一种白光发光二极管及其制作方法与流程

本发明涉及led技术领域，尤其涉及一种白光发光二极管及其制作方法。

背景技术：

发光二极管(lightemittingdiode，简称led)因其具有光效高、亮度高、体积小等特点已逐渐替代传统白炽灯。如图1所示，现有的白光发光二极管包括反光杯100、蓝光led芯片101和荧光胶体200，其中，蓝光led芯片101固定于反光杯100底部，荧光胶体200填充于反光杯100内，荧光胶体200内的红绿荧光粉201均匀覆盖于蓝光led芯片101的正面和反光杯100的底面。该白光发光二极管由蓝光led芯片101发射蓝光来激发荧光胶体200内的红绿荧光粉201产生红光和绿光，进而使得红光、绿光和蓝光混合成白光。但是，由于蓝光led芯片101为点光源，且荧光胶体200内的红绿荧光粉201均匀分布于蓝光led芯片101的正面，因而蓝光经过蓝光led芯片101正上方到达红绿荧光粉201表面的路径比蓝光经过蓝光led芯片101边缘到达红绿荧光粉201表面的路径短，致使蓝光led芯片101正上方所激发的光强度比该蓝光led芯片101边缘所激发出的光强度弱，进而使得该白光发光二极管呈现光色不均匀的白光，甚至出现比较严重的黄圈。另外，因蓝光led芯片101的侧面未被红绿荧光粉201覆盖，使得蓝光led芯片101侧面发出的蓝光不能被利用，现有的白光发光二极管还存在漏蓝光的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的一种白光发光二极管及其制作方法，能够使白光发光二极管呈现光色均匀的白光，避免出现黄圈，且还能有效利用蓝光led芯片侧面发出的蓝光，防止漏蓝光。

为解决上述技术问题，本发明的一种白光发光二极管，包括：至少一个蓝光led芯片、反光杯和荧光胶体；其中，

所述至少一个蓝光led芯片固定于所述反光杯的腔体底壁，所述荧光胶体填充于所述反光杯的腔体内，所述荧光胶体包括荧光转换粒子；

所述荧光转换粒子在每个蓝光led芯片外形成有一荧光转换粒子团簇，每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁的部分区域；

每个所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，以使对应的蓝光led芯片发出的蓝光经所述荧光胶体后得到光色均匀的白光；所述第一方向为由所述对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向。

作为上述方案的改进，所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第二方向递减，所述第二方向为由所述对应的蓝光led芯片的中心到所述荧光转换粒子团簇表面的径向。

作为上述方案的改进，所述荧光转换粒子包括红绿荧光粉或黄色荧光粉。

作为上述方案的改进，所述反光杯包括金属基材层、两个金属反光层和两个塑胶反光块；其中，

所述两个金属反光层层叠于所述金属基材层上，所述两个金属反光层之间形成有缺口；

所述两个塑胶反光块分别设置于所述两个金属反光层上，且与所述两个金属反光层及所述金属基材层形成一个碗杯状腔体；

每个所述蓝光led芯片通过两个电热连接层分别与所述两个金属反光层连接。

作为上述方案的改进，所述两个金属反光层的部分区域未被所述两个塑胶反光块的底面覆盖，且未被所述荧光转换粒子团簇覆盖。

本发明还提供一种白光发光二极管的制作方法，包括如下步骤：

在反光杯的腔体底壁固定设置至少一个蓝光led芯片；

在所述至少一个蓝光led芯片上涂覆荧光胶体，并使所述荧光胶体在每个蓝光led芯片上呈半球型；其中，所述荧光胶体内具有荧光转换粒子；

采用沉降工艺对所述荧光胶体进行离心沉降处理，使得所述荧光转换粒子在每个所述蓝光led芯片外形成一荧光转换粒子团簇；其中，每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁的部分区域；所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，所述第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向；

对离心沉降处理后的荧光胶体进行固化，得到白光发光二极管。

作为上述方案的改进，所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第二方向递减，所述第二方向为所述对应的蓝光led芯片的中心到所述荧光转换粒子团簇表面的径向。

