一种光效增益型LED封装体元件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种光效增益型LED封装体元件，包括LED芯片，其特征在于，还包括含有透射式透光片和透镜式透光片的异形透光片，其中：所述透镜式透光片的外表面为光面，其内表面与透射式透光片的外表面紧贴并滚压形成异形界面形状；所述透射式透光片的内表面为光面并与LED芯片紧贴；所述异形界面形状为用于减少LED芯片和透射式透光片的光线全反射的锯齿形、波浪形或脉冲形。本发明专利技术具有结构简单、出光效率高和光色一致性好的显著优点，本发明专利技术的光效增益型LED封装体元件的制造方法具有连续滚压贴合封装LED的显著优点，能够满足透光片贴合封装LED的条件需要，提高工业化批量LED封装的生产效率和优品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于透光片封装LED
，特别是涉及一种光效增益型LED封装体元件及其制造方法。
技术介绍
LED具有高亮度、低热量、长寿命、环保、可再生利用等优点，被称为21世纪最有发展前景的新一代绿色照明光源。目前，虽然LED的理论寿命可以达到100000小时以上，然而在实际使用中，因为受到芯片失效、封装失效、热过应力失效、电过应力失效或/和装配失效等多种因素的制约，其中以封装失效尤为突出，而使得LED过早地出现光衰或光失效的现象，这将阻碍LED作为新型节能型照明光源的前进步伐。为了解决这些问题，业界许多学者已开展了相关研究，并且提出了一些能够提高LED光效和实际使用寿命的改进措施。如近几年新发展起来的倒装LED与传统的正装LED相比，具有高光效、高可靠性和易于集成的优点，并且封装材料大幅简化，如传统正装LED封装的金线、固晶胶、支架等材料都不再需要；封装工艺流程也大幅简化，如传统正装LED封装工艺的固晶、焊线，甚至是分光等都不再需要，使得倒装LED得到越来越广泛的应用；但同时也要看到，现有倒装LED封装技术大多采用的是有机硅树脂类的光转换体与倒装LED芯片贴合的流延工艺、丝网印刷工艺、上下平板模工艺、单辊摆压工艺等，这些工艺及其相配套的封装装备均不能很好地解决有机硅树脂类光转换体存在的气孔、厚薄不均等瑕疵，造成光转换体封装LED的良品率低；同时还因生产效率低，使得产品成本居高不下。中国专利申请201310270747.4公开了“被覆有光转换体层的LED、其制造方法以及LED装置”，该方案包括：LED配置工序，在支撑片的厚度方向的一个面上配置LED；层配置工序，以被覆LED的方式在支撑片的厚度方向的一个面上配置光转换体层，所述光转换体层由含有通过活性能量射线的照射而固化的活性能量射线固化性树脂以及光转换体的荧光树脂组合物形成；固化工序，对光转换体层照射活性能量射线，使光转换体层固化；裁切工序，与LED对应地裁切光转换体层，从而得到具备LED、和被覆LED的光转换体层的被覆有光转换体层的LED；以及LED剥离工序，在裁切工序之后，将被覆有光转换体层的LED从支撑片剥离。该方法的目的在于提供光转换体均匀配置在LED的周围以防损伤，从而得到被覆有光转换体层的LED、以及具备该被覆有光转换体层的LED的LED装置；但还存在以下明显不足：一是光转换体的荧光树脂组合物在固化过程中，因受热过应力影响，还是会导致光转换体面层的局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵；二是覆有光转换体层的LED，仍然会受到热过应力影响，导致LED使用中出现光效下降；三是整个封装工艺中的工序比较繁琐，封装LED的生产效率不高；四是上下平板模工艺，会导致倒装芯片发生位移，且又无智能控制系统进行精确控制，必然造成良品率降低。中国专利申请：201380027218.X公开了“树脂片材层合体及使用其的半导体发光元件的制造方法”，该方案所述树脂片材层合体是在基材上设置有含荧光体树脂层，所述含荧光体树脂层具有多个区块，基材具有长度方向和宽度方向，所述多个区块在长度方向上重复配置成列。