一种集成封装的三基色LED器件及其制作方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种LED器件，具体涉及一种集成封装的三基色LED器件及其制备方法和用途。本发明专利技术的三基色LED器件，包括红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片、圆形发光面及封装胶；其中，所述红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片分别以圆形发光面的水平轴和垂直轴呈轴对称分布，且红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片串联后并联，每一并联电路中具有相同的红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片数量，串、并联后电流与电压满足市面上现有恒流电源的电路要求。本发明专利技术的三基色LED器件改善了现有技术中集成封装LED器件的色温与光通量热稳定性，三基色LED器件发光均匀性以及与电源匹配性问题。

An integrated packaged three primary color LED device and its manufacturing method and Application

The invention relates to a LED device, in particular to an integrated packaged three primary color LED device, and its preparation method and application. Three color LED device of the present invention includes red, green light LED chip, LED chip, LED chip, circular blue light emitting surface and a packaging adhesive; among them, the red light green light LED chip, LED chip and LED chip are respectively in a circular blue light-emitting surface horizontal axis and vertical axis are symmetric, and the red and green light LED chip LED chip, a blue LED chip in series parallel, with red chip LED the same every parallel circuit, the number of green and blue LED chip LED chip, serial and parallel current and voltage to meet the market requirements of the existing constant current power supply circuit. The three primary color LED device improves the thermal stability of the color temperature and luminous flux of the integrated packaged LED device in the prior art, the uniformity of the luminescence of the three primary color LED device and the matching problem with the power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种集成封装的三基色LED器件及其制作方法和用途
本专利技术涉及一种LED器件，具体涉及一种集成封装的三基色LED器件及其制备方法和用途。
技术介绍
目前通用照明领域集成封装或称板上封装(Chip-On-Board，简称“COB”)的LED器件多是采用蓝光LED芯片激发荧光粉的方法得到。该方案中由于荧光粉的热稳定性较弱，造成LED器件的冷态色温与光通量、热态色温与光通量有较大的差别，这种差别在要求较高的照明环境中是需要避免的。为了避免这种差别，需要对LED器件进行很好的散热处理，从而增加了LED器件在应用端的整体成本。在一些特殊的照明领域，例如观赏花卉、观赏鱼类、观赏水草类以及商场新鲜肉类的照明等需要LED器件既具有较高的色温(相关色温6000-12000K)且光谱中又具有较大的红光成分，以使被照射的物体显得红润。这就需要使用三基色组合的LED器件来实现。此外，在以上列举的一些特殊照明领域，对于灯具的发射角度都有一定的要求，如需要将发射角度控制在15-60度的范围。而普通集成封装的LED器件的发射角度一般在120-140度范围内。因此需要在LED器件的前端加入反射杯或透镜以约束器件的发射角度。而反射杯的约束对于光的损失较大，所以在实际应用中优选的光约束方式为在LED器件上加入合适的透镜。对于三基色的LED器件而言，透镜的约束是一个难点。因为三基色LED器件发出的光是相对独立的红光、绿光和蓝光，经过透镜的折射以后，在照射区域表现为相应的红斑、绿斑和蓝斑，而不是三种颜色的均匀混合。以上的矛盾限制了集成封装的三基色LED器件在照明领域的应用。此外，对于集成封装的三基色LED器件而言，其光谱(主要是色坐标)与LED芯片串并联方式的匹配也是一对矛盾。因为对于集成封装的LED器件而言，必然存在着芯片的串并联，其中串联芯片的数量决定了LED器件的开启电压；并联芯片的数量决定了LED器件的额定电流，而串联芯片数量与并联芯片数量由选用的驱动电源的型号决定。对于普通荧光粉机制的LED器件而言，只要匹配电源参数即可，因为光谱可以通过荧光粉的种类与用量进行调整。而对于集成封装的三基色LED器件，一旦三种芯片的串并联数量决定以后，其光谱也就确定了，但这个确定的光谱不一定适用。以上这一矛盾也是集成封装的三基色LED器件的应用难题。专利ZL201120219454.X公开了一种RGB封装的COBLED器件，但该器件需要在COB基板上预先制备三个不相交的螺旋轨道，制造过程繁琐且成本高昂。并且如未能均匀排布RGB三色LED芯片，将使COBLED器件发光面发出的光呈现斑斓的彩色而非均匀的白光。同时如使用通用COBLED器件的透镜，则有可能使器件的发光出现偏色的现象，无法获得均匀的光色。专利201520096441.6公开了一种智能照明COB的LED光源器件。专利201520371499.7公开了一种共阴极全对称COB封装结构。以上两篇专利主要集中在显示领域。此外，这两篇专利文献都是通过共阴极或者共阳极的方式对三基色的LED器件的三种颜色进行独立的控制，这种方法虽然使光谱变得独立可调节，但这样会大大增加控制部分的成本，同时使得控制器体积大大增加，从而不适合应用于普通灯具。
技术实现思路
本专利技术提供了一种集成封装的三基色LED器件，改善了现有技术中集成封装LED器件的色温与光通量热稳定性，三基色LED器件发光均匀性以及与电源匹配性问题。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种集成封装的三基色LED器件，包括红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片、圆形发光面及封装胶；其中，所述红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片分别以圆形发光面的水平轴和垂直轴呈轴对称分布，且红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片串联后并联，每一并联电路中具有相同数量的红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片，芯片串、并联后所述LED的电流与电压满足市面上现有恒流电源的电路要求。根据本专利技术，所述红光LED芯片的峰值波长为610-660nm；所述绿光LED芯片的峰值波长为500-560nm；所述蓝光LED芯片的峰值波长为440-470nm。根据本专利技术，所述红光LED芯片、绿光LED芯片与蓝光LED芯片可以为水平结构的LED芯片、倒装结构LED芯片或垂直结构LED芯片中的一种或几种。根据本专利技术，所述红光LED芯片、绿光LED芯片与蓝光LED芯片的尺寸为0.3-1mm2。根据本专利技术，所述绿光LED芯片与蓝光LED芯片的数量比为(10-2):1，例如为2.7:1、4:1、2.5:1、10:1、2:1；所述绿光LED芯片与红光LED芯片的数量比为5-0.5:1，例如为2:1、1.6:1、3:1、1.5:1、5:1、0.5:1。根据本专利技术，对所述红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片的额定使用电流和电压没有限制，其串并联后的电流满足市面上现有恒流电源的电路要求即可。根据本专利技术，对于所述圆形发光面的大小没有限制，可满足所述红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片的水平轴和垂直轴呈轴对称分布即可。其中，所述LED器件可以根据对光源的要求在封装胶中任选混入光扩散粉或荧光粉。当所述封装胶中混入光扩散粉时，所述光扩散粉与封装胶的质量比为(0.001-0.5):1，优选为(0.001-0.3):1，再优选为(0.001-0.2):1。所述光扩散粉为用于制备LED的无机光扩散粉、有机光扩散粉或二者的混合物，例如选自如下中的一种或多种：纳米硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、苯乙烯型树脂、丙烯酸树脂等。当所述封装胶中混入荧光粉时，所述荧光粉与封装胶的质量比为(0.001-0.2):1，优选为(0.001-0.15):1，再优选为(0.001-0.1):1。所述荧光粉为用于制备LED的荧光粉，例如激发峰的峰值波长为440-460nm的荧光粉或发射峰的峰值波长为500-660nm的荧光粉。本专利技术所述集成封装的三基色LED器件还可以包括透镜，例如使本专利技术所述LED器件的发射角度控制在15-60度范围的透镜。本专利技术还提供如上所述集成封装的三基色LED器件的制作方法，包括如下步骤：S1.按照所需的光谱以及配合的恒流直流电源确定红、绿、蓝三色芯片在每一并联回路中的比例，并按照以圆形发光面的水平轴和垂直轴呈轴对称分布的要求对红、绿、蓝三色芯片进行芯片排布的设计；S2.按照步骤S1的设计将红、绿、蓝三色芯片固定在封装基板的相应位置；S3.将固定好位置的红、绿、蓝三色芯片按照设计实现电性连接；S4.将封装胶覆盖于LED芯片的表面，烘烤使封装胶固化，完成LED器件的制作。根据本专利技术的制作方法，步骤S2中，所述固定步骤可以通过硅胶固晶、锡膏固晶或者金锡合金共晶的方式。根据本专利技术的制作方法，步骤S4中，所述烘烤温度可以为根据封装胶的固化温度且不影响其他部件质量的温度进行设置。本专利技术还提供所述集成封装的三基色LED器件的用途，其可以用于照明、优选为对于具有特殊对比度要求的照明领域，如观赏植物的照明，盆景造景的照明，超市生鲜类食品的照明等。本专利技术的有益效果：1)本专利技术通过红、绿、蓝三色LED芯片以集成方式封装成发光LED器件，实现了三基色的白光LED发光器件，避免了荧光粉的大量使用；同时在光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成封装的三基色LED器件，其特征在于，包括红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片、圆形发光面及封装胶，所述红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片分别以圆形发光面的水平轴和垂直轴呈轴对称分布，且红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片串联后并联，每一并联电路中具有相同数量的红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片；芯片串、并联后所述LED的电流与电压满足市面上现有恒流电源的电路要求。

