一種發(fā)光二極管模塊制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開(kāi)一種發(fā)光二極管模塊，包括基板，還包括用于發(fā)出可見(jiàn)光且連接于基板上的獨(dú)置發(fā)光二極管芯片和至少1顆連接于基板上的發(fā)光單元，或至少2顆連接于基板上的發(fā)光單元；所述發(fā)光單元包括用于發(fā)出可見(jiàn)光的內(nèi)置發(fā)光二極管芯片和一層能夠被所述發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)的光轉(zhuǎn)換層；所有的發(fā)光單元中至少有一顆的光轉(zhuǎn)換層為紅色轉(zhuǎn)換層；該紅色轉(zhuǎn)換層被發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)后，發(fā)射光譜主波長(zhǎng)為600-670nm。本實(shí)用新型專利技術(shù)解決RGB發(fā)光二極管混光的頻譜窄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、控制系統(tǒng)成本與可靠性問(wèn)題。同時(shí)能夠形成的混合光之間的配比較為接近預(yù)先設(shè)定的配比，這樣能提高發(fā)光模塊的光效和顯色指數(shù)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光二極管模塊。
技術(shù)介紹
在照明應(yīng)用中我們需要混合不同波長(zhǎng)可見(jiàn)光做成的白光，現(xiàn)有技術(shù)中，利用發(fā)光二極管類實(shí)現(xiàn)混合白光的主流方案有兩種:1)RGB發(fā)光二極管混光:通過(guò)不同材質(zhì)的發(fā)光二極管發(fā)出不同波長(zhǎng)的光，混合后形成白光，如附圖1、2所示。這種方案有以下不足:要制造顯色指數(shù)高的白光LED光源，我們需要添加能發(fā)出紅光的元素，即利用紅光芯片混光。由于不同波段的發(fā)光二極管只能發(fā)出一種顏色的光，因而光譜獨(dú)一而且頻譜窄，RGB發(fā)光二極管所拼合的光譜是非連續(xù)性的，如附圖4所示。光源雖然顯色指數(shù)較高，但需要多種芯片去集成拼合，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，造成封裝工藝中的困難。另外由于不同波長(zhǎng)的芯片材質(zhì)不一，芯片的驅(qū)動(dòng)電壓也不一樣，以數(shù)種芯片混光的方案需要數(shù)個(gè)電路，大大增加了控制系統(tǒng)的成本。芯片不一同時(shí)也帶來(lái)可靠性的問(wèn)題，發(fā)光二極管在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)老化，可是不同材質(zhì)的發(fā)光二極管老化速度并不一致，光源的顏色會(huì)隨時(shí)間漂移，變得不適合照明應(yīng)用。2)光轉(zhuǎn)換層發(fā)光二極管混光:利用光轉(zhuǎn)換材料把發(fā)出自發(fā)光二極管的轉(zhuǎn)換成其他波長(zhǎng)的光，光轉(zhuǎn)換層是由高分子透明材料作為基材，熒光粉為光轉(zhuǎn)換材料分布在基材里，光轉(zhuǎn)換層覆蓋會(huì)在發(fā)光二極管表面，如附圖3所示。藍(lán)光從芯片發(fā)出，激發(fā)光轉(zhuǎn)換層里不同顏色的焚光粉，被轉(zhuǎn)換形成的黃綠光和紅光和部分沒(méi)有被轉(zhuǎn)換的藍(lán)光一起混合形成白光。為了達(dá)到較高的顯色指數(shù)，光轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管會(huì)在光轉(zhuǎn)換層混合紅、黃綠色的熒光粉。紅色熒光粉的激發(fā)波段為200-610nm，可以吸收包括除了紅光外的其他可見(jiàn)光波長(zhǎng)。在理想情況下，從發(fā)光二極管芯片發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)過(guò)兩種熒光粉后，被轉(zhuǎn)換的光和部分沒(méi)有被轉(zhuǎn)換的光一起混合形成白光。但是，黃綠色熒光粉發(fā)射的黃綠光會(huì)有部分被紅色熒光粉再次吸收并轉(zhuǎn)換為紅光，如圖5所示，而且這個(gè)光吸收率在不同波長(zhǎng)下是非線性的，使得這種包含多種熒光粉的混合調(diào)配要達(dá)成一些高顯色指數(shù)的目標(biāo)光譜非常困難，甚至不可能。