一种白光LED灯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体LED照明与显示技术领域。一种白光LED灯及其制备方法，白光LED灯包括设有碗型反射腔的陶瓷基板，通过固晶方式设置在所述陶瓷基板上的碗型反射腔内的蓝光LED芯片，设置在所述蓝光LED芯片上的荧光胶层，以及包覆在陶瓷基板且包裹所述荧光胶层及蓝光LED芯片的封装胶层,所述蓝光LED芯片通过金线与陶瓷基板电极形成电连接，所述荧光胶层沿所述蓝光LED芯片出光路径方向上设有凸面部，该荧光胶层满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层厚度。本发明专利技术提供了一种高激发率，高透射率，光斑有效得到控制的高质量的白光LED灯及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种白光LED灯及其制备方法
本专利技术涉及半导体LED照明与显示
，具体的说是一种白光LED灯及其制备方法。
技术介绍
发光二极管（LED，LightEmittingDiode）是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以直接将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的少数载流子和多数载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出颜色为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的光。由于单个LED只发射一种波长的光，因此真正发射白光的LED是不存在的，目前只能利用不同波长的光合成白光。目前制备白光LED的方法主要有两种：第一种方法是将红、绿、蓝（RGB）三种LED芯片封装在一起混合发出白光：第二种方法是通过荧光粉转换得到白光LED。其中，第一种方法制备的白光LED的综合性能好，但是绿光LED芯片的转换效率低、成本高，因此限制了该方法的推广；而第二种方法可单独利用蓝光LED上覆盖荧光粉，所述荧光粉在受到蓝光激励时会发出红光和/或黄光，于是得到了蓝光和红光和/或黄光的混合物，在肉眼看来就如白色光；由于蓝光LED的技术成熟，转换效率高，因此，第二种方法称为目前制备白光LED的主流方法。但是第二种方法制备白光LED时一般需要专用的点胶机进行上述荧光粉胶的添加过程，为了保证发光效果，点胶机在进行点胶时必须保证密封树脂中的荧光粉和树脂充分搅拌均匀避免荧光粉沉淀，此外还需要对密封树脂的涂覆厚度和形状进行精确控制，因此采用这种结构的白光LED容易出现发光色温、色彩不一致的缺陷，且现有的白光LED制作工艺当中，点胶工艺都需要人工操作，既不能保证点胶效果的一致性，且人工成本也较大。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种白光LED灯，采用在荧光胶层上设置凸面部并控制该凸面部与荧光胶层的厚度之比，进而实现良好的发光性能和散热性能，同时本专利技术还提供了一种制备上述LED灯的制备方法，且制备出的LED灯具有良好的发光性能和散热性能。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种白光LED灯，包括设有碗型反射腔的陶瓷基板，通过固晶方式设置在所述陶瓷基板上的碗型反射腔内的蓝光LED芯片，设置在所述蓝光LED芯片上的荧光胶层，以及包覆在陶瓷基板且包裹所述荧光胶层及蓝光LED芯片的封装胶层,所述蓝光LED芯片通过金线与陶瓷基板电极形成电连接，所述荧光胶层沿所述蓝光LED芯片出光路径方向上设有凸面部，该荧光胶层满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层厚度。进一步的，所述荧光胶层是采用荧光粉、表面活性剂、扩散剂和UV胶以8-9:4-5:3-5:90-95的质量配比制作形成的荧光胶层。进一步的，所述荧光粉胶层是由荧光胶板划片而成。进一步的，所述荧光粉胶片为蓝光激发红光荧光粉胶片和/或黄光荧光粉胶片。进一步的，所述陶瓷基板的底面设有铝合金散热器。进一步的，所述基合金散热器上形成有高导热材料制成的薄膜结构的绝缘层。本专利技术同时还提供了一种制造上述白光LED灯的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤1：将蓝光LED芯片通过固晶方式固定在陶瓷基板上的碗型反射腔内，并将蓝光LED芯片通过金线与陶瓷基板电极形成电连接，并完成电极制作；步骤2：制作荧光粉胶板，并对所述荧光粉胶片进行划片，形成多个荧光粉胶层，所述荧光胶层沿所述蓝光LED芯片出光路径方向上设有凸面部，该荧光胶层满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层厚度；步骤3：迎蓝光LED芯片:出光路径上敷设荧光粉胶层；步骤4：将封装胶覆盖在所述基板上部且包覆住所述荧光胶片，并将所述荧光胶片固定在LED芯片出光路径上进一步的，所述荧光粉胶片为蓝光激发红光荧光粉胶片和/或黄光荧光粉胶片。进一步的，所述陶瓷基板的底面设有铝合金散热器。进一步的，所述基合金散热器上形成有高导热材料制成的薄膜结构的绝缘层。