CN103229292A - 一种高亮度高显色性暖白光led芯片 - Google Patents

一种高亮度高显色性暖白光led芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN103229292A
CN103229292A CN2010800689796A CN201080068979A CN103229292A CN 103229292 A CN103229292 A CN 103229292A CN 2010800689796 A CN2010800689796 A CN 2010800689796A CN 201080068979 A CN201080068979 A CN 201080068979A CN 103229292 A CN103229292 A CN 103229292A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
white light
led chip
color
warm white
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800689796A
Other languages
English (en)
Inventor
薛信燊
赵西刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Civilight Shenzhen Semiconductor Lighting Co Ltd
Original Assignee
Civilight Shenzhen Semiconductor Lighting Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Civilight Shenzhen Semiconductor Lighting Co Ltd filed Critical Civilight Shenzhen Semiconductor Lighting Co Ltd
Publication of CN103229292A publication Critical patent/CN103229292A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/08—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements

Abstract

一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，包括发出白光的白光部分、发出波长为580nm-660nm的颜色光的色光部分、N极（8,294,394,494）和P极（7），分别电连接所述N极（8,294,394,494）和P极（7），该暖白光LED芯片直接发出色温在2400K至3500K且显色指数大于85的暖白光。点亮此芯片时，白光部分激发直接发出白光，或者蓝光部分激发荧光粉形成白光，色光部分激发出的波长为580nm-660nm的颜色光对此白光进行补偿，形成高亮度高显色性低色温的光源。

