CN103094263A

CN103094263A - 发光二极管装置

Info

Publication number: CN103094263A
Application number: CN201110334075XA
Authority: CN
Inventors: 曾坚信
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-08

Abstract

一种发光二极管，包括一基板、位于基板上的若干蓝光LED芯片、封装所述蓝光LED芯片于其内部的封装体及荧光粉，所述若干蓝光LED芯片的波长不同，最长波长与最短波长的波长差小于单一波长的蓝光LED芯片的最小半幅宽，一部分蓝光LED芯片发出的光线被荧光粉吸收后，荧光粉发出荧光光线，一部分蓝光LED芯片发出的光线直接穿透荧光粉，并与荧光光线混光形成白光。

Description

发光二极管装置

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，尤其涉及一种发光二极管装置。

背景技术

相比于传统的发光源，发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越广泛地应用。

现有的多芯片白光LED通常采用多个蓝光LED芯片加上黄色荧光粉来制作。但是同一批蓝光LED芯片，其波长差可能较大，从而导致做出的多芯片白光LED产生较大的色偏。一般，在人眼可辨识的状况下，对高品质光源色偏的要求是限制其色品坐标(CIE)X,Y值的可容许误差在+/-0.005内。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有较低色偏的发光二极管装置。

一种发光二极管装置，包括一基板、位于基板上的若干蓝光LED芯片、封装所述蓝光LED芯片于其内部的封装体及荧光粉，所述若干蓝光LED芯片的波长不同，最长波长与最短波长的波长差小于单一波长的蓝光LED芯片的最小半幅宽，一部分蓝光LED芯片发出的光线被荧光粉吸收后，荧光粉发出荧光光线，一部分蓝光LED芯片发出的光线直接穿透荧光粉，并与荧光光线混光形成白光。

与现有技术相比，将多个具有不同波长的蓝光LED混光，其中各蓝光LED之间的最大波长差不大于单一波长的蓝光LED的半幅宽，可有效的降低色偏差异。

下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明一实施例的发光二极管装置示意图。

图2为多个LED芯片形成一个多波长芯片的发光二极管装置示意图。

图3为荧光粉不同设置方式示意图。

图4为本发明的不同实施例的发光二极管芯片的发光光谱图。

图5为本发明不同实施例的发光二极管装置的波峰值的波长范围在10nm以下时的色品坐标分布图。

图6为本发明不同实施例的发光二极管装置的波峰值的波长范围在40nm以下时的色品坐标分布图。

主要元件符号说明

发光二极管装置	10
		基板	11
LED芯片	12
		封装体	13
荧光粉	14

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参见图1，本发明一实施例提供的白光发光二极管装置（Light Emitting Diode，LED）10，其包括一基板11、位于基板11上的若干LED芯片12、封装所述LED芯片12于其内部的封装体13及荧光粉14。

所述基板11呈平板状，用于支撑所述LED芯片12于其上表面上。所述LED芯片12分别为具有不同波长的蓝光LED芯片。而且每一个所述LED芯片12可以有一种以上的波长。如图2所示，所述多个LED芯片12也可以是相互电性连结形成一个可以发出多种波长蓝光的芯片，其电性连结的方式可以是串联、并联，或串并联混合电路。通常，单一波长的蓝光LED芯片的半幅宽（Full Width Half Maximum，FWHM）大致为25nm（nanometer，纳米），所述具有不同波长的蓝光LED芯片的波长差均不大于该半幅宽值。各所述LED芯片12的波长是不连续的，且非固定间距。可以理解的，所述不同波长的LED芯片可以是在同一磊晶基板上生长形成的。

