CN103500786B - 一种全角度发光的led光源及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全角度发光的LED光源，包括基板、设置在基板上的LED芯片以及荧光胶层，基板为透明基板，透明基板上设有通孔，所述通孔内置有热电连接件，热电连接件靠近LED芯片的一端连接有LED芯片连接电极，热电连接件的另一端连接有电路连接电极，LED芯片连接电极与所述LED芯片电连接。本发明采用透明基板和热电连接件，能够提高发光角度和散热性，提高本发明的全角度发光的LED光源的使用稳定性，并延长使用寿命。本发明还公开了一种全角度发光的LED光源，优选方案中，还对荧光胶层的制备进行进一步改进，提高了本发明全角度发光的LED光源的稳定性，并同时提高了光效和光照效果的均匀性。

Description

一种全角度发光的LED光源及其制备方法
技术领域
本发明涉及LED光源领域，具体涉及一种全角度发光的LED光源及其制备方法。
背景技术
半导体发光二极管（LED）是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光，LED的优点非常明显，具有寿命长、光效高、无辐射与低功耗等优点。LED已开始被广泛应用于户外照明、景观亮化、农业照明等领域。
LED照明被认为是21世纪最具发展前景的领域之一，它在引发照明革命的同时，也将为推动节能减排、建立节约型社会做出重大贡献。半导体发光二极管(LED)照明正以不可阻挡的趋势取代传统照明行业，在《半导体照明科技发展“十二五”专项规划》中提出，国家将重点特别支持拥有自主知识产权的产品。
目前，LED照明最常用的就是白光LED，白光LED具有低电压、低能耗、长寿命、高可靠性、易维护等优点，符合绿色照明工程节能与环保的要求，产生白光LED的主要途径有以下几种：一、利用三基色原理和目前已能生产的红、绿、蓝三种LED按光强1:2:0.38的比例混合而成白光；二、蓝色LED芯片与可被蓝光有效激发的黄光荧光粉结合形成白光；三、采用发紫外光的LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉，产生多色混合形成白光。其中，最常见的是在蓝光LED芯片涂覆一层黄色荧光粉。
chipLED（贴片发光二极管）光源作为LED光源的一种，受到了越来越广泛的应用。现有的chipLED光源主要包括PCB基板（印制电路板）和设置在PCB基板上导线支架，导线支架从基板的侧边延伸至底部，分别形成两电极，该两电极用于外电路连接。传统的chipLED光源最多仅能做到5面出光，限制了chipLED光源的出光角度，同时背面无法出光也造成了芯片的出光损失，最终降低了LED光源的光效。
授权公告号为CN202797085U的中国实用新型专利公开了一种新型ChipLED器件，包括金属基板、至少一个设置于金属基板上表面的LED芯片以及将金属基板、LED芯片一起包封的封装胶体；所述的金属基板包括至少一个芯片安放部以及两个电极部，所述的电极部之间通过所述的封装胶体实现电性绝缘，所述的金属基板底部还包括至少一个从所述金属基板底部表面向内凹陷的加强部，所述封装胶体填充加强部并与加强部外的封装胶体成一体结构。虽然上述的ChipLED器件结构简单，器件气密性好，散热性有一定的提高，但是，其发光角度仍然较小，同时散热性和发光效率有待进一步提高。
发明内容
本发明提供了一种全角度发光的LED光源，采用透明基板和热电连接件，能够提高发光角度和散热性。
一种全角度发光的LED光源，包括基板、设置在基板上的LED芯片以及用于将LED芯片封装在基板上的荧光胶层，所述基板为透明基板，所述透明基板上设有通孔，所述通孔内置有热电连接件，所述热电连接件靠近所述LED芯片的一端连接有LED芯片连接电极，所述热电连接件的另一端连接有电路连接电极，所述LED芯片连接电极与所述LED芯片电连接。
