專利名稱：一種白光led及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種白光LED及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前制作白光LED的主要方法是利用藍(lán)光LED涂敷微小顆粒的非透明熒光粉通過(guò) 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換制作白光LED。由于藍(lán)光LED持續(xù)點(diǎn)亮?xí)斐蓽囟壬?，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料會(huì)發(fā)生退 化，同時(shí)由于涂敷的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料為非透明材料，在藍(lán)光芯片發(fā)出的光通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)生散射 吸收等現(xiàn)象，使得出光效率不高；同時(shí)由于涂敷厚度的不均勻會(huì)嚴(yán)重影響其光斑和白光色 溫。例如由于涂敷不均勻造成的黃色光圈、藍(lán)色光斑、白光色溫不一致等問(wèn)題。中國(guó)專利公開第CN1618925號(hào)公開了一種生產(chǎn)光色均一的白光LED的方法，是在 環(huán)氧樹脂或硅樹脂中混入發(fā)白光的熒光粉，另外還混入0.1-10%的且不會(huì)與其反應(yīng)的無(wú)機(jī) 物細(xì)粉末(如二氧化硅粉料)。發(fā)白光的熒光粉也可以是YAG熒光粉。該方法能夠獲得光 色均一的白光LED，但是仍然存在由于藍(lán)光LED持續(xù)點(diǎn)亮?xí)斐蓽囟壬?、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料會(huì) 發(fā)生退化以及光效率不高的問(wèn)題。YAG熒光粉主要成分為(Y2Gd)3(Al2Ga)5O12，通常為黃色、淡黃色粉末狀物質(zhì)，在發(fā) 光材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。雖然藍(lán)光芯片上涂上YAG熒光粉可以形成白光，但熒光粉容 易沉淀，顯色指數(shù)低且發(fā)光效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的利用藍(lán)光或紫外光LED制備的白光LED中存在的問(wèn)題點(diǎn)而 做出，其目的在于提供一種高效率、顯色性好、壽命長(zhǎng)、一致性好、可靠性高的白光LED。本發(fā)明的白光LED采用以下技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種白光LED，包括金屬基板；在所述金屬基板上形 成的藍(lán)光LED或紫外光LED ；以及設(shè)置在所述藍(lán)光LED或紫外光LED的出光路徑上的熒光 粉透鏡。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述熒光粉透鏡包含的透光材料與熒光粉的重量比為 10 Y，其中，0. 5彡Y彡3。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述透光材料是PC、亞克力或硅膠。此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述熒光粉透鏡是實(shí)心球面或空心球面型透鏡。此外，更優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，在所述金屬基板的底面開設(shè)有多條散熱槽。再者，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，在所述金屬基板上形成有高導(dǎo)熱材料制成的薄膜結(jié)構(gòu)的絕緣層。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種白光LED的制備方法，包括在金屬基板上形成 藍(lán)光LED或紫外光LED ；制作熒光粉透鏡；以及在所述藍(lán)光LED或紫外光LED的出光路徑上 設(shè)置所述熒光粉透鏡。另外，優(yōu)選的是，所述熒光粉透鏡的制作還包括以下步驟
根據(jù)設(shè)計(jì)好的透鏡圖紙開模，按透光材料與熒光粉的重量比例為10 Y進(jìn)行充分 攪拌，其中，0. Y^ 3，然后用注塑機(jī)注塑成型熒光粉透鏡。本發(fā)明由于利用藍(lán)光或紫外光LED與熒光粉透鏡結(jié)合獲得白光LED，提高了光效， 提高了白光LED的壽命，提高了顯色指數(shù)，使色坐標(biāo)不會(huì)因LED結(jié)溫升高而變化；同時(shí)通過(guò) 在金屬基板底面設(shè)置散熱槽以增加散熱面積，因此大大降低了整個(gè)產(chǎn)品封裝后的熱阻，提 高了散熱性能。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的白光LED的具體結(jié)構(gòu)的圖。圖2是圖1所示的白光LED的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的白光LED中的空心熒光粉透鏡的具體結(jié)構(gòu) 的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的白光LED中的實(shí)心熒光粉透鏡的具體結(jié)構(gòu)的剖 視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1、金屬基板；2、絕緣層；3、電極片；4、藍(lán)光LED ；5、管腳；6、散熱槽；7、熒光粉透鏡
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳 實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的白光LED的具體結(jié)構(gòu)的圖。圖2是圖1所 示的白光LED的剖視圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的白光LED包括金屬基板1 ；在金屬基板1的上表面附 著的氧化銠；在氧化銠上形成的薄膜狀的絕緣層2 ；在絕緣層2上設(shè)置的粘貼電極片3 ；藍(lán) 光LED 4;在金屬基板1的底部上形成的多條散熱槽6以及熒光粉透鏡7。其中，藍(lán)光LED4 與絕緣層2結(jié)合的底面為光滑平面，而位于側(cè)面的藍(lán)光LED4的管腳5與電極片3焊接連接。 熒光粉透鏡7被設(shè)置在藍(lán)光LED的芯片的出光路徑上。其中，熒光粉透鏡7例如是將PC料 IOg和YAG熒光粉Ig進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁ㄟ^(guò)注塑機(jī)注塑成型的60度熒光粉透鏡。如果熒光粉透鏡7的材料采用相同的注塑材料和配比，在本發(fā)明的白光LED要求 的色溫低的應(yīng)用中，熒光粉透鏡7的結(jié)構(gòu)可采用如圖3所示的空心結(jié)構(gòu)；而在本發(fā)明的白光 LED要求的色溫高的應(yīng)用中，熒光粉透鏡7的結(jié)構(gòu)可采用如圖4所示的內(nèi)部填充有硅膠的實(shí) 心結(jié)構(gòu)。