CN101988656A - 一种白光led背光源及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种白光LED背光源，其包括：金属基板；氮化铝薄层，附着在所述金属基板的上表面；多个蓝色发光二极管，通过共晶焊方式设置在所述氮化铝薄层上，并且位于所述氮化铝薄层的中部位置；肖特基二极管，相对于所述蓝色发光二极管设置距离中心部更远的位置；多个电极，从所述金属基板的侧面引出；以及荧光胶层，由覆盖在所述氮化铝薄层和多个蓝色发光二极管及肖特基二极管的上方的荧光胶凝固而成，所述荧光胶包含红、绿、橙色荧光粉。根据上述结构，降低了整个器件的热阻，并且提高了显色性能。

Description

一种白光LED背光源及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种白光LED背光源及其制作方法，属于半导体器件技术领域。
背景技术
由于白光LED具有发光效率高、功耗低、寿命长、环保等很多优点，因此被认为是将来最有希望取代传统光源的照明光源，最近将白光LED作为显示器等的背光源使用的研究开发正在进行着。现有的白光LED的具体结构是，将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)荧光粉封装在一起做成，其中，GaN芯片发射λp＝465nm、Wd＝30nm的蓝光，高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄光。而且，蓝光芯片被安装在碗形反射腔中，覆盖着混合有YAG荧光粉的树脂薄层。上述蓝光芯片发出的蓝光的一部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，就可以得到白光。这种通过蓝光芯片得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高。
但是，由于所覆盖的YAG荧光粉的成分固定，导致难以有效控制色坐标及色温，而且如此封装的白光管的色彩不够柔和，显色性较差，显色指数也较低，通常在50-80之间，难以满足人们的要求。再者，YAG荧光粉的光衰速度较快，白光的寿命缩短，无法获得稳定的光输出和维持较高的器件寿命，难以满足人们对照明光源的长寿命的要求。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中存在的上述问题点而做出，其目的在于提供一种既降低了热阻、又提高了显色性能的白光LED背光源及其制作坊法。
为了实现上述目的，本发明提供一种背光源，其包括：金属基板；氮化铝薄层，附着在所述金属基板的上表面；多个蓝色发光二极管，通过共晶焊方式设置在所述氮化铝薄层上，并且位于所述氮化铝薄层的中部位置；肖特基二极管，相对于所述蓝色发光二极管设置在距离中心部更远的位置；多个电极，从所述金属基板的侧面引出，用于与所述多个蓝色发光二极管和所述肖特基二极管电连接；以及荧光胶层，由覆盖在所述氮化铝薄层和多个蓝色发光二极管及肖特基二极管的上方的荧光胶凝固而成，所述荧光胶包含红、绿、橙色荧光粉。
另外，优选的结构是，所述多个蓝色发光二极管、所述肖特基二极管同所述氮化铝薄层结合的底面为光滑平面。
此外，优选的结构是，在所述金属基板的四个侧面形成规定尺寸的挡沿，该挡沿的上沿比金属基板的上表面高出一定尺寸、并且与所述荧光胶层的上表面平齐。
再者，优选的结构是，所述荧光胶中包含的红、绿、橙色荧光粉分别是：成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉，成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉，成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉。
另外，优选的结构是，所述荧光胶层是通过涂敷混合了0.30g成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉、0.69g成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉、0.01g成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉和10g的道康宁6550硅胶而构成的荧光胶形成。
为了实现上述目的，提供一种白光LED背光源的制造方法，包括如下步骤：在所述金属基板的上表面附着氮化铝薄层；在所述金属基板上引出多个电极，并且在氮化铝薄层的整个上表面镀一层金膜；在镀有金膜的所述氮化铝薄层上通过共晶焊方式设置多个蓝色发光二极管，所述多个蓝色发光二极管位于氮化铝薄层的中部位置，并且，使用银胶在所述氮化铝薄层上安装肖特基二极管；通过金丝焊接将所述多个蓝色发光二极管串联连接之后，再将串联的多个蓝色发光二极管与所述肖特基二极管并联起来，然后再分别连接到各自的电极上；在金属基板的侧面形成规定高度的挡沿，使得该挡沿的上沿比所述金属基板的上表面高出规定尺寸；按规定比例红、绿、橙色荧光粉和道康宁硅胶形成荧光胶；将配制好的所述荧光胶均匀涂敷在所述氮化铝薄层、所述多个蓝色发光二极管及所述肖特基二极管上以形成荧光胶层，并且使该荧光胶层的上表面同由所述挡沿的上沿平齐；将所述金属基板送入烘箱，烘烤规定时间后取出。