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的一种白光LED灯，通过设置荧光胶层的凸面部，使得每一种波长不同高度的离轴光线皆集中在凸面部附近，使得不同波长光线能够趋于集中地射出，有效减少眩光，色像差获得明显改善，同时，该荧光胶层满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层厚度，使得芯片发出的光线垂直出射,并且能提高光线的出射率。本专利技术的制备该白光LED灯的方法，采用将荧光胶板进行划片成荧光胶片，然后将荧光胶片覆盖在LED芯片出光路径上，再用封装胶将其固定密封，从而不需要对LED芯片进行人工点胶，简化了工艺流程，节省了大量的人力成本，且制备出的LED灯具有良好的发光性能和散热性能。附图说明图1为本专利技术的实施例剖视图。图2为本专利技术的实施例的荧光胶层的光波透射相差效果示意图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。参考图1所示，为达到上述目的，本专利技术的一种白光LED灯，是通过以下技术方案实现的：包括设有碗型反射腔12的陶瓷基板1，通过固晶方式设置在所述陶瓷基板1上的碗型反射腔11内的蓝光LED芯片2，设置在所述蓝光LED芯片2上的荧光胶层3，以及包覆在所述基板1且包裹所述荧光胶层3及蓝光LED芯片2的封装胶层4,所述蓝光LED芯片2通过金线5与陶瓷基板2电极形成电连接，所述荧光胶层3沿所述蓝光LED芯片2出光路径方向上设有凸面部，该荧光胶层3满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层3厚度。本专利技术选用的是高精度的固晶机,最好是拥有先进的预先图象识别系统,因为LED的晶粒放入封装位置的精确与否影响整件封装器件的发光效能,若晶粒在反射杯内的位置有所偏差,光线未能完全发射出来,影响成品的光亮度。无论是应用于显示或照明工程的LED,其光强及其空间分布都是十分重要的参数。LED灯的定向发光特性,对于某些局部或定向照明往往会达到非常好的照明效果。LED灯的发光强度指在给定方向上单位立体角内所发射的光通量:I=dΦ/dΩ(cd)光强分布曲线是表示LED发光在空间各方向的分布状态。在照明应用中计算工作面的照度均匀性和LED灯的空间布置,光强分布是最基本的数据。对于空间光束为旋转对称型分布的LED,用一个过光束轴平面上的曲线表示即可。对光束为椭圆形分布的LED,则用过光束轴及椭圆形长短轴的两个垂直平面上的曲线来表示。对于非对称的复杂图形,一般用过光束轴的六个以上截面的平面曲线来表示。发光角(或光束角)通常用半强度角θ1/2表示,即在光强分布图中光强大于等于峰值光强1/2时所包含的光束角度。由于半导体和胶体的折射率相差比较大,致使内部的全发射临界角很小,光大部分在芯片内部经过多次反射而被吸收,成为支架式白光LED芯片取光效率很底的原因。在大功率白光LED中,芯片的发光效率要求高,因此使用面积比小型芯片(1mm2左右)大10倍的大型LED芯片。虽然大型LED芯片可以获得大光束,不过加大芯片面积会有弊害:芯片内发光层的电流分布不均;发光部位受到局限芯片内部产生的光线放射到外部过程会严重衰减等等。因此本专利技术采用了所述荧光胶层沿所述蓝光LED芯片出光路径方向上设有凸面部，该荧光胶层满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层厚度。通过条件式的设置，使得芯片发出的光线垂直出射,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光LED灯，其特征在于：包括设有碗型反射腔的陶瓷基板，通过固晶方式设置在所述陶瓷基板上的碗型反射腔内的蓝光LED芯片，设置在所述蓝光LED芯片上的荧光胶层，以及包覆在陶瓷基板且包裹所述荧光胶层及蓝光LED芯片的封装胶层,?所述蓝光LED芯片通过金线与陶瓷基板电极形成电连接，所述荧光胶层沿所述蓝光LED芯片出光路径方向上设有凸面部，该荧光胶层满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层厚度。

【技术特征摘要】
1.一种白光LED灯，其特征在于：包括设有碗型反射腔的陶瓷基板，通过固晶方式设置在所述陶瓷基板上的碗型反射腔内的蓝光LED芯片，设置在所述蓝光LED芯片上的荧光胶层，以及包覆在陶瓷基板且包裹所述荧光胶层及蓝光LED芯片的封装胶层,所述蓝光LED芯片通过金线与陶瓷基板电极形成电连接，所述荧光胶层沿所述蓝光LED芯片出光路径方向上设有凸面部，该凸面部为非球面，以形成非球面透镜，且该荧光胶层满足R/D≤1.8的条件式，R为该凸面部的曲率半径，D为该荧光胶层厚度，即为非球面的深度。2.根据权利要求1所述的一种白光LED灯，其特征在于：所述荧光胶层是采用荧光粉、表面活性剂、扩散剂和UV胶以8-9:4-5:3-5:90-95的质量配比制作形成的荧光胶层。3.根据权利要求1所述的一种白光LED灯，其特征在于：所述荧光粉胶层是由荧光胶板划片而成。4.根据权利要求2所述的一种白光LED灯，其特征在于：所述荧光粉胶层为蓝光激发红光荧...

【专利技术属性】
技术研发人员：林新忠，
申请(专利权)人：厦门厦荣达电子有限公司，
类型：发明
国别省市：