CN203386790U - 一种色温均匀的高显色性能白光led - Google Patents

一种色温均匀的高显色性能白光led Download PDF

Info

Publication number
CN203386790U
CN203386790U CN201320274477.XU CN201320274477U CN203386790U CN 203386790 U CN203386790 U CN 203386790U CN 201320274477 U CN201320274477 U CN 201320274477U CN 203386790 U CN203386790 U CN 203386790U
Authority
CN
China
Prior art keywords
led chip
light
led
flourescent sheet
utility
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201320274477.XU
Other languages
English (en)
Inventor
崔旭高
黄高山
梅永丰
徐光明
严华锋
陈宇
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.)
Fudan University
Original Assignee
Fudan University
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 Fudan University filed Critical Fudan University
Priority to CN201320274477.XU priority Critical patent/CN203386790U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203386790U publication Critical patent/CN203386790U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本实用新型属于LED技术领域，具体为一种色温均匀的高显色性能白光LED。本实用新型白光LED包括通常白光LED的如下基本部件：LED芯片、封装支架、硅胶、荧光片、透镜、反光杯、热沉；其中，所述荧光片采用中心厚、边缘薄的球冠形状；并且荧光片位于LED芯片上方，荧光片与LED芯片分离，两者之间填充透明硅胶；荧光片吸收LED芯片所发射光子，光子能量下转换，成为波长更长光子，与所述LED芯片所发射、并透过所述荧光片的光子混合生成白光。本实用新型白光LED设计精巧，消除普通白光LED侧向发光偏黄效应，色温在空间各个角度均匀，一致性好；适用于制造低成本、高性能白光LED。