【技术特征摘要】
1.一种集成封装的三基色LED器件，其特征在于，包括红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片、圆形发光面及封装胶，所述红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片分别以圆形发光面的水平轴和垂直轴呈轴对称分布，且红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片串联后并联，每一并联电路中具有相同数量的红光LED芯片，绿光LED芯片与蓝光LED芯片；芯片串、并联后所述LED的电流与电压满足市面上现有恒流电源的电路要求。2.如权利要求1所述的三基色LED器件，其特征在于，所述红光LED芯片的峰值波长为610-660nm；所述绿光LED芯片的峰值波长为500-560nm；所述蓝光LED芯片的峰值波长为440-470nm；所述红光LED芯片、绿光LED芯片与蓝光LED芯片为水平结构的LED芯片、倒装结构LED芯片或垂直结构LED芯片中的一种或几种；所述红光LED芯片、绿光LED芯片与蓝光LED芯片的尺寸为0.3-1mm2。3.如权利要求1或2所述的三基色LED器件，其特征在于，每一并联电路中所述绿光LED芯片与蓝光LED芯片的数量比为(10-2):1，例如为2.7:1、4:1、2.5:1、10:1或2:1；每一并联电路中，所述绿光LED芯片与红光LED芯片的数量比为5-0.5:1，例如为2:1、1.6:1、3:1、1.5:1、5:1或0.5:1；对所述红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片的额定使用电流和电压没有限制，其串并联后的所述LED的电流满足市面上现有恒流电源的电路要求即可。4.如权利要求1-3任一项所述的三基色LED器件，其特征在于，对于所述圆形发光面的大小没有限制，可满足所述红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片的水平轴和垂直轴呈轴对称分布即可。5.如权利要求1-4任一项所述的三基色LED器件，其特征在于，所述LED器件可以根据对光源的要求在封装胶中任选混入光扩散粉；当所述封装胶中混入光扩散粉时，所述光扩散粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘著光，邓种华，郭旺，陈剑，黄秋风，黄集权，张卫峰，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35