本发明中，采用透明基板，使得LED芯片发出光源也能够透过透明基板，从而大大提高了本发明全角度发光的LED光源的发光角度。LED芯片连接电极与电路连接电极之间通过热电连接件连接，热电连接件一方面能够实现LED芯片连接电极与电路连接电极之间的电连接，另一方面热电连接件也能够起到较好的散热作用。
所述热电连接件的材质为铜、银或铝等，上述材质的热电连接件均具有良好的导电性能和导热性能。
一般LED芯片有正负两极，与LED芯片正负极连接的LED芯片连接电极也为两个，热电连接件也设置为两个，与外电路板连接的电路连接电极也为两个。
为了得到更好的发明效果，以下作为本发明的优选：
所述的基板为玻璃透明基板、陶瓷透明基板或者塑料透明基板，由于本发明采用了热电连接件，因此，上述三种透明基板能够很好地满足使用需求。进一步优选，所述的基板为陶瓷透明基板，不仅具有良好的导热性和耐温性，而且实现六面发光，实现通体发光的效果。
所述LED芯片连接电极和电路连接电极的材质为金、银、镍、铝、锡中的一种或者两种以上组成的合金，选用上述导电材料不但具有良好的导电性，而且容易通过涂覆等方式设置在所述基板上。
所述热电连接件呈管状，即热电连接件中空，增加了热电连接件的热交换面积，能够起到更好的散热作用。
所述热电连接件靠近所述基板的外缘，由于本发明全角度发光的LED光源在使用时，需要立式焊接在电路板上，从而增加使用时的发光角度，将热电连接件设置在靠近基板的外缘区域，即电路连接电极也靠近基板的外缘，从而方便电路连接电极与外电路板焊接。
所述电路连接电极延伸至所述基板的外缘，进一步方便电路连接电极与外电路板焊接。
所述电路连接电极的表面积大于所述LED芯片连接电极的表面积，一方面方便电路连接电极的外接，另一方面，有利于热量的传导。
所述LED芯片为多个，多个LED芯片形成LED芯片阵列，由于本发明中热电连接件提高了本发明全角度发光的LED光源的散热性，因此，本发明LED芯片可设置多个，仍符合散热要求，不会出现因温度过高而导致发光效率低下的情形，从而提高本发明全角度发光的LED光源的发光强度以及提高光照均匀度。
所述LED芯片阵列中的各个LED芯片采用串联或/和并联的方式连接，一般在LED芯片阵列中采用串联和并联方式并用，即每个支路串联有一定数量的LED芯片，再将这些支路并联在一起形成LED芯片阵列。并联在一起的支路之间，如果某一支路不工作，不会影响其他支路，如果某一支路中的某一个LED芯片不工作，会导致该支路无法正常工作，但是不会影响其他支路，从而保证了本发明全角度发光的LED光源的正常使用。
所述荧光胶层覆盖在所述LED芯片和基板上，荧光胶层包括荧光粉和封装体，具体可采用两种形式，一种是所述荧光胶层包含两层，即在所述LED芯片和基板依次覆盖有黄色荧光层和封装层，另一种是所述荧光胶层为一层，即荧光粉和封装体混合在一起覆盖在所述LED芯片和基板上。
所述荧光粉可采用现有技术，如钇铝石榴石、硅酸盐、氮化物、氮氧化物、氟锗酸盐中的一种或者多种。多种是指两种以上，包括两种。
所述荧光胶层的形状可以根据实际需要进行确定，所述荧光胶层的外形可以是任何几何形状。
所述封装体的材料可选用现有技术，具体可选用环氧树脂、硅胶树脂或环氧与硅胶树脂的杂化体等。
一种LED灯具，将全角度发光的LED光源中透明基板与电路板垂直，能够提高LED灯具的发光角度。
一种LED灯具，包括外壳、电路板以及全角度发光的LED光源，所述全角度发光的LED光源中透明基板与所述电路板垂直，所述透明基板上的两个电路连接电极与所述电路板电连接。
在本发明LED灯具中，由于全角度发光的LED光源具有较大的发光角度，采用立式将全角度发光的LED光源安装在电路板上，因此，可大大增加本发明LED灯具的发光角度。
作为优选，所述两个电路连接电极与所述电路板通过焊接实现电连接，焊接一方面可以实现电连接，另一方面，还可以实现基板与电路板的固定连接。
本发明还提供了一种全角度发光的LED光源的制备方法，制备简单，可控制性好，易于工业化生产。
一种全角度发光的LED光源的制备方法，包括以下步骤：
1）在透明基板上沿厚度方向开孔，再将两个热电连接件置于孔内，在热电连接件的两端设置LED芯片连接电极和电路连接电极；