作为上述方案的改进，所述荧光转换粒子团簇覆盖所述反光杯腔体底壁的面积通过所述荧光胶体的粘度、触变指数或所述沉降工艺中的离心力来控制；其中，

所述面积与所述荧光胶体的粘度具有负相关关系；

所述面积与所述荧光胶体的触变指数具有正相关关系；

所述面积与所述沉降工艺中的离心力的大小具有正相关关系。

作为上述方案的改进，所述荧光胶体的粘度位于500mpa·s～20000mpa·s内；

或者，所述荧光胶体的触变指数位于1.0～3.0内；

或者，所述沉降工艺中离心沉降的速率位于500rpm～10000rpm内。

作为上述方案的改进，所述荧光胶体为硅胶、环氧树脂和丙烯酸树脂中的一种或多种组成。

本发明的一种白光发光二极管及其制作方法，具有如下有益效果：由于在每个蓝光led芯片外形成有一荧光转换粒子团簇，每个荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且每个荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到该对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向，使得每个蓝光led芯片正上方的荧光转换粒子浓度高于该蓝光led芯片边缘的荧光转换粒子浓度，且该蓝光led芯片正面的荧光转换粒子浓度沿第一方向递减，进而使得该蓝光led芯片正面激发出光的强度均匀分布，该蓝光led芯片正上方所激发的光强度与该蓝光led芯片正面边缘所激发的光强度相同，该白光发光二极管的呈现光色均的白光，能够极大的改善白光发光二极管光色不均匀，有效避免出现黄圈。另外，因为每个荧光转换粒子团簇包裹于对应的蓝光led芯片外，且覆盖反光杯腔体底壁的部分区域，则每个蓝光led芯片的侧面被荧光转换粒子包裹，使得该白光发光二极管能够有效利用蓝光led芯片侧面发出的蓝光，提高白光发光二极管的发光效率，且避免出现漏蓝光的问题。

附图说明

图1是现有的白光发光二极管的结构示意图。

图2是本发明的一种白光发光二极管一实施例的结构示意图。

图3是本发明的一实施例中白光发光二极管的俯视图。

图4是本发明的一种白光发光二极管另一实施例的俯视图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明提供一种白光发光二极管，该白光发光二极管包括：至少一个蓝光led芯片、反光杯和荧光胶体；其中，所述至少一个蓝光led芯片固定于所述反光杯的腔体底壁，所述荧光胶体填充于所述反光杯的腔体内，所述荧光胶体包括荧光转换粒子；所述荧光转换粒子在每个蓝光led芯片外形成有一荧光转换粒子团簇，每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁的部分区域；每个所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，以使对应的蓝光led芯片发出的蓝光经所述荧光胶体后得到光色均匀的白光；所述第一方向为由所述对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向。

在本发明的白光发光二极管中，由于在每个蓝光led芯片外形成有一荧光转换粒子团簇，每个荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且每个荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到该对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向，使得每个蓝光led芯片正上方的荧光转换粒子浓度高于该蓝光led芯片边缘的荧光转换粒子浓度，且该蓝光led芯片正面的荧光转换粒子浓度沿第一方向递减，进而使得该蓝光led芯片正面激发出光的强度均匀分布，该蓝光led芯片正上方所激发的光强度与该蓝光led芯片正面边缘所激发的光强度相同，该白光发光二极管的呈现光色均的白光，能够极大的改善白光发光二极管光色不均匀，有效避免出现黄圈。另外，因为每个荧光转换粒子团簇包裹于对应的蓝光led芯片外，且覆盖反光杯腔体底壁的部分区域，则每个蓝光led芯片的侧面被荧光转换粒子包裹，使得该白光发光二极管能够有效利用蓝光led芯片侧面发出的蓝光，提高白光发光二极管的发光效率，且避免出现漏蓝光的问题。

在具体实施过程中，该白光发光二极管中包括一个蓝光led芯片、两个蓝光led芯片和多个蓝光led芯片。下面结合具体实施例和附图以白光发光二极管包括一个蓝光led芯片和两个蓝光led芯片为例，对该白光发光二极管进行详细说明，可以理解的，该白光发光二极管包括多个蓝光led芯片的结构可通过其包括两个蓝光led芯片推导得出，因此不再赘述。