Description

一种高亮度高显色性暖白光LED芯片 技术领域
本发明涉及半导体照明领域，尤其涉及一种高亮度高显色性暖白光LED芯片。
背景技术
半导体照明具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、 工作电压低及安全性好的特点，因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，或称为二十一世纪绿色光源。
目前，蓝光LED芯片加荧光粉成为白光LED技术的主流。通过荧光粉转换的白光LED技术，由于该荧光粉的发射光谱中缺少红光成分，难以同时实现低色温和高显色性。但人们在日常生活中已经习惯了低色温（3000Ｋ左右）的照明光源，而且高显色性光源在博物馆、外科手术等特殊照明场所有其潜在的应用前景。因此发展低色温高显色性白光LED都有重要的意义。
 技术问题
本发明要解决的技术问题在于提供一种高亮度高显色性暖白光LED芯片以解决现有低色温光源亮度及显色指数低的问题。
技术解决方案
解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，所述暖白光LED芯片包括发出白光的白光部分、发出波长为580nm-660nm的颜色光的色光部分、N极、P极，电连接所述N极和P极，所述暖白光LED芯片直接发出色温在2400K至3500K且显色指数大于85的暖白光。
作为本发明的进一步改进，所述白光是由芯片激发产生蓝光，再由蓝光激发荧光粉而形成的或者是芯片直接激发产生白光。
作为本发明的进一步改进，所述荧光粉是采用溅射或吸附或直接生长在芯片的表面。
作为本发明的进一步改进，所述白光的色温在3000K至10000K之间。
作为本发明的进一步改进，所述波长为580nm-660nm的颜色光为红光、黄光或者橙光。
 有益效果
相交于现有技术，本发明一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，其包括白光部分和色光部分两个部分，所述白光部分和色光部分是分别生长形成的，从而使芯片的不同区域发出不同颜色的光，色光部分激发出的波长为580nm-660nm的颜色光对此白光部分激发出的白光进行补偿，形成高亮度高显色性低色温的光源。此外，本发明的制备方法较为简单，成本低。
本发明的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片还有以下优点：1、能有效提高LED灯的光效，在显色指数大于90情况下，该LED芯片的光效能达到100lm/w以上，比现有技术的LED芯片发出的光效至少提高25％；2、本发明结构设计精巧，可以用来制作0.1W及以上的中、大功率LED，可以有效提高产品的可靠性、一致性，同时利用机器设备批量生产，可以大大提高生产效率，降低产品的成本；3、有效控制荧光胶的用量，不仅可增加产品的光效，还可有效节约产品成本；4、本发明独特的设计，可以使用单颗芯片来实现暖白光效果，避免了使用其它荧光粉造成的成本增加及信赖性降低等问题。
 附图说明
下面将结合附图及实施方式对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第一实施方式的结构的剖面图；
图2是本发明一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第一实施方式的俯视图；
图3是本发明一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第二实施方式的结构的剖面图；
图4是本发明一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第三实施方式的结构的剖面图；
图5是本发明一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第四实施方式的结构的剖面图。
 本发明的实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，图1为本发明提供的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第一实施方式，该高亮度高显色性暖白光LED芯片是先在金属有机化学气相沉积晶圆炉(MOCVD)中依次完成白光部分的基本外延结构从下到上依次：衬底1、缓冲层2、N层3、量子阱层4、P层5、电流扩散层6，以及在电流扩散层6的上表面采用溅射或吸附的方式形成一层荧光粉层9；然后在该白光部分的外延结构中间，从白光部分的N层开始采用再次生长的方式依次生长P层15、量子阱层14、N层13，从而形成色光部分；然后在色光部分的N层13上设置N极8，再在该电流扩散层6的上设置P极7，然后对LED的 P和N极进行加工。最后对LED毛片进行划片、测试和分选，就可以得到所需的LED芯片。
如图3所示，图3为本发明提供的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第二实施方式，该高亮度高显色性暖白光LED芯片的制作过程如下：首先在金属有机化学气相沉积晶圆炉(MOCVD)中依次完成色光部分的基本外延结构：衬底21、缓冲层22、P层23、量子阱层24、N层25，然后在该色光部分上再次生长P层27、量子阱层28、N层29、电流扩散层292以及采用溅射或吸附的方式在P层27、量子阱层28、N层29、电流扩散层292上包覆形成一层荧光粉层296，从而形成白光部分。然后，在电流扩散层292上设置N极294，在所述衬底21上设置P极，然后对LED芯片的P和N极进行加工；最后对LED芯片毛片进行划片、测试和分选，就可以得到LED芯片。
如图4所示，图4为本发明提供的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第三实施方式，该高亮度高显色性暖白光LED芯片的制作过程如下：首先在金属有机化学气相沉积晶圆炉(MOCVD)中依次完成白光部分的基本外延结构：衬底31、缓冲层32、P层33、量子阱层34、N层35，以及在所述衬底31、缓冲层32、P层33、量子阱层34、N层35侧面采用溅射或吸附的方式形成一层荧光粉层396；然后在白光部分上方再次生长P层37、量子阱层38、N层39、电流扩散层392，从而形成色光部分，然后在电流扩散层392上设置N极394，在所述衬底31上设置P极然后对LED芯片上的P和N极进行加工；并对LED芯片毛片进行划片、测试和分选，就可以得到所需要的LED芯片。
如图5所示，图5为本发明提供的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的第四实施方式，该高亮度高显色性暖白光LED芯片的制作过程如下：首先在金属有机化学气相沉积晶圆炉(MOCVD)中依次完成色光部分的基本外延结构：衬底41、缓冲层42、P层43、量子阱层44、N层45，然后在该色光部分上再次生长P层47、量子阱层48、N层49、电流扩散层492，从而形成白光部分。然后，在电流扩散层292上设置N极294，然后对LED芯片的P和N极进行加工，最后对LED芯片毛片进行划片、测试和分选，就可以得到所需要的LED芯片。
在以上四种具体实施方式中，该衬底可以为蓝宝石、SiC、Si材料。
在以上四种具体实施方式中，可以根据实际需求调整白光部分上涂覆荧光粉层的厚度及荧光粉的颜色比例，以达到各种不同色温需求。
所述的白光部分和色光部分这两种不同发光颜色部分，可以为先生长白光部分再生长色光部分，也可以为先生长色光部分再生长白光部分。
所述白光部分可以激发荧光粉形成白光，所述白光的色温在3000K至10000K之间，所述色光部分激发出的波长为580nm-660nm的颜色光对此白光进行补偿，形成高亮度高显色性低色温的光源。所述波长为580nm-660nm的颜色光为红光、黄光或者橙光。
本发明一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，所述暖白光LED芯片直接发出色温在2400K至3000K且显色指数大于85的暖白光，所述暖白光LED芯片包括白光部分和色光部分，其中它们是分别生长形成的，从而使芯片的不同区域发出不同颜色的光，所述的白光部分可以是白光部分直接激发产生白光，也可以是蓝光部分激发产生蓝光，再由蓝光激发涂覆或生长在蓝光部分表面上的荧光粉而间接产生白光。
点亮此芯片时，白光部分激发直接发出白光，或者蓝光部分激发荧光粉形成白光，色光部分激发出的波长为580nm-660nm的颜色光对此白光进行补偿，形成高亮度高显色性低色温的光源。此外，本发明的制备方法较为简单，成本低。
本发明的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片有以下优点：1、能有效提高LED灯的光效，在显色指数大于90情况下，该LED芯片的光效能达到100lm/w以上，比现有技术的LED芯片发出的光效至少提高25％；2、本发明结构设计精巧，可以用来制作0.1W及以上的中、大功率LED，可以有效提高产品的可靠性、一致性，同时利用机器设备批量生产，可以大大提高生产效率，降低产品的成本；3、有效控制荧光胶的用量，不仅可增加产品的光效，还可有效节约产品成本；4、本发明独特的设计，可以使用单颗芯片来实现暖白光效果，避免了使用其它荧光粉造成的成本增加及信赖性降低等问题。
本发明还提供了一种高亮度高显色性暖白光LED芯片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、生长暖白光LED芯片的白光部分和色光部分；
步骤二、在所述白光部分和色光部分上形成N极和P极；
作为本发明方法的进一步改进，所述白光部分是通过先生长发出蓝色光的蓝光部分，然后再所述蓝光部分上涂覆一层荧光粉形成的。所述荧光粉是采用溅射、生长或吸附方式形成在所述蓝光部分上。
作为本发明方法的进一步改进，首先生长白光部分然后再生长色光部分，或者，首先生长所述色光部分然后再生长白光部分。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

