一种光谱增强型的发光器件的制作方法

1.本实用新型属于led技术领域，具体涉及一种光谱增强型的发光器件。


背景技术：

2.随着半导体照明技术的普及，越来越多的照明设计使用发光二极管光源，同时由于节能，环保，体积小等优势，使得其在通用照明、特种照明、汽车照明等领域衍生出越来越多的应用设计方案。
3.日常生活中，人们一直追求美好的场景设计，对照明的设计在考虑可控化、智能化的同时，需要兼顾照明对人感受和情绪的影响。当前一些研究表明，特殊光谱对人们工作效率，生活感受有着重要的影响，在发光二极管单元中加入特别的设计，改变光谱分布对人本身有着较大的影响。因此，人本照明开始逐渐流行。
4.例如有研究指出在普通照明光谱中加入490nm波长的光谱可以影响人体的荷尔蒙分泌。而亦有研究表明模拟自然的太阳光从日出到日落的色彩变幻，可以让照明回归自然，减少伤害，降低疲劳。甚至有论文证实临床上不同光照光谱对治疗阿尔茨默病疗效有重大影响，因此一种好的照明对人体健康有很大的影响。
5.为了满足在照明设计光源的需求转变，目前一般采用多种不同波长的发光二极管单元封装在一个支架里面，通过不同波长激发荧光体产生所需的光谱。但是该方法的多个发光二极管单元并排的封装方式激发荧光体后，封装光源的空间颜色分布(color over angle:coa)和表面颜色(color over surface:cos)分布差异较大，而且封装光源体积不能有效减小，在空间有限的场合设计受限。最后多个并排的发光二极管单元不同的发光中心点不利于二次光学设计。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种光谱增强型的发光器件，旨在解决现有存在的封装体积大、多个并排的发光二极管单元不同的发光中心点不利于二次光学设计的问题。
7.本实用新型为达到其目的，所采用的技术方案如下：
8.一种光谱增强型的发光器件，包括基板、至少一带空腔结构的第一发光二极管单元，至少一第二发光二极管单元，荧光粉胶体；
9.所述第一发光二极管单元发出的光具有第一波长，所述第二发光二极管单元发出的光具有第二波长；
10.其中所述第一发光二极管单元倒装设置于基板表面；
11.所述第二发光二极管单元倒装设置于所述基板表面并处于所述第一发光二极管单元的空腔内部；
12.所述的荧光粉胶体覆盖在所述的第一发光二极管单元表面。
13.优选的，所述第一发光二极管单元的衬底采用蓝宝石或氮化镓材质。
14.优选的，所述第一发光二极管单元的空腔内部填充有导光材料，所述导光材料为硅胶材料、树脂材料、玻璃材料、亚克力材料的一种或者上述几种的组合。
15.优选的，所述空腔的结构为长方体、正方体、圆柱体、球体，半球体、球台、锥体、锥台、圆台的一种或者上述几种的组合
16.优选的，所述空腔的腔体深度等于或超过所述第二发光二极管单元的外延层厚度。
17.优选的，所述导光材料的折射率介于所述第一发光二极管单元与所述第二波长发光二极管单元之间。
18.本实用新型还公开了一种光谱增强型的发光器件的制作方法，包括如下步骤：
19.在所述第一发光二极管单元和第二发光二极管单元上通过光刻、化学腐蚀、刻蚀、离子轰击、金属蒸镀、溅射制作适用于倒装工艺的p型电极、n型电极和空腔；
20.在所述基板上安装所述第二发光二极管单元，实现电连接；
21.通过激光消融，化学腐蚀方法将安装在所述基板上的所述第二发光二极管单元的衬底剥离；
22.在所述第一发光二极管单元的空腔内填充导光材料；
23.将带有所述第二发光二极管单元的所述基板安装到所述第一发光二极管单元上，其中所述第一发光二极管单元的空腔容纳所述第二发光二极管单元，所述导光材料包围所述第二发光管单元并且填充于所述第一发光二极管单元的空腔，所述基板实现与所述第一发光二极管单元的电连接；
24.在所述第一发光二极管单元的表面覆盖荧光胶体，完成封装。
25.优选的，所述导光材料为硅胶材料、树脂材料、玻璃材料、亚克力材料的一种或者上述几种的组合。
26.优选的，所述导光材料的折射率介于所述第一发光二极管单元与所述第二发光二极管单元之间。
27.与现有技术了相比，本实用新型的方案具体的有益效果：