虽然该方案的专利技术目的在于，通过所述树脂片材层合体，提高贴附有含荧光体树脂层的半导体发光元件的颜色和亮度的均匀性、制造的容易性、设计的自由度等，但还存在以下明显不足：一是采用的荧光体树脂片材为固化的荧光体树脂片材，将无法有效消除其中可能残留的气孔、凹凸不平或其它加工瑕疵等；二是在粘接工序中，将加压工具自半导体发光元件侧向进行加压，将会损伤半导体发光元件；三是采用荧光体树脂层中含粘接剂粘接工艺，较难清除被粘接后的半导体发光元件中的残留物，粘接过程易产生气孔，会造成良品率降低，同时，粘接层的存在还降低了LED元件的出光效率；四是与半导体发光元件的发光面粘接的荧光体树脂片材的基材没有被剥离，合直接影响半导体发光元件的光效；五是荧光体树脂层以多个区块在长度方向上重复配置成列的方式呈现，然而实现该荧光体树脂层的多个区块配置，实际操作程序繁琐，将影响整个元件的封装效率，多个块区在位置上的布置差错会直接影响后续与发光元件之间的贴合的精确度，而多个区块之间在大小与厚度方面如果再不满足一致性的要求，则可能会导致严重的产品一致性问题。中国专利申请：201310070265.4，公开了“荧光封装片、发光二极管装置及其制造方法”，该方案公开了用于封装发光二极管元件的荧光封装片，其具备荧光层、在前述荧光层的厚度方向一侧形成的封装层、和在前述荧光层的前述厚度方向另一侧形成的、用于与覆盖层粘接的粘接层。该方案的目的是提供能够借助粘接层来向覆盖层粘接荧光层、简单地实现机械强度的提高并使荧光层与发光二极管元件相对、并且能够通过封装层简便地封装发光二极管元件的荧光封装片，使用其的发光二极管装置的制造方法以及由此得到的发光二极管装置。但存在以下明显不足：一是本方案在荧光粉层厚度两侧分别设置封装层和粘接层，多层结构不仅工艺复杂，而且不易控制各层的厚度，使得由此荧光封装片制备的发光二极管装置光色一致性下降；二是粘结层与LED芯片贴合，由于粘结层不含荧光粉，因此在粘结层的侧边存在漏蓝光问题，使得发光二极管装置的光色均匀性下降；三是荧光粉层、粘结层和封装层间均是平整光面连接，光线在界面传输时全反射概率大幅增加，降低了发光二极管装置的出光效率；四是封装工艺较繁琐且为非连续生产，效率低下，成本高。综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今于光转换体封装LED
中亟待解决的重大难题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足而提供一种光效增益型LED封装体元件及其制造方法，本专利技术的光效增益型LED封装体元件巧妙结合了透射式透光片和透镜式透光片，具有结构简单、出光效率高和光色一致性好的显著优点，本专利技术的光效增益型LED封装体元件的制造方法具有连续滚压贴合封装LED的显著优点，能够满足透光片贴合封装LED的条件需要，提高工业化批量LED封装的生产效率和优品率。根据本专利技术提出的一种光效增益型LED封装体元件，包括LED芯片，其特征在于，还包括含有透射式透光片和透镜式透光片的异形透光片，其中：所述透镜式透光片的一面为光面，其另一面与透射式透光片的一面紧贴并滚压形成异形界面形状；所述透射式透光片的另一面为光面并与LED芯片紧贴；所述异形界面形状为用于减少LED芯片和透射式透光片的光线全反射的锯齿形、波浪形或脉冲形；所述透射式透光片的材质包括有机硅树脂、粘接剂和光转换材料；所述透镜式透光片的材质包括热塑性树脂和光转换材料；或者所述透射式透光片的材质包括有机硅树脂和粘接剂；所述透镜式透光片的材质包括热塑性树脂；所述透射式透光片和透镜式透光片的形状均为矩形、半球形、凹面形中的一种或两种组合。根据本专利技术提出的一种光效增益型LED封装体元件的制造方法，其特征在于，当透射式透光片形状为矩形时，包括如下基本步骤：步骤1，异形凹面透镜式透光片的制备：在真空加热条件下，将含有热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过光面双辊滚压装置进行滚压，得到预制的透射式透光片；然后将透镜式透光片通过带阵列异形凸面的单辊轮和带阵列异形凹面的单辊轮组成的双辊滚压定形裁切装置同时进行相向对准滚压裁切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光效增益型LED封装体元件，包括LED芯片，其特征在于，还包括含有透射式透光片和透镜式透光片的异形透光片，其中：所述透镜式透光片的外表面为光面，其内表面与透射式透光片的外表面紧贴并滚压形成异形界面形状；所述透射式透光片的内表面为光面并与LED芯片紧贴；所述异形界面形状为用于减少LED芯片和透射式透光片的光线全反射的锯齿形、波浪形或脉冲形；所述透射式透光片的材质包括有机硅树脂、粘接剂和光转换材料；所述透镜式透光片的材质包括热塑性树脂和光转换材料。

