專利名稱：一種使用具有coc透明基材的光學(xué)器件的led光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其是光過濾技術(shù)和LED熒光 粉的涂敷方法。具體涉及濺射鍍膜技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著超高亮LED的出現(xiàn)，其效率越來越高，且價格逐漸下降。同時 LED具有壽命長、耐震動、發(fā)光效率高、無干擾、不怕低溫、無汞污染問 題和性價比高等特點，是被半導(dǎo)體行業(yè)看好的替代傳統(tǒng)照明器具的一大潛 力商品。超高亮度LED大大擴(kuò)展了 LED在各種信號顯示和照明光源領(lǐng)域 中的應(yīng)用，如汽車內(nèi)外燈、各種交通信號燈，室內(nèi)外信息顯示屏和背光源。 將LED產(chǎn)品用于照明，將為LED提供更廣闊的應(yīng)用空間。
形成白光LED的一種傳統(tǒng)方式是藍(lán)光或紫外芯片激發(fā)覆蓋在芯片上 面的熒光粉，芯片在電驅(qū)動下發(fā)出的光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生其它波段的可見光， 各部分混色形成白光。
靠熒光粉激發(fā)形成白光的LED芯片由III-V族化合物半導(dǎo)體GaN材料 制作合成。其中用于GaN芯片的襯底材料有A1203和SiC ，芯片可發(fā)出藍(lán) 光、紫外光或其它短波^歐的光。
用于形成白光LED的焚光粉一般有YAG焚光粉(用于藍(lán)光芯片激發(fā) YAG熒光粉)和RGB熒光粉(用于紫外芯片激發(fā)RGB熒光粉)。其中采用 YAG熒光粉激發(fā)形成白光的方式最為普遍。
典型的白光LED封裝結(jié)構(gòu)對于小功率白光LED， LED芯片被放置 在支架中的反光碗內(nèi)，支架既作為反光碗的載體又作為電極和電極引腳使 用，同時還提供了芯片熱量擴(kuò)散的通道。芯片放置于反光碗的中央，根據(jù) 芯片電極的設(shè)置不同，而在碗杯底部涂上銀膠或絕緣膠(對于頂部單電極的 芯片，.底部涂導(dǎo)電的銀膠，而對于頂部雙電極的芯片，底部涂絕緣膠)，它 們既可以黏附并固定芯片又可實現(xiàn)芯片和電極間良好的歐姆接觸；芯片的 電極通過金屬線焊接與支架的另一電極相連，在GaN藍(lán)色發(fā)光芯片上涂敷 約lOOum厚的釔鋁石榴石(YAG)黃色熒光粉層，最后整個支架和芯片用環(huán) 氧樹脂密封封接，中間不留空氣。芯片發(fā)出的藍(lán)光與焚光粉充分的作用而 激發(fā)熒光粉發(fā)出黃光，使黃光再與從熒光粉層透出的黃色光相混合形成白 光。而在熒光粉涂敷工藝方面，靠直接填充杯碗覆蓋芯片的傳統(tǒng)熒光粉涂敷方式由于工藝不可控而造成光色不均，并且直接填充杯碗的熒光粉涂敷 方式由于激發(fā)時局域熱量的產(chǎn)生而使得熒光粉轉(zhuǎn)化效率降低。在
US5962971 A、 US5959316 A、 US6294800(B1)等一系列專利及文獻(xiàn)中用到 了熒光粉遠(yuǎn)域激發(fā)，LED生產(chǎn)廠商Lumileds、 Osram、 HP等公司均提出了 各自的熒光粉遠(yuǎn)域激發(fā)方案。熒光粉遠(yuǎn)域激發(fā)即熒光粉與芯片之間有一段 距離，熒光粉與芯片不直接接觸，這種遠(yuǎn)場熒光粉涂敷方式有利于提高出 光效率和提高白光LED器件的性能。但是，采用樹脂或硅膠的調(diào)熒光粉的 傳統(tǒng)涂敷方式在用量上精確控制較難，使得成批做出的LED光色差別較大， 顏色可控性較差。
隨著LED光源的應(yīng)用范圍越來越廣泛，LED光源的光輻射危害問題
'必須力0以重#見。
光輻射危害主要是指不同波段的光對人體的過度照射導(dǎo)致的危害，主 要是對人眼和皮膚，如皮膚和眼睛的光化學(xué)危害、眼睛的近紫外危害、視 網(wǎng)膜藍(lán)光光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜無晶狀體光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜熱危害和皮膚 熱危害等，而兩者之中更容易受到傷害的是眼睛。近年來，隨著大功率LED 的曰益增加，LED的亮度越來越高，輻射危害性也越來越強(qiáng)。