2）将LED芯片与LED芯片连接电极连接并覆盖荧光胶层，得到全角度发光的LED光源。
步骤1）中，在热电连接件的两端设置LED芯片连接电极和电路连接电极，可采用焊接等形式。
步骤2）中，作为优选，采用蓝色LED芯片与可被蓝光有效激发的黄光荧光粉结合形成白光，即LED芯片采用蓝色LED芯片，荧光胶层包含两层，在蓝色LED芯片和透明基板依次覆盖有黄色荧光层和硅胶封装层。
本发明还对荧光胶层的制备做了进一步改进，能够提高本发明全角度发光的LED光源的稳定性，并同时提高本发明全角度发光的LED光源的光效和光照效果的均匀性。
将LED芯片与LED芯片连接电极连接并覆盖荧光胶层，具体包括：
a）将聚乙烯醇溶解于去离子水中，经静置、搅拌，制成含聚乙烯醇质量百分数为12%～18%的聚乙烯醇水凝胶；将重铬酸铵溶解于去离子水中，配制成含重铬酸铵质量百分数为0.12%～0.18%的重铬酸铵水溶液；
将聚乙烯醇水凝胶与重铬酸铵水溶液混合，混合均匀形成感光胶体；
b）将黄色荧光粉倒入感光胶体中，混合均匀，得到荧光粉粉浆；
c）取蓝光LED芯片，经清洗干燥后得到洁净的蓝光LED芯片，将荧光粉粉浆涂覆在洁净的蓝光LED芯片上，烘干，然后在12～18mA的电流下点亮蓝光LED芯片，曝光时间在1s～5s之间，再在85℃～95℃的热水浴中显影，之后烘干，完成含有感光胶体的黄色荧光层的制备；
d）将蓝光LED芯片上含有感光胶体的黄色荧光层在功率为65～75w、氧气流量为10～15sccm的等离子去胶机中去胶45～55分钟，在蓝光LED芯片上形成黄色荧光层，再将蓝光LED芯片与LED芯片连接电极连接，用硅胶将蓝光LED芯片在透明基板上封装，形成硅胶封装层，最后得到全角度发光的LED光源。
利用该方法制备的荧光胶层，以聚乙烯醇为成膜剂，具有较好的透明性和感光性，能够使得黄色荧光粉均匀涂覆在蓝光LED芯片的表面，从而提高出射光的均匀性，避免形成黄圈和色斑。将重铬酸铵作为光敏剂，自曝光使得黄色荧光层厚度与蓝光LED芯片相配合，使得黄色荧光层厚度具备自适应的特点。在85℃～95℃的热水浴中显影，多余的聚乙烯醇和重铬酸铵溶解在热水中，曝光时反应生成混有黄色荧光粉的聚合物（即黄色荧光层）覆盖在蓝光LED芯片。
由于聚乙烯醇作为成膜剂，虽然具有较好的透明性和感光性，但是其耐热性较差，因此，在160℃以上的高温环境会使聚乙烯醇膜层变色，从而导致LED光源的发光效率下降明显。将蓝光LED芯片上含有感光胶体的黄色荧光层在功率为65～75w、氧气流量为10～15sccm的等离子去胶机中去胶45～55分钟，能够将含有感光胶体的黄色荧光层中的感光胶体基本上可分解气化，使得去胶后的黄色荧光层具有良好的稳定性，在使用时间较长的情况下，仍能够保持良好的发光效率。
步骤a）中，作为优选，所述的聚乙烯醇的平均聚合度为1600～2000，该平均聚合度聚乙烯醇具有合适的醇解度，有利于在蓝光LED芯片上成膜。
含聚乙烯醇质量百分数为12%～18%的聚乙烯醇水凝胶和含重铬酸铵质量百分数为0.12%～0.18%的重铬酸铵水溶液是曝光成膜的重要因素，有利于成膜，作为优选，含聚乙烯醇质量百分数为12%～18%的聚乙烯醇水凝胶和含重铬酸铵质量百分数为0.12%～0.18%的重铬酸铵水溶液的质量比为3～5：10，该条件更有利于曝光成膜。
步骤b）中，所述的黄色荧光粉为铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉，即YAG:Ce3+黄色荧光粉，能被405nm～510nm蓝光有效激发，发出高效的可见光，物理化学性能很稳定。铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉，可采用现有技术制备，具体可参照文献“铈掺杂钇铝石榴石荧光粉的湿化学法制备与表征”（郭瑞，厦门大学，发表时间为2008年05月01日，硕士论文），可采用高温固相反应法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法、共沉淀法、分步沉淀法、均匀沉淀法、燃烧合成法等。优选采用共沉淀法制备铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉（Y2.94Al5O12:0.06Ce3+），即Ce3+浓度为0.06，具有较好的发光强度。
