专利名称：一种脉冲led发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脉冲LED发光装置，属于脉冲LED发光装置制造技术领域。
背景技术：
LED以其节能、耐用、无污染等优点在照明、显示和背光源等领域引起广泛的重视。 目前LED发光器件都采用恒流电流驱动，在这种模式下，LED芯片一直处在工作状态下，会产生大量的热量，会导致整个装置的光衰和封装材料老化等一系列问题。实际上，LED发光装置，特别是大功率装置的发光的散热问题是目前LED应用中的一个瓶颈。美国专利US7, 489, 086 B2“AC LIGHT EITTING DIODE AND AC LED DRIVE METHODS ANDAPPARATUS”提供了一种非恒流驱动的交流LED器件，该发明主要是使集成封装的LED器件在高于100赫兹的频率下工作，利用人肉眼的视觉暂留效应来弥补交流工作下LED器件发光的频闪。由于LED芯片并非一直工作，所以产生的热量较少，有利于散热。然而，虽然人眼无法区别100赫兹以上的发光频闪，但是发光的波动是现实存在的，会使眼睛疲劳，造成伤害。同时，集成封装的LED芯片在狭小的基片空间上集成存在工艺复杂、难度大的问题。交流电流是大小和方向随时间做周期性变化的电流。脉冲电流是方向不变，大小随时间周期性改变的电流。即按照一定的时间规律，通电一段时间，然后又断电一段时间， 又通电一段时间，然后又断电一段时间，如此反复。由于通断电造成的发光频闪问题对眼睛的伤害，目前为止，未见实用性的脉冲电流驱动的LED发光装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种脉冲电流驱动芯片的LED发光装置，该装置能克服脉冲频闪带来的问题。本发明的技术方案本发明脉冲电流驱动芯片的LED发光装置使用特定寿命的发光材料。具体地，LED光单元，包括LED芯片和能够在此LED芯片激发下发光的发光材料， 其特征在于所述发光材料的发光寿命是I-IOOms (优选5-20ms)；其中所述LED发光单元采用的驱动频率优选为50-150赫兹，当频率过高时，会对半导体芯片产生一定的损害。根据发光学定义，发光材料的发光寿命为材料发光强度降到激发时最大强度的Ι/e所需的时间。其中，所述的LED芯片发出的光是紫外、可见或红外光。所述发光材料为一种或多种无机发光材料、有机发光材料或它们的混合。具体地，可以选M CaSiEu2+ ；CaS:Bi2+, Tm3+ ；ZnS: Tb3+ ；CaSrS2:Eu2+, Dy3+ ； SrGa2S4IDy3+ ；Ga2O3: Eu3+ ； (Y, Gd) BO3: Eu3+ ；Zn2SiO4 Mn2+ ； YBO3: Tb3+ ；Y(V, P) O4: Eu3+ ； SrAl2O4IEu2+ ；SrAl2O4: Eu2+, B ；SrAl2O4: Eu2+, Dy3+，B3+ ；Sr4Al14O25: Eu2+, Dy3+，B3+ ；BaAl2O4 = Eu2+ ； CaAl2O4IEu2+ ；Sr3SiO5 = Eu2+, Dy3+ ；BaMgAl10O17: Eu2+，Mn2+ ；Tb (acac) 2 (AA) phen ；Y2O2S = Eu3+ ；Y2Si05:Tb3+ ；SrGa2S4:Ce3+ ；Y3(Al, Ga)5012Tb3+ ；Ca2Zn4Ti15O36:Pr3+ ；CaTiO3:Pr3+ ；Zn2P2O7:Tm3+ ； Ca2P207:Eu2+, Y3+ ；Sr2P2O7: Eu2+, Y3+ ；Lu2O3 = Tb3+ ；Sr2Al6O11 Eu2+ ；Mg2SnO4 Mn2+ ；CaAl2O4: Ce3+， Tb3+ ； Sr4Al14O25: Tb3+ ；Ca10 (PO4) 6 (F, Cl)2:Sb3+，Mn2 ；Sr2MgSi2O7: Eu2+ ；Sr2CaSi2O7: Eu2+ ； Zn3(P04)2:Mn2+，Ga3+ ；CaOiEu3+ ；Y2O2SiMg2+, Ti3+ ； Y2O2S: Sm3+ ；SrMg2 (PO4)2: Eu2+, Gd3+; BaMg2 (PO4) 2: Eu2+, GcT ；Zn2SiO4:Mn2+，As5+ ；KLaF4: Er3+ ；CdSiO3: Dy3+ ；MgSiO3: Eu2+，Mn2+ 中的一种或多种混合。另外，本发明LED发光装置还包含导光覆盖层，为非平面型导光结构。通过导光覆盖层将LED芯片的发光和发光材料的发光进行反射、折射、散射并勻光最终混合导出均勻一致的光。其中，所述导光覆盖层为透镜或其它透明覆盖层，其中可以掺有粒径小于5微米的非发光材料颗粒，从而使得芯片输出的更加光均勻散射。本发明的有益效果现有LED发光装置以发光寿命极短的YAG:Ce作为发光材料，在脉冲周期变化会导致发光频闪现象，虽然人眼无法辨别在大于100赫兹的发光的频闪，但实际上这种频闪会造成视觉疲劳，对眼睛产生伤害。本发明由于采用具有特定发光时间的发光材料，在激发光源消失时能维持发光，这样，在基于本发明方案的脉冲LED发光装置中，当电流周期变化时，发光并不随着激发光源的消失而消失，而会持续到下个周期开始，从而弥补了由于脉冲电流关断时导致的LED芯片的发光频闪的影响，使发光装置在脉冲周期的光输出保持稳定，从而消除了脉冲频闪发光对人眼的伤害。本发明脉冲LED发光装置可使用普通的单一 PN结的LED芯片，不需要由于脉冲电流驱动而制备特殊芯片。另外，本发明由于在脉冲周期内LED芯片有一段时间不工作，使得其热效应下降，这样有助于克服现有恒流驱动LED发光装置中芯片发热带来的系列难题。
