CN114569752B - 一种对面设置的自监测深紫外led杀菌用模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组。所述对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组至少包括一对深紫外LED单元，每个所述深紫外LED单元均包括基板及均匀设置在所述基板上的芯片和光强探测器，且一对所述深紫外LED单元通过相对设置，使得一对所述紫外灯LED单元内芯片之间以及光强探测器之间呈对面分布。本发明具有芯片光出射效果以及光探测器监测芯片光照性能更加精确、稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及深紫外灯杀菌技术领域，尤其涉及一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组。
背景技术
在利用深紫外LED进行杀菌处理的装置和系统中，深紫外LED芯片的光源出射效果直接影响到整个装置和系统的消杀灭菌效果。因此，在整个装置和系统中，还需要增加对光强进行监测的光强探测器对芯片的出光状态进行适时监测。
而受到光反射的影响，如何提高芯片自身的光出射效果，以及如何设置光强探测器与芯片之间在整个系统和装置内的配合，使得针对不同芯片的差异化的老化程度，提高光强探测器的探测精度等问题一直是本领域的难点，也是本领域技术人员一直致力于解决和研发的重点课题。
针对上述的现有技术状态，本申请提供了一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。
本发明的一个方面提供了一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，至少包括一对深紫外LED单元，每个所述深紫外LED单元均包括基板及均匀设置在所述基板上的芯片和光强探测器，且一对所述深紫外LED单元通过相对设置，使得一对所述紫外灯LED单元内芯片之间以及光强探测器之间呈一对一的对面分布。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，所述基板上设有与所述光强探测器一一对应的探测器槽，所述光强探测器被设于其对应的所述探测器槽内。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，所述芯片倒装式的被安装于所述基板上，且所述芯片的表面均镀有保护层，所述保护层的厚度设置范围为：1-100um。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，所述保护层采用氧化硅或氧化铝或氮化硼或氮化硅其中的一种或几种的组合的惰性的化合物材料。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，所述保护层的折射率在GaN2.4和空气之间。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，所述芯片四侧面镀有反射镀层，所述反射镀层的厚度设置范围为：10nm-2um。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，所述反射镀层采用金属铝或者采用铑或铝或铬其中的一种或几种的组合然后外镀金或铂其中的一种或组合的金属层的工艺。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，对所述芯片表面或/和所述保护层表面进行粗化形成粗糙面，使得粗化后的芯片所有的光都能以漫反射的形式出射。
在根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，可选地，同一紫外灯LED单元内相邻两个芯片之间的中心距离D设置成：0.5*（2H* α）≤D≤0.8*（2H* α）,其中：
α为光强差距在不超过20%的出光夹角；
H为光源表面和照射面的间距。
根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组中，通过将深紫外LED单元进行对面设置，并将光强探测器设置在探测器槽内，以规避侧向光的干扰，同时，对芯片表面进行粗化设置，可达到深紫外光具有优异的出射效果的同时，具有光出射均匀且检测更加准确的优点，更加适用于不同芯片的差异化老化程度的精确监测。同时，结合对芯片的结构设计，直接简化了芯片的结构，效果突出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分。本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请范围的限制。在附图中：
图1是一个根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的整体示意图。
图2是一个根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的深紫外LED单元示意图。
图3是一个根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的深紫外LED单元基板为圆形时的示意图。
图4是一个根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的反射镀层和保护层示意图。
图5是一个根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的粗糙面示意图。
图6是一个根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的芯片中心间距示意图。
图7是一个根据本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的深紫外LED芯片出光示意图。
图中：
深紫外LED单元100、基板1、芯片2、光强探测器3、探测器槽4、保护层5、反射镀层6、粗糙面7。
实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来说明根据本发明的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组的结构组成、特点和优点等，然而所有的描述不应用于对本发明形成任何限制。
在本文中，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序和相对重要性。此外，对于在本文中所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例也是在本文的额记载范围之内。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。
如图1至图7所示，本发明的对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，包括深紫外LED单元100，其中，深紫外LED单元100成对设置，并至少设置一对。每个深紫外LED单元100均包括基板1以及均匀设置在基板1上的芯片2和光强探测器3。成对设置的一对深紫外LED单元100中，两个深紫外单元内的芯片2之间以及光强探测器3之间均呈一对一的对面分布。通过如本发明中的对面设置的方式，一方面提高光源的出光均匀性，另一方面多个光强探测器3的设置主要是考虑到芯片2老化情况不同导致的光功率分布不一致的情况，使得具有更加准确的监测效果。