作为优选，所述的黄色荧光粉与感光胶体的质量比为0.5～2：1000，使得黄色荧光粉在荧光粉粉浆中有合适的浓度，有利于在蓝光LED芯片上形成均匀的黄色荧光层，提高稳定性、光照均匀性以及提高发光效率。
步骤c）中，所述的蓝光LED芯片可采用现有技术，具体可选用Si衬底GaN基蓝光LED芯片。
作为优选，所述清洗干燥包括：先用体积比1：0.2～0.8酒精与丙酮混合而成的清洗液清洗5～15分钟，然后在110℃～130℃恒温干燥箱内干燥10～20分钟，经过上述条件的具体处理得到洁净的蓝光LED芯片，有利于在蓝光LED芯片表面形成黄色荧光层。
作为优选，通过匀胶台将荧光粉粉浆涂覆在洁净的蓝光LED芯片，能够将荧光粉粉浆更均匀涂覆在洁净的蓝光LED芯片，提高出射光的光照均匀性。
通过该具体方法制备的全角度发光的LED光源，为蓝色LED芯片与可被蓝光有效激发的黄光荧光粉结合形成白光LED。
与现有技术相比，本发明具体如下优点：
本发明的全角度发光的LED光源，采用透明基板，使得LED芯片发出光源也能够透过透明基板，从而大大提高了本发明全角度发光的LED光源的发光角度。两个LED芯片连接电极与两个电路连接电极之间通过热电连接件连接，热电连接件能够起到很好的电连接和散热作用，提高本发明的全角度发光的LED光源的使用稳定性，并延长使用寿命。本发明的全角度发光的LED光源性能优异，通过对荧光粉层、封装胶体形状的调节可以实现灵活的配光设计，以满足各种应用场合，有广阔的应用前景。
LED灯具中，全角度发光的LED光源中透明基板与电路板垂直，采用立式将全角度发光的LED光源安装在电路板上，优选方案采用立式焊接，使得本发明LED灯具中，全角度发光的LED光源可近6面发光，大大提高发光角度，几乎可实现360度发光，可提高出光效率30%～50%。
本发明全角度发光的LED光源的制备方法中，优选方案中，还对荧光胶层的制备进行进一步改进，能够提高本发明全角度发光的LED光源的稳定性，并同时提高本发明全角度发光的LED光源的光效和光照效果的均匀性。
附图说明
图1为本发明全角度发光的LED光源的一种结构示意图；
图2为本发明全角度发光的LED光源的另一种结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，为全角度发光的LED光源的一种具体结构，包括透明基板1、设置在透明基板1上的LED芯片2以及荧光胶层，透明基板1上LED芯片2所在一侧设有两个LED芯片连接电极3，透明基板1上相对于LED芯片2所在一侧的另一侧设有两个电路连接电极4，两个LED芯片连接电极3与两个电路连接电极4之间通过设置在透明基板1上的热电连接件5连接。透明基板1选用陶瓷透明基板，LED芯片连接电极3和电路连接电极4均为金电极。热电连接件5呈管状，即热电连接件5中空，热电连接件的材质为银。热电连接件5一端与LED芯片连接电极3连接，另一端与电路连接电极4连接，热电连接件5靠近透明基板1的外缘，电路连接电极4也靠近透明基板1的外缘，并延伸至透明基板1的外缘。电路连接电极4的表面积大于LED芯片连接电极3的表面积。LED芯片2为1个。荧光胶层覆盖在LED芯片2和透明基板1上，荧光胶层包括荧光粉和封装体，荧光粉采用铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉（YAG:Ce3+黄色荧光粉，Y2.94Al5O12:0.06Ce3+），封装体选用硅胶（杭州斯倍尔电子公司，SC7502透明硅胶）。图1中荧光胶层采用两层的结构，LED芯片2和透明基板1依次覆盖有黄色荧光层6和封装层7，封装层7即为硅胶封装层。封装层7为半圆形。透明基板1为2cm*2cm*0.5cm，封装层7的半径为0.9cm。管状热电连接件5的厚度为0.2mm，内径为0.16cm。
