CN102237474A

CN102237474A - 一种白光led

Info

Publication number: CN102237474A
Application number: CN2010101660621A
Authority: CN
Inventors: 周超瑛
Original assignee: Zhejiang Xiongbang Energy-saving Products Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Xiongbang Energy-saving Products Co Ltd
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-11-09

Abstract

本发明公开了一种一种白光LED，包含LED芯片、杯形芯片底座、荧光粉及封装材料，其特征在于荧光粉与封装材料混合且层状分布。所述荧光粉与封装材料混合中还含有散射物质。所述层数量大于2。紧邻芯片上的第一层上有密度小的散射物质和荧光粉，第二层紧接第一层，有最大密度的散射物质和荧光粉，第三层散射物质和荧光粉密度较第二层小，之后各层散射物质和荧光粉密度逐渐变小。本发明获得LED光发出高度均匀，光效提高20％，发光角度广，获得与传统电子荧光灯相似外形，光线柔和。

Description

一种白光LED

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及荧光粉及散射物质在LED中的配置。

背景技术

当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。

目前，中国半导体照明产业发展向好，外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元，已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国，新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特色，其中户外照明发展最快，已有上百家LED企业并建设了几十条示范道路，但在室内通用照明市场方面仍显落后。

白光LED由于其显色性显色性及光线自然度好备受青睐，白光LED一般采用两种方法形成。第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。第一种方法产生白光的***激发芯片发光和荧光粉封装在一起，当荧光粉受蓝光激发后发出白光第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起，通过各色光混合而产生白光。

第二种方法结构复杂成本高；现普遍采用第一种方法，传统的LED白光转化是在灯杯上方设置荧光粉层，或将荧光粉层紧邻芯片涂覆。

传统转化方式是最低效的，不仅使部分发出的光重新进入LED芯片，而且从斯托克位移中损耗的辐射能进一步提高芯片温度.从而大大降低发光效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是以低能耗获取均匀白光；减少因斯托克位移辐射使芯片温度降低提高芯片发光效率。

本发明所述白光LED技术方案为，白光LED包含LED芯片、杯形芯片底座、荧光粉及封装材料，其特征在于荧光粉与封装材料混合且层状分布。

本发明所述荧光粉与封装材料混合中还含有散射物质，可以使得芯片发射光在封装材料中多次激发荧光粉提高转化率，光的转换和散射都会适应实际产品应用需要从不用层面上，不同角度上被激发，获得均匀白光。

本发明于所述层数量大于2紧邻芯片上的为第一层上有密度小的散射物质和荧光粉，致使在封装材料表面上激发出相当均匀的光，其中含有大量蓝光以及第一批被转换的光，第二层紧接第一层，有最大密度的散射物质和荧光粉，第三层散射物质和荧光粉密度较第二层小，之后各层散射物质和荧光粉密度逐渐变小。离芯片距离越大，转会的可能性就越小，因为上层物质的荧光粉微粒较少。

本发明所述第一层与第二层上散射物质和荧光粉密度比为1∶4第二层之后各层散射物质和荧光粉密度呈半数递减。

本发明所述第一层封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为100∶4∶1。

本发明所述散射物质为纳米Al₂O₃、SiO₂和CaO颗粒.所述荧光粉为本领域常用荧光粉根据LED芯片配型选用。

本发明所述LED芯片为GaN基芯片。GaN是极稳定的化合物，又是坚硬的高熔点材料，熔点约为1700℃，GaN具有高的电离度，在Ⅲ-Ⅴ族化合物中是最高的(0.5或0.43)。在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。它在一个无胞中有4个原子，原子体积大约为GaAs的一半。因为其硬度高，又是一种良好的涂层保护材料。

