国星光电攻关深紫外LED器件内部结构 提高整体出光率

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【嘉勤点评】国星光电发明的深紫外LED器件的制造方案，通过改善石英透镜结构，保证石英透镜和聚二甲基硅氧烷无间隙，确保聚二甲基硅氧烷和石英透镜之间不会产生气体，不仅提高了器件的整体出光效率，同时也提升了深紫外LED器件的散热效果。

，由于紫外线尤其是深紫外对有机材料具有破坏作用，所以目前深紫外LED的封装主流结构通常在带腔体的金属或者陶瓷基板上面封装石英透镜。

这样的封装形式能较大减免紫外线对有机材料的破坏作用，但这类方案存在一个明显的缺点，由于发光芯片发出光线是直接照射在空气或者保护气体当中，再经由石英透镜发出光线，这就导致了光线从发光芯片发出后，照射到空气当中时由于全反射过多，出现出光效率低下的问题，不利于LED器件的使用，同时也会影响器件的可靠性。

为此，国星光电在2021年3月30日申请了一项名为“一种深紫外LED器件及其制造方法”的发明专利（申请号：202110338892.6），申请人为佛山市国星光电股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中发明的深紫外LED器件的整体结构示意图，这种深紫外LED器件包括：基板1、发光元件2、石英透镜3、耐紫外材料4和密封结构5。在基板上设置有腔体12，发光元件设置在腔体内，可以向外发出紫外线。

在石英透镜3上设有台阶通孔，台阶通孔分为两层或两层以上，相邻层通孔的直径大小不同以形成台阶，台阶通孔可设置于石英透镜的边缘，也可设置于石英透镜的内部，台阶通孔与腔体连通。

而为了避免发光元件所产生的紫外线直接照射到空气中，进而导致全反射过多的情况出现，需要利用耐紫外材料4包裹发光元件，从而提高器件的整体出光效率，以及较大程度地提升亮度。耐紫外材料的键能大于发光元件所发出的紫外线的能量，紫外线在照射过程中不会打断耐紫外材料的分子链，从而紫外线对耐紫外材料不会造成影响，且通过密封结构密封于基板和石英透镜之间的间隙，保证了整体的密封性能以及可靠性。

此外，在基板的腔体中还填充有聚二甲基硅氧烷，其可以大大提高深紫外LED器件的出光效率，添加聚二甲基硅氧烷与不添加聚二甲基硅氧烷相比，亮度提升约50％左右。且聚二甲基硅氧烷的导热率比空气高很多倍，提升了深紫外LED器件的散热效果，从而提升器件恶劣环境下的寿命。

如上图，为这种深紫外LED器件的俯视图，可以看到，两个台阶通孔31设置在石英透镜的边缘，由于石英透镜的边缘位于基板台阶11的侧壁的内侧，且台阶通孔与腔体12连通，台阶通孔便于排出多余的耐紫外材料。在基板的腔体内填充耐紫外材料后，在基板上放置石英透镜，石英透镜边缘的台阶通孔，用于把多余的耐紫外材料释放出来，保证石英透镜和耐紫外材料无间隙。

以上就是国星光电发明的深紫外LED器件的制造方案，该方案通过改善石英透镜结构，保证石英透镜和聚二甲基硅氧烷无间隙，确保聚二甲基硅氧烷和石英透镜之间不会产生气体，不仅提高了器件的整体出光效率，同时也提升了深紫外LED器件的散热效果。

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