在光輻射的波^1范圍中，紫色、近紫外、紫外的短波長和近紅外、紅 外的長波長波段更易引起生物危害。
光輻射對眼睛的危害如下1)當(dāng)人體受到一定時間的紫外輻射照射， 會引起光致角膜炎和光致結(jié)膜炎；2)長期的紫外光照射會引發(fā)白內(nèi)障；3) 強(qiáng)烈的光輻射照射能導(dǎo)致視網(wǎng)膜灼傷，造成這種危害的效果最明顯的波段 是435 440nm; 4)伴隨著視網(wǎng)膜熱危害，光輻射能對視網(wǎng)膜造成光化學(xué)危 害，甚至能夠引發(fā)視網(wǎng)膜炎，波長440nm的光危害最大；5)長期受到紅 外輻射影響會引發(fā)白內(nèi)障，危害最大的波段是780 1400nm。
而對于皮膚，光輻射所造成的傷害有l(wèi))耐久曬黑，導(dǎo)致皮膚發(fā)紅和 發(fā)痛的最顯著的波段是320nm以下的紫外輻射；2)皮膚老化，長期的光 輻射能加速皮膚老化，呈現(xiàn)干燥、粗糙、皮革狀和皺紋累累的外觀；3)皮 膚癌，長期接受紫外輻射導(dǎo)致的最嚴(yán)重結(jié)果是引發(fā)皮膚癌。
目前國際國內(nèi)在光輻射安全的測試評價方面已經(jīng)制定了多個相應(yīng)的標(biāo) 準(zhǔn)。但是LED是區(qū)別與傳統(tǒng)非相干光源和激光等相干光源的新型光源，對 于LED的光輻射危害的測試與評價方法的研究目前還處于起步階段。
由于LED在照明領(lǐng)域的不斷發(fā)展，C正(國際照明委員會)在最新版 的CIE S 009/E:2002標(biāo)準(zhǔn)中對LED的安全性做出了 *見定。對LED造成皮膚 和眼睛的光化學(xué)危害、眼睛的近紫外危害、視網(wǎng)膜藍(lán)光光化學(xué)危害、視網(wǎng)
6膜無晶狀體光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜熱危害和皮膚熱危害等危害的曝輻限值做
出了規(guī)定。CIE S 009/E:2002標(biāo)準(zhǔn)出臺之后，正C于2002年全部引用，并 與2006年據(jù)此出版新標(biāo)準(zhǔn)IEC-62471 ，于2007年發(fā)布IEC 60825-2007,其
重要性可見一斑。
國內(nèi)，針對于普通非相干、寬波段的燈與燈系統(tǒng)的國家標(biāo)準(zhǔn)"燈與燈 系統(tǒng)的光生物安全性"已于2006年正式實施(GB/T20145-2006),該標(biāo)準(zhǔn) 對各種燈具的光生物安全性給予指導(dǎo)。
由此，LED照明技術(shù)領(lǐng)域中的光過濾技術(shù)工藝和材料成為一項重要的 的學(xué)科。
有關(guān)LED光源的專利文獻(xiàn)很多，但是未有對紫色、近紫外、紫外和近 紅外、紅外波段過濾的專利。

實用新型內(nèi)容
本實用新型提供一種使用具有COC (Cyclic Olefin Copolymer,環(huán)烯烴 共聚物)透明基材的光學(xué)器件的LED光源。
如圖1所示，本實用新型使用具有COC透明基材的光學(xué)器件的LED 光源，包括具有至少一個LED芯片11的LED器件1,以及安裝在LED器 件上的具有COC透明基材的光學(xué)器件2,其中LED芯片發(fā)出的光經(jīng)光學(xué) 器件射到外部；光學(xué)器件可以在封裝LED器件1時就加入，也可以在對 LED器件進(jìn)行二次封裝時安裝，又或者多個LED器件共同使用一個光學(xué)器 件。
LED器件可以為單色或多色，單色是在LED器件中封裝某一種發(fā)射 波長的LED芯片，使其發(fā)出一種顏色的光， 一個LED器件內(nèi)至少有一個 LED芯片；多色則是將多種不同發(fā)射波長的LED芯片共同封裝在一個LED 器件中，如紅、藍(lán)、綠三色芯片共同封裝或其它顏色芯片組合的共同封裝。