实施例1

请参见图2，是本发明的一种白光发光二极管一实施例的结构示意图。

如图2和图3所示，该一种白光发光二极管，包括：一个蓝光led芯片1、反光杯2和荧光胶体3；其中，所述蓝光led芯片1固定于所述反光杯2的腔体底壁，所述荧光胶体3填充于所述反光杯2的腔体内，所述荧光胶体3包括荧光转换粒子31和高分子保护胶体32；所述荧光转换粒子31在所述蓝光led芯片1外形成有荧光转换粒子团簇，所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯2腔体底壁的部分区域；所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子31的浓度沿第一方向递减，以使对应的蓝光led芯片1发出的蓝光经所述荧光胶体3后得到光色均匀的白光；所述第一方向为由所述对应的蓝光led芯片1正面的中心到所述对应的蓝光led芯片1正面的边缘的方向。

其中，所述荧光转换粒子31包括红绿荧光粉或黄色荧光粉。

在该白光发光二极管中，当荧光转换粒子31为红绿荧光粉时，蓝光led芯片1发出蓝光，其中部分蓝光激发荧光转换粒子团簇中的红绿荧光粉产生红光和绿光，另一部分蓝光与红光和绿光混合形成白光；当荧光转换粒子31为黄色荧光粉时，蓝光led芯片1发出的部分蓝光激发荧光转换粒子团簇中的黄色荧光粉产生黄光，另一部分蓝光与黄光混合形成白光。

进一步地，为了进一步提高该白光发光二极管光色的均匀度，该荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子31的浓度沿第二方向递减，第二方向为由蓝光led芯片1的中心到荧光转换粒子团簇表面的径向，使得该白光发光二极管所激发出的光强度沿第二方向递减，以便均匀混光。

优选地，如图2所示，该反光杯2包括金属基材层23、两个金属反光层22和两个塑胶反光块21；其中，两个金属反光层22层叠于金属基材层23上，两个金属反光层22之间形成有缺口221，该缺口221用于对两个金属反光层22进行绝缘隔离；两个塑胶反光块21分别设置于两个金属反光层22上，且与两个金属反光层22及金属基材层23形成一个碗杯状腔体；蓝光led芯片1通过两个电热连接层221分别与两个金属反光层22连接。

进一步地，为了增加该白光发光二极管的发光效率，两个金属反光层22的部分区域未被两个塑胶反光块21的底面覆盖，且未被荧光转换粒子团簇覆盖，使得该两个金属反光层22的部分区域能对转换后的白光进行反射，以提高该白光发光二极管发光效率。

实施例2

请参见图4，是本发明一种白光发光二极管的另一实施例的俯视图。

该白光发光二极管与实施例1中的白光发光二极管的结构相似，其不同之处在于，该白光发光二极管包括两个蓝光led芯片1，每个蓝光led芯片1通过两个电热连接层分别与两个金属反光层连接。

在该实施例的白光发光二极管中，由于在反光杯2的腔体底壁设置有两个蓝光led芯片1，可增加白光发光二极管的发光强度，使得白光发光二极管发出的白光不仅均匀，而且发光强度更大。

需要说明的，当蓝光led芯片1的正面为正方形时，每个蓝光led芯片1外的荧光转换粒子团簇呈半球状；当蓝光led芯片1的正面为长方形时，每个蓝光led芯片1外的荧光转换粒子团簇呈类半球状，例如，该类半球状可以是椭球状。可以理解的，这里仅仅以蓝光led芯片1的正面为正方形和长方形时，荧光转换粒子31团簇的形状进行举例说明，并不是对蓝光led芯片1的正面形状和荧光转换粒子31团簇的形状进行具体限定。

在上述实施例中，金属基材层23包括金属铜层；金属反光层22包括镀金层或镀银层；塑胶反光块21采用pct(poly1,4-cyclohexylenedimethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)、smc(sheetmoldingcompound，片状模塑料)、ppa(polyphthalamid，聚邻苯二甲酰胺)或emc(epoxymoldingcompound，环氧树脂)制成；高分子保护胶体32包括硅胶、环氧树脂和丙烯酸树脂中的一种或多种组成。