此外，在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，熒光粉透鏡的材料也可以采用亞克力、硅膠等 其它透光材料替代。根據(jù)不同的應(yīng)用需要，透光材料與YAG熒光粉的重量比為10 Y，其中 0. 5彡Y彡3。本實(shí)施方式的金屬基板1可以由銅、或鋁等導(dǎo)熱金屬材料制成。本實(shí)施方式的藍(lán)光LED的功率例如設(shè)置為3W，但是并不限于3W，在本發(fā)明的其它 實(shí)施方式中，藍(lán)光LED的功率和數(shù)量可以根據(jù)不同的應(yīng)用需要設(shè)定。另外，本實(shí)施方式中在金屬基板上附著的氧化銠，在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也 可以采用其它的散熱材料替代。絕緣層2采用高導(dǎo)熱材料形成的薄膜結(jié)構(gòu)，大大減小了熱阻。或者，在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可以不采用絕緣層而直接在金屬基板上設(shè)置藍(lán)光 LED，但是這樣會(huì)降低本發(fā)明的白光LED的散熱性能。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施方式的白光LED的制備方法。首先，在附著氧化銠的金屬基板1的底面上開設(shè)多條散熱槽，在金屬基板1上形成 絕緣層2，在絕緣層2上粘貼電極片3并焊上藍(lán)光LED 4。接著，進(jìn)行熒光粉透鏡7的制作。根據(jù)設(shè)計(jì)好的60度透鏡圖紙開模，按PC料10g， YAG熒光粉Ig的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，用注塑機(jī)注塑成型60度熒光粉透鏡7。然后，在粘接完成藍(lán)光LED后，用焊線機(jī)鍵合上50 μ m金絲，點(diǎn)一層硅油，用 JCR6175硅膠填充。最后，在藍(lán)光LED上蓋上制好的60度熒光粉透鏡7。本實(shí)施方式所使用的藍(lán)光LED的發(fā)光波長(zhǎng)在440nm-480nm之間，轉(zhuǎn)換后得到白光 的相關(guān)色溫在2700K-10000K之間。根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式涉及的白光LED及其制備方法是以利用藍(lán)光LED為例 制備的，但并不僅限于藍(lán)光LED，本發(fā)明也同樣適用于利用紫外光LED制備白光LED，利用紫 外光LED制備的白光LED及其制備方法與上述利用藍(lán)光LED的相同，在此省略其描述。本發(fā)明可以應(yīng)用于大功率藍(lán)光或紫外光芯片的封裝，也可以應(yīng)用于小功率芯片的 封裝。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的白色LED及其制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在金屬基板底面設(shè)置多條散熱槽而增加了散熱面積，因此大大降低了整個(gè)產(chǎn) 品封裝后的熱阻，提高了散熱性能。另外，通過(guò)利用熒光粉透鏡作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，將藍(lán)光 或紫外LED芯片發(fā)出的光在通過(guò)熒光粉透鏡時(shí)吸收部分光轉(zhuǎn)換成不同于發(fā)光芯片波長(zhǎng)的 光，不同波長(zhǎng)的光混合得到白光。由于熒光粉注塑在透鏡里，不直接接觸藍(lán)光或紫外LED芯 片，因此不會(huì)受芯片結(jié)溫升高的影響而發(fā)生退化，從而提高了色坐標(biāo)的一致性，提高了白光 LED的使用壽命和光效，并且使白光LED的顯色指數(shù)得到大幅度提高。再者，本發(fā)明的工藝 操作相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠性高。雖然上面針對(duì)白光LED及其制備方法描述了本發(fā)明的原理以及具體實(shí)施方式
，但 是，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn) 和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的 具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的，并非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要 求及其等同物限定。
權(quán)利要求
一種白光LED，包括金屬基板；在所述金屬基板上形成的藍(lán)光LED或紫外光LED；以及設(shè)置在所述藍(lán)光LED或紫外光LED的出光路徑上的熒光粉透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述熒光粉透鏡包含的透光材料與熒 光粉的重量比為10 Y，其中，0.5彡Y彡3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白光LED，其特征在于，所述透光材料是PC、亞克力或硅膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述熒光粉透鏡是實(shí)心球面或空心球 面型透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED，其特征在于，在所述金屬基板的底面開設(shè)有多條散 熱槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED，其特征在于，在所述金屬基板上形成有高導(dǎo)熱材料 制成的薄膜結(jié)構(gòu)的絕緣層。
7.一種白光LED的制備方法，包括在金屬基板上形成藍(lán)光LED或紫外光LED ；制作熒光粉透鏡；以及在所述藍(lán)光LED或紫外光LED的出光路徑上設(shè)置所述熒光粉透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的白光LED的制備方法，其特征在于，所述熒光粉透鏡的制作還 包括以下步驟根據(jù)設(shè)計(jì)好的透鏡圖紙開模，按透光材料與熒光粉的重量比例為10 Y進(jìn)行充分?jǐn)?拌，其中，0.5<=y<=3，然后用注塑機(jī)注塑成型熒光粉透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種白光LED，包括金屬基板；在所述金屬基板上形成的藍(lán)光LED或紫外光LED；以及設(shè)置在所述藍(lán)光LED或紫外光LED的出光路徑上的熒光粉透鏡。由于本發(fā)明是利用熒光粉透鏡作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，熒光粉注塑在透鏡里，不受芯片結(jié)溫升高的影響，因此制成的白光LED的顯色性高，與色坐標(biāo)的一致性高、使用壽命長(zhǎng)、光效高，并且其制備工藝的操作相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠性高。
文檔編號(hào)F21S2/00GK101988636SQ20091016227
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者吉愛華, 孫偉華 申請(qǐng)人:歌爾聲學(xué)股份有限公司