具有COC透明基材的光學(xué)器件是由COC成型的透明基材進(jìn)行鍍膜形 成，膜層包括了熒光粉膜層和截止紫外線和紅外線的膜層。LED光源工作 時，由藍(lán)光或紫外芯片激發(fā)光學(xué)器件上面的熒光粉膜層，芯片在電驅(qū)動下 發(fā)出的光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生其它波段的可見光，各部分混色形成白光；截止 紫外線和紅外線的膜層能夠吸收波長小于445nm的短波長范圍和波長大于 700nm的長波長范圍內(nèi)的光。
本實用新型還提供一種具有COC透明基材的光學(xué)器件。
具極優(yōu)異的光學(xué)性，高透明度與耐熱性(高玻璃轉(zhuǎn)移溫度)，質(zhì)輕， 低吸濕，耐熱及優(yōu)異的加工流動性、高耐熱高光學(xué)特性、絕佳阻水、阻氣性及耐酸堿溶劑等特性，比較適合用于LED光源的光學(xué)器件。
具有COC透明基材的光學(xué)器件由COC成型的透明基材進(jìn)行鍍膜，包
括由COC成型的任意曲面的透鏡，或者任意薄膜片，或者任意立體幾何形
狀作為透明基材；其特征是由COC成型的透明基材表面鍍熒光粉膜層和
截止紫外線和紅外線的膜層。
所述的焚光粉膜層為熒光粉鍍膜形成。熒光粉包括以下任何一種或以
下任意幾種組合
1) 鋁酸鹽系列熒光材料，包括^f旦不限于
YAG熒光粉、含摻雜物的YAG熒光粉，可用于白光LED,波長可調(diào)， 激發(fā)光為綠色、黃綠色、黃色或橙黃色熒光粉。
2) 硅酸鹽系列熒光材料，包括但不限于
含有稀土、硅、堿土金屬、卣素、氧，以及鋁或鎵的硅酸鹽熒光粉， 在藍(lán)光、紫光或紫外光激發(fā)下發(fā)出峰值在500~600nm的寬帶可見光，半 峰寬大于30nm;
由堿土金屬、稀土、過渡金屬、卣族元素等多種元素組合而成的熒光 粉，可以^皮作為激發(fā)光源的發(fā)射光譜在240~510nm的紫外-綠光區(qū)域的 發(fā)光元件激發(fā)，發(fā)出峰值在430 ~ 630范圍內(nèi)的發(fā)射光譜，可呈現(xiàn)藍(lán)、藍(lán)綠、 綠、黃綠、黃、黃紅、紅、白顏色的光；
銪激活的堿土金屬磷硅酸鹽熒光粉，發(fā)射波長范圍在藍(lán)綠到黃橙光； 適合于220 ~ 530nm激發(fā)的黃色熒光粉；和波長大于565nm的桔黃色 硅酸鹽焚光粉。
3) 氮化物/氮氧化物系列熒光材料，包括但不限于
適于被420 ~ 470nm的LED芯片激發(fā)的熒光粉，產(chǎn)生黃光-紅光的發(fā)
射；
可被500nm以下的光有效激發(fā)的熒光粉，得到520 ~ 780nm的寬譜發(fā)
射；
在紫外和藍(lán)光激發(fā)下可產(chǎn)生黃紅色或紅光發(fā)射的熒光粉； 主要以發(fā)射綠光為主的熒光粉，通過調(diào)整堿土金屬的比例可適當(dāng)調(diào)節(jié) 發(fā)射主峰的位置；
可被藍(lán)光和/或紫外線(380 ~ 480nm)激發(fā)產(chǎn)生黃綠光的熒光粉； 發(fā)射波長為550 ~ 610nm的熒光粉； 多項發(fā)黃綠光、黃光或紅光的a-賽隆型焚光粉；
在250 ~ 500nm波長的紫外、可見光或電子射線激發(fā)后會發(fā)出在500 ~ 600nm的綠光的熒光砵分。4)其它焚光材料，包括但不限于
一種可被紫外光和近紫外光激發(fā)的熒光粉，有較寬的激發(fā)光譜，可被 在300-420nm的光線有效激發(fā)；通過改變組分和4參雜濃度，可以改變色坐 標(biāo)；
一種紅色熒光粉，其激發(fā)帶與藍(lán)光氮化鎵LED的發(fā)射峰重疊，能夠有 效被激發(fā)，主發(fā)射波長位于612nm附近；
一種可被紫外、紫光或藍(lán)光LED有效激發(fā)而發(fā)紅光，且在紫外激發(fā)時 另 一發(fā)射峰從紅光到綠光可調(diào)的熒光粉；
一種熒光粉，通過波長為220至550nm的可見光或UV輻射被有效地 激發(fā)以獲得希望的光發(fā)射，尤其是高效地發(fā)紅光；
