一种白光LED制造技术

本实用新型专利技术提供了一种白光ＬＥＤ。该白光ＬＥＤ包括蓝光或紫外光ＬＥＤ芯片和支架反射镜，蓝光或紫外光ＬＥＤ芯片固定在支架反射镜中，在蓝光或紫外光ＬＥＤ芯片的出光路径上覆有ＹＡＧ透明陶瓷层。ＹＡＧ透明陶瓷层可以是平板实心球面透镜型，也可以是空心球面透镜型。本实用新型专利技术是利用ＹＡＧ透明陶瓷作为波长转换材料，将蓝光或紫外ＬＥＤ芯片发出的光在通过ＹＡＧ透明陶瓷层时吸收部分光转换成不同于发光芯片波长的光，不同波长的光混合得到白光，提高了白光ＬＥＤ的使用寿命，接近了半导体发光二极管的寿命，工艺操作相对简单、可靠性高。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种白光LED，属于白光LED

技术介绍
目前制作白光LED的主要方法是利用蓝光LED或紫外LED芯片涂敷微小颗粒的非透明荧 光粉通过波长转换制作白光LED。由于蓝光LED持续点亮会造成温度升高，波长转换材料会 发生退化，同时由于涂敷的波长转换材料为非透明材料，在蓝光或紫外芯片发出的光通过时 会发生散射吸收等现象，使得出光效率不高；同时由于涂敷厚度的不均匀会严重影响其光斑 和白光色温。例如由于涂敷不均匀造成的黄色光圈、蓝色光斑、白光色温不一致等问题。中国专利CN1618925公开了一种生产光色均一的白光LED的方法，是在环氧树脂或硅树 脂中混入发白光的荧光粉，另外还混入0. 1-10%的且不会与其反应的无机物细粉末(如二氧 化硅粉料)。发白光的荧光粉也可以是YAG荧光粉。该方法能够获得光色均一的白光LED，但 是仍然存在由于蓝光LED持续点亮会造成温度升高、波长转换材料会发生退化以及光效率不 高的问题。中国专利CN1815765公开了一种YAG晶片式白光发光二极管及其封装方法，是利用YAG单 晶片将GaN基无机半导体LED晶粒发出的部分蓝光转换为另外一种或多种理想波段的光，然 后LED晶粒发出的剩余未被转换的蓝光与单晶片转换后的理想波段的光混合产生白光。该技 术通过精确控制单晶片荧光体各种参数，来调节和控制荧光体单晶片转换的黄光与未被转换 的蓝光之间的比例，同时利用单晶片自身具有的均匀性，获得均一、高质量白光；解决了传 统白光LED器件技术很难控制荧光体粉末在硅脂类或树脂类密封胶中的分散性，而最终导致 白光LED器件的白光不均匀的技术问题。但是，该技术仍然无法解决由于蓝光LED持续点亮 会造成温度升高、波长转换材料会发生退化以及光效率不高的问题。无论是制备高性能的透明陶瓷和YAG结构陶瓷还是发光粉材料都需要性能优异的YAG粉 体，要求粉体有高的相纯度，颗粒尺寸在纳米级，尺寸均一并无团聚，这样有利于气孔的排 除而使得陶瓷致密和透明，对发光材料来讲可以提高发光效率。钇铝石榴石(YAG)单晶材料是 一种广泛应用的固体激光晶体。但是由于制备大尺寸的YAG单晶需要特殊的设备和复杂的工 艺，同时占用大量的贵金属，所以生产成本一直居高不下。YAG粉体通过掺杂Tb、 Ce、 Eu等 三价稀土离子可作为荧光粉，YAG荧光粉主要成分为Y2Gd)3(Al2Ga)5012 ，通常为黄色、淡黄 色粉末状物质，在发光材料领域有着广泛的应用。与YAG单晶材料相比，YAG激光陶瓷具有 以下优点陶瓷的制备周期短，成本低；陶瓷材料中可以掺入比晶体中更高浓度的钕离子而 无浓度淬灭，提高了转换效率；陶瓷制备工艺可以得到大尺寸激光工作物质。同时因为具有 优异的高温力学性能，YAG陶瓷还可以作为高温结构部件得到广泛的应用。YAG激光陶瓷主要 为钇铝石榴石(Y3A15012—YAG)或者钇钪铝石榴石(Y3 ScAl4012— YSAG)掺杂了 Nd3 + 、 Er3 + 、 Yb3 + 、 Tm3 + 、 Cr4 +等离子来实现。
技术实现思路