  1. 一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，其特征在于：所述暖白光LED芯片包括发出白光的白光部分、发出波长为580nm-660nm的颜色光的色光部分、N极、P极，电连接所述N极和P极，所述暖白光LED芯片直接发出色温在2400K至3500K且显色指数大于85的暖白光。
  2. 根据权利要求1所述的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，其特征在于：所述白光是由芯片激发产生蓝光，再由蓝光激发荧光粉而形成的或者是芯片直接激发产生白光。
  3. 根据权利要求2所述的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，其特征在于：所述荧光粉是采用溅射或吸附或直接生长在芯片的表面。
  4. 根据权利要求1所述的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，其特征在于：所述白光的色温在3000K至10000K之间。
  5. 根据权利要求1所述的一种高亮度高显色性暖白光LED芯片，其特征在于：所述波长为580nm-660nm的颜色光为红光、黄光或者橙光。
CN2010800689796A 2010-09-07 2010-09-07 一种高亮度高显色性暖白光led芯片 Pending CN103229292A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2010/076664 WO2012031385A1 (zh) 2010-09-07 2010-09-07 一种高亮度高显色性暖白光led芯片

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103229292A true CN103229292A (zh) 2013-07-31

Family

ID=45810056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800689796A Pending CN103229292A (zh) 2010-09-07 2010-09-07 一种高亮度高显色性暖白光led芯片

