专利名称：白光发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED发光领域，且特别是有关于一种白光发光装置。
背景技术：
白光LED作为新型照明光源，其工作原理是利用蓝光芯片与黄色的荧光粉组合(或其它组合方式)来获得白光。传统的LED封装是将硅胶或树脂与荧光粉混合后直接涂覆在蓝光芯片表面，然而这种封装方式有其固有的缺点。LED器件的散热不畅会导致器件工作温度升高，使得荧光体的发光波长发生漂移，发光强度下降。另一方面，荧光粉颗粒也会反射一部分光线进入蓝光芯片，影响了发光器件的光效。而远程封装(也称远程激发)技术中在发光装置的出光处使用含有荧光体涂层的有机板材或玻璃板材来进行波长转换并经混光获得白光。在远程封装技术中蓝光芯片的安置区域与光转换涂层区域的面积一般有较大差异，因此光转换涂层区域单位面积上接收的蓝光光通量会有较大差异，难以做到整个光转换涂层区域完成波长转换并混光后获得的白光都具有相同的质量(如色温及显色指数等)。此外，为了做到光线照射区域扩大，并获得均匀的光照效果，需要对发光装置奢华的进行二次光学设计(如路灯等)，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白光发光装置，可以有效避免上述利用传统的LED封装工艺及远程封装工艺所制造的发光装置中出现的器件光效下降、荧光体发光特性劣化、光照不均匀、光线照射区域狭窄及需要二次光学设计等缺陷。为达上述目的，本发明提出一种白光发生装置，包括:底座、蓝光LED芯片、反光罩和波长转换组件，反光罩的两端分别连接底座和波长转换组件，蓝光LED芯片设置在底座面对波长转换组件的一面，且蓝光LED芯片的电极引线穿出底座，波长转换组件的一个表面上涂覆含荧光体的涂层，其中波长转换组件和底座呈曲面形状，两者横截面的轮廓线是圆弧、抛物线、双曲线、椭圆或任意弧线的一部分。进一步，其中波长转换组件和底座是球面、双曲面、椭圆面、卵形面或抛物面的凸面型的板材或为柱面型板材。进一步，其中波长转换组件和底座呈一类或大致一类的形状，无需二次光学设计可以增加光线的照射范围，获得均匀的光照。进一步，其中当涂层的折射率小于波长转换组件的折射率时，波长转换组件涂有涂层的一面朝向底座，当涂层的折射率大于波长转换组件的折射率时，波长转换组件没有涂有涂层的一面朝向底座。进一步，其中蓝光LED芯片为单颗芯片。进一步，其中蓝光LED芯片为一组串联、并联或混联的芯片。进一步，蓝光LED芯片组中均匀安放一些红光LED芯片。进一步，其中蓝光LED芯片是Al2O3衬底上生长的蓝光LED芯片、SiC衬底上生长的蓝光LED芯片、或Si衬底上生长的蓝光LED芯片、或是在Al2O3衬底、SiC衬底或Si衬底上生长后转移到其他基板上的蓝光LED芯片。进一步，其中波长转换组件是透明树脂板或玻璃板。上述含荧光体的涂层是含荧光体有机涂层或荧光玻璃涂层。进一步，其中荧光体是LED黄色荧光粉。为了提高白光的显色指数，荧光体也可以是任意比例的LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物、或任意比例的LED黄色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物。进一步，其中包含荧光体的涂层采用2层结构，且每层结构的厚度是3微米至5毫米。进一步，其中上述2层结构的荧光体分别是LED绿色荧光粉和LED红色荧光粉。进一步，其中上述2层结构的荧光体分别是LED黄色荧光粉和LED红色荧光粉。进一步，其中为增强反射效果，反射罩内部反射面上镀有金属薄膜。本发明的有益效果如下:(I)LED蓝光芯片表面未涂覆含荧光体的硅胶或树脂，因此散热问题大为缓解。(2)发光装置中含有荧光体的涂层远离LED蓝光芯片，因此荧光体因器件散热问题导致的发光波长漂移及发光强度下降等问题可以有效缓解。(3)解决传统远程封装技术中波长转换涂层接收蓝光的光通量不均匀的问题。(4)在保证光照均匀的前提下不需要二次光学设计就可以有效增加发光装置的光线照射区域的面积。
