CN103413870A - 一种白光led光源的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白光LED光源的制作方法，所述白光LED光源由LED芯片和荧光片制成，包括以下步骤：将LED芯片根据其波长分成多个级别；将荧光片切割成多个荧光片子单元；分别以各个级别的LED芯片作为激发光源，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元；将相互匹配的LED芯片和荧光片子单元封装制成白光LED光源。本发明可保证荧光片子单元与LED芯片之间的匹配性，保障了白光LED光源的出光均匀性，从而提高了产品的良率和降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于LED技术领域，具体涉及一种白光LED光源的制作方法。
背景技术
LED具有节能、环保、响应快、长寿命等特点在众多的领域广泛应用，2012年LED作为背光源在液晶面板显示领域的应用渗透率已经超过90%，另据有关研究机构预测在未来2-3年内LED光源在照明领域的渗透率将达到60%。其中，白光LED光源是各种应用领域最广泛的一种类别。
当前白光LED光源最普遍的方法是采用蓝光LED加黄色荧光粉组合来实现。如图1所示，通过将黄色荧光粉103混入硅胶或者环氧树脂胶体104中，然后将其点在放有蓝光芯片102的杯碗101中形成白光LED光源。该方法问题在于：荧光粉体粒径的差异和胶体粘度的变化使荧光粉不能均匀分布，从而导致白光LED器件本身光色不均匀，尤其是在批量化生产情况下，不同批次间的差异很大，进而致使良率偏低，进一步拉高了生产成本。
目前，白光LED光源的另一种生产方式是：将预先制作好的一大块荧光片202压合在相匹配的蓝光芯片阵列上，蓝光芯片阵列中包括多颗整齐排列的蓝光LED芯片201，然后通过切割工序将其切成分立的白光LED光源。其中，荧光片202是一种玻璃、陶瓷或硅胶基与荧光粉的复合材料，将其压合在相匹配的蓝光芯片201可以发出白光。所谓的相匹配，就是不同波长和不同亮度的蓝光LED芯片需要配合特定厚度、浓度和荧光粉材料制成的荧光片。荧光片的应用在一定程度上让白光LED光源的光色更均匀，同时让不同批次间的产品光色更为集中，产品良率得到了提高。但经过申请人研究，该方法仍然存在以下问题：整片荧光片面积大，可能各部分的厚度或者荧光粉浓度不均匀，这就不能保证荧光片的各个局部都能够与各颗蓝光LED芯片匹配一致，一旦不一致就会出现出光不均匀，最终导致产品良率降低，也拉高了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白光LED光源的制作方法，以解决荧光片与LED芯片匹配不一致使得LED光源出光不均匀进而导致产品良率低的问题。
为实现上述目的，本发明所采用技术方案如下：
一种白光LED光源的制作方法，所述白光LED光源由LED芯片和荧光片制成，包括以下步骤：
将LED芯片根据其波长分成多个级别；
将荧光片切割成多个荧光片子单元；
分别以各个级别的LED芯片作为激发光源，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元；
将相互匹配的LED芯片和荧光片子单元封装制成白光LED光源。
进一步的，所述LED芯片是波长为440-465纳米的蓝光LED芯片；将LED芯片根据其波长分成多个级别，具体是：将440-465纳米的蓝光LED芯片，以2.5纳米作为波长级差将其等分成十个等级。
进一步的，所述LED芯片是波长为200-420纳米的紫光LED芯片，将LED芯片根据其波长分成多个级别，具体是：将200-420纳米的紫光LED芯片，以2.5纳米作为波长级差等分成88个等级。
进一步的，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，所述LED芯片激发光源的测试条件为恒温、恒湿和恒流驱动，所述测试驱动恒定电流为150-350毫安，所述测试环境温度为24-26℃，所述测试环境相对湿度为25%-65%。
进一步的，所述荧光片的厚度为50-500微米。
进一步的，所述荧光片的基材为高分子材料基或无机材料。
进一步的，在对荧光片子单元进行光色性能进行测试的过程中，在其测试环境中还设置有一冷却模块。
进一步的，所述将荧光片切割成多个荧光片子单元，具体如下：将荧光片贴合在白膜载体上，将所述荧光片切割成与芯片尺寸大小匹配的荧光片子单元。
进一步的，所述分别以各个级别的LED芯片作为激发光源，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元，具体是：
把切割后的荧光片子单元通过扩展白膜将荧光片子单元的间距扩大；
