高亮度氮化物白光发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高亮度氮化物白光发光二极管及其制备方法，采用氮化物发光二极管芯片作为激发光源，将透明树脂涂覆固化在芯片和金丝上，形成球冠形，再涂覆一层透明树脂和掺铈钇铝石榴石荧光粉的混合物，最后用透明树脂常规封装。这种白光发光二极管可以改善荧光粉涂覆的均匀性；有效保护发光芯片和金丝，增强发光强度；荧光粉与管芯不接触，避免了荧光粉退化引起的发光效率降低及发光颜色改变问题；可调节发光强度的空间分布；改变色坐标、色温等参数。可广泛应用于彩色全色显示、家庭和背景照明、动态显示等领域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
目前，各种光源的研究开发均向节能、环保方向发展，一些荧光类的节能灯虽然比较节约能源，但是使用寿命较短，并且在制造和废弃时污染环境。普遍使用的发光二极管具有省电、环保、使用寿命长、可靠性高等优点，但是一般只能发出亮度较低的红、黄、蓝色光，不适合作为光源使用。白色发光二极管是很少见的，主要原因是由于其制造工艺复杂，且白光的光色很难控制。白色发光二极管的制造方法主要有一、利用多种颜色的发光管芯片组合成白光发光管。将红、绿、蓝三种颜色(或黄、蓝两种颜色)的发光芯片同时装在一个发光二极管元件中，分别控制通过各个发光芯片的电流可以产生白光。但不同颜色的发光芯片所需的电压和通过的电流各有不同，控制较为困难，白光色度也不均匀；而且若其中之一发生故障，则将无法得到白光；另外，同时使用多个芯片，成本也会增加，对实际应用很不利，二、利用氮化物发光芯片产生的蓝光激发可以发出黄色光的荧光粉，二者混合后可以得到白光。如1、日亚化学公司推出的白光二极管(日本专利公开号特平7--99345)，主要是将荧光粉与树脂混合后填装在放有发光芯片的电极支架的V型槽中。如果发光芯片为发射蓝色光，荧光树脂的荧光粉为黄色，则蓝色与黄色可合成白光。2、(中国专利申请号97227697.1)在蓝色发光二极管芯片上用荧光粉和液体(如酒精或水及少量粘着液)按适当比例混合调配并点滴附着于发光芯片上，发光粉会均匀混合流动并附着于发光芯片的表面及四周，待溶液挥发之后，即可形成一包覆于发光芯片的荧光粉层薄膜。3、(中国专利申请号00237186.3)，在波长为430-470纳米的氮化镓蓝光芯片上涂敷一层波长为530纳米的黄光荧光层(由环氧树脂与铝酸钇铈或硫化锌镉银混合而成)，二者形成白光。上述方法(1、2、3)的优点是制作工艺和驱动电路设计简单、耗电量低，生产成本较低，所以目前大多采用此法制作白光发光管；缺点是1、荧光粉涂覆的不牢固也不均匀，而且发光芯片周围荧光粉分布较多，致使本产品所发出的白光投射于白色纸张上时，会看到所投射白光点的四周有黄色光环产生，说明白光的纯度不够；2、与多色发光二极管组合成的白光发光管相比，亮度降低。3、荧光粉由于直接与管芯接触，而管芯发光时温度较高，会使荧光粉退化，发生激光波长移动，最终白光二极管的效率、颜色会发生改变。本专利技术的高亮度氮化物白光发光二极管，包括芯片，金丝，透明树脂，芯片为氮化物发光二极管芯片；透明树脂涂覆并固化在氮化物发光二极管芯片和金丝上，呈球冠状；荧光粉与透明树脂的混合物涂覆在球冠状透明树脂上作为荧光层；芯片发射光穿过荧光层后为白光；外层用透明树脂常规封装。所述氮化物发光二极管芯片选自蓝光，紫光或紫外光芯片。荧光粉为黄色荧光粉，选自掺铈钇铝石榴石荧光粉或其他黄色荧光粉或组合。荧光层的厚度0.02～0.8mm，球冠的高度0.01～2mm，荧光粉与透明树脂的混合物中荧光粉重量占45％-55％。