发光二极体制造技术

本发明专利技术有关于一种发光二极体。该发光二极体包括封装基板、发光晶片、封装层，发光晶片设于封装基板上并与封装基板电性连接，发光晶片上覆设封装层，所述封装层包含多孔性气凝胶、光转换材料与封装胶；多孔性气凝胶的密度小于0.2g/cm3，通过在封装层中添加多孔性气凝胶改进发光二极体的出光特性，并减少封装层中光转换材料的使用量，以节省材料成本。以节省材料成本。以节省材料成本。

【技术实现步骤摘要】
发光二极体


[0001]本专利技术有关于一种发光二极体，尤其是指一种能改进发光二极体的出光特性与节省材料成本的发光二极体结构。

技术介绍

[0002]发光二极体(LED)具有寿命长、体积小、功耗低等优点，但传统使用光转换材料LED封装，因为光转换材料密度高，所以容易产生光转换材料沉淀，导致单颗LED的色温或色度坐标随着出光角度的不同而变异过大，不同颗LED间在相同出光角度的色温或色度坐标变异过大，造成在使用上的限制。再者，光转换材料(即荧光粉)主要含有稀土材料，其价格昂贵。
[0003]美国专利技术专利US9231168B2，提出将密度低的金属或半导体具备壳状的氧化物与光转换材料粉末加入LED封装胶进行LED封装，让光转换材料粉末可以较均匀分散在封装胶中，并提高不同光输出角度的色温与色度坐标均匀性；然而，该专利案所采用的金属或半导体氧化物为实心或单一空心壳状结构，且密度接近1g/cm3，孔隙率低，空气体积占比低，无法确实令光转换材料粉末的分布均匀，同时于面临热涨冷缩时，没有足够的机械支撑与伸缩弹性，容易因为热膨胀系数的差异导致封装层与焊线或封装基板(导线架)接口键结的劣化或挤压拉扯断线，造成发光二极体损毁或可靠度不足的情形。本专利技术采用多孔性的气凝胶，不仅在结构上不同，密度也有很大的差异(本专利技术气凝胶的密度小于0.2g/cm3)，因此对光转换材料粉末的分布影响也不同。
[0004]美国专利技术专利US10030851B2，是利用多孔氧化物的孔洞，让量子点材料可以塞入孔洞中，并进行量子点材料与多孔氧化物结合的封装，以保护量子点材料，避免受到水、氧的影响，即美国专利技术专利US10030851B2为了将量子点材料可以塞入多孔氧化物的孔洞中，氧化物的粒径需具备一定大小，然而粒径太大的氧化物并无法增加光转换材料的分散效果。美国专利技术专利US7935981B2，是在封装胶中掺杂具有亲水性的抗潮粒子，保护光转换材料不受水气、氧气的影响，以提升光效率及寿命。美国专利技术专利US7935981B2主要在于保护光转换材料不受水气、氧气的影响。
[0005]在上述该些专利案中，皆未见有将多孔性气凝胶与光转换材料粉末，直接加入发光二极体的封装层结构中。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的，是提供一种发光二极体，主要是通过在发光二极体的封装层中添加多孔性气凝胶成分，达到改善发光二极体的光通量与发光色温的均匀性等出光特性，并减少光转换材料添加量以降低成本的效果。
[0007]本专利技术的目的及功效，是由以下技术实现：
[0008]一种发光二极体，包括封装基板、发光晶片、封装层，所述发光晶片设于所述封装基板上并与所述封装基板电性连接，所述发光晶片上覆设所述封装层，所述封装层是于封
装胶中掺杂包含多孔性气凝胶与光转换材料，所述多孔性气凝胶的密度小于0.2g/cm3。
[0009]如上所述的发光二极体，其中，所述多孔性气凝胶掺杂量为0.5
‑
2.0wt％。
[0010]如上所述的发光二极体，其中，所述光转换材料掺杂量为9.5
‑
10wt％。
[0011]如上所述的发光二极体，其中，所述多孔性气凝胶为二氧化硅、二氧化钛、其他金属氧化物或半导体氧化物气凝胶其中之一或其中二者以上的组合。
[0012]如上所述的发光二极体，其中，所述封装胶的材质为硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy)或其组合物。
[0013]如上所述的发光二极体，其中，所述光转换材料可以为乙铝石榴石铝酸盐类、氮化物或硅酸盐类中的一种。
[0014]本专利技术的目的及功效，还可以由以下技术实现：