全角度发光的LED光源的制备包括：
1）在透明基板1上沿厚度方向开孔，再将两个热电连接件5置于孔内，在热电连接件5的两端焊接LED芯片连接电极3和电路连接电极4；
2）将LED芯片2与LED芯片连接电极3连接，并覆盖荧光胶层；
覆盖荧光胶层的制备包括以下具体步骤：
a）将8g聚乙烯醇（粉末，日本可乐丽，PVA-124，平均聚合度为1700～1800）溶解于100g去离子水中，静置16小时后，在80℃恒温水浴搅拌，搅拌过程中伴随着水分的蒸发，最终配制成含聚乙烯醇质量百分数为15%的聚乙烯醇水凝胶（53.33g）；
b）将0.2g重铬酸铵溶解于133.13g去离子水中，配制成含重铬酸铵质量百分数为0.15%的重铬酸铵水溶液（133.33g）；
c）将含聚乙烯醇质量百分数为15%的聚乙烯醇水凝胶与含重铬酸铵质量百分数为0.15%的重铬酸铵水溶液混合，搅拌使其混合均匀形成具有光敏特性的感光胶体（186.66g）；
d）将180mg的铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉（YAG:Ce3+黄色荧光粉，Y2.94Al5O12:0.06Ce3+）倒入感光胶体中，在黄光环境下操作，混合均匀，得到荧光粉粉浆；
e）取蓝光LED芯片（德国Aixtron公司，Si衬底GaN基蓝光LED芯片，1w），先用体积比1：0.5酒精与丙酮混合而成的清洗液清洗10分钟，然后在120℃恒温干燥箱内干燥15分钟，得到洁净的蓝光LED芯片；
f）通过匀胶台将荧光粉粉浆涂覆在洁净的蓝光LED芯片，在70℃的烘箱环境中烘干15分钟，烘干后在15mA的电流下点亮蓝光LED芯片，曝光时间在2s，在90℃的热水浴中显影，之后烘干得到含有感光胶体的黄色荧光层；
g）在覆盖有黄色荧光层的蓝光LED芯片在功率为70w、氧气流量为15sccm的等离子去胶机中去胶50分钟，再将去胶后的蓝光LED芯片用硅胶灌封机将硅胶（杭州斯倍尔电子公司，SC7502透明硅胶）注入模具杯中，脱模后并在140℃的恒温箱中固化1.5h，得到全角度发光的LED光源。
LED灯具，包括外壳、电路板以及全角度发光的LED光源，全角度发光的LED光源中透明基板1与电路板垂直，采用立式将全角度发光的LED光源安装在电路板上，透明基板1上的两个电路连接电极4（即两个金电极）通过焊锡膏焊接于电路板上，与电路板电连接。
实施例2
如图2所示，为全角度发光的LED光源的另一种具体结构，包括透明基板1、设置在透明基板1上的LED芯片2以及荧光胶层，透明基板1上LED芯片2所在一侧设有两个LED芯片连接电极3，透明基板1上相对于LED芯片2所在一侧的另一侧设有两个电路连接电极4，两个LED芯片连接电极3与两个电路连接电极4之间通过设置在透明基板1上的热电连接件5连接。透明基板1选用玻璃透明基板，LED芯片连接电极3和电路连接电极4均为银电极。热电连接件5呈管状，即热电连接件5中空，热电连接件的材质为铜。热电连接件5一端与LED芯片连接电极3连接，另一端与电路连接电极4连接，热电连接件5靠近透明基板1的外缘，电路连接电极4也靠近透明基板1的外缘，并延伸至透明基板1的外缘。电路连接电极4的表面积大于LED芯片连接电极3的表面积。LED芯片2为1个。荧光胶层覆盖在LED芯片2和透明基板1上，荧光胶层包括荧光粉和封装体，荧光粉采用铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉（YAG:Ce3+黄色荧光粉，Y2.94Al5O12:0.06Ce3+），封装体选用环氧树脂（惠州盛世达科技有限公司，LED专用透明灌封胶，TDC-006透明粘度低、高耐热、抗老化）。图1中荧光胶层采用两层结构，LED芯片2和透明基板1依次覆盖有黄色荧光层6和封装层7。封装层7为长方体。透明基板1为2cm*2cm*0.5cm，封装层7的半径为1.8cm*1.8cm*0.9cm。管状热电连接件5的厚度为0.2mm，内径为0.16cm。