所述封装体13位于基板11的上表面上且覆盖于所述LED芯片12的外围，以将所述LED芯片12密封于其内部，使得LED芯片12可免受外界水汽、灰尘等物质的影响。所述荧光粉14混合在所述封装体13中。可以理解的，如图3所示，所述荧光粉14也可以设置成可分离式结构，所述封装体13介于所述荧光粉14与所述LED芯片12之间。所述荧光粉14可为硫化物荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉、氮氧化物荧光粉、钇铝石榴石荧光粉、(SrCa)SiAlN 或 SiAlON荧光粉中的任意一种。所述荧光粉14与所述LED芯片12的距离可以是零或大于零。本实施例中，所述荧光粉14为黄色荧光粉。所述封装体13中，还可以包括有扩散粒子。

工作时，所述LED芯片12分别发出不同波长的蓝光，当所述蓝光透过封装体13向外射出时，部分蓝光射在黄色荧光粉14上形成黄光，所述黄光与未打在黄色荧光粉14上的其余部分蓝光混合而形成白光，从而形成白光LED。由于该白光LED包括多个具有不同波长的蓝光LED芯片，通过所述多个蓝光LED芯片发出的不同波长的蓝光混合，再搭配黄色荧光粉，使得最后得到的白光的色品坐标(CIE)X,Y值的误差不超出人眼可辨识的范围，即该色品坐标(CIE)X,Y值在+/-0.005内。与现有技术中采用单一波长的蓝光LED芯片搭配特定配方的黄色荧光粉形成白光LED相比，本实施方式中采用多波长的蓝光LED芯片进行混光，无需根据所选择的不同波长的蓝光LED芯片分别研制特定配方的黄色荧光粉，且最后得到的白光的品质容易保证，从而可降低研制成本，且适合量产。

采用多波长的蓝光LED混光与黄色荧光粉配合所得到的白光的色品坐标分布优于多个单一波长的蓝光LED与黄色荧光粉配合所得到的白光的色品坐标分布，具体如图2至图4所示。

图4所示为单一波长的蓝光LED及多个不同波长的蓝光LED混光的情况，单一波长的蓝光LED光强度最强点标准化为1.0。各频谱所代表的意义如下:

N(-a, b, N) 代表LED的发光频谱，其中：

a：指LED中心波峰往短波长方向偏移 a nm；

b：指LED中心波峰往长波长方向偏移 b nm；

N：指有N个LED以N个波长 (N=b-a+1)，但相同强度的方式藕合在一起。

图5是蓝光LED芯片的波峰值波长范围在10nm以内偏移，单一波长的蓝光LED或多个不同波长的蓝光LED与荧光粉混合为白光LED时的色品坐标分布。于色品坐标变化曲线上, 点(λ_o-5nm)、λ_o、和(λ_o+5nm) 分别代表LED波峰值在 (λ_o-5nm)、λ_o、或(λ_o+5nm)，以黄色荧光粉配成白光LED时，所得到的色品坐标分布。多波长蓝光LED在强度相同下进行混合时，其色品坐标的分散程度，将随波长数目增加而缩小，因此若能使用多波长的蓝光LED，与荧光粉混光形成白光LED，将可使白光LED的色品坐标分布变小，使均匀性变佳。图3中, 蓝光LED波峰值波长范围在10 nm，蓝光LED的半幅宽约为25nm，即蓝光LED所用波长范围小于蓝光LED的半幅宽。

图6是单一波长或多波长的蓝光LED与荧光粉混光制作白光LED的色品坐标分布情形。其中多波长蓝光LED的波峰值波长范围在10~ 40 nm偏移，不同波长范围的色品坐标差异的具体数值请参考表1。

表1 图4中不同波长范围的色品坐标差异

波长范围	δ(CIEx)	δ(CIEy)	δ(CIEx(R))	δ(CIEy(R))	ABS(δ(CIEx)-δ(CIEx(R)))	ABS(δ(CIEx)-δ(CIEy(R)))
							10	0.0028	0.0260	0.0074	0.0233	0.00463	0.00266
20	0.0056	0.0525	0.0172	0.0394	0.01166	0.01308
							25	0.0068	0.0532	0.0227	0.0540	0.01595	0.00079
30	0.0095	0.0532	0.0305	0.0673	0.02100	0.01403
							35	0.0172	0.0532	0.0426	0.0789	0.02543	0.02565
40	0.0278	0.0532	0.0570	0.0888	0.02920	0.03556