此外，优选的是，在上述制造方法中，混合0.30g成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉、0.69g成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉、0.01g成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉和10g的道康宁6550硅胶而构成所述荧光胶。
根据如上所述的本发明，通过共晶焊将多个蓝色发光二极管设置在氮化铝薄层上，从而改善了蓝色发光二极管同氮化铝薄层及金属基板的结合结构，因此大大降低了整个产品封装后的热阻，提高了散热性能。再者，由于红、绿、橙色的荧光粉形成荧光胶，明显地提高了显色性能。
附图说明
通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是表示本发明涉及的白光LED背光源的具体结构的俯视图。
图2是表示本发明涉及的白光LED背光源的具体结构的局部剖视图。
图3是表示本发明涉及的白光LED背光源中的蓝色发光二极管和肖特基二极管的电连接关系的等价电路图。
附图标记
1：金属基板，      2：     氮化铝薄层，
3：电极，          4、4’：蓝色发光二极管，
5：肖特基二极管，  6：     挡沿，
7：荧光胶层
具体实施方式
下面，结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1是表示本发明涉及的白光LED背光源的具体结构的俯视图，图2是表示本发明涉及的白光LED背光源的具体结构的局部剖视图。为了清楚地表示白光LED背光源的具体结构，该图中忽视了荧光胶层的存在，而示出了本应该被覆盖在荧光胶层下的结构。如图1、图2所示，本实施方式涉及的白光LED背光源包括：金属基板1，例如由1mm厚度的铜基板构成，在本实施方式中设其尺寸为6mm×4mm；氮化铝薄层2，附着在所述金属基板2的上表面；2个蓝色发光二极管4、4’，通过共晶焊方式设置在所述氮化铝薄层2上，并且位于所述氮化铝薄层2的中部位置；1个肖特基二极管5，相对于2个蓝色发光二极管4、4’位于距离中心部更远的位置，通过银胶被固定在所述氮化铝薄层2上；6个电极，从所述金属基板1的侧面引出。
其中，所述蓝色发光二极管4、4’、肖特基二极管5同所述氮化铝薄层2结合的底面为光滑平面。
此外，在所述金属基板1的四个侧面粘贴白色的PC材料，形成规定尺寸的挡沿6，该挡沿6的上沿比金属基板1的上表面高出规定尺寸，在本实施方式中，所述挡沿6高出金属基板1的上表面0.5mm左右。
在所述氮化铝薄层2上通过共晶焊设置的2个蓝色发光二极管4、4’通过金丝焊串联连接，而且，所述2个蓝色发光二极管4、4’与肖特基二极管5之间并联连接。其等价等价路如图3所示。
此外，按照白光LED背光源的设计，所述2个蓝色发光二极管4、4’与肖特基二极管5的各管脚分别连到6个电极3上。在此，例如蓝色发光二极管采用0.2W的发光二极管，其可以发出460nm～462.5nm的蓝光，亮度为2000mcd。
另外，在所述金属基板1的上方，均匀地涂敷由红色荧光粉、绿色荧光粉、橙色荧光粉和道康宁硅胶混合而成的荧光胶，形成荧光胶层7，该荧光胶层7覆盖住所述2个蓝色发光二极管4、4’和所述肖特基二极管5，并且，涂敷后的荧光胶层7上表面同由所述挡沿6的上沿平齐。在本实施例中，例如，所述红色荧光粉采用成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉，所述绿色荧光粉采用成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉，所述橙色荧光粉采用成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉，所述道康宁硅胶采用6550硅胶。更优选的结构是，所述荧光胶是将0.30g的所述红色荧光粉、0.69g的所述绿色荧光粉、0.01g的所述橙色荧光粉和10g的道康宁6550硅胶按比例混合而成。
在本实施方式中，由于在蓝色发光二极管芯片上涂敷的荧光胶包含红、绿、橙三色荧光粉，因此通过调整三者比例，可以灵活地调节各色光的比例。向蓝色发光二极管施加规定的电流时，所述橙色荧光粉能够弥补各色的不足，使得最终发出的白光更接近日光，提高了显色性，色坐标可以达到X＝0.3218、Y＝0.3246，白光更加舒适柔和。
下面，详细描述具有上述结构的白光LED背光源的制作过程。
首先，加工出例如厚1mm、长6mm、宽4mm的金属基板1。
其次，在所述金属基板1的上表面附着氮化铝薄层2。
接着，在所述金属基板1上引出6个电极3，并且在氮化铝薄层2的整个上表面镀一层例如2um厚度的金膜。
然后，利用例如电子工业公司第二研究所生产的GJL-225共晶炉，通过共晶焊在镀有金膜的氮化铝薄层2上分别设置2个蓝色发光二极管4、4’，所述2个蓝色发光二极管4、4’位于氮化铝薄层2的中部位置。然后，在氮化铝薄层2的相对于2个蓝色发光二极管4、4’位于距离中心部更远的位置，用银胶安装一个肖特基二极管5。在此，上述的2个蓝色发光二极管4、4’及肖特基二极管5同氮化铝薄层2结合的底面为光滑平面。
之后，通过金丝焊接将2个蓝色发光二极管4、4’串联连接之后，再将串联的2个蓝色发光二极管4、4’与肖特基二极管5并联起来，然后再分别连接到各自的电极3上。
然后，在金属基板1的侧面粘贴白色的PC材料，形成规定尺寸的挡沿6，该挡沿6的上沿比金属基板的上表面高出规定尺寸。