全角度发光的LED光源的制备包括：
1）在透明基板1上沿厚度方向开孔，再将两个热电连接件5置于孔内，在热电连接件5的两端焊接LED芯片连接电极3和电路连接电极4；
2）将LED芯片2与LED芯片连接电极3连接，并覆盖荧光胶层；
覆盖荧光胶层的制备包括以下具体步骤：
a）将8g聚乙烯醇（粉末，日本可乐丽，PVA-124，平均聚合度为1700～1800）溶解于100g去离子水中，静置16小时后，在80℃恒温水浴搅拌，搅拌过程中伴随着水分的蒸发，最终配制成含聚乙烯醇质量百分数为15%的聚乙烯醇水凝胶（53.33g）；
b）将0.2g重铬酸铵溶解于133.13g去离子水中，配制成含重铬酸铵质量百分数为0.15%的重铬酸铵水溶液（133.33g）；
c）将含聚乙烯醇质量百分数为15%的聚乙烯醇水凝胶与含重铬酸铵质量百分数为0.15%的重铬酸铵水溶液混合，搅拌使其混合均匀形成具有光敏特性的感光胶体（186.66g）；
d）将180mg的铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉（YAG:Ce3+黄色荧光粉，Y2.94Al5O12:0.06Ce3+）倒入感光胶体中，在黄光环境下操作，混合均匀，得到荧光粉粉浆；
e）取蓝光LED芯片（德国爱思强（Aixtron）公司，Si衬底GaN基蓝光LED芯片，1w），先用体积比1：0.5酒精与丙酮混合而成的清洗液清洗10分钟，然后在120℃恒温干燥箱内干燥15分钟，得到洁净的蓝光LED芯片；
f）通过匀胶台将荧光粉粉浆涂覆在洁净的蓝光LED芯片，在70℃的烘箱环境中烘干15分钟，烘干后在15mA的电流下点亮芯片，曝光时间2s，在90℃的热水浴中显影，之后烘干得到含有感光胶体的黄色荧光层；
g）在覆盖有黄色荧光层的蓝光LED芯片在功率为70w、氧气流量为15sccm的等离子去胶机中去胶50分钟，再将去胶后的蓝光LED芯片用硅胶灌封机将硅胶（杭州斯倍尔电子公司，SC7502透明硅胶）注入模具杯中，脱模后并在140℃的恒温箱中固化1.5h，得到全角度发光的LED光源。
LED灯具，包括外壳、电路板以及全角度发光的LED光源，全角度发光的LED光源中透明基板1与电路板垂直，采用立式将全角度发光的LED光源安装在电路板上，透明基板1上的两个电路连接电极4（即两个银电极）通过焊锡膏焊接于电路板上，与电路板电连接。
实施例3
全角度发光的LED光源的一种具体结构，结构可参考图1，包括透明基板1、设置在透明基板1上的LED芯片2以及荧光胶层，透明基板1上LED芯片2所在一侧设有两个LED芯片连接电极3，透明基板1上相对于LED芯片2所在一侧的另一侧设有两个电路连接电极4，两个LED芯片连接电极3与两个电路连接电极4之间通过设置在透明基板1上的热电连接件5连接。透明基板1选用玻璃透明基板，LED芯片连接电极3和电路连接电极4均为金电极。热电连接件5呈管状，即热电连接件5中空，热电连接件的材质为铜。热电连接件5一端与LED芯片连接电极3连接，另一端与电路连接电极4连接，热电连接件5靠近透明基板1的外缘，电路连接电极4也靠近透明基板1的外缘，并延伸至透明基板1的外缘。电路连接电极4的表面积大于LED芯片连接电极3的表面积。LED芯片2为1个。荧光胶层覆盖在LED芯片2和透明基板1上，荧光胶层包括荧光粉和封装体，荧光胶层为一层，荧光粉和封装体混合在一起覆盖在LED芯片2和透明基板1上，即与图1中荧光胶层的不同，图1中荧光胶层采用两层结构。LED芯片2采用蓝光LED芯片（德国Aixtron公司，Si衬底GaN基蓝光LED芯片，1w），封装层7采用环氧树脂（惠州盛世达科技有限公司，LED专用透明灌封胶，TDC-006透明粘度低、高耐热、抗老化）。封装层7为半圆形。透明基板1为2cm*2cm*0.5cm，封装层7的半径为0.9cm。管状热电连接件5的厚度为0.2mm，内径为0.16cm。
全角度发光的LED光源的制备包括：