28.首先，将不同波长的发光二极管单元整合在一起，可以实现一个封装单元里面的不同波长和光谱需求，任意实现频谱改变，色域调整；其次，将多个不同发光二极管单元整合在一个更小的体积内，可以避免因为不同波长二极管单元在支架内的位置不同对荧光体激发位置差异造成的空间颜色分布不均匀和表面颜色差异；最后，单一的发光体中心，有利于封装光源整体面积的缩小，也方便二次光学设计。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本实用新型实施例1的光谱增强型的发光器件的结构剖视图；
31.图2是本实用新型实施例1的光谱增强型的发光器件激发的一种光谱示意图；
32.图3是现有技术方案的示意图；
33.图4是本实用新型实施例1的制作方法对应s2的结构图；
34.图5是本实用新型实施例1的制作方法对应s4的结构图；
35.图6是本实用新型实施例1的制作方法对应s5的结构图；
36.图7是本实用新型实施例2的光谱增强型的发光器件的结构剖视图；
37.图8是本实用新型实施例2的光谱增强型的发光器件激发的一种光谱示意图；
38.图9是本实用新型实施例3的光谱增强型的发光器件的结构剖视图。
39.附图标记说明：
[0040]1‑
基板，2
‑
第一发光二极管单元，3
‑
衬底，4
‑
第二发光二极管单元，5
‑
导光材料，6
‑
荧光粉胶体，7
‑
第三发光二极管单元。
具体实施方式
[0041]
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0042]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
[0043]
实施例1
[0044]
请参见图1，是本实用新型实施例1的一种光谱增强型的发光器件的结构剖视图。
[0045]
该光谱增强型的发光器件包括：基板1、第一发光二极管单元2，第二发光二极管单元4及荧光粉胶体6；
[0046]
所述第一发光二极管单元发出的光具有第一波长，所述第二发光二极管单元发出的光具有第二波长；所述第一发光二极管单元2设有空腔结构；
[0047]
所述的第一发光二极管单元2倒装置于基板1上，第二发光二极管单元4倒装放置于基板1上并容纳与第一发光二极管单元的空腔内，荧光粉胶体6置于所述第一发光二极管单元2上，并覆盖在所述的发光二极管单元1表面；所述的导光材料5填充在所述第一发光二极管单元2的空腔内，并包围所述第二发光二极管单元4。
[0048]
第二发光二极管单元4光线穿透第一发光二极管单元的衬底3，第二发光二极管单元4光线穿过导光材料5，再穿透第一发光二极管单元2和衬底3，与第一发光二极管单元2出射的波长一起激发荧光体层4，实现光谱结构改变，实现所需频谱范围和色域目标。图2为图1的所述光谱增强型的发光器件激发的一种光谱示意图。其中第一波长为440
‑
445nm,第二波长为465
‑
470nm。
[0049]
参照图3的现有技术方案，本实用新型的光谱增强型的发光器件，可以通过选择不同的第二发光二极管单元4，有效调整第一发光二极管单元2激发荧光粉胶体6所射出来的光谱，增强所需光谱强度，拓展第一发光二极管单元2欠缺的频谱范围；其次，该第一发光二极管单元2包覆第二发光二极管单元4可以拉近不同的发光中心点距离，重合发光点，有效
改善第一发光二极管单元2和第二发光二极管单元4在空间光线的分布，改善对荧光粉胶体的激发，减小空间颜色分布和表面颜色差异。再次，第一发光二极管单元2包覆第二发光二极管单元4可以减少芯片在基板1中的面积，降低封装空间大小，使封装体更紧凑，有利于空间有限场合的应用，重合的发光点中心也方便二次光学设计。
[0050]
进一步的，所述第一发光二极管单元的衬底3采用蓝宝石或氮化镓材质。蓝宝石或氮化镓材质可以透光，具体的，第一发光二极管单元是一个发射450
‑
460nm波长的蓝宝石氮化镓，第二发光二极管单元是一个405
‑
415nm波长的蓝宝石氮化镓，那么405
‑
415nm波长的光线就可以穿透第一发光二极管单元，优化发光效果。
[0051]