然后，混合0.30g成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉、0.69g成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉、0.01g成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉和10g的道康宁6550硅胶，混合均匀后，抽真空规定时间，例如15分钟。之后，利用点胶机将上述配制好的荧光胶均匀涂敷在形成于金属基板1上方的氮化铝薄层2上，以形成荧光胶层7，并且，该荧光胶层7覆盖住所述2个蓝色发光二极管4和所述肖特基二极管5，同时，该该荧光胶层7的上表面同由所述PC材料构成的所述挡沿6的上沿平齐。
最后，金属基板1送入烘箱，烘烤规定时间后取出，即完成了本发明涉及的白光LED背光源的制作过程。
根据如上所述的本发明，由于通过共晶焊将2个蓝色发光二极管设置在氮化铝薄层上，从而改善了蓝色发光二极管同氮化铝薄层及金属基板的结合结构，因此大大降低了整个产品封装后的热阻，提高了散热性能。再者，由于不使用YAG荧光粉，而是使用混合了成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉、成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉、成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉的荧光胶，解决了白光LED背光源的显色性差的问题，明显地提高了显色性能。
在上述实施方式中，以设置2个蓝色发光二极管为例做了说明，但蓝色发光二极管的数量不限于2个，也可以设置3个以上的蓝色发光二极管；再者，以设置6个电极为例做了说明，但电极数量不限于6个，可以是其它数量的多个电极。
在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求书及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种白光LED背光源，其特征在于，包括：
金属基板；
氮化铝薄层，附着在所述金属基板的上表面；
多个蓝色发光二极管，通过共晶焊方式设置在所述氮化铝薄层上，并且位于所述氮化铝薄层的中部位置；
肖特基二极管，相对于所述蓝色发光二极管设置在距离中心部更远的位置；
多个电极，从所述金属基板的侧面引出，用于与所述多个蓝色发光二极管和所述肖特基二极管电连接；以及
荧光胶层，由覆盖在所述氮化铝薄层和多个蓝色发光二极管及肖特基二极管的上方的荧光胶凝固而成，所述荧光胶包含红、绿、橙色荧光粉。
2.如权利要求1所述的白光LED背光源，其特征在于，
所述多个蓝色发光二极管、所述肖特基二极管同所述氮化铝薄层结合的底面为光滑平面。
3.如权利要求1所述的白光LED背光源，其特征在于，
在所述金属基板的四个侧面形成规定尺寸的挡沿，该挡沿的上沿比金属基板的上表面高出一定尺寸、并且与所述荧光胶层的上表面平齐。
4.如权利要求1所述的白光LED背光源，其特征在于，
所述荧光胶中包含的红、绿、橙色荧光粉分别是：成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉，成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉，成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉。
5.如权利要求1所述的白光LED背光源，其特征在于，
所述荧光胶层是通过涂敷混合了0.30g成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉、0.69g成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉、0.01g成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉和10g的道康宁6550硅胶而构成的荧光胶形成。
6.一种白光LED背光源的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
在所述金属基板的上表面附着氮化铝薄层；
在所述金属基板上引出多个电极，并且在氮化铝薄层的整个上表面镀一层金膜；
在镀有金膜的所述氮化铝薄层上通过共晶焊方式设置多个蓝色发光二极管，所述多个蓝色发光二极管位于氮化铝薄层的中部位置，并且，使用银胶在所述氮化铝薄层上安装肖特基二极管；
通过金丝焊接将所述多个蓝色发光二极管串联连接之后，再将串联的多个蓝色发光二极管与所述肖特基二极管并联起来，然后再分别连接到各自的电极上；
在金属基板的侧面形成规定高度的挡沿，使得该挡沿的上沿比所述金属基板的上表面高出规定尺寸；
按规定比例红、绿、橙色荧光粉和道康宁硅胶形成荧光胶；
将配制好的所述荧光胶均匀涂敷在所述氮化铝薄层、所述多个蓝色发光二极管及所述肖特基二极管上以形成荧光胶层，并且使该荧光胶层的上表面同由所述挡沿的上沿平齐；
将所述金属基板送入烘箱，烘烤规定时间后取出。
7.如权利要求6所述的白光LED背光源的制造方法，其特征在于，
混合0.30g成分为Silicate的TMR-300595-01C090型荧光粉、0.69g成分为Silicate的TMG300530-01B200型荧光粉、0.01g成分为Silicate的TMO100582-390480型荧光粉和10g的道康宁6550硅胶而构成所述荧光胶。
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