1）在透明基板1上沿厚度方向开孔，再将两个热电连接件5置于孔内，在热电连接件5的两端焊接LED芯片连接电极3和电路连接电极4；
2）将LED芯片2与LED芯片连接电极3连接，并覆盖荧光胶层，覆盖荧光胶层采用传统的灌封工艺，将180mg的铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉（YAG:Ce3+黄色荧光粉）与环氧树脂（惠州盛世达科技有限公司，LED专用透明灌封胶，TDC-006）混合调匀后，然后注入模具杯中，脱模后在恒温箱中固化，得到全角度发光的LED光源。
LED灯具，包括外壳、电路板以及全角度发光的LED光源，全角度发光的LED光源中透明基板1与电路板垂直，采用立式将全角度发光的LED光源安装在电路板上，透明基板1上的两个电路连接电极4（即两个金电极）通过焊锡膏焊接于电路板上，与电路板电连接。
实施例4
全角度发光的LED光源的一种具体结构，结构可参考图2，包括透明基板1、设置在透明基板1上的LED芯片2以及荧光胶层，透明基板1上LED芯片2所在一侧设有两个LED芯片连接电极3，透明基板1上相对于LED芯片2所在一侧的另一侧设有两个电路连接电极4，两个LED芯片连接电极3与两个电路连接电极4之间通过设置在透明基板1上的热电连接件5连接。透明基板1选用陶瓷透明基板，LED芯片连接电极3和电路连接电极4均为银电极。热电连接件5呈管状，即热电连接件5中空，热电连接件的材质为银。热电连接件5一端与LED芯片连接电极3连接，另一端与电路连接电极4连接，热电连接件5靠近透明基板1的外缘，电路连接电极4也靠近透明基板1的外缘，并延伸至透明基板1的外缘。电路连接电极4的表面积大于LED芯片连接电极3的表面积。LED芯片2为1个。荧光胶层覆盖在LED芯片2和透明基板1上，荧光胶层包括荧光粉和封装体，荧光胶层为一层，荧光粉和封装体混合在一起覆盖在LED芯片2和透明基板1上，即与图1中荧光胶层的不同，图1中荧光胶层采用两层结构。LED芯片2采用蓝光LED芯片（德国爱思强Aixtron公司，Si衬底GaN基蓝光LED芯片，1w），封装层7采用硅胶（杭州斯倍尔电子公司，SC7502透明硅胶）。封装层7为长方体。透明基板1为2cm*2cm*0.5cm，封装层7的半径为1.8cm*1.8cm*0.9cm。管状热电连接件5的厚度为0.2mm，内径为0.16cm。
全角度发光的LED光源的制备包括：
1）在透明基板1上沿厚度方向开孔，再将两个热电连接件5置于孔内，在热电连接件5的两端焊接LED芯片连接电极3和电路连接电极4；
2）将LED芯片2与LED芯片连接电极3连接，并覆盖荧光胶层，覆盖荧光胶层采用传统的灌封工艺，将180mg的铈掺杂钇铝石榴石黄色荧光粉（YAG:Ce3+黄色荧光粉）与硅胶（杭州斯倍尔电子公司，SC7502透明硅胶）混合调匀后，然后注入模具杯中，脱模后并在140℃的恒温箱中固化1.5h，得到全角度发光的LED光源。
LED灯具，包括外壳、电路板以及全角度发光的LED光源，全角度发光的LED光源中透明基板1与电路板垂直，采用立式将全角度发光的LED光源安装在电路板上，透明基板1上的两个电路连接电极4（即两个银电极）通过焊锡膏焊接于电路板上，与电路板电连接。
对比例1
省略实施例1中步骤g）中等离子去胶机处理的步骤，其他同实施例1。
对比例2
不设置热电连接件5，其他同实施例1。
将实施例1～4以及对比例1～2制备的全角度发光的LED光源其色温、发光效率和显色指数如表1所示。发光效率是在25℃的环境温度下350mA的电流激励下LED光源连续工作测得，分别测了第30min以及72小时下的发光效率。
表1
从表1可知，从实施例1～4可知，本发明全角度发光的LED光源特定结构以及结合荧光胶层的特定制备方法，能够提高本发明全角度发光的LED光源的发光效率，同时，在长时间使用下，稳定性性较好，仍能够保持较高的发光效率，此外，显色指数也较高，显色性好，保证了光源的显色品质。