一種被LED激發(fā)時發(fā)出主峰位置612nm紅光的萸光粉；
一種在300~500nm紫外或藍(lán)光LED激發(fā)下發(fā)黃光的焚光4分。
所述的熒光粉膜層厚度為10~500微米。
所述的熒光粉膜層可以不止一層，可根據(jù)需要依一定次序鍍?nèi)舾蓪酉?同或不同的萸光壽分膜層。
所述的截止紫外線和紅外線的膜層包括紫外線截止膜層和紅外線截止 膜層。
所述的紫外線截止膜層為氧化鈦 一 氧化鈰膜層，氧化鈦和氧化鈰的 質(zhì)量比例為10~卯％ : 10~90%。所述的紫外線截止膜層厚度為10- 500納 米；其濾波波長范圍i殳定為445nm以下。
所述的紅外線截止膜層由兩種高、低折射率材料薄膜相互間隔堆疊而 成；該高折射率材料薄膜由五氧化二鉭形成；該低折射率材料薄膜由二氧 化硅形成。所述的紅外線截止膜層厚度為10~500納米；其濾波波長范 圍i殳定為大于700nm。
其中紫外線截止膜層和紅外線截止膜層均可以不止一層，可根據(jù)需要 依一定次序鍍?nèi)舾蓪幼贤饩€截止膜層和紅外線截止膜層。
本實用新型使用具有COC透明基材的光學(xué)器件的LED光源，可以制 造任何形狀的照明燈具，并且符合IEC 60825-2007和IEC 62471-2006，以 及光輻射安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20145-2006 "燈與燈系統(tǒng)的光生物安全性"。 本實用新型的LED光源可提高出光效率和提高白光LED器件的性能，避 免熒光粉受熱老化，并且提高批量產(chǎn)品在光色上的一致性。由于本實用新 型的LED光源已經(jīng)過濾了生物危害性較高的波段內(nèi)的光輻射，因此，當(dāng)該 LED光源使用時，就不需要另外附加過濾裝置來降低光輻射危害。
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圖1是本實用新型使用具有COC透明基材的光學(xué)器件的LED光源的
結(jié)構(gòu)剖面示意圖2是本實用新型LED光源的一實施例的光譜成分示意圖3是透過本實用新型具有COC透明基材的光學(xué)器件的入射光波長
一入射光透射百分比的曲線圖4是本實用新型另 一實施例的LED光源的剖面示意圖5、圖6、圖7、圖8是本實用新型LED光源的三種實施例的光譜
成分示意圖9是本實用新型又一實施例多個LED器件共同使用一個光學(xué)器件 形成的LED光源的示意圖IO是本實用新型又一實施例 一種燈具的示意圖11是適用了本實用新型LED光源作為液晶電視背光源的示意圖。
具體實施方式
實施例一
請參閱圖1, 一個LED器件l,其中封裝了一個LED芯片11， 一個光 學(xué)器件2位于LED芯片ll上方，并固定。
工作時，LED芯片11發(fā)出的光必須通過光學(xué)器件2后才能發(fā)射到外 部，由藍(lán)光激發(fā)光學(xué)器件上面的熒光粉膜層，芯片在電驅(qū)動下發(fā)出的光激 發(fā)熒光粉產(chǎn)生其它波段的可見光，各部分混色形成白光；并由光學(xué)器件對 LED芯片發(fā)出的波長小于445nm和大于700nm范圍內(nèi)的光過濾。
LED芯片11發(fā)射主波長范圍一般是420nm 480nm，光學(xué)器件上的熒 光粉膜層的成分為可激發(fā)黃光的鋁酸鹽YAG熒光粉。LED芯片發(fā)出的藍(lán) 光通過光學(xué)器件并激發(fā)光學(xué)器件上的熒光粉膜層， 一部分藍(lán)光轉(zhuǎn)變?yōu)辄S光； 藍(lán)光和黃光混和就產(chǎn)生了白光，色坐標(biāo)、色溫取決于藍(lán)光和黃光的比例。 LED光源的光譜成分如圖2所示，透過光學(xué)器件的入射光波長一入射光透 射百分比的曲線如圖3所示。
本實施例中，COC透明基材為圓形平板狀薄片。
賣施例二
與實施例一基本相同，不同的是光學(xué)器件由COC透明基材成型為圓形 透鏡曲面，如圖4所示；又或是成型為方形透鏡曲面，再進(jìn)行清洗和鍍膜。 實施例三