Description

一种色温均匀的高显色性能白光LED
技术领域
本实用新型属于LED技术领域，具体涉及一种无荧光粉高显色性能白光LED。 
背景技术
自从1993年日本科学家中村修二发明商用氮化物蓝光发光二极管（LED）以来，氮化物LED的研究和应用获得爆炸性的扩展。氮化物蓝光发光二极管在很多领域具有巨大的应用，其中最重要的应用有RGB三基色显示和大功率白光LED半导体照明。以大功率白光LED技术为主的半导体固态照明，具有电光转换效率高、寿命长、安全、绿色环保备受世界各国政府青睐，此外，由于LED是电光源，体积小，将给照明设计提供极大自由性。目前实现大功率白光LED的方法主要集中在三种技术路线上，一是蓝光芯片加红黄光荧光粉；二是紫光芯片加红绿蓝荧光粉；三是红绿蓝芯片组合封装。其中，第一种技术相对成熟且成本较低；第二种技术仍处于早期研发阶段，一系列关键材料和工艺有待突破；第三种技术成本相对偏高，产品设计较复杂。因此，国际上主要LED厂商均致力于以高亮度大功率蓝光LED加荧光粉为核心技术的高亮白光LED照明的研发和产业化，其荧光粉主要是用钇铝石榴石黄光荧光粉(Y1-aGda)3(Al1-bGab)5O12:Ce3+(YAG:Ce)。利用搅拌，把荧光粉颗粒分散在硅胶中，通过点胶工艺把含荧光粉颗粒的硅胶覆盖在LED芯片表面。荧光粉吸收LED芯片发出的蓝光，转换蓝光成为黄光，并与部分透过硅胶的LED芯片所发射的蓝光混合获得白光。这种蓝光LED加荧光粉技术工艺简单，成本低廉，然而制备的白光LED具有一定缺点。利用此技术，荧光粉在点胶工艺工程中容易沉淀，集中在LED反光杯的两侧，造成LED侧面发出的光被更多荧光粉吸收，黄光部分更多；此外，反光杯反射的LED芯片蓝光集中在LED芯片中心上方发射。这两种原因造成LED中心发光偏蓝，侧面偏黄，色温具有空间角度的不均匀性，有的甚至大到中心色温和侧面的色温相差750K，这不符合照明标准。
为克服当前白光LED制备技术中的色温不均匀性，必须寻求新的荧光粉点粉点胶工艺，或寻求新型荧光粉转换方式，获得色温一致性良好的白光LED。 
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种色温均匀性好的白光LED。
本实用新型提供的白光LED，包括通常白光LED的如下基本部件：LED芯片、封装支架、硅胶、荧光片、透镜、反光杯、热沉；其中，LED芯片设置于热沉之上，于反光杯之内；荧光片位于LED芯片上方，并且荧光片与LED芯片分离，两者之间填充透明硅胶；透镜罩于荧光片之上，下边缘与反光杯上口连接；白光LED的透镜以下部分封装于模塑料中，并固定于封装支架上。LED芯片的正负极线通过引线框架引出。其结构见图4所示。本实用新型中，荧光片吸收LED芯片所发射光子，光子能量下转换，成为波长更长光子，与LED芯片所发射并透过所述荧光片的透射光混合生成白光。  
本实用新型中，所述的荧光片，利用模具压铸而成，其形状为中心厚、光滑过渡到边缘薄的球冠形状，即荧光片的外侧面为近似凸型球面，内侧面为近似凹型球面，边缘为两球面的相交处，见图3所示。荧光片材料是透明有机物，内含有分散的荧光粉颗粒；荧光粉在透明有机物的浓度为0.08—0.12 g/cm3。
本实用新型中，所述透明有机物包括 ：AB胶、紫外线/可见光胶(UV胶)，或由其他树脂类调配而成的透明胶。所述AB胶，如 L-800胶，由主剂L800A，硬化剂L800B，以及光扩散剂DP100HN三部分组成，A: B 按1：1--1：3的重量份调配而成，加入少许光扩散剂；所述紫外线/可见光胶(UV胶)，由基础树脂(如环氧丙烯酸醋)、活性单体(如乙氧基化三轻基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯)、光引发剂等成分配成，按比例1：1--1：3的重量份调配而成。
本实用新型中，所述波长更长光子，包括：绿光、橙色光、黄光及红光。
本实用新型中，所述荧光粉选自：黄光荧光粉，典型的钇铝石榴石荧光粉，如(Y1-aGda)3(Al1-bGab)5O12:Ce3+ (YAG:Ce)或Tb3(Al,Ga)5O12: Ce3+（TAG:Ce）；硅酸盐荧光粉，如Sr2SiO4: Eu2+、Sr3SiO5: Eu2+ ；硫化物荧光粉，如CaS:Eu2+ ；氮化物及氮氧化物荧光粉，如Sr2Si5N8: Eu2+ 、Ca-α-SiAlON:Eu2+ 等。 