【技术特征摘要】
1.一种光效增益型LED封装体元件，包括LED芯片，其特征在于，还包括含有透射式透光片和透镜式透光片的异形透光片，其中：所述透镜式透光片的外表面为光面，其内表面与透射式透光片的外表面紧贴并滚压形成异形界面形状；所述透射式透光片的内表面为光面并与LED芯片紧贴；所述异形界面形状为用于减少LED芯片和透射式透光片的光线全反射的锯齿形、波浪形或脉冲形；所述透射式透光片的材质包括有机硅树脂、粘接剂和光转换材料；所述透镜式透光片的材质包括热塑性树脂和光转换材料。2.根据权利要求1所述一种光效增益型LED封装体元件，其特征在于，所述光转换材料为荧光粉或量子点荧光体。3.根据权利要求2所述一种光效增益型LED封装体元件，其特征在于，所述有透射式透光片中的光转换材料和透镜式透光片中的光转换材料的重量百分含量相等。4.根据权利要求1所述一种光效增益型LED封装体元件，其特征在于，所述所述透射式透光片的材质包括有机硅树脂和粘接剂；所述透镜式透光片的材质包括热塑性树脂。5.根据权利要求1所述一种光效增益型LED封装体元件，其特征在于，所述异形界面形状为规则或不规则分布设置在透射式透光片与透镜式透光片的紧贴面上。6.根据权利要求1所述一种光效增益型LED封装体元件，其特征在于，所述透射式透光片和透镜式透光片的形状均为矩形、半球形、凹面形中的一种或两种组合。7.一种光效增益型LED封装体元件的制造方法，其特征在于，当透射式透光片形状为矩形时，包括如下基本步骤：步骤1，异形凹面透镜式透光片的制备：在真空加热条件下，将含有热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过光面双辊滚压装置进行滚压，得到预制的透射式透光片；然后将透镜式透光片通过带阵列异形凸面的单辊轮和带阵列异形凹面的单辊轮组成的双辊滚压定形裁切装置同时进行相向对准滚压裁切，得到一面形状为光面和另一面形状为锯齿形、波浪形或脉冲形的异形凹面透镜式透光片；步骤2，带异形凹面的异形透光片的制备：在真空条件下，将含有有机硅树
\t脂、光转换材料和粘接剂的混合浆料注入步骤1所述异形凹面透镜式透光片中，然后升温固化，形成透射式透光片，之后将该透射式透光片与异形凹面透镜式透光片进行紧贴，得到带异形凹面的异形透光片；该异形透光片的凹面形状与安装LED芯片的空间位置相等；步骤3，LED芯片阵列膜片的准备：获得以阵列方式排列于载体膜片上的LED芯片阵列膜片，其中，所述LED芯片是指单个LED芯片或LED芯片组件；其中所述LED芯片组件由两个或两个以上的单个LED芯片组合而成；步骤4，LED封装体元件的贴合成型：在真空加热的条件下，将步骤2所述的异形透光片与步骤3所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片进行相向对准滚压压合，从而得到LED封装体元件；步骤5，LED封装体元件的固化：采用降温固化方法将步骤4所述LED封装体元件进行固化，得到整版光效增益型LED封装体元件。8.根据权利要求7所述的一种光效增益型LED封装体元件的制造方法，其特征在于，步骤1所述混合浆料通过光面双辊滚压是指首先将混合浆料通过光面双辊滚压压合机A滚压成型，得到预制透镜式透光片；然后再将成型后的预制透镜式透光片通过光面双辊滚压压合机B滚压成型，得到精制透镜式透光片。9.根据权利要求7所述的一种光效增益型LED封装体元件的制造方法，其特征在于，所述预制透镜式透光片的厚度为850μm以内；精制透镜式透光片的厚度为800μm以内。10.根据权利要求7所述的一种光效增益型LED封装体元件的制造方法，其特征在于，步骤1所述混合浆料通过光面双辊滚压是指将所述混合浆料通过三组或三组以上的双辊滚压成型，直接得到精制透镜式透光片；该精制透镜式光转换膜片的厚度为800μm以内。11.根据权利要求7所述的一种光效增益型L...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锦华，
申请(专利权)人：江苏诚睿达光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32