本发明还提供一种白光发光二极管的制作方法，包括如下步骤：

s1、在反光杯的腔体底壁固定设置至少一个蓝光led芯片；

s2、在所述至少一个蓝光led芯片上涂覆荧光胶体，并使所述荧光胶体在每个蓝光led芯片上呈半球型；其中，所述荧光胶体包括高分子保护胶体和荧光转换粒子；

s3、采用沉降工艺对所述荧光胶体进行离心沉降处理，使得所述荧光转换粒子在每个所述蓝光led芯片外形成一荧光转换粒子团簇；其中，每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁的部分区域；所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，所述第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向；

s4、对离心沉降处理后的荧光胶体进行固化，得到白光发光二极管。

与现有技术相比，本发明的白光发光二极管的制作方法，通过采用沉降工艺，使得涂覆于每个蓝光led芯片外的荧光胶体中的荧光转换粒子团聚于蓝光led芯片外，形成呈半球体或类半球体的荧光转换粒子团簇，且该荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，该第一方向为由蓝光led芯片正面的中心到其正面的边缘的方向，进而使得该蓝光led芯片正面激发出光的强度均匀分布，该蓝光led芯片正上方所激发的光强度与该蓝光led芯片正面边缘所激发的光强度相同，该白光发光二极管的呈现光色均的白光，极大的改善白光发光二极管光色不均匀，有效避免出现黄圈。另外，因为每个荧光转换粒子团簇包裹于对应的蓝光led芯片外，且覆盖反光杯腔体底壁的部分区域，则每个蓝光led芯片的侧面被荧光转换粒子包裹，使得该白光发光二极管能够有效利用蓝光led芯片侧面发出的蓝光，提高白光发光二极管的发光效率，且避免出现漏蓝光的问题。此外，在本发明的白光发光二极管的制作方法中，当荧光胶体涂覆在每个蓝光led芯片上时，该荧光胶体内的荧光转换粒子均匀分布，则通过先在蓝光led芯片上涂覆荧光胶体并使荧光胶体在每个蓝光led芯片上呈半球型，可有效控制荧光胶体的用量；再采用沉降工艺对荧光胶体进行离心沉降处理，能够对荧光胶体内荧光转换粒子的分布进行控制，进而可以降低荧光胶体内荧光转换粒子的使用量，降低成本。

进一步地，为了进一步提高该白光发光二极管光色的均匀度，在步骤s3中，所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第二方向递减，所述第二方向为所述对应的蓝光led芯片的中心到所述荧光转换粒子团簇表面的径向，使得该白光发光二极管所激发出的光强度沿第二方向递减，以便均匀混光。

进一步地，在步骤s3中，所述荧光转换粒子团簇覆盖所述反光杯腔体底壁的面积通过所述荧光胶体的粘度、触变指数或所述沉降工艺中的离心力来控制，便于控制荧光转换粒子团簇覆盖反光杯腔体底壁的面积；其中，所述面积与所述荧光胶体的粘度具有负相关关系；所述面积与所述荧光胶体的触变指数具有正相关关系；所述面积与所述沉降工艺中的离心力的大小具有正相关关系。例如，当荧光胶体的触变指数相同、沉降工艺中的离心力相同时，在一定的粘度范围内，荧光胶体的粘度越大，荧光转换粒子团簇覆盖反光杯腔体底壁的面积越小；当荧光胶体的粘度相同、沉降工艺中的离心力相同时，荧光胶体的触变指数越大，荧光胶体越容易形变，使得在对荧光胶体进行离心沉降后，荧光转换粒子团簇覆盖反光杯腔体底壁的面积越大；当荧光胶体的粘度相同、触变指数相同时，沉降工艺中的离心力越大，荧光转换粒子团簇覆盖反光杯腔体底壁的面积越大。

进一步地，所述荧光胶体的粘度位于500mpa·s～20000mpa·s内；或者，所述荧光胶体的触变指数位于1.0～3.0内；或者，所述沉降工艺中离心沉降的速率位于500rpm～10000rpm内。

进一步地，所述反光杯包括金属基材层、两个金属反光层和两个塑胶反光块；其中，所述两个金属反光层层叠于所述金属基材层上，所述两个金属反光层之间形成有缺口；所述两个塑胶反光块分别设置于所述两个金属反光层上，且与所述两个金属反光层及所述金属基材层形成一个碗杯状腔体。