如图1所示，作为其中一个示例说明，所述基板1上设有与所述光强探测器3一一对应的探测器槽4，所述光强探测器3被设于其对应的所述探测器槽4内。将光强探测器3设置在凹槽中，可减少与该光强探测器3同侧的芯片2侧方向出光对出光监控的影响。该示例在实施之后，可较为明显的提高光强探测器3监测芯片2发光效果的准确性，同时结合上述的多个光强探测器3的均匀设置，监测效果获得极大的提升。尤其是配合了上述的对面设置的状态之后，效果更加突出。
如图1至图4所示，作为其中一个示例说明，所述芯片2倒装式的被安装于所述基板1上，且所述芯片2的表面均镀有保护层5，所述保护层5的厚度设置范围为：1-100um。芯片2具体在加工制造过程中，可将其整体预制成梯形结构，使得光线传播时会改变传播到侧面的光线方向使其不像垂直侧面的光线只能在芯片2内部传播。作为其中一个情形，保护层5采用氧化硅或氧化铝或氮化硼或氮化硅其中的一种或几种的组合的惰性的化合物材料。通过对芯片2作出如该示例的设置之后，可以直接免除传统的深紫外LED芯片2的盖透镜等封装工艺，同时，材料不会被氧化，而且不透气可以有效保护芯片2电极和固晶材料。进而极大的简化芯片2的结构，提高光照效果。
此外，将保护层5的折射率设置在GaN2.4和空气之间，光出射不会有很强的全反射，不像传统的深紫外封装中，光的传播路径是芯片2到空气到石英到空气，多路径传播有很多反射面甚至全反射导致光的出射十分困难，光提取效率很低。因此，提高光照效率和监测效果。
作为其中一个示例说明，所述芯片2四侧面镀有反射镀层6，所述反射镀层6自下往上地向外倾斜设置，使其整体截面形状呈倒梯形；所述反射镀层6的厚度设置范围为：10nm-2um，结合保护层5的厚度设置，对芯片2具有较强的保护效果。由于深紫外LED芯片2的TM横向传播的光特别多，因此大量的光无法出射到正面，侧面出射的光能相当于直接损失，本示例中采用了倾斜设置的侧面的反射镀层6设计，可有效的避免上述情况的出现；芯片2的侧面可对应反射镀层6设置成向外倾斜，整体截面形状呈梯形，提高芯片2的光照率。作为该示例的其中一个情形，所述反射镀层6采用金属铝或者采用铑（Rh）或铝（Al）或铬（Cr）其中的一种或几种的组合然后外镀金或铂其中的一种或组合的金属层的工艺，使得反射镀层6采用对深紫外线反射率比较高；同时反射镀层6的设置，可避免芯片2从侧面出光并使位于同侧的光强探测器3出现误监测的情况，提高光强探测器3对对侧的芯片2的准确监测。
如图5所示，作为其中一个示例说明，对所述芯片2表面或/和所述保护层5表面进行粗化形成粗糙面7，使得粗化后的芯片2所有的光都能以漫反射的形式出射。作为对该示例的其中一个情形，本申请以折射率为1.6的蓝宝石衬底为例进行介绍：
其中，由于深紫外LED的芯片2发出的波长估计为280nm，计算的全反射角为38.7°，即和界面夹角小于38.7°的光是可以直接出射的，但是大于38.7°的光是难以直接出射的。为了实现大部分光线的直接出射，我们考虑让不能直接出射的光中有50%以上可以以漫反射的形式直接出射，取大于全反射角的一半25.6°，38.7+25.6=64.3°，根据瑞利准则的h大于λ/(8sinβ)，β取64.3°，λ取280nm，计算表面粗糙表面高度h需大于39nm；
优化计算所有的光都能以漫反射的形式出射，β取38.7°，λ取280nm，计算表面粗糙表面高度h需大于56nm；
优化的计算依据匹克和奥利弗修改后的瑞利准则h大于λ/(4.4sinβ)，β取38.7°，λ取280nm，计算表面粗糙表面高度h需大于102nm；
另外一种优化的结构为：只在芯片2上表面对蓝宝石衬底进行粗化，粗化之后由于芯片2为倒梯形，将芯片2倒过来把面积比较小的带电极的下表面放在上面，当然要对电极面进行保护后在进行侧面的保护层5和反射镀层6工艺制作，这样有一定斜面的蒸镀均匀性和可靠性比侧面垂直的会好很多。
而结合前面提到的粗化粗糙度的设置也可以有效的减少上表面的全反射，从而实现深紫外光的有效出射。
综合以上内容可知，本发明通过将深紫外LED单元100进行对面设置，并将光强探测器3设置在探测器槽4内，以规避侧向光的干扰，同时，对芯片2表面进行粗化设置，可达到深紫外光具有优异的出射效果的同时，具有光出射均匀且检测更加准确的优点。同时，结合对芯片2的结构设计，直接简化了芯片2的结构，效果突出。
以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的双玻双面光伏组件。这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以作出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
Claims (6)
1.一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，其特征在于，至少包括一对深紫外LED单元，每个所述深紫外LED单元均包括基板及均匀设置在所述基板上的芯片和光强探测器，且一对所述深紫外LED单元通过相对设置，使得一对所述紫外灯LED单元内芯片之间以及光强探测器之间呈对面分布，所述芯片倒装式的被安装于所述基板上，且所述芯片的表面均镀有保护层，所述保护层的厚度设置范围为：1-100um，所述保护层采用氧化硅或氧化铝或氮化硼或氮化硅其中的一种或几种的组合的惰性的化合物材料，所述保护层的折射率在GaN2.4和空气之间。
2.如权利要求1所述的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，其特征在于，所述基板上设有与所述光强探测器一一对应的探测器槽，所述光强探测器被设于其对应的所述探测器槽内。
3.如权利要求1所述的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，其特征在于，所述芯片四侧面镀有反射镀层，所述反射镀层的厚度设置范围为：10nm-2um；所述反射镀层向外倾斜设置。
4.如权利要求3所述的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，其特征在于，所述反射镀层采用金属铝或者采用铑或铝或铬其中的一种或几种的组合然后外镀金或铂其中的一种或组合的金属层的工艺。
5.如权利要求1所述的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，其特征在于，对所述芯片表面或/和所述保护层表面进行粗化形成粗糙面，使得粗化后的芯片所有的光都能以漫反射的形式出射。
6.如权利要求5所述的一种对面设置的自监测深紫外LED杀菌用模组，其特征在于，同一紫外灯LED单元内相邻两个芯片之间的中心距离D设置成：0.5*（2H* α）≤D≤0.8*（2H*α）,其中：
α为光强差距在不超过20%的出光夹角；H为光源表面和照射面的间距。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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