與實施例一基本相同，不同的是一個LED器件中，封裝了多個同波長的LED芯片，如兩個藍(lán)光芯片共同封裝，發(fā)射主波長范圍一般是 420nm 480nm。
LED芯片發(fā)出的藍(lán)光通過光學(xué)器件并激發(fā)光學(xué)器件上的熒光粉膜層， 一部分藍(lán)光轉(zhuǎn)變?yōu)辄S光；藍(lán)光和黃光混和就產(chǎn)生了白光，色坐標(biāo)、色溫取 決于藍(lán)光和黃光的比例。并由光學(xué)器件對LED芯片發(fā)出的波長小于445nm 和大于700nm范圍內(nèi)的光過濾。LED光源的光譜成分如圖2所示。
實施例四
與實施例一基本相同，不同的是一個LED器件中，封裝了多個不同波 長的LED芯片。使用紅光LED芯片和藍(lán)光LED芯片共同封裝在同 一個器 件中。光學(xué)器件上鍍的熒光粉膜層成分為能由藍(lán)光激發(fā)出綠光的硅酸鹽或 氮化物焚光粉。將硅酸鹽或氮化物焚光粉材料燒結(jié)制作成靶材，對COC透 明基材進(jìn)行磁控濺射鍍膜。
所述的藍(lán)光LED芯片的發(fā)射主波長范圍一般是380nm 480nm;紅光 LED芯片的發(fā)射主波長范圍一般是580nm 700nm;由藍(lán)光激發(fā)熒光粉所發(fā) 射的綠色光的峰值波長范圍一般是4卯nm 570nm。
LED光源中，兩種LED芯片發(fā)出的藍(lán)色、紅色光以及熒光粉激發(fā)的 綠色光混合后，形成白光。這三種光成分理想地在光譜中形成互補(bǔ)，可在 高光效下實現(xiàn)高的顯色性能。LED光源的光譜成分如圖5所示。
LED光源的色坐標(biāo)、色溫取決于光源中的幾種顏色光的比例。在LED 光源的光成分中，各種顏色的光所占的比例根據(jù)需要而定?？赏ㄟ^配置兩 種芯片的數(shù)量和光學(xué)器件上熒光粉膜層的濃度、厚度，或者通過分別調(diào)節(jié) LED芯片的工作電流來改變兩種芯片的發(fā)光亮度，以改變整個光源的光譜 成分。在這個LED光源中，紅光一般在總光強(qiáng)或總光通量中占有大于百分 之一比例，具體根據(jù)使用需要而定，如紅光占5% 20%，或30% 40%，或 其他任意比例。
實施例五
與實施例一基本相同，不同的是一個LED器件中，封裝了多個不同波 長的LED芯片。使用綠光LED芯片和藍(lán)光LED芯片共同封裝在同 一個器 件中。光學(xué)器件上鍍的熒光粉膜層成分為能由藍(lán)光激發(fā)出紅光的氮化物熒 光粉。將氮化物熒光粉材料燒結(jié)制作成靶材，對COC透明基材進(jìn)行磁控濺 射鍍膜。
所述的藍(lán)光LED芯片的發(fā)射主波長范圍一般是380nm 480nm;綠光 LED芯片的發(fā)射主波長范圍一般是490nm 540nm;由藍(lán)光激發(fā)熒光粉所發(fā)
射的紅色光的峰值波長范圍一般是580nm 655nm。
liLED光源中，兩種LED芯片發(fā)出的藍(lán)色、綠色光以及焚光粉激發(fā)的 紅色光混合后，形成白光。這三種光成分理想地在光譜中形成互補(bǔ)，可在 高光效下實現(xiàn)高的顯色性能。LED光源的光譜成分如圖6所示。
LED光源的色坐標(biāo)、色溫取決于光源中的幾種顏色光的比例。在LED 光源的光成分中，各種顏色的光所占的比例根據(jù)需要而定?？赏ㄟ^配置兩 種芯片的數(shù)量和光學(xué)器件上熒光粉膜層的濃度、厚度，或者通過分別調(diào)節(jié) LED芯片的工作電流來改變兩種芯片的發(fā)光亮度，以改變整個光源的光鐠 成分。在這個LED光源中，綠光一般在總光強(qiáng)或總光通量中占有大于百分 之一比例，具體根據(jù)使用需要而定，如綠光占5% 20%,或30% 40%，或 其他任意比例。
實施例六
與實施例一基本相同，不同的是光學(xué)器件，焚光粉膜層中包括可由藍(lán) 光激發(fā)出紅光的氮化物熒光粉和可由藍(lán)光激發(fā)出綠光的硅酸鹽或氮化物熒 光粉。將上述兩種熒光粉材料按比例混合均勻，并燒結(jié)制作成靶材，對COC 透明基材進(jìn)行磁控濺射鍍膜。