进一步的，所述第一发光二极管单元的空腔内部填充有导光材料，所述导光材料为硅胶材料、树脂材料、玻璃材料、亚克力材料的一种或者上述几种的组合。
[0052]
进一步的，所述空腔的结构为长方体、正方体、圆柱体、球体，半球体、球台、锥体、锥台、圆台的一种或者上述几种的组。
[0053]
进一步的，所述空腔的腔体深度等于或超过所述第二发光二极管单元的外延层厚度。因为第一发光二极管单元的空腔要容纳第二发光二极管单元的厚度，一般情况下第一发光二极管单元的外延层厚度跟第二发光二极管单元的外延层厚度是一致的，所以必须将第一发光二极管单元的外延层全部刻蚀掉，才有足够的空间容纳第二发光二极管单元。
[0054]
进一步的，所述导光材料的折射率介于所述第一发光二极管单元与所述第二发光二极管单元之间。这样可以有效降低第二发光二极管单元的发射光线在第一发光二极管单元的空腔内部的光线损耗。
[0055]
参照图4至图6，为对应的制作方法，步骤如下：
[0056]
s1、在所述第一发光二极管单元和第二发光二极管单元上通过光刻、化学腐蚀、刻蚀、离子轰击、金属蒸镀、溅射制作适用于倒装工艺的p型电极、n型电极和空腔；
[0057]
s2、在所述基板上安装所述第二发光二极管单元，实现电连接；
[0058]
s3、通过激光消融，化学腐蚀方法将安装在所述基板上的所述第二发光二极管单元的衬底剥离；
[0059]
s4、在所述第一发光二极管单元的空腔内填充导光材料；
[0060]
s5、将带有所述第二发光二极管单元的所述基板安装到所述第一发光二极管单元上，其中所述第一发光二极管单元的空腔容纳所述第二发光二极管单元，所述导光材料包围所述第二发光管单元并且填充于所述第一发光二极管单元的空腔，所述基板实现与所述第一发光二极管单元的电连接；
[0061]
s6、在所述第一发光二极管单元的表面覆盖荧光胶体，完成封装。
[0062]
实施例2
[0063]
请参见图7，是本实用新型一种光谱增强型发光器件的另一种实施例侧视图。
[0064]
该光谱增强型的发光器件的结构包括：第一发光二极管单元2，第二发光二极管单元4，第三发光二极管单元7。
[0065]
所述第一发光二极管单元发出的光具有第一波长，所述第二发光二极管单元发出的光具有第二波长，所述第三发光二极管单元发出的光具有第三波长。其中第二发光二极管单元4与第三波长发光二极管单元7倒装固定于基板上，并容纳在第一发光二极管单元2的空腔内部。
[0066]
该光谱增强型发光器件与实施例1的不同之处在于，第一发光二极管单元所包覆的第二发光二极管单元、第三波长发光二极管单元，第二发光二极管单元与第三波长发光二极管单元共同穿透第一发光二极管单元衬底，调整封装体光谱结构。图8为本实施例的一种光谱结构说明。其中第一波长为440
‑
445nm,第二波长为465
‑
470nm,第三波长为480
‑
485nm。
[0067]
进一步的，本实施例并不限定第一发光二极管单元外的其他发光半导体的数量。
[0068]
实施例3
[0069]
请参见图9，是本实用新型一种光谱增强型发光器件的一种实施例侧视图。
[0070]
该光谱增强型发光器件的结构包含：第三发光二极管单元7倒装固定于基板上；第二发光二极管单元4倒装固定于基板上，第二发光二极管单元的空腔容纳第三发光二极管单元7；第一发光二极管单元倒装固定于基板上，第一发光二极管单元的空腔容纳已经带有第三发光二极管单元的第二发光二极管单元。
[0071]
该光谱增强型发光器件与上述实施例1,2的不同之处在于，第一发光二极管单元2与第二发光二极管单元4都含有空腔，且第一发光二极管单元1包覆第二发光二极管单元4，第二发光二极管单元4又包覆第三发光二极管单元7，该结构可以实现第一发光二极管单元、第二发光二极管单元、第三发光二极管单元三个发光点重合，在提供更多光谱频谱的同时，更能避免空间颜色和表面颜色品质的下降。
[0072]
进一步的，本实施例并不限定不同波长的发光二极管单元的包覆和叠加数量。
[0073]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。