宽谱白光发光二极管制造技术

本发明专利技术公开了一种宽谱白光发光二极管电光源，它是由金属或陶瓷基板、芯片阵列层、荧光粉涂层阵列层、透明材料混光封装体组合成的ＬＥＤ电光源，其特征在于芯片阵列层是由不同发射波长的芯片组合成的芯片阵列组成，每个阵列至少包含有一颗芯片，荧光粉涂层阵列层是由包含有不同发射光谱的荧光粉阵列组成。本发明专利技术的有益效果是在同一封装体内可以用目前常用的ＬＥＤ封装技术，选择低成本、高效率的ＬＥＤ芯片，按物理光学白光混光的原理，方便的优化各种排列组合，固晶在金属或陶瓷基板上。本发明专利技术也是一种很好的白光混光发光系统。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种照明电光源，特别是指一种照明白光发光二极管。技术背景：随着白光发光二极管的实现，人们看到了LED(即发光二极管)应用于照明的希望。LED以其效率高、功率小、寿命长、固态节能以及绿色环保等显著优点，真正点燃了绿色照明的光辉。半导体照明作为新型高效的固体光源，具有重大发展潜力和巨大的社会经济意义。预计将成为人类照明历史上继白炽光、荧光灯之后的第三代照明光源，已得到业内人士的普遍关注。目前利用LED技术实现白光的主要方法是荧光粉涂敷光转换法：即用蓝光芯片加黄色荧光粉，通过荧光粉涂敷光转换，将蓝光转换复合产生白光。由于这种方法，转换效率高，操作上较易实现，是目前制作白光发光二极管的主流方式，其不足之处在于采用单颗芯片与单种荧光粉，色温高，显色性差，因此这种方法合成的白光应用在指示灯上影响不大，但应用在照明灯具上，因其是蓝光芯片发出的蓝光和黄色荧光粉激发后发出的黄绿色光混合的白光，光谱的连续性不好，光谱的宽度较窄、色温较高、显色性差在实际应用中给人们造成是一种假白光的感觉。由物理色度学知道自然白光在可见光范围内是一种连续光谱。如果照明光源不是连续光谱，在照明物体时，由于缺少部分光谱会有部分光谱不能反射到人眼。而让人感到颜色的失真，造成是一种假白光的感觉。因此研发一种低成本、色温稳定、显示性好，具有连续光谱的白光发光二极管一直是人们关注的重点。
技术实现思路
：本专利技术针对现有技术的不足，提出一种新型结构的白光发光二极管：宽谱白光发光二极管电光源。它可以有效解决目前白光发光二极管电光源存在的这些问题，本专利技术是通过以下技术方案得以实现的：一种宽谱白光发光二极管电光源，它是由金属或陶瓷基板1、芯片阵列层2、荧光粉涂层阵列层3、透明材料混光封装体4组合成的LED电光源，其特征在于芯片阵列层2是由不同发射波长的芯片阵列组合组成，芯片陈列层至少有一个以上阵列，每个阵列至少有一颗以上芯片。荧光粉涂层阵列层3是由不同发射光谱的荧光粉、发光材料或透光材料的阵列-->组合组成。这种新型结构的白光发光二极管解决了单颗芯片发射波峰少与单种荧光粉发射光谱窄而使混合的白光光谱的宽度较窄，光谱的连续性不好，显色性差的问题。作为优选：上述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于荧光粉阵列层(3)中的发光材料嵌入有发光无机纳米微粒材料，从而形成能产生包括所有波长的高显色性的白光混合有机、无机LED。作为优选：上述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于荧光粉阵列层(3)中的透光材料嵌入有散光无机纳米微粒材料，从而形成低眩光的高显色性白光混合有机、无机LED。设置透光材料阵列是为了按混光需要直接出射芯片发射光谱进入到透明材料混合封装体4进行混光，这样可以避免荧光粉涂层对某些芯片光谱的干扰。作为优选：上述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于芯片阵列层2中芯片阵列的芯片发射波长是与荧光粉涂层阵列层3中其覆盖的荧光粉涂层的有效激发波长相匹配的，匹配要求是芯片阵列中的芯片的发射波长偏离度不能超出荧光粉涂层的有效激发波长的范围。同时荧光粉涂层阵列中的荧光粉包含各种组份组成的荧光粉、发射峰可调的荧光粉。我们知道制造白光发光二极管的荧光粉涂敷光转换法中对荧光粉的选择有两个必须满足的条件：第一是荧光粉的激发光谱必须与所选择的发光二极管的发射光谱相匹配，这样可以确保获得更高的光转换效率；第二是荧光粉的发射光谱在发光二极管的发射光谱激发下能发出白光，或者在发光二极管的发射光谱激发下与发光二极管发射出的光能够复合形成白光。本专利技术可以将不同激发波长的荧光粉按最佳的激发效率及所需的光谱组合通过芯片阵列的最佳阵列、排列在同一封装体内，复合形成白光。同时使荧光粉的发射光谱达到以上要求。解决了过去由于荧光粉激发光谱峰带窄，不同波长的芯片激发同一激发波长的荧光粉，不相匹配，激发效率低、白光光谱不够连续，显色性差的问题。达到改变色温，扩展光谱的宽度，提高显色性的目的。作为优选：上述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于荧光粉阵列层3是由包含隔离式荧光膜涂层或两次涂敷荧光粉涂层的阵列组合组成。