工作時，LED芯片發(fā)出的光必須通過光學(xué)器件后才能發(fā)射到外部，由 藍(lán)光激發(fā)光學(xué)器件上面的熒光粉膜層，芯片在電驅(qū)動下發(fā)出的光激發(fā)兩種 熒光粉材料，分別產(chǎn)生紅光和綠光，各部分混色形成白光。這三種光成分 理想地在光譜中形成互補(bǔ)，可在高光效下實現(xiàn)高的顯色性能。LED光源的 光譜成分如圖7所示。
實施例七
與實施例六基本相同，不同的是光學(xué)器件，兩種熒光粉材料分別燒結(jié) 制作成靶材，先由硅酸鹽或氮化物焚光粉靶材對COC透明基材進(jìn)行磁控濺 射鍍膜，在此基礎(chǔ)上，再由氮化物熒光粉靶材進(jìn)行磁控濺射鍍膜；或先由 氮化物熒光粉靶材對COC透明基材進(jìn)行磁控濺射鍍膜，再由硅酸鹽或氮化 物熒光粉靶材進(jìn)行磁控濺射鍍膜；或根據(jù)需要，依一定次序鍍?nèi)舾蓪訜晒?粉膜層和截止紫外線和紅外線的膜層。
實施例/\
與實施例六基本相同，不同的是光學(xué)器件，熒光粉膜層中含有三種焚 光粉材料，包括可由藍(lán)光激發(fā)出紅光的氮化物熒光粉、可由藍(lán)光激發(fā)出綠 光的硅酸鹽或氮化物熒光粉、可由藍(lán)光激發(fā)出黃光的YAG熒光粉。將上述 三種熒光粉材料按比例混合均勻，并燒結(jié)制作成靶材，對COC透明基材進(jìn) 行磁控賊射鍍膜。
工作時，LED芯片發(fā)出的光必須通過光學(xué)器件后才能發(fā)射到外部，由藍(lán)光激發(fā)光學(xué)器件上面的熒光粉膜層，芯片在電驅(qū)動下發(fā)出的光激發(fā)兩種 熒光粉材料，分別產(chǎn)生紅光、綠光和黃光，各部分混色形成白光。這三種 光成分理想地在光譜中形成互補(bǔ)，可在高光效下實現(xiàn)高的顯色性能。LED
光源的光譜成分如圖8所示。并由光學(xué)器件對LED芯片發(fā)出的波長小于 445nm和大于700nm范圍內(nèi)的光過濾。 實施例九
如圖9所示，多個LED器件1組合在一起，安裝在PCB 3上。在所有 LED器件的出光方向，安裝了一個光學(xué)器件2。
由多個LED器件共同使用一個光學(xué)器件，還包括其他必須元件如 PCB、外殼、電子元件等，構(gòu)成一個LED光源；整個LED光源的結(jié)構(gòu)才艮 據(jù)需要而定。此LED光源工作時，所有LED器件中的LED芯片發(fā)出的光 必須通過光學(xué)器件后才能發(fā)射到外部，由藍(lán)光或紫外芯片激發(fā)光學(xué)器件上 面的熒光粉膜層，芯片在電驅(qū)動下發(fā)出的光激發(fā)焚光粉產(chǎn)生其它波段的可 見光，各部分混色形成白光。并由光學(xué)器件對LED芯片發(fā)出的波長小于 445nm和大于700nm范圍內(nèi)的光過濾。
其中LED器件1可以為單色或多色，為單色時，在LED器件中封裝 至少一個某一種發(fā)射波長的LED芯片，舉例如主波長為460nm的藍(lán)光。 為多色時，將多種不同發(fā)射波長的LED芯片共同封裝在一個LED器件中， 舉例如紅、藍(lán)兩色芯片共同封裝或其它顏色芯片組合的共同封裝。
實施例十
如圖IO所示，是一種燈具的例子，同樣是由多個LED器件共同使用 一個光學(xué)器件的LED光源。多個LED器件1按照一定規(guī)律組合在一起， 外部安裝了一個立體球形罩子2,這個罩子是光學(xué)器件。此LED光源工作 時，所有LED器件中的LED芯片發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)器件混合成白光發(fā)射到 外部，并由光學(xué)器件對LED芯片發(fā)出的波長小于445nm和大于700nm范 圍內(nèi)的光過濾。
實施例十一
圖ll是適用了本實用新型的實施例一 ~實施例八的LED光源作為液 晶電視背光源系統(tǒng)的示意圖。
多個使用具有COC透明基材的光學(xué)器件的LED光源4安裝在PCB5 上，LED光源均勻排列。
LED光源采用貼片安裝(SMT)的形式，PCB上已制作好相應(yīng)的電路， 使LED光源可以正常工作。