对比实施例1与对比例1可知，对比例1中由于省略等离子去胶机处理的步骤，因此，在长时间的使用过程中，LED芯片会不断产生热量，使得聚乙烯醇膜层变色，从而导致LED光源的发光效率下降明显。
对比实施例1与对比例2可知，对比例2不设置热电连接件5，使得LED光源的散热性变差，在长时间的使用过程中，容易导致LED光源的温度很高，使得黄色荧光粉的量子效率降低，导致光效的衰减，从而造成整体LED光源的光效下降。
将实施例1、2与实施例3、4对比可知，本发明荧光胶层的特定制备方法与传统的灌封工艺相比，更能够提高了本发明全角度发光的LED光源的发光效率以及提高光源的稳定性，并且具有更好的显色品质。实施例3和4制备的全角度发光的LED光源中，有少量黄圈和色斑，而实施例1和2黄色荧光粉均匀涂覆在蓝光LED芯片的表面，出射光的均匀性较好。

Claims (7)

1.一种全角度发光的LED光源的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在透明基板上沿厚度方向开孔，再将两个热电连接件置于孔内，在热电连接件的两端设置LED芯片连接电极和电路连接电极；
2)将LED芯片与LED芯片连接电极连接并覆盖荧光胶层，具体包括：
a)将聚乙烯醇溶解于去离子水中，经静置、搅拌，制成含聚乙烯醇质量百分数为12％～18％的聚乙烯醇水凝胶；将重铬酸铵溶解于去离子水中，配制成含重铬酸铵质量百分数为0.12％～0.18％的重铬酸铵水溶液；
将聚乙烯醇水凝胶与重铬酸铵水溶液混合，混合均匀形成感光胶体；
b)将黄色荧光粉倒入感光胶体中，混合均匀，得到荧光粉粉浆；
c)取蓝光LED芯片，经清洗干燥后得到洁净的蓝光LED芯片，将荧光粉粉浆涂覆在洁净的蓝光LED芯片上，烘干，然后在12～18mA的电流下点亮蓝光LED芯片，曝光时间在1s～5s之间，再在85℃～95℃的热水浴中显影，之后烘干，完成含有感光胶体的黄色荧光层的制备；
d)将蓝光LED芯片上含有感光胶体的黄色荧光层在功率为65～75w、氧气流量为10～15sccm的等离子去胶机中去胶45～55分钟，在蓝光LED芯片上形成黄色荧光层，再将蓝光LED芯片与LED芯片连接电极连接，用硅胶将蓝光LED芯片在透明基板上封装，形成硅胶封装层，最后得到全角度发光的LED光源；
所述的全角度发光的LED光源，包括基板、设置在基板上的LED芯片以及用于将LED芯片封装在基板上的荧光胶层，所述基板为透明基板，所述透明基板上设有通孔，所述通孔内置有热电连接件，所述热电连接件靠近所述LED芯片的一端连接有LED芯片连接电极，所述热电连接件的另一端连接有电路连接电极，所述LED芯片连接电极与所述LED芯片电连接，所述热电连接件的材质为铜、银或铝，所述热电连接件呈管状。
2.根据权利要求1所述的全角度发光的LED光源的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述的聚乙烯醇的平均聚合度为1600～2000。
3.根据权利要求1所述的全角度发光的LED光源的制备方法，其特征在于，步骤a)中，含聚乙烯醇质量百分数为12％～18％的聚乙烯醇水凝胶和含重铬酸铵质量百分数为0.12％～0.18％的重铬酸铵水溶液的质量比为3～5：10。
4.根据权利要求1所述的全角度发光的LED光源的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述的黄色荧光粉与感光胶体的质量比为0.5～2：1000。
5.根据权利要求1所述的全角度发光的LED光源的制备方法，其特征在于，所述LED芯片连接电极和电路连接电极的材质为金、银、镍、铝、锡中的一种或者两种以上组成的合金。
6.根据权利要求1所述的全角度发光的LED光源的制备方法，其特征在于，所述热电连接件靠近所述基板的外缘。
7.根据权利要求1所述的全角度发光的LED光源的制备方法，其特征在于，所述电路连接电极延伸至所述基板的外缘。
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