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130168724A1 (zh)
JP (1) JP2013537003A (zh)
CN (1) CN103229292A (zh)
DE (1) DE112010005855T5 (zh)
WO (1) WO2012031385A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103560182A (zh) * 2013-11-07 2014-02-05 韦胜国 一种GaN基低色温高显色白光LED制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004327719A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子
JP2005019936A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Samsung Electro Mech Co Ltd 白色発光素子及びその製造方法
JP2007134606A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 白色光源
US20100148191A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Lednovation, Inc. High Luminous Flux Warm White Solid State Lighting Device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030147242A1 (en) * 2002-02-04 2003-08-07 Whelen Engineering Company, Inc. White LED array
CN100341162C (zh) * 2004-03-19 2007-10-03 元砷光电科技股份有限公司 发光二极管结构
CN1937264A (zh) * 2005-09-21 2007-03-28 中国科学院物理研究所 一种白光发光二极管及其制备方法
CN101430065A (zh) * 2007-11-06 2009-05-13 厦门通士达照明有限公司 一种led光源模组及其生成白光的方法
CN201122595Y (zh) * 2007-11-30 2008-09-24 和谐光电科技（泉州）有限公司 可调色温及显色的发光二极管
CN201180951Y (zh) * 2008-04-14 2009-01-14 厦门市现代半导体照明产业化促进中心 低色温白光led器件
CN201391790Y (zh) * 2009-03-06 2010-01-27 研晶光电股份有限公司 高演色性发光二极体装置
CN101561083B (zh) * 2009-05-27 2011-05-18 中微光电子(潍坊)有限公司 一种色温可变的led发光装置及其实现方法
CN201540891U (zh) * 2009-10-30 2010-08-04 周哲 白光发光二极管
CN101808452B (zh) * 2010-03-25 2013-12-11 东华大学 使用白光加红光led组合获得高显色led白光的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004327719A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子
JP2005019936A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Samsung Electro Mech Co Ltd 白色発光素子及びその製造方法
JP2007134606A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 白色光源
US20100148191A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Lednovation, Inc. High Luminous Flux Warm White Solid State Lighting Device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013537003A (ja) 2013-09-26
DE112010005855T5 (de) 2013-08-14
US20130168724A1 (en) 2013-07-04
WO2012031385A1 (zh) 2012-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1347569A (zh) 平板固态光源
CN1706043A (zh) Ac下工作的led光引擎及其制作方法
CN101915369A (zh) Led白光光源模块
CN202275828U (zh) 一种可调色温的白光led集成封装结构
CN101582418A (zh) 电注入调控三基色单芯片白光发光二极管
TW201010125A (en) White light light-emitting diodes
CN201935004U (zh) 一种可调色温的白光led平面光源模块
CN205666251U (zh) 一种自发白光发光二极管
WO2012091329A2 (ko) 발광소자의 제조방법과 이 방법에 의해 제조된 발광소자
CN102971869A (zh) 一种高亮度高显色性暖白光的实现方法
CN101562222B (zh) 背面出光的单芯片白光发光二极管及其制备方法
CN104576628B (zh) 一种新型白光led结构及其制作方法
WO2012009853A1 (zh) 一种发射白光的玻璃陶瓷及其制备方法
CN103229292A (zh) 一种高亮度高显色性暖白光led芯片
CN205692850U (zh) 发光二极管芯片
CN102779814A (zh) 可发出白光的发光元件及其混光方法
CN102097554A (zh) 一种GaN基单芯片白光发光二极管及其制备方法
CN102544283B (zh) 发光二极管阵列芯片结构及其制备方法
CN105042363B (zh) 一种四基色led光源
CN103022288B (zh) 一种发光二极管及其制造方法
EP2407706A1 (en) Warm white light LED lamp with high luminance and high color rendering index and led module
WO2020015428A1 (zh) 半导体发光二极管装置和灯具
TW201301570A (zh) 多光色發光二極體及其製作方法
CN108050476B (zh) 智能庭院led灯
CN107946425A (zh) 基于GaN材料的RGBW垂直结构LED芯片及LED灯

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130731

RJ01 Rejection of invention patent application after publication