再者，黃綠光被再吸收會(huì)導(dǎo)致能量損失，進(jìn)一步降低光效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在在問(wèn)題，提供一種發(fā)光二極管模塊，其使用帶有紅色轉(zhuǎn)換層的紅光單元代替紅光芯片，以紅光單元組成可以發(fā)出白光的發(fā)光二極管模塊，其提高了發(fā)光模塊的光效和顯色指數(shù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本方案采用的技術(shù)方案有兩種:第一:一種發(fā)光二極管模塊，包括基板，還包括用于發(fā)出可見(jiàn)光且連接于基板上的獨(dú)置發(fā)光二極管芯片和至少1顆連接于基板上的發(fā)光單元；所述發(fā)光單元包括用于發(fā)出可見(jiàn)光的內(nèi)置發(fā)光二極管芯片和一層能夠被所述發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)的光轉(zhuǎn)換層；所有的發(fā)光單元中至少有一顆的光轉(zhuǎn)換層為紅色轉(zhuǎn)換層;該紅色轉(zhuǎn)換層被發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)后，發(fā)射光譜主波長(zhǎng)為600-670nm。從內(nèi)置發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)過(guò)紅色轉(zhuǎn)換層，部分光轉(zhuǎn)換為紅光，與獨(dú)置發(fā)光二極管芯片發(fā)出其他顏色的光混合成為白光。第二:一種發(fā)光二極管模塊，包括基板，還包括至少2顆連接于基板上的發(fā)光單元；所述發(fā)光單元包括用于發(fā)出可見(jiàn)光的內(nèi)置發(fā)光二極管芯片和一層能夠被所述發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)的光轉(zhuǎn)換層；所有的發(fā)光單元中至少有一顆的光轉(zhuǎn)換層為紅色轉(zhuǎn)換層;該紅色轉(zhuǎn)換層被發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)后，發(fā)射光譜主波長(zhǎng)為600-670nm。從內(nèi)置發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)過(guò)紅色轉(zhuǎn)換層，部分光轉(zhuǎn)換為紅光，與其他發(fā)光單元發(fā)出的其他顏色的光混合成白光。在上述兩種方案下，其各自的優(yōu)選方案還包括以下情形:上述方案優(yōu)選的，所述光轉(zhuǎn)換層的基體材料的光折射率可以為1.35-1.60。上述方案優(yōu)選的，光轉(zhuǎn)換層的基體材料貼合在所述內(nèi)置發(fā)光二極管芯片的表面。上述方案優(yōu)選的，所述獨(dú)置發(fā)光二極管芯片或內(nèi)置發(fā)光二極管發(fā)出主波長(zhǎng)為440-470nm的藍(lán)光，并且其中一個(gè)發(fā)光單元的光轉(zhuǎn)換層為黃綠色轉(zhuǎn)換層，所述黃綠色轉(zhuǎn)換層吸收部分藍(lán)光并激發(fā)出黃綠光。上述方案優(yōu)選的，所述黃綠色轉(zhuǎn)換層包括黃綠色熒光粉。所述黃綠色熒光粉的成分為石榴石型熒光體、氮氧化物熒光體或鋁酸鹽熒光體中的一種或多種。上述方案優(yōu)選的，所述光轉(zhuǎn)換層的基體材料為透明樹(shù)脂。透明樹(shù)脂的成分為有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸類樹(shù)脂中的一種或多種。上述方案優(yōu)選的，所述紅色轉(zhuǎn)換層包括紅色熒光粉。所述紅色熒光粉的成分為氮化物熒光體和/或硫化物熒光體。通過(guò)改變熒光粉和基體材料的重量比，從而達(dá)到改變本發(fā)光二極管模塊的色溫的目的。上述方案優(yōu)選的，所述紅色轉(zhuǎn)換層的激發(fā)波長(zhǎng)范圍為200_610nm，發(fā)射光譜主波長(zhǎng)為600-670nm，所述黃綠色轉(zhuǎn)換層的激發(fā)波長(zhǎng)范圍為200-490nm，發(fā)射光譜主波長(zhǎng)為520-575nm0上述方案優(yōu)選的，紅色轉(zhuǎn)換層的發(fā)射波長(zhǎng)大于其他光轉(zhuǎn)換層的發(fā)射波長(zhǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)使用帶有紅色轉(zhuǎn)換層的紅光單元代替紅光芯片，以紅光單元組成可以發(fā)出白光的發(fā)光二極管模塊。這方案解決RGB發(fā)光二極管混光的頻譜窄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、控制系統(tǒng)成本與可靠性問(wèn)題。同時(shí)由于黃綠發(fā)光單元與紅光單元沒(méi)有直接接觸，這減少?gòu)狞S綠發(fā)光單元出來(lái)的黃綠光再次被紅光轉(zhuǎn)換層二次激發(fā)的機(jī)會(huì)，從而使最終形成的混合光之間的配比較為接近預(yù)先設(shè)定的配比，這樣能提高發(fā)光模塊的光效和顯色指數(shù)。