本技术针对现有利用蓝光或紫外光LED制备白光LED的技术存在的不足，提供一种 高效率、长寿命、高可靠性的白光LED。3本技术的白光LED采用以下技术方案该白光LED包括蓝光或紫外光LED芯片和支架反射镜，蓝光或紫外光LED芯片固定在支 架反射镜中，在蓝光或紫外光LED芯片的出光路径上覆有YAG透明陶瓷层。 YAG透明陶瓷层可以是平板实心球面透镜型，也可以是空心球面透镜型。 本技术是利用YAG透明陶瓷作为波长转换材料，将蓝光或紫外LED芯片发出的光在 通过YAG透明陶瓷层时吸收部分光转换成不同于发光芯片波长的光，不同波长的光混合得到 白光。有效解决了现有技术中由于蓝光或紫外光LED持续点亮造成的波长转换材料的退化以 及由于涂敷的波长转换材料光透过率不高、散射等原因造成的出光效率不高、涂敷不均匀造 成的黄色光斑、蓝色光斑、白光色温不一致等问题，大大提高了白光LED的使用寿命，接近 了半导体发光二极管的寿命，工艺操作相对简单、可靠性高。附图说明图l是本技术白光LED的结构示意图。图2是平板实心球面透镜型YAG透明陶瓷层的示意图。图3是空心球面透镜型YAG透明陶瓷层的示意图。其中1、碗形反射杯，2、负极引线，3、正极引线，4、蓝光或紫外LED芯片，5、电极 引线，6、 YAG透明陶瓷层，7、平板，8、实心球面透镜，9、空心球面透镜。具体实施方式本技术是利用YAG透明陶瓷通过蓝光LED或紫外光LED制备白光LED。如图1所示， 首先利用绝缘胶水将裸露的蓝光或紫外光LED芯片4固定到碗状反射杯1 (即支架反射镜) 的底部。碗形反射杯1连接有负极引线2， 一侧有正极引线3。焊接好蓝光或紫外光LED芯片 4与正极引线3之间的电极引线5，然后在蓝光或紫外光LED芯片4的出光路径上封装YAG透 明陶瓷层6。YAG透明陶瓷层6的结构可采用如图2所示的平板实心球面透镜型，平板7上放置预先 通过YAG透明陶瓷颗粒混合在环氧树脂或者二氧化硅中制作而成的实心球面透镜8，并用环 氧树脂固化。也可以直接在平板7上现做实心球面透镜8。YAG透明陶瓷层6的结构可采用如图3所示的壁厚一致的空心球面透镜9，通过在空心 球面透镜9内部灌注硅胶或者专用胶水固化到碗形反射杯1上。YAG透明陶瓷层6所用陶瓷颗粒大小在10nm-300nm之间。透明陶瓷层的厚度要根据蓝光 /紫外芯片的功率大小进行适当调整,通过调整陶瓷层厚度和颗粒密度來改变所发出光的色坐 标。使用的蓝光LED发光芯片的波长在450nm-480nm波段之间，紫外LED的波长在250nni-540mn 之间，转换后得到白光的相关色温在1500K-15000K之间。本技术可以应用于普通小功率蓝光芯片的封装，也可以应用于半导体照明用功率型 芯片的封装。权利要求1. 一种白光LED，包括蓝光或紫外光LED芯片和支架反射镜，蓝光或紫外光LED芯片固定在支架反射镜中，其特征是在蓝光或紫外光LED芯片的出光路径上覆有YAG透明陶瓷层。2. 根据权利要求1所述的白光LED，其特征是所述YAG透明陶瓷层是平板实心球面透镜型。3. 根据权利要求1所述的白光LED，其特征是所述YAG透明陶瓷层是空心球面透镜型。专利摘要本技术提供了一种白光LED。该白光LED包括蓝光或紫外光LED芯片和支架反射镜，蓝光或紫外光LED芯片固定在支架反射镜中，在蓝光或紫外光LED芯片的出光路径上覆有YAG透明陶瓷层。YAG透明陶瓷层可以是平板实心球面透镜型，也可以是空心球面透镜型。本技术是利用YAG透明陶瓷作为波长转换材料，将蓝光或紫外LED芯片发出的光在通过YAG透明陶瓷层时吸收部分光转换成不同于发光芯片波长的光，不同波长的光混合得到白光，提高了白光LED的使用寿命，接近了半导体发光二极管的寿命，工艺操作相对简单、可靠性高。文档编号H01L33/00GK201237164SQ20082018732公开日2009年5月13日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日专利技术者任忠祥, 刘长江, 吕启超, 张成山, 徐现刚, 燕 沈 申请人:山东华光光电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光ＬＥＤ，包括蓝光或紫外光ＬＥＤ芯片和支架反射镜，蓝光或紫外光ＬＥＤ芯片固定在支架反射镜中，其特征是：在蓝光或紫外光ＬＥＤ芯片的出光路径上覆有ＹＡＧ透明陶瓷层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长江，徐现刚，张成山，任忠祥，沈燕，吕启超，
申请(专利权)人：山东华光光电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]