图1是本发明第一实施例的白光发光装置的结构示意图。图2是本发明第二实施例的白光发光装置的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。图1为本发明实施例1的白光发光装置的示意图。白光发光装置包括:底座13、蓝光LED芯片15、反光罩11和波长转换组件14 ;图中轮廓线1、2、3、4围成的区域为底座13，呈圆柱面形；图中轮廓线5、6、7、8围成的区域为含荧光体涂层的波长转换组件14，呈圆柱面型；图中轮廓线1、6、9、11围成的区域，轮廓线2、5、11、12围成的区域，轮廓线4、7、10、12围成的区域及轮廓线3、8、9、10围成的区域为光线反射罩的组成部分。其中，反光罩11的两端分别连接底座13和波长转换组件14，蓝光LED芯片15设置在底座13面对波长转换组件14的一面，且蓝光LED芯片15的电极引线穿出底座13，波长转换组件14的一个表面上涂覆含荧光体的玻璃涂层，包含荧光体的玻璃涂层的折射率小于波长转换组件14的折射率，此时，波长转换组件14有玻璃涂层的一面朝向底座13上的蓝光LED芯片15，以提高发光器件的白光提取效率。其中透明基板和底座呈一类或大致一类的形状，只是尺寸不同。蓝光LED芯片均匀分布于圆柱面形的底座13上；蓝光LED芯片15为一组串联、并联或混联的芯片；蓝光LED芯片15是宝石(Al2O3)衬底上生长的蓝光LED芯片，或SiC衬底上生长的蓝光LED芯片，或Si衬底上生长的蓝光LED芯片，或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被转移到其他基板上而形成的蓝光LED芯片。其中波长转换组件是透明树脂板或玻璃板。透明树脂板材质为亚克力(PMMA)、PMMA合金树脂、聚碳酸酯PC、PC合金树脂、环氧、丁苯、苯砜树脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光学树脂、尼龙或PC增强的PMMA或MS树脂；玻璃板是有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃，或利用有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃制备成的磨砂玻璃。含荧光体的涂层是含荧光体有机涂层或荧光玻璃涂层。其中荧光体是LED黄色荧光粉。为了提高白光的显色指数，荧光体也可以是任意比例的LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物、或任意比例的LED黄色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物。进一步，其中包含荧光体的涂层采用2层结构，且每层结构的厚度是3微米至5毫米。2层结构的荧光体分别是LED绿色荧光粉和LED红色荧光粉，或LED黄色荧光粉和LED红色荧光粉。为了增强反射效果，反射罩内部反射面上镀有金属薄膜。为了提高白光的显色指数，还可以在蓝光芯片组中均匀安放一些红光LED芯片来调节发光装置所发出光线的色温，此时荧光体涂层可以只包含黄色荧光粉；红光LED芯片所发红光的光通量与红光LED芯片所发红光的光通量与蓝光LED芯片所发蓝光的光通量的总和之比为0.3% 27%。红光LED芯片可以是III/V族化合物半导体红光芯片(如InGaAlP)或其衍生品种。波长转换组件接收来自蓝光芯片(组)15发出的蓝光激发荧光体发出黄色光线，或黄光与红光的混合光线，或绿光与红光的混合光线；荧光体受激发出的光线与蓝光芯片15发出的部分蓝光混合获得白光。图2是本发明第二实施例的白光发光装置的结构示意图。白光发光装置包括:底座16、蓝光LED芯片19、反光罩17和波长转换组件18，本实施例与第一实施例的区别主要在于波长转换组件18呈球面型。当然在其他实施例中，波长转换组件和底座也可以是双曲面、椭圆面、卵形面、抛物面的凸面型、或柱面型的板材。当底座和波长转换组件是球面或类球面的凸面型板材时，反光罩是半圆锥型；当底座和波长转换组件是圆柱面或类圆柱面型的板材时，底座连同与其相连的其它附件的表面起反光罩的作用。