将LED芯片作为激发光源，将荧光片子单元置于所述LED芯片上方；
在所述荧光片子单元上方设置一积分球，所述积分球通过光纤接入到一光色检测器；
根据光色检测器的检测结果，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元。
进一步的，将相互匹配的LED芯片和荧光片子单元封装制成白光LED光源，具体是：将荧光片子单元贴合在LED芯片上方，再在荧光片上做一个半球形透镜得到白光LED光源。
本发明发现了现有技术存在的问题所在，并突破性的先将荧光片切割成多个荧光片子单元，然后分别检测各个荧光片子单元匹配那一级别的LED芯片，对荧光片子单元进行分选，将分选出的荧光片子单元与其相互匹配的LED芯片进行封装制成白光LED光源，进而保证荧光片子单元与LED芯片之间的匹配性，保障了白光LED光源的出光均匀性，从而提高了产品的良率和降低了生产成本。
附图说明
此附图说明所提供的图片用来辅助对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是一种现有白光LED光源的结构示意图；
图2是另一种现有白光LED光源制作过程中的结构示意图；
图3是本发明方法的主流程示意图；
图4是本发明LED芯片的分级图表。
附图标记：
101、杯碗 102、蓝光芯片
103、黄色荧光粉 104、胶体
201、蓝光芯片 202、荧光片
具体实施方式
为了充分地了解本发明的目的、特征和效果，以下将结合附图与具体实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明。
实施例1：
如图3所示，本实施例公开了一种白光LED光源的制作方法，所述白光LED光源由LED芯片和荧光片制成，包括以下步骤：
（1）将LED芯片根据其波长分成多个级别；其中，本实施例的LED芯片优选波长为440-465纳米的蓝光LED芯片；如图4所示，将LED芯片根据其波长分成多个级别，具体是：将440-465纳米的蓝光LED芯片，以2.5纳米作为波长级差将其等分成十个等级，如图中的第1级就是440-442.5，即是波长大于等于440纳米小于等于442.5纳米的蓝光LED芯片为第1级，波长大于442.5纳米小于等于445纳米的蓝光LED芯片为第2级，依次类推波长大于462.5纳米小于等于465纳米的蓝光LED芯片为第10级；经过申请人研究LED芯片的发光与其波长有重要关系，所以本实例将蓝光LED芯片细分为10个等级，每个等级之间只有2.5纳米，这就使得同一波长等级的LED芯片与同一类荧光片子单元匹配后的光色几乎一致，从而达到荧光片子单元与一个级别的LED芯片形成一对多的关系，即是只需要挑选一个在各个等级挑选一个标准的LED芯片，即可用该标准LED芯片挑选出适合该级别所有LED芯片的荧光片子单元，从而提高生产效率；
（2）将荧光片切割成多个荧光片子单元；本实施例将荧光片切割成多个荧光片子单元，实际上就是将荧光片进行细化使各个荧光片子单元本身厚度和荧光粉浓度相对均匀；
（3）分别以各个级别的LED芯片作为激发光源，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元；本步骤通过以LED芯片作为参考对象来分选与其匹配的荧光片子单元，可进一步挑选出相互匹配的LED芯片和荧光片子单元；
（4）将相互匹配的LED芯片和荧光片子单元封装制成白光LED光源，具体可以是：将荧光片子单元贴合在LED芯片上方，再在荧光片上做一个半球形透镜得到白光LED光源。
为了提高测试分选过程中的稳定性，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，所述LED芯片激发光源的测试条件为恒温、恒湿和恒流驱动，所述测试驱动恒定电流为150-350毫安，所述测试环境温度为24-26℃，所述测试环境相对湿度为25%-65%。
其中，经过申请人的大量实验结果得出，本实施优选厚度为50-500微米的荧光片，可提高生产效率和提高产品良率。
其中，经过申请人的大量实验结果得出，本实施优选基材为高分子材料基或无机材料的荧光片，可提高生产效率和提高产品良率。
其中，为了保证LED芯片的热通道畅通，本实施在对荧光片子单元进行光色性能进行测试的过程中，优选在其测试环境中设置有一冷却模块。
其中，荧光片的制备方法包括预成型、刮涂法、模具法、滚轴捏合等等，
其中，所述将荧光片切割成多个荧光片子单元，具体如下：将荧光片贴合在白膜载体上，将所述荧光片切割成与芯片尺寸大小匹配的荧光片子单元，有了白膜载体可使得其他加工过程效率更高。
其中，所述分别以各个级别的LED芯片作为激发光源，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元，具体是：
