專利名稱：固態(tài)光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)光源裝置，特別是一種發(fā)光二極管光源裝置。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)作為一種固態(tài)照明裝置，因其具光質(zhì) 佳(也即光源輸出的光譜)及發(fā)光效率高等特性而逐漸取代冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)作為照明裝置的發(fā)光元件，具體可參見Michael S. Shur等人在文 獻Proceedings of the IEEE， Vol. 93， No. 10 (2005年10月)中發(fā)表的"Solid-State Lighting: Toward Superior Illumination" ^^文。
發(fā)光二極管作為照明光源時，通常需要較高的演色性(S卩CRI大于90)。 一種具有較高演 色性的發(fā)光二極管，其包括一個藍光發(fā)光二極管芯片、 一個紅光發(fā)光二極管芯片，以及一個 覆蓋該藍光發(fā)光二極管芯片與紅光發(fā)光二極管芯片的封裝體，該封裝體中含有黃色熒光粉。
該藍光發(fā)光二極管芯片與紅光發(fā)光二極管芯片采用不同的發(fā)光二極管芯片，即該藍光發(fā) 光二極管芯片為GaN系發(fā)光二極管芯片，而紅光發(fā)光二極管芯片為AlGalnP系發(fā)光二極管芯片 ，所以，當該藍光發(fā)光二極管芯片與紅光發(fā)光二極管芯片的溫度上升時，其光衰減程度不同 ，即紅光發(fā)光二極管芯片的光衰減程度較大，造成該發(fā)光二極管發(fā)出的光的色溫偏藍 (Blue-shift)，進而導致該發(fā)光二極管所發(fā)出的白光的色溫穩(wěn)定性較差。
因此，有必要提供一種出射光的色溫穩(wěn)定性較好的固態(tài)光源裝置。
發(fā)明內(nèi)容
以下將以實施例說明一種出射光的色溫穩(wěn)定性較好的固態(tài)光源裝置。 一種固態(tài)光源裝置，其包括一本體，該本體上設置有第一容置槽、第二容置槽及第三容 置槽； 一設置在該第一容置槽中的第一發(fā)光單元，其包括第一固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第一固 態(tài)發(fā)光芯片的第一填充層； 一設置在該第二容置槽中的第二發(fā)光單元，其包括第二固態(tài)發(fā)光 芯片及覆蓋該第二固態(tài)發(fā)光芯片的第二填充層； 一設置在該第三容置槽中的第三發(fā)光單元， 其包括第三固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第三固態(tài)發(fā)光芯片的第三填充層；該第一固態(tài)發(fā)光芯片、 第二固態(tài)發(fā)光芯片及第三固態(tài)發(fā)光芯片為同色光的固態(tài)發(fā)光芯片，該第一填充層、第二填充 層及第三填充層中至少兩者含有各自不同的熒光粉，經(jīng)由該第一填充層、第二填充層及第三 填充層出射的光混光后形成一白光。相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述固態(tài)光源裝置中包括均為同色光的固態(tài)發(fā)光芯片的第一固態(tài)發(fā)光 芯片、第二固態(tài)發(fā)光芯片及第三固態(tài)發(fā)光芯片，所以該第一固態(tài)發(fā)光芯片、第二固態(tài)發(fā)光芯 片及第三固態(tài)發(fā)光芯片的光衰減程度基本相同，使得該固態(tài)光源裝置發(fā)出的白光的色溫受溫 度的影響較小，即該固態(tài)光源裝置發(fā)出的白光的色溫穩(wěn)定性較好。
圖l是本發(fā)明第一實施例提供的固態(tài)光源裝置的剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明第二實施例提供的固態(tài)光源裝置的剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明第三實施例提供的固態(tài)光源裝置的剖面示意圖。
圖4是圖3中固態(tài)光源裝置的光學微結(jié)構(gòu)層的部分截面示意圖。