本发明所述封装材料为环氧树脂或有机硅。

本发明有益效果：

(1)正是因为灯光内部的散射物质和转换物质在三维空间里以层式分布，且层与层之间物质密度由下往上逐步减小，加上辐射光的反射作用，确保灯光发出高度均匀的光。

(2)与传统的“转换物质过于贴近芯片”的封装技术相比，该项新技术能够提高20％的光效。

(3)由上往下俯视(15°到-15°)，呈现出光线逐步减弱，最大强度仅为25°到45°之间，光的最大角度不超过180°。

(4)光线所及区域是普通LED封装技术所及的好几倍，所以本发明技术中光给人的舒适度明显增加，刺眼的光也大大减少。

(5)多层封装可使得LED外形尺寸达数厘米，致使生产表面与CFL节能灯相似的LED灯泡。

具体实施方式

实施列1

环氧树脂、纳米Al₂O₃、荧光粉的质量比为100∶4∶1混合涂覆于GaN芯片上的灯杯内，获得第一层转化层，紧邻第二层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为25∶4∶1；第三层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为50∶4∶1；层厚0.3cm，封装固定，获得LED灯。

实施列2

环氧树脂、纳米SiO₂、荧光粉的质量比为100∶4∶1混合涂覆于GaN芯片上的灯杯内，获得第一层转化层，紧邻第二层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为25∶4∶1；第三层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为50∶4∶1；层厚0.4cm，封装固定，获得LED灯。

实施列3

环氧树脂、纳米CaO、荧光粉的质量比为100∶4∶1混合涂覆于GaN芯片上的灯杯内，获得第一层转化层，紧邻第二层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为25∶4∶1；第三层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为50∶4∶1；层厚0.5cm，封装固定，获得LED灯。

实施列4

有机硅、纳米Al₂O₃、荧光粉的质量比为100∶4∶1混合涂覆于GaN芯片上的灯杯内，获得第一层转化层，紧邻第二层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为25∶4∶1；第三层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为50∶4∶1；层厚0.7cm，封装固定，获得LED灯。

实施列5

有机硅、纳米SiO₂、荧光粉的质量比为100∶4∶1混合涂覆于GaN芯片上的灯杯内，获得第一层转化层，紧邻第二层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为25∶4∶1；第三层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为50∶4∶1；层厚0.8cm，封装固定，获得LED灯。

实施列6

有机硅、纳米CaO、荧光粉的质量比为100∶4∶1混合涂覆于GaN芯片上的灯杯内，获得第一层转化层，紧邻第二层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为25∶4∶1；第三层：封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为50∶4∶1；层厚1.0cm，封装固定，获得LED灯。

Claims

1.一种白光LED，包含LED芯片、杯形芯片底座、荧光粉及封装材料，其特征在于荧光粉与封装材料混合且层状分布。

2.如权利要求1所述的白光LED，其特征在于所述荧光粉与封装材料混合中还含有散射物质。

3.如权利要求2所述的白光LED，其特征在于所述层数量大于2，所述层厚度为0.3-1.0cm。

4.如权利要求3所述的白光LED，其特征在于紧邻芯片上的第一层上有密度小的散射物质和荧光粉，第二层紧接第一层，有最大密度的散射物质和荧光粉，第三层散射物质和荧光粉密度较第二层小，之后各层散射物质和荧光粉密度逐渐变小。

5.如权利要求4所述的白光LED，其特征在于所述第一层与第二层上散射物质和荧光粉密度比为1∶4。

6.如权利要求5所述的白光LED，其特征在于所述第二层之后各层散射物质和荧光粉密度呈半数递减。

7.如权利要求6所述的白光LED，其特征在于所述第一层封装材料、散射物质、荧光粉的质量比为100∶4∶1。

8.如权利要求7所述的白光LED，其特征在于所述散射物质为为纳米Al2O3、SiO2和CaO颗粒。

9.如权利要求1-8所述的白光LED，其特征在于所述LED芯片为GaN基芯片。

10.如权利要求1-8所述的白光LED，其特征在于所述封装材料为环氧树脂或有机硅。