本实用新型中，所述的LED芯片选自：蓝光发光二极管芯片、紫光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片、紫外光发光二极管芯片。
本实用新型中，所述封装支架选自：具有反光杯形状的铝基或铜基支架。
本实用新型中，硅胶采用有较大折射率的透明硅树脂材料。
本实用新型中，透镜采用硬化有机树脂材料。
本实用新型中，LED芯片是由半导体氮化物材料制成，所述材料折射率在2.4- 2.6之间；LED硅胶材料折射率在1.4- 1.7之间。LED芯片所发射的光从高折射率的氮化物材料到低折射率的硅胶，在芯片表面发生全发射；射出芯片的光线与芯片表面法线方向夹角较小；大部分光线正面入射穿过硅胶到达荧光片，见图5所示。其中，大部分正面入射蓝光如图D和F光线直接穿过黄色荧光片，少部分正面入射光线如E光线入射荧光片，被荧光片荧光粉吸收，转化为橙黄色光。
本实用新型中，增加荧光片中心部分厚度，可增加中心部分荧光片中荧光颗粒数量，增加正面入射蓝光如D光线和F光线被荧光颗粒吸收概率，转换为橙黄光，降低白光LED正面白光色温。对于芯片侧向发射蓝光，大部分如 A、C、G光线斜入射进入荧光片，容易被散射，增加在荧光片中路径长度，容易被荧光片中荧光颗粒吸收，转化为橙黄光；少部分从芯片斜入射进入黄色荧光片中的蓝光，如B光线，直接透过荧光片未被荧光颗粒吸收。
本实用新型中，减小球冠形荧光片边沿厚度，减小侧向光在荧光片中散射路径长度，减小转化为橙黄光概率；即减小A、C、G光线的比例，增加 B光线的比例，提高LED侧向白光色温。
本实用新型中，中心厚、边缘薄的球冠形荧光片置于LED芯片上方，增加了正面出射蓝光或紫光经过荧光片的路径，增加了所述蓝光或紫光被荧光粉吸收的几率，增加了能量下转换、成为波长更长光子的概率。
本实用新型有益效果是：消除普通白光LED侧向发光偏黄效应，色温在空间各个角度均匀，一致性好；适用于制造低成本、高性能白光LED。
附图说明
图1为球形凹槽图示。
图2为球形凹槽、荧光胶和球形凸槽分解图示。
图3为球形凹槽、荧光胶和球形凸槽组合图示。
图4为本实用新型结构图示。
图5为本实用新型一个实施例的光线踪迹示意图。
图中标号：1为封装支架，2为热沉，3为模塑料，4为LED芯片，5为焊线，6为引线框架，7为荧光片，8为硅胶，9为反光杯，10为透镜，11为球形凹槽模具，12为荧光胶，13为球形凸槽模具。 
具体实施方式
面结合附图和实施例，进一步说明本实用新型。 
具体实施步骤如下：
1、制备荧光片7：
（1）、利用机械加工制备球形凹槽模具11，凹槽形状、尺寸如图1所示。
（2）、利用机械加工制备球形凸槽模具13，凸槽形状、尺寸如图2所示。
（3）、按A和 B成分1：1 质量比例配制A B胶，将黄色荧光粉加入AB胶，荧光粉和AB胶按0.08—0.12 g/cm3比例配制，搅拌，分散均匀，制备成荧光胶。
（4）、把步骤3所制备荧光胶滴入图1所示球形凹槽模具11中，形成图2所示荧光胶12。
（5）、如图2 所示，将球形凸槽模具13压入球形凹槽模具11，挤压荧光胶12，荧光胶12形成所需荧光片形状。
（6）、制备得荧光胶，放入烤箱烘烤，烘烤时间15- 60分钟，温度120-150 oC，荧光胶固化，制备得图3 所示荧光胶片12，即荧光片7， 尺寸如图所示。脱模，揭开模具，取出荧光片7。 用硅酮脱模剂，喷在模具上，不沾样品; 在油性燃料中烧结5分钟以上，手动脱模，然后打脱模剂，均匀脱模； 或在开水或在其他有机溶剂中煮沸，脱模。
2、利用超声清洗技清洗封装支架1。所述封装支架1附带有热沉2、模塑料3 及反光杯9。
3、利用常规封装工艺的固晶技术将蓝光LED芯片4 绑定在热沉 2 之上。
4、利用金丝球焊技术从LED芯片4正负电极焊接金线5 到引线框架6。
5、将黄色荧光片7 覆盖到焊接金线的反光杯9内。
6、在荧光片7 之上覆盖透镜 10。
7、利用灌胶机向荧光片7 和LED芯片4 之间空隙内填充硅胶8。
8、利用烤箱在120 oC温度烘烤整个LED，时间1小时，LED制备完毕。