圖5是圖3中固態(tài)光源裝置的具有錐形凸起的光學微結(jié)構(gòu)層的部分截面示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參見圖l，本發(fā)明第一實施例提供的固態(tài)光源裝置IO，其包括一本體ll， 一第一發(fā)光 單元12， 一第二發(fā)光單元13及一第三發(fā)光單元14。
該本體11上具有并列設置的第一容置槽110，第二容置槽112及第三容置槽114。該第一 發(fā)光單元12，第二發(fā)光單元13及第三發(fā)光單元14分別設置在該第一容置槽110，第二容置槽 112及第三容置槽114中。該第一容置槽IIO，第二容置槽112及第三容置槽114均為錐形，且 其開口分別沿遠離其底部的方向逐漸變大。
該本體ll所用材料為銅、鋁等金屬，氮化鋁、三氧化二鋁、氧化鈹?shù)忍沾刹牧?，以及?等。該本體ll可與外部電源相連，從而給該第一發(fā)光單元12，第二發(fā)光單元13及第三發(fā)光單 元14提供電能，另外，還可將該第一發(fā)光單元12，第二發(fā)光單元13及第三發(fā)光單元14發(fā)光時 所產(chǎn)生的熱量傳導出該固態(tài)光源裝置IO。
該第一發(fā)光單元12包括第一固態(tài)發(fā)光芯片121及覆蓋該第一固態(tài)發(fā)光芯片121的第一填充 層122。該第二發(fā)光單元13包括第二固態(tài)發(fā)光芯片131及覆蓋該第二固態(tài)發(fā)光芯片131的第二 填充層132。該第三發(fā)光單元14包括第三固態(tài)發(fā)光芯片141及覆蓋該第三固態(tài)發(fā)光芯片141的 第三填充層142。該第一固態(tài)發(fā)光芯片121，該第二固態(tài)發(fā)光芯片131及該第三固態(tài)發(fā)光芯片 141分別設置在該第一容置槽110，第二容置槽112及第三容置槽113的底部，且均與該本體 ll電連接。在本實施例中，該第一固態(tài)發(fā)光芯片121，該第二固態(tài)發(fā)光芯片131及該第三固態(tài) 發(fā)光芯片141均為發(fā)光二極管芯片。
該第一固態(tài)發(fā)光芯片121，第二固態(tài)發(fā)光芯片131及第三固態(tài)發(fā)光芯片141為同色光的固態(tài)發(fā)光芯片，例如GaN系固態(tài)發(fā)光芯片或AlGaN系固態(tài)發(fā)光芯片，所以其光衰減程度基本相同 ，使得該固態(tài)光源裝置10發(fā)出的白光的色溫受溫度的影響較小，即該固態(tài)光源裝置10發(fā)出的 白光的色溫穩(wěn)定性較好。另外，若該第一固態(tài)發(fā)光芯片121，第二固態(tài)發(fā)光芯片131及第三固 態(tài)發(fā)光芯片141均為GaN系固態(tài)發(fā)光芯片或AlGaN系固態(tài)發(fā)光芯片，所以當溫度上升時，其發(fā) 光效率可保持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)。
在本實施例中，該第一固態(tài)發(fā)光芯片121，第二固態(tài)發(fā)光芯片131及第三固態(tài)發(fā)光芯片 141均為紫外光固態(tài)發(fā)光芯片，其分別與第一電源101，第二電源102及第三電源103形成電連 接。由該第一電源101，第二電源102及第三電源103分別對該第一固態(tài)發(fā)光芯片121，第二固 態(tài)發(fā)光芯片131及第三固態(tài)發(fā)光芯片141的電壓及電流進行獨立控制。
該第一填充層122可包括第一透明基材1220及均勻分布在該第一透明基材1220中的第一 熒光粉1222。該第一透明基材1220的材料可選用硅膠、樹脂等透光材料。在本實施例中，該 第一透明基材1220所用材料為硅膠，其折射率大于1.4。該第一熒光粉1222為紅光熒光粉， 其受光激發(fā)可發(fā)出中心波長范圍為61(T645納米的紅光。該紅光熒光粉可為氮化物、硅酸鹽 、氧化物或硫化物等。
該第二填充層132可包括第二透明基材1320及均勻分布在該第二透明基材1320中的第二 熒光粉1322。該第二透明基材1320的材料可選用硅膠、樹脂等透光材料。該第二熒光粉 1322為綠光熒光粉，其受光激發(fā)可發(fā)出中心波長范圍為505 540納米的綠光。該綠光熒光粉 可為氮化物、硅酸鹽或氧化物等。該第二熒光粉1322也可為黃光熒光粉，其受光激發(fā)可發(fā)出 中心波長范圍為55(T600納米的黃光。