设置隔离式荧光膜涂层阵列与两次涂敷荧光粉涂层阵列、可以扩展荧光粉涂层的涂敷工艺、优化荧光粉涂层的性能。-->作为优选：上述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于在于芯片阵列层2是由遍布254nm～780nm发射波长的的多种芯片的阵列组合组成。并且固晶在同一金属或陶瓷基板1上。这样经过荧光粉涂层阵列层3与透明材料混光封装体4的混光可以补偿连续光谱中缺少的光谱，扩展了光谱的宽度，提高了显色性。同时不同颜色的光衰差异造成使用过程中的变色较小，可使混合的白光稳定性更好。作为优选：上述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于透明材料混光封装体4是玻璃或硅胶制成的混光体。以及以上述材料为主体嵌入有散光无机纳米微粒材料的封装体。其目的是保证芯片阵列层2出射的光线及荧光粉涂层阵列层3被激发的光线在其内部再次进行充分的混光、降低眩光、出射各种发光角度的照明宽谱白光。本专利技术的有益效果是在同一封装体内可以用目前常用的LED固晶技术，按物理光学制成白光的原理，选择低成本、高效率的的LED芯片按白光混光的原理，方便的优化各种排列组合，固晶在金属或陶瓷基板上，采用目前常用的LED点胶技术就可以在芯片上覆盖匹配的荧光粉涂层，通过透明材料混光封装体的混光出射白光。改变了过去在同一封装体内只能用一种颜色芯片激发一种荧光粉合成白光的方法，产生光谱不连续及激发效率低的缺点。本专利技术的又一有益效果是可以按照物理光学光的混色原理，通过调整芯片阵列层芯片的数量、波长、阵列分布及调整荧光粉涂层阵列层的荧光粉种类及涂敷方法，经过混光可方便的优化设置不同色温要求的白光发光系统。因此本专利技术也是一种很好的白光混光发光系统。附图说明图1，发光二极管的结构示意图图2，455nm波长配550nm荧光粉的发光二极管的性能图图3470nm波长配580nm荧光粉的发光二极管的性能图图4，455nm和470nm波长分别配550nm与580nm的荧光粉的发光二极管的性能图1、金属或陶瓷基板2、芯片阵列层3、荧光粉涂层阵列层4、透明材料混光封装体具体实施方式实施例1：利用相同发光颜色不同波长的GAN基蓝光LED芯片阵列层2的发光作为基础光源，利用GAN基蓝光LED所发出的波长为455nm～470nm的的蓝光一部分用来激发荧光粉，-->便荧光粉发出黄绿色光，另一部分透过荧光粉涂层阵列层3发射出来混合形成白光，即白光＝蓝+黄的机制，混合产生宽谱白光：实施时为了使不同波长的芯片阵列匹配激发荧光粉阵列，先用荧光粉比较仪选择相应匹配的荧光粉，选配结果是蓝光芯片455nm应匹配550nm荧光粉，这样制作成的白色发光二极管性能图如图2，用光谱测试仪测试显色指数(Ra＜80)，470nm应匹配580nm荧光粉，这样制作成的白色发光二极管性能图如图3，用光谱测试仪测试显色指数(Ra＜73)。按图1所述结构，本专利技术先把蓝光芯片455nm阵列分布在金属或陶瓷基板1上，覆盖匹配的550nm荧光粉涂层阵列，再把蓝光芯片470nm阵列分布在金属或陶瓷基板1上，覆盖匹配的580nm荧光粉涂层阵列。阵列及芯片的多少可由功率大小选定，阵列的排列可由工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽谱白光发光二极管电光源，它是由金属或陶瓷基板（１）、芯片阵列层（２）、荧光粉涂层阵列层（３）、透明材料混光封装体（４）组合成的ＬＥＤ电光源，其特征在于芯片阵列层（２）是由不同发射波长的芯片阵列组合组成，芯片陈列层至少有一个以上阵列，每个阵列至少有一颗以上芯片。

【技术特征摘要】
1、一种宽谱白光发光二极管电光源，它是由金属或陶瓷基板(1)、芯片阵列层(2)、荧光粉涂层阵列层(3)、透明材料混光封装体(4)组合成的LED电光源，其特征在于芯片阵列层(2)是由不同发射波长的芯片阵列组合组成，芯片陈列层至少有一个以上阵列，每个阵列至少有一颗以上芯片。2、根据权利要求1所述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于芯片阵列层(2)中芯片阵列的芯片发射波长是与荧光粉涂层阵列层(3)中其覆盖的荧光粉涂层的有效激发波长相匹配的，匹配要求是芯片阵列中的芯片的发射波长偏离度不能超出荧光粉涂层的有效激发波长的范围。3、根据权利要求1所述的一种宽谱白光发光二极管电光源，其特征在于荧光粉涂层阵列层(3)是由不同发射光谱的荧光粉、发光材料或透光材料的阵列组合组成。4、根据权利要求3所述的一种宽谱白光发光二极管电光源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：严钱军，吴明番，
申请(专利权)人：吴明番，严钱军，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]