Claims (2)

1.一种色温均匀的高显色性能白光LED，包括LED芯片、封装支架、硅胶、荧光片、透镜、反光杯、热沉；其特征在于：LED芯片设置于热沉之上，于反光杯之内；荧光片位于LED芯片上方，并且荧光片与LED芯片分离，两者之间填充透明硅胶；透镜罩于荧光片之上，下边缘与反光杯上口连接；白光LED的透镜以下部分封装于模塑料中，并固定于封装支架上；LED芯片的正负极线通过引线框架引出；荧光片吸收LED芯片所发射光子，光子能量下转换，成为波长更长光子，与LED芯片所发射并透过所述荧光片的透射光混合生成白光。
2.根据权利要求1所述的高显色性能白光LED，其特征在于：所述的LED芯片采用蓝光LED芯片、紫光LED芯片、绿光LED芯片或紫外光LED芯片。
CN201320274477.XU 2013-05-20 2013-05-20 一种色温均匀的高显色性能白光led Expired - Fee Related CN203386790U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201320274477.XU CN203386790U (zh) 2013-05-20 2013-05-20 一种色温均匀的高显色性能白光led

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201320274477.XU CN203386790U (zh) 2013-05-20 2013-05-20 一种色温均匀的高显色性能白光led

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203386790U true CN203386790U (zh) 2014-01-08

Family

ID=49875244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201320274477.XU Expired - Fee Related CN203386790U (zh) 2013-05-20 2013-05-20 一种色温均匀的高显色性能白光led

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203386790U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107565004A (zh) * 2016-06-07 2018-01-09 程国中 一种led面光源高显指发光的封装方法
CN109478588A (zh) * 2016-06-29 2019-03-15 沙特基础工业全球技术公司 制备具有散热膜的磷光体膜
CN110246951A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 美蓓亚三美株式会社 荧光体片的制造方法
CN112467009A (zh) * 2020-11-13 2021-03-09 中山市仟选照明科技有限公司 一种新型全透光led发光二级管加工工艺

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107565004A (zh) * 2016-06-07 2018-01-09 程国中 一种led面光源高显指发光的封装方法
CN107565004B (zh) * 2016-06-07 2020-06-30 青岛云源光电科技有限公司 一种led面光源高显指发光的封装方法
CN109478588A (zh) * 2016-06-29 2019-03-15 沙特基础工业全球技术公司 制备具有散热膜的磷光体膜
US10553830B2 (en) 2016-06-29 2020-02-04 Sabic Global Technologies B.V. Fabrication of phosphor film with heat dissipation film
CN110246951A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 美蓓亚三美株式会社 荧光体片的制造方法
CN110246951B (zh) * 2018-03-09 2024-05-03 美蓓亚三美株式会社 荧光体片的制造方法
CN112467009A (zh) * 2020-11-13 2021-03-09 中山市仟选照明科技有限公司 一种新型全透光led发光二级管加工工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102227012A (zh) 一种色温均匀的高显色性能白光led
JP3091911U (ja) ハイブリッドｌｅｄ
CN101834263B (zh) 广角度发射的集成光源结构
CN101950788A (zh) 一种基于荧光透镜的功率型白光led
CN103560202B (zh) 一种白光led灯及其制备方法
CN105097999B (zh) 一种led发光器件及其制备方法
CN106384775A (zh) 一种led倒装结构
CN203386790U (zh) 一种色温均匀的高显色性能白光led
CN100565000C (zh) 利用yag透明陶瓷制备白光led的方法
TW201244177A (en) LED package structure using a prefabricated phosphor cap
CN104534421A (zh) 高光功率密度led光源模块
CN103050615B (zh) 一种高显色性白光led器件
CN102130282A (zh) 白光led封装结构及封装方法
CN107507899A (zh) 单面发光csp光源及其制造方法
CN103733362A (zh) 具有改善的发光效力的led器件
CN105870294B (zh) 一种高功率led的封装方法及封装结构
CN103325926B (zh) 一种用于板上芯片led封装结构及其荧光粉涂覆方法
CN202275866U (zh) 一种led光源的封装结构
CN105810794A (zh) 发光二极管封装结构
CN103489857B (zh) 一种白光led发光装置
CN205752229U (zh) 一种高功率led的封装结构
CN201796947U (zh) 一种提高外量子效率的发光二极管
CN110556464A (zh) 发光二极管封装结构及封装方法
CN203774371U (zh) 一种荧光透镜应用于大功率led的封装结构
CN203415624U (zh) 一种高显色性白光led器件

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140108

Termination date: 20160520