在LED光源的出光方向，依次排列著擴(kuò)散板6和一 系列光學(xué)膜7。工作時，LED光源所發(fā)出的光都進(jìn)入擴(kuò)散板，經(jīng)過充分反射混合，再
通過光學(xué)膜，其作用是對光線的方向進(jìn)行整理。最后光線照射到液晶面板 的后表面，形成背光照明。
作為背光源，本實施例可以用于各種液晶顯示設(shè)備，例如液晶電視、 監(jiān)控器、顯示器，適用于工業(yè)、民用、軍用等領(lǐng)域。
以上只是本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 在本實用新型技術(shù)的方案范圍內(nèi)，進(jìn)行的通常變化和替換，都應(yīng)包含在本 實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種使用具有COC透明基材的光學(xué)器件的LED光源，其特征在于包括具有至少一個LED芯片的LED器件，以及安裝在LED器件上的具有COC透明基材的光學(xué)器件，其中LED芯片發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)器件發(fā)射到外部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其特征在于所述光學(xué)器件在封裝LED器件時就加入，或者在對LED器件進(jìn)行二次封裝時安裝，又或者多個LED器件共同使用一個光學(xué)器件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其特征在于LED器件為單色或多色，單色是在LED器件中封裝某一種發(fā)射波長的LED芯片， 一個LED器件內(nèi)至少有一個LED芯片；多色是將多種不同發(fā)射波長的LED芯片共同封裝在一個LED器件中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其特征在于所述具有COC透明基材的光學(xué)器件是由COC成型的透明基材進(jìn)行鍍膜形成，膜層包括了熒光粉膜層和截止紫外線和紅外線的膜層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有COC透明基材的光學(xué)器件，由COC成型的透明基材進(jìn)行鍍膜，包括由COC成型的任意曲面的透鏡，或者任意薄膜片，或者任意立體幾何形狀作為透明基材；其特征是由COC成型的透明基材表面鍍熒光粉膜層和截止紫外線和紅外線的膜層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是所述的熒光粉膜層為熒光粉鍍膜形成。熒光粉包括以下任何一種或以下任意幾種組合1) 鋁酸鹽系列熒光材料，包括但不限于YAG熒光粉、含摻雜物的YAG熒光粉，可用于白光LED，波長可調(diào)，激發(fā)光為綠色、黃綠色、黃色或橙黃色熒光粉。2) 硅酸鹽系列熒光材料，包括但不限于含有稀土、硅、堿土金屬、卣素、氧，以及鋁或鎵的硅酸鹽熒光粉，在藍(lán)光、紫光或紫外光激發(fā)下發(fā)出峰值在500~600nm的寬帶可見光，半峰寬大于30nm;由堿土金屬、稀土、過渡金屬、卣族元素等多種元素組合而成的熒光粉，可以被作為激發(fā)光源的發(fā)射光譜在240 ~ 510nm的紫外-綠光區(qū)域的發(fā)光元件激發(fā)，發(fā)出峰值在430-630范圍內(nèi)的發(fā)射光譜，可呈現(xiàn)藍(lán)、藍(lán)綠、綠、黃綠、黃、黃紅、紅、白顏色的光；銪激活的堿土金屬磷硅酸鹽熒光粉，發(fā)射波長范圍在藍(lán)綠到黃橙光；適合于220~ 530nm激發(fā)的黃色熒光粉；和波長大于565nm的桔黃色硅酸鹽熒光粉。