【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于led，更具體地，涉及一種單芯片結構的白光led及其制備方法。
技術介紹
1、第三代半導體也被稱為寬禁帶半導體，以氮化鎵、氮化鋁、氮化硼為代表的寬禁帶半導體其禁帶寬度均大于2.3ev。與第一代和第二代半導體相比，其禁帶寬度大、介電常數小、導電性能更加優越，廣泛被用于制備高性能led。
2、隨著第三代半導體的發展，led作為已經普及的一項技術，其應用范圍也在不斷擴大，人們已經不僅僅滿足于led的照明需求，而是更加追求高品質的健康照明。顯色指數、特殊顯色指數、色質指數、顏色保真度、光譜連續度和藍光危害占比指數等代表led高品質的性能參數也更加受到關注。然而，目前市面上白光led普遍由峰值波長為450nm的藍光芯片激發熒光粉制備，其顯色指數、特殊顯色指數、色質指數、顏色保真度低、并且其光譜缺少460-490nm以及620-750nm波段的光，其led光譜偏離標準光譜，光譜連續度低。并且藍光芯片的峰值波長接近“視網膜上皮組織最危險的藍光波長440nm”，導致led的藍光危害占比指數高。長時間暴露在該波段藍光照射下會引起視網膜的損傷、黃斑病變以及閱讀疲勞等問題。
3、除此之外，led的光還具有調節人晝夜節律的作用。褪黑素是一種由腦下垂體分泌的激素，當我們體內褪黑素含量較多時，我們就會昏昏欲睡反之就會精神清醒。褪黑素受480nm附近的光線影響最大，工作在該波段的光線下可以減少褪黑素的分泌，使得人們精力更加充沛，目前市面上白光led普遍缺少480nm波段光線，不能夠起到調節人晝夜節律的作用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是針對以上不足，提供一種單芯片結構的led及其制備方法，該led擁有高顯色指數、特殊顯色指數、色質指數、顏色保真度和光譜連續度，其光譜更加接近標準光譜，并且其藍光危害占比指數低。能夠滿足白天工作學習的要求，同時保證了對人的刺激，抑制褪黑素的分泌，使人們能夠在白天工作時更加專注，提高工作效率。
2、為實現上述目的，本專利技術是通過以下技術方案實現的：
3、本專利技術提供了一種單芯片結構的led，包括：led支架、固晶在led支架上的led芯片、覆蓋于led芯片的發光側的熒光膠、填充于led支架內部的塑封膠；
4、所述led芯片由外延片制成，所述外延片的結構從下至上依次包括：襯底、外延緩沖層、n型gan層、復合多量子阱層、超晶格電子阻擋層和p型gan層。
5、進一步的，所述led支架為pct或emc材質的led支架，規格為2835或3030。
6、進一步的，所述襯底為藍寶石襯底、gan襯底或si襯底中的一種；
7、當襯底為藍寶石襯底或gan襯底時，其晶面為(002)、(110)、(102)、(122)中的一種；襯底為si襯底時，si晶面為(111)、(100)中的一種；
8、當襯底是藍寶石襯底或si襯底時，外延緩沖層包含aln層、alyga1-yn層和gan層；襯底是gan襯底時，外延緩沖層是未摻雜的、與襯底晶向相同的n型gan。
9、進一步的，所述n型gan的厚度為2～6μm，其中si的摻雜濃度為5×1017～1×1020cm-3；所述p型gan的厚度為50～300nm，其中mg的摻雜濃度為1×1018～1×1020cm-3。
10、進一步的，所述復合多量子阱層為發光峰值波長范圍在450～492nm之間的量子阱結構；所述復合多量子阱層自下而上依次設置a量子阱和b量子阱，其中a量子阱靠近n型gan一側，為a1量子阱、a2量子阱和a3量子阱中的一種，b量子阱靠近p型gan一側；
11、所述a1量子阱為單層inx1ga1-x1n量子阱，in摩爾組分x1在0.145～0.155之間，厚度為1.3～4nm；
12、所述a2量子阱為單層inx2ga1-x2n量子阱，in摩爾組分x2在0.185～0.195之間，厚度為1.3～4nm；
13、所述a3量子阱為單層inx3ga1-x3n量子阱，厚度為3～20nm，in摩爾組分x3自下至上從0.195漸變至與量子阱b的in組分相同，高in組分靠近n型gan層，低in組分靠近p型gan層；
14、所述b量子阱inxga1-xn，厚度為1.3～4nm，in摩爾組分x范圍在0.125～0.145之間，層數為1～3；
15、所述a1量子阱、a2量子阱、a3量子阱和b量子阱的勢壘均為aly1ga1-y1n，所述y1在0.25～0.35之間，厚度為6～12nm。
16、進一步的，所述熒光膠包括熒光粉、硅膠、硅膠固化劑以及抗沉淀粉；其中，各組分質量比為1:(4±0.1):(3.61±0.01)：(0.0048±0.0001)。
17、進一步的，所述熒光粉包括490nm的氮氧化物藍綠色熒光粉、538nm的鎵釔鋁石榴石黃綠色熒光粉、558nm的鈰釔鋁石榴石黃色熒光粉、585nm的釓釔鋁石榴石黃色熒光粉以及650nm的氮化物紅色熒光粉；
18、當復合多量子阱層的a量子阱類型為a1時，熒光粉質量配比為氮氧化物藍綠色熒光粉:鎵釔鋁石榴石黃綠色熒光粉:氮化物紅色熒光粉熒光粉＝2.28:8:1；
19、當復合多量子阱層的a量子阱類型為a2時，熒光粉質量配比為氮氧化物藍綠色熒光粉:鎵釔鋁石榴石黃綠色熒光粉:鈰釔鋁石榴石熒光粉:氮化物紅色熒光粉＝2.64:9.42:1:1.02；