本专利技术的制备上述高亮度氮化物白光发光二极管的方法，其步骤包括1、采用氮化物发光二极管芯片作为发射光源，将之装架，焊接金丝；2、将透明树脂涂覆并固化在氮化物发光二极管芯片和金丝上，形成球冠状；3、将透明树脂和荧光粉的混合物涂覆在球冠状透明树脂上；4、用透明树脂进行常规封装。所述氮化物发光二极管芯片选自蓝光，紫光或紫外光芯片。荧光粉为黄色荧光粉，选自掺铈钇铝石榴石荧光粉或其他黄色荧光粉或组合。荧光层的厚度0.02～0.8mm，球冠的高度0.01～2mm，荧光粉与透明树脂的混合物中荧光粉重量占45％-55％。本专利技术利用液体的表面张力，使涂覆在氮化物二极管芯片和金丝上的透明树脂呈球冠形，有以下优点1、可以改善荧光粉涂覆的均匀性；2、可以有效保护发光芯片和金丝，从而增强了白光二极管的发光强度；3、荧光粉与管芯不接触，避免了荧光粉退化引起的发光效率降低及发光颜色改变；4、改变球冠的高度，可调节发光强度的空间分布；5、调节荧光粉厚度，可改变色坐标、色温等参数。本专利技术的高亮度氮化物白光发光二极管发光亮度高大于1坎德拉(1cd)，其寿命可达10万小时，而它的工作电压为3.5伏的直流电，耗电量仅为相同发光亮度的光源的十分之一，节能效果十分显著，并且使用过程中的发热量低，不含有对人体及环境存在危害的污染物。用该白光二极管可以制成具有轻便、坚固耐用、环保的全固体光源，可以广泛应用于显示、家庭和背景照明、动态显示等领域，社会效益和经济效益十分显著。附图说明图1本专利技术的高亮度氮化物白光发光二极管结构示意图1-芯片；2-金丝；3-透明树脂；4-荧光层；5-管脚；6-球冠高度实施例首先把455-465纳米的氮化物蓝光发光二极管芯片1装架，焊接金丝2，将芯片1和金丝2封装在球冠形的透明树脂3内，球冠高度6如图所示，为1毫米。选用波长为530纳米的黄光荧光粉。因为蓝光芯片和黄色荧光层二者形成白光。然后把按特殊比例(荧光粉4重量占45％-55％)混合好的透明树脂与荧光粉混合物涂覆在芯片1上形成荧光层4，厚0.5毫米升温，固化，最后用透明树脂封装。在室温下，正向电压3.5伏，正向电流为20毫安时，本专利技术的高亮度氮化物白光发光二极管轴向发光强度大于1cd。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高亮度氮化物白光发光二极管，包括芯片，金丝，透明树脂，其特征在于芯片为氮化物发光二极管芯片；透明树脂涂覆并固化在氮化物蓝色发光二极管芯片和金丝上，成球冠形；荧光粉与透明树脂的混合物涂覆并固化在球冠形透明树脂上作为荧光层；芯片发射光穿过荧光层后为白光；外层用透明树脂常规封装。

【技术特征摘要】
1.一种高亮度氮化物白光发光二极管，包括芯片，金丝，透明树脂，其特征在于芯片为氮化物发光二极管芯片；透明树脂涂覆并固化在氮化物蓝色发光二极管芯片和金丝上，成球冠形；荧光粉与透明树脂的混合物涂覆并固化在球冠形透明树脂上作为荧光层；芯片发射光穿过荧光层后为白光；外层用透明树脂常规封装。2.如权利要求1所述的高亮度氮化物白光发光二极管，其特征在于所述氮化物发光二极管芯片选自蓝光，紫光或紫外光芯片。3.如权利要求2所述的高亮度氮化物白光发光二极管，其特征在于荧光粉为黄色荧光粉，选自掺铈钇铝石榴石荧光粉或其他黄色荧光粉或组合。4.如权利要求1或2或3所述的高亮度氮化物白光发光二极管，其特征在于荧光层的厚度为0.02～0.8mm，球冠的高度0.01～2mm，荧光粉与透明树脂的混合物中荧光粉重量占45％-55％。5.一种制备如权利要求1所述高亮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国义，杨志坚，丁晓民，王宇芳，唐英杰，李忠辉，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]