接下来，结合具体的实施例对本发明的白光发光二极管的制作方法中沉降工艺的工艺条件进行说明。

实施例3

本发明的一种白光发光二极管的制作方法，包括如下步骤：

s11、在反光杯的腔体底壁通过电热连接层连接至少一个蓝光led芯片；其中，该反光杯的金属基材层为金属铜层，金属反光层为镀银层，塑胶反光块由emc制成；

s21、在所述至少一个蓝光led芯片上涂覆荧光胶体，并使所述荧光胶体在每个蓝光led芯片上呈半球型；其中，所述荧光胶体中的高分子保护胶体为硅胶，所述荧光胶体中的荧光转换粒子为氮氧化物绿色荧光粉和含氟红色荧光粉；所述荧光胶体的粘度为5000mpa·s，触变指数为1.2；

s31、采用沉降工艺对所述荧光胶体进行离心沉降处理，使得所述荧光转换粒子在每个所述蓝光led芯片外形成一荧光转换粒子团簇；其中，所述离心沉降的速率为500rpm；每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁面积的2/3；所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，所述第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向；

s4、对沉降处理后的荧光胶体进行固化，得到白光发光二极管。

实施例4

本发明的一种白光发光二极管的制作方法，包括如下步骤：

s12、在反光杯的腔体底壁通过电热连接层连接至少一个蓝光led芯片；其中，该反光杯的金属基材层为金属铜层，金属反光层为镀金层，塑胶反光块由pct制成；

s22、在所述至少一个蓝光led芯片上涂覆荧光胶体，并使所述荧光胶体在每个蓝光led芯片上呈半球型；其中，所述荧光胶体中的高分子保护胶体为环氧树脂，所述荧光胶体中的荧光转换粒子为yag绿色荧光粉、luag绿色荧光粉和氮化物红色荧光粉；所述荧光胶体的粘度为500mpa·s，触变指数为1.0；

s32、采用沉降工艺对所述荧光胶体进行离心沉降处理，使得所述荧光转换粒子在每个所述蓝光led芯片外形成一荧光转换粒子团簇；其中，所述离心沉降的速率为3000rpm；每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁面积的3/4；所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，所述第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向；

s4、对沉降处理后的荧光胶体进行固化，得到白光发光二极管。

实施例5

本发明的一种白光发光二极管的制作方法，包括如下步骤：

s13、在反光杯的腔体底壁通过电热连接层连接至少一个蓝光led芯片；其中，该反光杯的金属基材层为金属铜层，金属反光层为镀金层，塑胶反光块由smc制成；

s23、在所述至少一个蓝光led芯片上涂覆荧光胶体，并使所述荧光胶体在每个蓝光led芯片上呈半球型；其中，所述荧光胶体中的高分子保护胶体为丙烯酸树脂，所述荧光胶体中的荧光转换粒子为硅酸盐γ-alon:eu²⁺绿色荧光粉和srlial3n4:eu²⁺红色荧光粉；所述荧光胶体的粘度为20000mpa·s，触变指数为3.0；

s33、采用沉降工艺对所述荧光胶体进行离心沉降处理，使得所述荧光转换粒子在每个所述蓝光led芯片外形成一荧光转换粒子团簇；其中，所述离心沉降的速率为10000rpm；每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁面积的1/4；所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，所述第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向；

s4、对沉降处理后的荧光胶体进行固化，得到白光发光二极管。

实施例6

本发明的一种白光发光二极管的制作方法，包括如下步骤：

s14、在反光杯的腔体底壁通过电热连接层连接至少一个蓝光led芯片；其中，该反光杯的金属基材层为金属铜层，金属反光层为镀金层，塑胶反光块由ppa制成；

s24、在所述至少一个蓝光led芯片上涂覆荧光胶体，并使所述荧光胶体在每个蓝光led芯片上呈半球型；其中，所述荧光胶体中的高分子保护胶体为硅胶，所述荧光胶体中的荧光转换粒子为gayag绿色荧光粉和qd红色荧光粉；所述荧光胶体的粘度为10000mpa·s，触变指数为1.5；

s34、采用沉降工艺对所述荧光胶体进行离心沉降处理，使得所述荧光转换粒子在每个所述蓝光led芯片外形成一荧光转换粒子团簇；其中，所述离心沉降的速率为7000rpm；每个所述荧光转换粒子团簇呈半球体或类半球体，且覆盖所述反光杯腔体底壁面积的1/2；所述荧光转换粒子团簇中荧光转换粒子的浓度沿第一方向递减，所述第一方向为由对应的蓝光led芯片正面的中心到所述对应的蓝光led芯片正面的边缘的方向；

s4、对沉降处理后的荧光胶体进行固化，得到白光发光二极管。

在本发明的上述实施例中，蓝光led芯片为倒装型蓝光led芯片。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。