[发明专利]一种改善大功率LED光斑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED（Light-Emitting Diode，发光二极管），尤其涉及一种改善大功率LED光斑的LED封装结构。

背景技术

利用荧光粉转换的方法实现LED发出白光是目前研究得最多最热的一种方法。在实现LED发出白光过程中，荧光材料（荧光粉）覆盖LED的封装结构及工艺技术则是白光LED制成的关键核心。

例如，对于用于照明领域的功率型白光LED，其色温与色度的空间分布均匀性是产品性能的重要指标。人眼能分辨的色温差异为50-100K，目前普通LED器件色度的均匀性仍不理想，甚至单颗 LED的角向色温差异可大到800K。可见，对于白光LED，出射白光光斑均匀性研究与改善是一个重要课题。

现有对改善光斑的方法，基本上是从荧光胶工艺方面着手，例如申请日为2011.12.28、申请号为201110445591.X的发明专利，公开了一种LED光斑改善方法，该方法包括步骤1：选料：选择杯深为0.46±0.02mm，杯口角度为135度的支架，并选择粒径17-19um和粒径4-5um的荧光粉相互搭配；步骤2：点胶：用黄色荧光胶点成半球形结构，与透镜成近似平行的两个面。上述方法通过选择粒径17-19um和粒径4-5um的荧光粉相互搭配，有效提高了光通量，且将黄色荧光胶点成半球形结构，增大了发光区域。上述专利对光斑的改善有一定的效果，但无法消除LED的边缘黄斑现象，因为边缘黄斑现象是由于LED的边缘蓝光出射少，而荧光粉发出的黄光出射多造成的。

另外也有在荧光胶中加入扩散粉来缓解光斑的问题，但是由于光无法通过扩散粉，光在扩散粉的表面发生漫反射，则会降低光通量。因此，一专利申请号为200910251589.1的发明专利，公开了一种LED荧光胶，该发明是通过扩散粉和增白粉的结合，来提升扩散性并利于光体的折射。其中，扩散粉是以内径小于5微米的可融性TO粉，将该扩散粉充分混合于硅胶以提升扩散性，达到光斑扩散，提升其一致性。增白粉是由菱形体SiO₂与Al₂O₃结合形成的，增白粉可于混合体中形成一面坚实的屏障，以便于光体的折射。该专利中，需要将扩散粉和增白粉结合使用才能达到缓解光斑的效果。且SiO₂ 的折射率约为1.55，经过其折射后再经过Al₂O₃粉剂（金属球形颗粒）的金属表面反射，使得光得以扩散，因此需要SiO₂ 和Al₂O₃搭配使用；另外，Al₂O₃易受粉尘污染不易储存，需要即取即用，因此工艺复杂，制备不易。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改善大功率LED光斑的方法，通过多种混合颗粒的配合，代替SiO₂和Al₂O₃搭配使用，在保证光通量的前提下，改善大功率LED光斑的问题，解决边缘黄斑问题，同时简化工艺，使得制备变得简单。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种改善大功率LED光斑的方法，在LED封装结构中的硅胶层和/或荧光胶层内均匀分布多面体结构的透明颗粒，所述透明颗粒占填充胶的2%-10%重量比。所述透明颗粒是SiO₂透明颗粒、PC（聚碳酸脂）透明颗粒和PMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）透明颗粒的混合颗粒;所述SiO₂透明颗粒占填充胶的0.6%-3.7%重量比, 所述PC透明颗粒占填充胶的0.2%-2.3%重量比, 所述PMMA透明颗粒占填充胶的1.2%-6.3%重量比。其中，PMMA透明颗粒是凹透镜形状（中间薄两边厚形状），SiO₂透明颗粒是3至8面体形状，PC透明颗粒是大于8面的多面体形状（例如六棱柱、七棱锥、七棱柱、八棱柱等等）。

其中LED封装结构包括LED芯片、支架、荧光胶层、光学透镜，以及硅胶层。其中，硅胶层和/或荧光胶层均匀分布了多面体结构的透明颗粒。支架上设有放置LED芯片的杯碗、将LED芯片的正负极通过导线引出的正导电脚和负导电脚、以及包覆上述正导电脚和负导电脚的基座；所述LED芯片放置于所述支架的杯碗内，所述荧光胶层完全覆盖所述LED芯片，所述硅胶层位于荧光胶层和光学透镜之间。通过在原有的LED封装结构中的填充胶散布多面体结构的透明颗粒，改善大功率LED光斑现象。