20、當復合多量子阱層的a量子阱類型為a3時，熒光粉質量配比為氮氧化物藍綠色熒光粉:鎵釔鋁石榴石黃綠色熒光粉:釓釔鋁石榴石熒光粉:氮化物紅色熒光粉＝2.42:9.63:1:1.15；
21、上述組合使用的峰值波長相鄰的兩款熒光粉中，短波長熒光粉的發射光譜與的長波長熒光粉激發光譜重合小于百分之20。
22、本專利技術采用了特殊設計的復合多量子阱結構，使得外延結構能夠發出在450-492nm范圍內特定波段的光。所述復合多量子阱由a類型單層量子阱與b類型多層量子阱復合而成。根據eg(inxga1-xn)＝xeg(inn)+(1-x)eg(gan)-bx(1-x)、eg＝hc/λ，通過調節inxga1-xn中的in摩爾組分，從而使a1發出460nm的光，使a2發出480nm的光，使a3發出450-492nm的范圍的光、b類型多層量子阱發出450nm的光。當復合多量子阱結構是a1和b的組合時，采用特殊結構的外延片制備的led芯片可以發出450nm和460nm的光。通過采用雙波長藍光激發熒光粉，可以有效降低藍光峰值，使得制備的白光led光譜更加接近標本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種單芯片結構的白光LED，其特征在于，包括：LED支架、固晶在LED支架上的LED芯片、覆蓋于LED芯片的發光側的熒光膠、填充于LED支架內部的塑封膠；
2.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光LED，其特征在于，所述LED支架為PCT或EMC材質的LED支架。
3.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光LED，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底、GaN襯底或Si襯底中的一種；
4.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光LED，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光LED，其特征在于，所述復合多量子阱層為發光峰值波長范圍為450～492nm的量子阱結構；所述復合多量子阱層自下而上依次設置A量子阱和B量子阱，其中A量子阱靠近N型GaN一側，為A1量子阱、A2量子阱和A3量子阱中的一種，B量子阱靠近P型GaN一側；
6.根據權利要求5所述的單芯片結構的白光LED，其特征在于，所述熒光膠包括熒光粉、硅膠、硅膠固化劑以及抗沉淀粉；其中，各組分質量比為1:(4±0.1):(3.61±0.01)：(0.0048±0.
7.根據權利要求6所述的單芯片結構的白光LED，其特征在于，所述熒光粉包括490nm的氮氧化物藍綠色熒光粉、538nm的鎵釔鋁石榴石黃綠色熒光粉、558nm的鈰釔鋁石榴石黃色熒光粉、585nm的釓釔鋁石榴石黃色熒光粉以及650nm的氮化物紅色熒光粉；
8.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光LED，其特征在于，所述塑封膠為硅膠或環氧樹脂透明膠。
9.一種權利要求1～8任意一項所述的單芯片結構的白光LED的制備方法，其特征在于，包括：
10.根據權利要求9所述的單芯片結構的白光LED的制備方法，其特征在于，所述外延片的制備方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種單芯片結構的白光led，其特征在于，包括：led支架、固晶在led支架上的led芯片、覆蓋于led芯片的發光側的熒光膠、填充于led支架內部的塑封膠；
2.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光led，其特征在于，所述led支架為pct或emc材質的led支架。
3.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光led，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底、gan襯底或si襯底中的一種；
4.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光led，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的單芯片結構的白光led，其特征在于，所述復合多量子阱層為發光峰值波長范圍為450～492nm的量子阱結構；所述復合多量子阱層自下而上依次設置a量子阱和b量子阱，其中a量子阱靠近n型gan一側，為a1量子阱、a2量子阱和a3量子阱中的一種，b量子阱靠近p型gan一側；
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙見國，索博研，徐儒，常建華，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：發明
國別省市：
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