本发明利用蓝光LED芯片发出的蓝光照射含有荧光体涂层的透明基板(波长转换组件)来获得白光，缓解了散热问题，荧光体也不会出现因器件散热问题导致的发光波长漂移及发光效率下降等现象；利用呈曲面均匀分布的蓝光光源及呈曲面形状的光转换涂层获得均匀的白光，且白光照射区域可以有效扩大；发光装置在结构上不需要二次光学设计就可以获得大面积的均匀光照。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种白光发生装置，其特征在于，包括:底座、蓝光LED芯片、反光罩和波长转换组件，反光罩的两端分别连接底座和波长转换组件，蓝光LED芯片设置在底座面对波长转换组件的一面，且蓝光LED芯片的电极引线穿出底座，波长转换组件的一个表面上涂覆含荧光体的涂层，其中波长转换组件和底座呈曲面形状，两者横截面的轮廓线是圆弧、抛物线、双曲线、椭圆或任意弧线的一部分。
2.根据权利要求1所述的白光发生装置，其特征在于，其中波长转换组件和底座是球面、双曲面、椭圆面、卵形面或抛物面的凸面型的板材或为柱面型板材，且波长转换组件和底座呈一类或大致一类的形状。
3.根据权利要求1所述的白光发生装置，其特征在于，其中当涂层的折射率小于波长转换组件的折射率时，波长转换组件涂有涂层的一面朝向底座，当涂层的折射率大于波长转换组件的折射率时，波长转换组件没有涂有涂层的一面朝向底座。
4.根据权利要求1所述的白光发生装置，其特征在于，其中蓝光LED芯片为单颗芯片。
5.根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于，其中蓝光LED芯片为一组串联、并联或混联的芯片。
6.根据权利要求5所述的白光发光装置,其特征在于,其中蓝光LED芯片组中均勻安放一些红光LED芯片。
7.根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于，其中蓝光LED芯片是Al2O3衬底上生长的蓝光LED芯片、SiC衬底上生长的蓝光LED芯片、或Si衬底上生长的蓝光LED芯片、或是在Al2O3衬底、SiC衬底或Si衬底上生长后转移到其他基板上的蓝光LED芯片。
8.根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于，其中波长转换组件是透明树脂板或玻璃板，上述含荧光体的涂层是含荧光体有机涂层或荧光玻璃涂层；反射罩内部反射面上镀有金属薄膜。
9.根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于，荧光体是LED黄色荧光粉，或是任意比例的LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物，或是任意比例的LED黄色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物。
10.根据权利要求1所述的白光LED发光装置，其特征在于，包含荧光体的玻璃涂层采用2层结构，且每层结构厚度是3微米至5毫米，且上述2层结构的荧光体分别是LED绿色荧光粉和LED红色荧光粉、或分别是LED黄色荧光粉和LED红色荧光粉。
全文摘要
本发明提供一种白光发生装置，包括底座、蓝光LED芯片、反光罩和波长转换组件,反光罩的两端分别连接底座和波长转换组件，蓝光LED芯片设置在底座面对波长转换组件的一面，且蓝光LED芯片的电极引线穿出底座，波长转换组件的一个表面上涂覆含荧光体的涂层，其中透明基板和底座呈曲面形状，两者横截面的轮廓线是圆弧、抛物线、双曲线、椭圆或任意弧线的一部分。本发明的白光发光装置，可以有效避免利用传统的LED封装工艺及远程封装工艺所制造的发光装置中出现的器件光效下降、荧光体发光特性劣化、光照不均匀、光线照射区域狭窄及需要二次光学设计等缺陷。
文档编号H01L25/075GK103078048SQ201310006398
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者钱志强 申请人:南通脉锐光电科技有限公司