【附圖說(shuō)明】圖1、2為現(xiàn)有技術(shù)中RGB發(fā)光二極管混光的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中光轉(zhuǎn)換層發(fā)光二極管混光的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1、圖2出光光譜的曲線圖；圖5為圖3出光光譜的曲線圖；圖6為一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；圖8為另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；圖9為另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；圖10為另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；圖11為在2700K色溫下，本技術(shù)所能達(dá)成的出光光譜的曲線圖；圖12為在5000K色溫下，本技術(shù)所能達(dá)成的出光光譜的曲線圖；圖13為現(xiàn)有技術(shù)和本技術(shù)能達(dá)成的出光光譜的曲線對(duì)比圖。圖中標(biāo)號(hào)為:1、基板;2、發(fā)光單元;2-1、內(nèi)置發(fā)光二極管芯片；2-2、光轉(zhuǎn)換層;2-3、紅光單元;2-4、黃綠光單元;2-5、藍(lán)光單元；2-6、白光單元;3、獨(dú)置發(fā)光二極管芯片。【具體實(shí)施方式】本技術(shù)為一種發(fā)光二極管模塊，包括至少2顆發(fā)光單元2，所述發(fā)光單元2包括用于發(fā)出可見(jiàn)光的內(nèi)置發(fā)光二極管芯片2-1和一層能夠被所述發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)的光轉(zhuǎn)換層2-2;所有的發(fā)光單元2中至少有一顆的光轉(zhuǎn)換層2-2為紅色轉(zhuǎn)換層，其光轉(zhuǎn)換層2-2為紅色轉(zhuǎn)換層的發(fā)光單元2，我們稱之為紅光單元2-3，發(fā)光單元2的發(fā)轉(zhuǎn)換層為其他顏色的轉(zhuǎn)換層的，如黃綠光轉(zhuǎn)換層的，我們稱之為黃綠光發(fā)光單元2。所述紅色轉(zhuǎn)換層被發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)后，紅色轉(zhuǎn)換層吸收內(nèi)置發(fā)光二極管所發(fā)出的可見(jiàn)光，部分轉(zhuǎn)化成波長(zhǎng)為600-670nm的紅光;其他的發(fā)光單元2，主要由其內(nèi)置發(fā)光二極管芯片2-1與可被該內(nèi)置發(fā)光二極管芯片2-1激發(fā)的光轉(zhuǎn)換層2-2組成;紅色轉(zhuǎn)換層的發(fā)射波長(zhǎng)大于其他光轉(zhuǎn)換層2-2的發(fā)射波長(zhǎng)。本技術(shù)利用紅光單元2-3與其他發(fā)光單元2，所發(fā)出來(lái)的可見(jiàn)光組合，最終合成顯色指數(shù)高的白光源。另外，紅色轉(zhuǎn)換層和其他光轉(zhuǎn)換層2-2均包括有熒光粉和基體材料。熒光粉用于吸收并激發(fā)經(jīng)過(guò)其的光。基體材料為透明的，其用于決定光轉(zhuǎn)換層2-2的光折射率。光轉(zhuǎn)換層2-2的基體材料的光折射率優(yōu)選為1.35本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種發(fā)光二極管模塊，包括基板(1)，其特征在于：還包括用于發(fā)出可見(jiàn)光且連接于基板(1)上的獨(dú)置發(fā)光二極管芯片(3)和至少1顆連接于基板(1)上的發(fā)光單元(2)，或至少2顆連接于基板(1)上的發(fā)光單元(2)；所述發(fā)光單元(2)包括用于發(fā)出可見(jiàn)光的內(nèi)置發(fā)光二極管芯片(2?1)和一層能夠被所述發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)的光轉(zhuǎn)換層(2?2)；所有的發(fā)光單元(2)中至少有一顆的光轉(zhuǎn)換層(2?2)為紅色轉(zhuǎn)換層；該紅色轉(zhuǎn)換層被發(fā)光二極管芯片發(fā)出的可見(jiàn)光激發(fā)后，發(fā)射光譜主波長(zhǎng)為600?670nm。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳顯平，黃潔瑩，葉懷宇，梁潤(rùn)園，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：桂林么么科技發(fā)展有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：廣西;45