把切割后的荧光片子单元通过扩展白膜将荧光片子单元的间距扩大；
将LED芯片作为激发光源，将荧光片子单元置于所述LED芯片上方；
在所述荧光片子单元上方设置一积分球，所述积分球通过光纤接入到一光色检测器；
根据光色检测器的检测结果，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元。
需要说明的是，本实施例仅仅列举了蓝光LED芯片的情况，本发明包括但不限于蓝光LED芯片及与批匹配的荧光片，还可以是其他相互匹配可以获得白光的LED芯片和荧光片，比如紫光LED芯片+红绿蓝荧光片，比如：LED芯片是波长选用200-420纳米的紫光LED芯片，将LED芯片根据其波长分成多个级别，具体是：将200-420纳米的紫光LED芯片，以2.5纳米作为波长级差等分成88个等级。这些只要采用本发明LED芯片分级、将荧光片分成多个子单元进行测试分选的原理，都是本发明的保护范围。
综上，本发明对原材料进行了进一步的分级和分选，从而得到了相互之间更加匹配的LED芯片和荧光片子单元，进而保证了白光LED器件光色的均匀性，提高了产品的良率，进一步降低成本。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种白光LED光源的制作方法，所述白光LED光源由LED芯片和荧光片制成，其特征在于包括以下步骤：
将LED芯片根据其波长分成多个级别；
将荧光片切割成多个荧光片子单元；
分别以各个级别的LED芯片作为激发光源，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元；
将相互匹配的LED芯片和荧光片子单元封装制成白光LED光源。
2.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于：
所述LED芯片是波长为440-460纳米的蓝光LED芯片；
将LED芯片根据其波长分成多个级别，具体是：将440-460纳米的蓝光LED芯片，以2.5纳米作为波长级差将其等分成十个等级。
3.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于
所述LED芯片是波长为200-420纳米的紫光LED芯片，将LED芯片根据其波长分成多个级别，具体是：将200-420纳米的紫光LED芯片，以2.5纳米作为波长级差等分成88个等级。
4.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于：
对荧光片子单元进行光色性能进行测试，所述LED芯片激发光源的测试条件为恒温、恒湿和恒流驱动，所述测试驱动恒定电流为150-350毫安，所述测试环境温度为24-26℃，所述测试环境相对湿度为25%-65%。
5.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于：
所述荧光片的厚度为50-500微米。
6.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于：
所述荧光片的基材为高分子材料基或无机材料。
7.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于：
在对荧光片子单元进行光色性能进行测试的过程中，在其测试环境中还设置有一冷却模块。
8.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于，所述将荧光片切割成多个荧光片子单元，具体如下：
将荧光片贴合在白膜载体上，将所述荧光片切割成与芯片尺寸大小匹配的荧光片子单元。
9.根据权利要求8所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于，所述分别以各个级别的LED芯片作为激发光源，对荧光片子单元进行光色性能进行测试，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元，具体是：
把切割后的荧光片子单元通过扩展白膜将荧光片子单元的间距扩大；
将LED芯片作为激发光源，将荧光片子单元置于所述LED芯片上方；
在所述荧光片子单元上方设置一积分球，所述积分球通过光纤接入到一光色检测器；
根据光色检测器的检测结果，挑选出与各个级别LED芯片相匹配的荧光片子单元。
10.根据权利要求1所述的白光LED光源的制作方法，其特征在于，将相互匹配的LED芯片和荧光片子单元封装制成白光LED光源，具体是：
将荧光片子单元贴合在LED芯片上方，再在荧光片上做一个半球形透镜得到白光LED光源。
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