其中，δ(CIEx)为单一波长的蓝光LED形成白光LED，在特定波长区域(如10 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35nm, 40nm)时，CIEx的最大差异；δ(CIEy)为单一波长的蓝光LED形成白光LED，在特定波长区域 (如10 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35nm, 40nm)时，CIEy的最大差异；δ(CIEx(R))为多个不同波长的蓝光LED形成白光LED，在波长区域为R nm时 ( R为10 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35nm, 40nm ), CIEx的最大差异；δ(CIEy(R))为多个不同波长的蓝光LED形成白光LED，在波长区域为R nm时 ( R为10 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35nm, 40nm ), CIEy的最大差异；ABS(δ(CIEx)-δ(CIEx(R)))为单一波长的蓝光LED及多个不同波长的蓝光LED混光形成白光LED，在波长区域为R nm的区间时, 其CIEx最大差异值的绝对值；ABS(δ(CIEx)-δ(CIEy(R)))为单一波长的蓝光LED及多个不同波长的蓝光LED混光形成白光LED，在波长区域为R nm的区间时, 其CIEy最大差异值的绝对值。

在单一波长的蓝光LED及多个不同波长的蓝光LED经混光制作白光LED的色品坐标上，在多波长差值范围为25nm 以下时, 其CIEx值差异在0.01左右，CIEy值差异在0.01左右。但若多波长差值范围超过25nm时，其CIEy值将上升超过0.01以上越来越多，从而达到人眼可辨识的范围。可以理解的，本案所述蓝光LED芯片的波长差范围为10-25nm，即基本上可以满足不被人眼识别的要求。

本发明提供的发光二极管装置10中，将多个具有不同波长的蓝光LED混光，其中各蓝光LED之间的最大波长差不大于单一波长的蓝光LED的半幅宽，可有效的降低色偏差异。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种发光二极管装置，包括一基板、位于基板上的若干蓝光LED芯片、封装所述蓝光LED芯片于其内部的一封装体及荧光粉，其特征在于，所述若干蓝光LED芯片的波长中最长波长与最短波长的波长差小于任一蓝光LED芯片的最小半幅宽，一部分蓝光LED芯片发出的光线被荧光粉吸收后，荧光粉发出荧光光线，一部分蓝光LED芯片发出的光线直接穿透荧光粉，并与荧光光线混光形成白光。

2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述蓝光LED芯片的波长差的范围在25nm以内。

3.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述蓝光LED芯片的波长是不连续变化。

4.如权利要求3所述的发光二极管装置，其特征在于：所述蓝光LED芯片的波长差为非固定变化。

5.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述蓝光LED芯片也可以是相互电性连结形成一个蓝光芯片，其电性连结的方式可以是串联、并联，或串并联混合电路。

6.如权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于：所述蓝光芯片具有一种以上的波长。

7.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述封装体介于所述荧光粉与蓝光LED芯片之间。

8.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述荧光粉混合在所述封装体中。

9.如权利要求8所述的发光二极管装置，其特征在于：所述荧光粉与所述蓝光LED芯片的距离可以是零或大于零。

10.如权利要求1至9项任一项所述的发光二极管装置，其特征在于：所述荧光粉为硫化物荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉、氮氧化物荧光粉、钇铝石榴石荧光粉、(SrCa)SiAlN 或 SiAlON荧光粉中的任意一种。

11.如权利要求1至9项任一项所述的发光二极管装置，其特征在于：所述封装体中还包括有扩散粒子。

12.如权利要求1至9项任一项所述的发光二极管装置，其特征在于：所述蓝光LED芯片可以是在同一磊晶基板上生长形成的。