一种可提高出光效率的大功率LED元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管元件，特别是涉及一种大功率的发光二极管元件。

背景技术

发光二级管(light-emitting diode，LED)具有发热量低、发光寿命长(5万个小时以上)、不易破碎和耐震与耐冲击的优点。随着发光二级管亮度的增加和制造成本的降低，大功率LED在各种照明领域使用越来越多，很可能取代现在照明市场的主流白炽灯泡及荧光灯。

大功率LED的技术关键是要解决好灯体的散热问题，不同于白炽灯泡，LED的输入功率大部分(50～90％)都转化成芯片的热能散耗。LED芯片只能工作于较低的温度(-40～125℃或小于200℃)，由于LED芯片的电光转化效率和可靠性随着工作温度的升高而降低，所以灯体和芯片的散热降温就成为了制约大功率LED产品的最大瓶颈。在这种情况下，尽量提高LED芯片的出光效率就成为不增加LED输出功率的前提下提高照度的一个捷径。

现在使用的大功率白光LED的结构如图1所示，是将一个蓝光LED芯片2固定在支架1内，并在蓝光LED芯片2上涂覆一层黄色荧光粉5，最后在荧光粉5的外层填充有填充胶6。LED芯片发出的蓝光激发荧光粉产生黄光，黄光与蓝光最后混合成白光。但是，由于荧光粉是由颗粒状荧光物质与硅胶组成的混合物，并且涂覆有一定的厚度，蓝光经由荧光粉激发产生的黄光有可能再度遇到荧光粉颗粒发生反射，返回到LED芯片的表面而被吸收(如图2)。因此，现有这种荧光粉的涂覆模式势必会损失一部分黄光，从而造成大功率白光LED出光效率的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高出光效率的大功率LED元件，通过在元件结构上的改进来提高LED的出光效率。

为实现上述目的，本发明提供的可提高出光效率的大功率LED元件包括有一个具有侧壁的支架和一个置于所述支架内的LED芯片，并在支架内LED芯片的上方自下而上依次填充有：

第一填充胶层，与所述LED芯片接触；

黄光反射膜，填充在上述第一填充胶层的上方，以实现对蓝光的高透射性和对黄光的高反射性；

荧光粉层，与所述黄光反射膜相接触；

第二填充胶层，封装在荧光粉层的表面。

其中，所述的黄光反射膜为固态或胶态薄膜。所述的第一、第二填充胶层的材质为环氧树脂、水玻璃或硅胶。所述的荧光粉层为荧光粉与环氧树脂、水玻璃或硅胶调和成的固态或胶态薄膜层。

本发明还可以在第二填充胶层的外面设有透镜。

进一步地，本发明中支架的侧壁为垂直侧壁或倾斜侧壁。

本发明的大功率LED元件通过以上结构的改进，增加了黄光反射膜，将遇到荧光粉颗粒发生反射的黄光再度反射出去，避免了其返回到LED芯片表面而被吸收造成的黄光损失，大大提高了大功率LED元件的出光效率。

附图说明

图1为现有大功率LED元件的结构示意图。

图2为现有大功率LED元件的出光示意图。

图3为本发明可提高出光效率的大功率LED元件的结构示意图。

图4为本发明可提高出光效率的大功率LED元件的出光示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明可提高出光效率的大功率LED元件的结构如图3，由支架1、LED芯片2、第一填充胶层3、黄光反射膜4、荧光粉层5、第二填充胶层6和透镜7组成。支架1具有垂直的侧壁，LED芯片2置于所述支架1内。采用高折射率硅胶为材质的第一填充胶层3填充在LED芯片2的上方，目的是保护芯片和提高出光效率。在第一填充胶层3上设置一层黄光反射膜4，所述黄光反射膜为固态或胶态薄膜，可以实现对蓝光的高透射性和对黄光的高反射性，该反射膜的作用是将被荧光粉层5中的颗粒反射回的黄光再反射出去(见图4)，以提高出光效率。黄光反射膜4的上方是荧光粉层5，该荧光粉层为荧光粉与硅胶或硅树脂调和的混合物，通过调节荧光粉与硅胶或硅树脂的比例来控制成品色温。荧光粉层5的外层为第二填充胶层6，该填充胶层的材料为与荧光粉层5所使用的材料折射率接近的硅胶或硅树脂，其作用是保护灯体结构和取光。在第二填充胶层6外还可以安装透镜7，材质为玻璃，以实现发光角度的变化和进一步提高出光效率。