图1为LED发光单元组成示意图，1为发光材料，或由发光材料和透明介质组成的发光层；2为LED芯片。图2为交流电经过整流后得到的周期性脉冲波形。图3为方波构成的周期性脉冲波形。以下通过实施例形式的具体实施方式
，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施例方式实施例1-10采用表1的发光材料和市售单一 PN结LED芯片，采用通用封装技术得到的方波脉冲LED发光装置，脉冲频率为50赫兹，也就是脉冲周期为20ms。脉冲周期内电流接通时间为12. 5ms，关断时间为7. 5ms。以下实施例采用图3所述的脉冲驱动电流驱动。本发明驱动电流不限于图2或图3所述的脉冲驱动电流。本发明适用于方向不变， 大小随时间周期性改变的电流。即按照一定的时间规律，通电一段时间，然后又断电一段时间，又通电一段时间，然后又断电一段时间，如此反复。
实施例1-10表 权利要求
1.脉冲LED发光单元，包括采用脉冲电流驱动LED芯片和能够在此LED芯片激发下发光的发光材料，其特征在于所述发光材料的发光寿命是l-100mS。
2.如权利要求1所述的脉冲LED发光单元，其特征在于所述脉冲电流的频率优选为 50-150 赫兹。
3.如权利要求1或2所述的脉冲LED发光单元，其特征在于所述的发光材料的发光寿命是5-20ms。
4.如权利要求3所述的脉冲LED发光单元，其特征在于CaS:EU2+；CaS:Bi2+, Tm3+ ； ZnSiTb3+ ；CaSrS2: Eu2+, Dy3+ ；SrGa2S4: Dy3+ ；Ga2O3: Eu3+ ； (Y, Gd) BO3: Eu3+ ；Zn2SiO4 Mn2+ ； YB03:Tb3+ ；Y(V, P) O4: Eu3+ ； SrAl2O4 Eu2+ ； SrAl2O4 Eu2+，B ； SrAl2O4 Eu2+，Dy3+，B3+ ； Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+，B3+ ；BaAI2O4:Eu2+ ；CaAI2O4:Eu2+ ；Sr3SiO5:Eu2+, Dy3+ ；BaMgAl10O17:Eu2+, Mn2+ ； Tb (acac)2 (AA)phen ；Y2O2S = Eu3+ ;Y2Si05:Tb3+ ；SrGa2S4: Ce3+ ；Y3 (Al, Ga)5012:Tb3+ ； Ca2Zn4Ti15O36IPr3+ ；CaTiO3: Pr3+ ；Zn2P2O7: Tm3+ ；Ca2P2O7: Eu2+, Y3+ ；Sr2P2O7: Eu2+, Y3+ ；Lu2O3: Tb3+ ； Sr2Al6O11IEu2+ ；Mg2SnO4:Mn2+ ；CaAl2O4: Ce3+，Tb3+ ；Sr4Al14O25: Tb3+ ；Ca10 (PO4) 6 (F, Cl) 2: Sb3+, Mn2 ；Sr2MgSi2O7: Eu2+ ；Sr2CaSi2O7 Eu2+ ；Zn3 (P04) 2 Mn2+，Ga3+ ；CaO: Eu3+ ；Y2O2S: Mg2+, Ti3+ ； Y2O2S Sm3+ ；SrMg2 (PO4)2: Eu2+, GcT ；BaMg2 (PO4)2: Eu2+, Gd3+ ；Zn2SiO4: Mn2+，As5+ ；KLaF4: Er3+ ； CdSi03:Dy3+ ；MgSiO3: Eu2+，Mn2+ 中的一种或多种混合。
5.如权利要求1或2所述的脉冲LED发光单元，其特征在于所述的LED芯片发出的光是紫外、可见或红外光。
6.脉冲LED发光装置，其特征在于包括脉冲驱动电路和至少一个权利要求1-5任一项所述的脉冲LED发光单元。
7.根据权利要求6所述的LED发光装置，其特征在于LED发光装置还包括导光覆盖层。
8.根据权利要求7所述的LED发光装置，其特征在于所述导光覆盖层中掺有粒径小于5微米的非发光材料颗粒。
9.包括LED芯片和能够在此LED芯片激发下发光的发光材料的发光单元在制备脉冲 LED发光装置中的用途，其中所述发光材料的发光寿命是1 100ms，所述LED芯片是只包含一个发光PN结的LED芯片。
全文摘要
本发明涉及一种脉冲LED发光装置，属于脉冲LED发光装置制造技术领域。本发明脉冲LED光装置，包括LED芯片和能够在此LED芯片激发下发光的发光材料，其特征在于所述发光材料的发光寿命是1-100ms；其中所述LED发光单元采用脉冲电流驱动。本发明由于采用具有特定发光时间的发光材料，当电流周期变化时，发光并不随着激发光源的消失而消失，而会持续到下个周期开始，从而弥补了由于脉冲电流关断时导致的LED芯片的发光频闪的影响，使发光装置在脉冲周期的光输出保持稳定，从而消除了脉冲频闪发光对人眼的伤害。另外，由于在脉冲周期内LED芯片有一段时间不工作，使得其热效应下降，有效解决了芯片发热带来的难题。
文档编号F21Y101/02GK102466146SQ20101053832
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者刘北斗, 张明, 张立, 李东明, 杨冕, 罗文正, 赵昆 申请人:四川新力光源有限公司