專利名稱：一種白光led及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于半導體光電子技術領域，具體地說，涉及一種白光LED及其制備方法。
背景技術：
目前制作白光LED的主要方法是利用藍光LED涂敷微小顆粒的非透明熒光粉通過 波長轉換制作白光LED。由于藍光LED持續(xù)點亮會造成溫度升高，波長轉換材料會發(fā)生退 化，同時由于涂敷的波長轉換材料為非透明材料，在藍光芯片發(fā)出的光通過時會發(fā)生散射 吸收等現(xiàn)象，使得出光效率不高；同時由于涂敷厚度的不均勻會嚴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、藍色光斑、白光色溫不一致等問題。中國專利公開第CN1618925號公開了一種生產(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%的且不會與其反應的無機 物細粉末(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光LED持續(xù)點亮會造成溫度升高、波長轉換材料會 發(fā)生退化以及光效率不高的問題。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) 光材料領域有著廣泛的應用。雖然藍光芯片上涂上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)明針對現(xiàn)有技術的利用藍光或紫外光LED制備的白光LED中存在的問題點而 做出，其目的在于提供一種高效率、顯色性好、壽命長、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 成的藍光LED或紫外光LED ；以及設置在所述藍光LED或紫外光LED的出光路徑上的熒光 粉透鏡。另外，優(yōu)選的結構是，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)選的結構是，所述透光材料是PC、亞克力或硅膠。此外，優(yōu)選的結構是，所述熒光粉透鏡是實心球面或空心球面型透鏡。此外，更優(yōu)選的結構是，在所述金屬基板的底面開設有多條散熱槽。再者，優(yōu)選的結構是，在所述金屬基板上形成有高導熱材料制成的薄膜結構的絕緣層。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 藍光LED或紫外光LED ；制作熒光粉透鏡；以及在所述藍光LED或紫外光LED的出光路徑上 設置所述熒光粉透鏡。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)設計好的透鏡圖紙開模，按透光材料與熒光粉的重量比例為10 Y進行充分 攪拌，其中，0. Y^ 3，然后用注塑機注塑成型熒光粉透鏡。本發(fā)明由于利用藍光或紫外光LED與熒光粉透鏡結合獲得白光LED，提高了光效， 提高了白光LED的壽命，提高了顯色指數(shù)，使色坐標不會因LED結溫升高而變化；同時通過 在金屬基板底面設置散熱槽以增加散熱面積，因此大大降低了整個產(chǎn)品封裝后的熱阻，提 高了散熱性能。


圖1是表示本發(fā)明的一實施方式涉及的白光LED的具體結構的圖。圖2是圖1所示的白光LED的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的一實施方式涉及的白光LED中的空心熒光粉透鏡的具體結構 的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的一實施方式的白光LED中的實心熒光粉透鏡的具體結構的剖 視圖。附圖標記說明如下1、金屬基板；2、絕緣層；3、電極片；4、藍光LED ；5、管腳；6、散熱槽；7、熒光粉透鏡
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的最佳 實施方式作進一步詳細描述。圖1是表示本發(fā)明的一實施方式涉及的白光LED的具體結構的圖。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上設置的粘貼電極片3 ；藍 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，藍光LED4 與絕緣層2結合的底面為光滑平面，而位于側面的藍光LED4的管腳5與電極片3焊接連接。 熒光粉透鏡7被設置在藍光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進行充分攪拌，通過注塑機注塑成型的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 的色溫低的應用中，熒光粉透鏡7的結構可采用如圖3所示的空心結構；而在本發(fā)明的白光 LED要求的色溫高的應用中，熒光粉透鏡7的結構可采用如圖4所示的內(nèi)部填充有硅膠的實 心結構。此外，在本發(fā)明的其它實施方式中，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。本實施方式的金屬基板1可以由銅、或鋁等導熱金屬材料制成。本實施方式的藍光LED的功率例如設置為3W，但是并不限于3W，在本發(fā)明的其它 實施方式中，藍光LED的功率和數(shù)量可以根據(jù)不同的應用需要設定。另外，本實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采用高導熱材料形成的薄膜結構，大大減小了熱阻?；蛘撸诒景l(fā)明的其它實施方式中，也可以不采用絕緣層而直接在金屬基板上設置藍光 LED，但是這樣會降低本發(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并焊上藍光LED 4。接著，進行熒光粉透鏡7的制作。根據(jù)設計好的60度透鏡圖紙開模，按PC料10g， YAG熒光粉Ig的比例進行充分攪拌，用注塑機注塑成型60度熒光粉透鏡7。然后，在粘接完成藍光LED后，用焊線機鍵合上50 μ m金絲，點一層硅油，用 JCR6175硅膠填充。最后，在藍光LED上蓋上制好的60度熒光粉透鏡7。本實施方式所使用的藍光LED的發(fā)光波長在440nm-480nm之間，轉換后得到白光 的相關色溫在2700K-10000K之間。根據(jù)本發(fā)明的較佳實施方式涉及的白光LED及其制備方法是以利用藍光LED為例 制備的，但并不僅限于藍光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光LED的相同，在此省略其描述。本發(fā)明可以應用于大功率藍光或紫外光芯片的封裝，也可以應用于小功率芯片的 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)點通過在金屬基板底面設置多條散熱槽而增加了散熱面積，因此大大降低了整個產(chǎn) 品封裝后的熱阻，提高了散熱性能。另外，通過利用熒光粉透鏡作為波長轉換材料，將藍光 或紫外LED芯片發(fā)出的光在通過熒光粉透鏡時吸收部分光轉換成不同于發(fā)光芯片波長的 光，不同波長的光混合得到白光。由于熒光粉注塑在透鏡里，不直接接觸藍光或紫外LED芯 片，因此不會受芯片結溫升高的影響而發(fā)生退化，從而提高了色坐標的一致性，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 操作相對簡單、可靠性高。雖然上面針對白光LED及其制備方法描述了本發(fā)明的原理以及具體實施方式
，但 是，在本發(fā)明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施方式的基礎上進行各種改進 和變形，而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本領域技術人員應該明白，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)明的保護范圍由權利要 求及其等同物限定。
權利要求
一種白光LED，包括金屬基板；在所述金屬基板上形成的藍光LED或紫外光LED；以及設置在所述藍光LED或紫外光LED的出光路徑上的熒光粉透鏡。
2.根據(jù)權利要求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)權利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述熒光粉透鏡是實心球面或空心球 面型透鏡。
5.根據(jù)權利要求1所述的白光LED，其特征在于，在所述金屬基板的底面開設有多條散 熱槽。
6.根據(jù)權利要求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熱材料 制成的薄膜結構的絕緣層。
7.一種白光LED的制備方法，包括在金屬基板上形成藍光LED或紫外光LED ；制作熒光粉透鏡；以及在所述藍光LED或紫外光LED的出光路徑上設置所述熒光粉透鏡。
8.根據(jù)權利要求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)設計好的透鏡圖紙開模，按透光材料與熒光粉的重量比例為10 Y進行充分攪 拌，其中，0.5<=y<=3，然后用注塑機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光LED或紫外光LED；以及設置在所述藍光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轉換材料，熒光粉注塑在透鏡里，不受芯片結溫升高的影響，因此制成的白光LED的顯色性高，與色坐標的一致性高、使用壽命長、光效高，并且其制備工藝的操作相對簡單、可靠性高。
文檔編號F21S2/00GK101988636SQ20091016227
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權日2009年7月31日
發(fā)明者吉愛華, 孫偉華 申請人:歌爾聲學股份有限公司