[0015]一种发光二极体，包括封装基板、发光晶片、封装层，所述发光晶片设于所述封装基板上并与所述封装基板电性连接，所述发光晶片上覆设所述封装层，所述封装层包含至少一层第一封装层与至少一层第二封装层，所述第一封装层与所述第二封装层交互堆叠形成所述封装层，所述第一封装层是于封装胶中掺杂包含多孔性气凝胶与光转换材料，所述多孔性气凝胶的密度小于0.2g/cm3；所述第二封装层是于封装胶中掺杂光转换材料。
[0016]如上所述的发光二极体，其中，所述第一封装层是于封装胶中掺杂0.5
‑
2.0wt％的多孔性气凝胶与9.5
‑
10wt％的光转换材料。
[0017]如上所述的发光二极体，其中，所述封装胶的材质可以为硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy)或其组合物。
[0018]如上所述的发光二极体，其中，所述光转换材料为乙铝石榴石铝酸盐类、氮化物或硅酸盐类中的一种。
[0019]本专利技术发光二极体的优点为：
[0020]1.提升发光二极体的光输出品质。减少发光二极体不同出光角度的色温与CIE色度坐标的差异，当使用多颗发光二极体时，也能相对减少不同颗发光二极体之间的色温与色度坐标的差异。
[0021]2.相同的光转换材料(荧光粉)浓度条件下，增加光输出通量与减少色温，在特定色温条件下，可以减少光转换材料(荧光粉)的使用量。
[0022]3.多孔性气凝胶具有特殊结构与特性，包括90％以上的孔隙率与80％的空气体积占比，因此在封装层与光转换材料(荧光粉)面临热涨冷缩时，有足够的机械支撑与伸缩弹性，减少因为热膨胀系数差异导致的封装层与焊线或封装基板(导线架)介面键结的劣化或挤压拉扯断线，进而导致发光二极体损毁或可靠度问题。
[0023]4.多孔性气凝胶具有接近空气的光折射率与高可见光透明度，也因为密度低所以在封装胶体(封装胶)固化前，可以悬浮在封装胶体中，产生折射率梯度，增加光取出效率；另外，本专利技术的多孔性气凝胶粒径(达次微米)，接近可见光波段，产生瑞利散射(Rayliegh Scattering)，可以增加短波长激发光射入光转换材料(荧光粉)的机率，进而增加光转换材料(荧光粉)的转换光输出。
[0024]5.多孔性气凝胶成本相较于光转换材料低很多，本专利技术在封装层中加入便宜的多孔性气凝胶，可以减少光转换材料的使用量，进而降低成本。
[0025]6.本专利技术与美国专利技术专利US10030851B2相较，本专利技术的多孔性气凝胶的粒径已经
接近纳米尺寸，并无法在气凝胶的孔穴中塞入量子点材料，而且也无需将量子点材料塞入气凝胶的孔穴内，主要是通过气凝胶密度的设计，使封装胶混入气凝胶与光转换材料后能使光转换材料均匀分布在封装胶中，有效提升光转换材料的分散效果。
[0026]7.美国专利技术专利US7935981B2与本专利技术用于改进出光特性与节省材料成本不同，而且其抗潮粒子与本专利技术采用的气凝胶性质不同，粒径不同，同时该抗潮粒子并无法增加发光二极体出光角度的色温均匀性。
附图说明
[0027]图1为本专利技术发光二极体的其一较佳实施例示意图。
[0028]图2为封装层添加不同比例的二氧化硅气凝胶后发光二极体的光通量曲线图。
[0029]图3为封装层添加不同比例的二氧化硅气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极体，包括封装基板、发光晶片、封装层，所述发光晶片设于所述封装基板上并与所述封装基板电性连接，所述发光晶片上覆设所述封装层，所述封装层是于封装胶中掺杂包含多孔性气凝胶与光转换材料，所述多孔性气凝胶的密度小于0.2g/cm3。2.如权利要求1所述的发光二极体，其中，所述多孔性气凝胶的密度为0.01
‑
0.15g/cm3。3.如权利要求2所述的发光二极体，其中，所述封装层中是于所述封装胶中掺杂0.5
‑
2.0wt％的所述多孔性气凝胶。4.如权利要求3所述的发光二极体，其中，所述封装层中是于所述封装胶中掺杂9.5
‑
10wt％的所述光转换材料。5.一种发光二极体，包括封装基板、发光晶片、封装层，所述发光晶片设于所述封装基板上并与所述封装基板电性连接，所述发光晶片上覆设所述封装层，所述封装层包含至少一层第一封装层与至少一层第二封装层，所述第一封装层与所述第二封装层交互堆叠形成所述封装...

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊良，王浩宇，
申请(专利权)人：崑山科技大学，
类型：发明
国别省市：