3) 氮化物/氮氧化物系列熒光材料，包括但不限于適于被420 ~ 470nm的LED芯片激發(fā)的熒光粉，產(chǎn)生黃光-紅光的發(fā)射；可被500nm以下的光有效激發(fā)的熒光粉，得到520 ~ 780nm的寬譜發(fā)射；在紫外和藍(lán)光激發(fā)下可產(chǎn)生黃紅色或紅光發(fā)射的熒光粉；主要以發(fā)射綠光為主的熒光粉，通過調(diào)整堿土金屬的比例可適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)射主峰的位置；可被藍(lán)光和/或紫外線(380 ~ 480nm)激發(fā)產(chǎn)生黃綠光的熒光粉；發(fā)射波長為550 ~ 610nm的熒光粉；多項發(fā)黃綠光、黃光或紅光的a-賽隆型熒光粉；在250~500nm波長的紫外、可見光或電子射線激發(fā)后會發(fā)出在500 ~600nm的綠光的熒光粉。· 4.)其它熒光材料，包括但不限于一種可被紫外光和近紫外光激發(fā)的熒光粉，有較寬的激發(fā)光譜，可被在300-420nm的光線有效激發(fā)；通過改變組分和摻雜濃度，可以改變色坐標(biāo)；一種紅色熒光粉，其激發(fā)帶與藍(lán)光氮化鎵LED的發(fā)射峰重疊，能夠有效凈皮激發(fā)，主發(fā)射波長位于612nm附近；一種可被紫外、紫光或藍(lán)光LED有效激發(fā)而發(fā)紅光，且在紫外激發(fā)時另 一發(fā)射峰從紅光到綠光可調(diào)的熒光粉；一種熒光粉，通過波長為220至550nm的可見光或UV輻射被有效地激發(fā)以獲得希望的光發(fā)射，尤其是高效地發(fā)紅光；一種被LED激發(fā)時發(fā)出主峰位置612nrn紅光的熒光粉；一種在300 500nm紫外或藍(lán)光LED激發(fā)下發(fā)黃光的焚光粉
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是所述的熒光粉膜層厚度為10-500微米，熒光粉膜層根據(jù)需要依一定次序鍍?nèi)羟酉嗤虿煌姆俟夥勰印?br> 8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是所述的截止紫外線和紅外線的膜層包括紫外線截止膜層和紅外線截止膜層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是所述的紫外線截止膜層為氧化鈦一氧化鈰膜層，氧化鈦和氧化鈰的質(zhì)量比例為10 90% : 10 90%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是所述的紫外線截止膜層 厚度為10~500納米；其濾波波長范圍設(shè)定為445nm以下。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是所述的紅外線截止膜層由兩種高、低折射率材料薄膜相互間隔堆疊而成；該高折射率材料薄膜由五氧化二鉭形成；該低折射率材料薄膜由二氧化硅形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是所述的紅外線截止膜層厚度為10~500納米；其濾波波長范圍設(shè)定為大于700nm。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征是根據(jù)需要依一定次序 鍍?nèi)舾蓪幼贤饩€截止膜層和紅外線截止膜層。
專利摘要本實用新型提供一種使用具有COC透明基材的光學(xué)器件的LED光源，包括具有至少一個LED芯片的LED器件，以及安裝在LED器件上的具有COC透明基材的光學(xué)器件。具有COC透明基材的光學(xué)器件是由COC成型的透明基材進(jìn)行鍍膜形成，膜層包括了熒光粉膜層和截止紫外線和紅外線的膜層。LED光源工作時，由藍(lán)光或紫外芯片激發(fā)光學(xué)器件上面的熒光粉膜層，產(chǎn)生其它波段的可見光，各部分混色形成白光；截止紫外線和紅外線的膜層能夠吸收波長小于445nm的短波長范圍和波長大于700nm的長波長范圍內(nèi)的光。本實用新型還提供一種具有COC透明基材的光學(xué)器件。
文檔編號C09K11/08GK201416781SQ20092013297
公開日2010年3月3日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者李欣洋 申請人:李欣洋