該第三填充層142包括第三透明基材1420及均勻分布在該第三透明基材1420中的第三熒 光粉1422。該第三透明基材1420的材料可選用硅膠、樹脂等透光材料。該第三熒光粉1422為 藍光熒光粉，其受光激發(fā)可發(fā)出中心波長范圍為445 475納米的藍光。該藍光熒光粉可為氮 化物、硅酸鹽或氧化物等。
該第一發(fā)光二極管芯片121，第二發(fā)光二極管芯片131及第三發(fā)光二極管芯片141電性獨 立，即由該第一電源IOI，第二電源102及第三電源103分別對其電壓及電流進行獨立控制。 在本實施例中，該第一電源IOI，第二電源102及第三電源103分別對該第一固態(tài)發(fā)光芯片 121，第二固態(tài)發(fā)光芯片131及第三固態(tài)發(fā)光芯片141施加相同的電壓以使其發(fā)出紫外光。該 第一填充層122中的第一熒光粉1222在該第一固態(tài)發(fā)光芯片121發(fā)出的紫外光的激發(fā)下發(fā)出紅 光。該第二填充層132中的第二熒光粉1322在該第二固態(tài)發(fā)光芯片131發(fā)出的紫外光的激發(fā)下 發(fā)出綠光或黃光。該第三填充層142中的第三熒光粉1422在該第三固態(tài)發(fā)光芯片141發(fā)出的紫外光的激發(fā)下發(fā)出藍光。由于該第一電源101，第二電源102及第三電源103可分別對該第一 固態(tài)發(fā)光芯片121，第二固態(tài)發(fā)光芯片131及第三固態(tài)發(fā)光芯片141的電流進行控制，進而分 別對經(jīng)由該第一填充層122、第二填充層132及第三填充層142出射的紅光、綠光或黃光、藍 光的色溫進行調(diào)節(jié)，所以該紅光、綠光及藍光混光后產(chǎn)生的白光，或者紅光、黃光及藍光混 光后產(chǎn)生白光具有較高的演色性，能夠適應不同的實際需求。
另外，紫外光固態(tài)發(fā)光芯片與熒光粉組合的半高寬(Full Width & Half Max, FWHM)比 多種單色固態(tài)發(fā)光芯片組合(例如，紅光二極管芯片、綠光二極管芯片與藍光二極管芯片的 組合)的半高寬大，因此，紫外光固態(tài)發(fā)光芯片與熒光粉組合所發(fā)出的光的演色性更好。例 如，紅光發(fā)光二極管的FW麗約為20納米，而紫外光固態(tài)發(fā)光芯片與紅光熒光粉組合的FWHM則 可達到至少45納米。
請參見圖2，本發(fā)明第二實施例提供的固態(tài)光源裝置20，其與上述第一實施例所提供的 固態(tài)光源裝置10基本相同，不同之處在于該固態(tài)光源裝置20進一步包括一散射層28，該散 射層28設置在該第一容置槽110，第二容置槽112及第三容置槽114上。
該散射層28可包括第四透明基材281及均勻分布在該第四透明基材281中的散射粒子282 。該第四透明基材281的材料可選用硅膠、樹脂等透光材料，其折射率小于或等于上述第一 透明基材1220的折射率。該散射粒子282所用材料可為二氧化鈦(Ti02)、塑料、PMMA、熔融 石英(Fused Silica)、三氧化二鋁(A1203)、氧化鎂(MgO)、硅鋁氧氮聚合物(Sialon)或其他 透明氮氧化物，其用于散射由該第一填充層122射出的紅光、由該第二填充層132射出的綠光 或黃光，以及由該第三填充層142射出的藍光，從而進一步提高該固態(tài)光源裝置20的出光均 勻性。
請參見圖3，本發(fā)明第三實施例提供的固態(tài)光源裝置30，其與上述第二實施例所提供的 固態(tài)光源裝置20基本相同，不同之處在于
第一固態(tài)發(fā)光芯片321，第二固態(tài)發(fā)光芯片331及第三固態(tài)發(fā)光芯片341均為藍光固態(tài)發(fā) 光芯片，其可發(fā)出中心波長范圍為45(T470納米的藍光；
第三填充層342僅包括第三透明基材；
該固態(tài)光源裝置30進一步包括一光學微結(jié)構(gòu)層39，該光學微結(jié)構(gòu)層39設置在填充層28的 遠離第一容置槽IIO，第二容置槽112及第三容置槽114的一側(cè)。
該光學微結(jié)構(gòu)層39具有一遠離該填充層28的出光面391，該出光面391上具有多個光學微 結(jié)構(gòu)392。請參見圖4，該多個光學微結(jié)構(gòu)392為多個平行排布的棱鏡。請參見圖5，該多個光 學微結(jié)構(gòu)392為多個陣列排布的錐形凸起，其尖端遠離該填充層38。該光學微結(jié)構(gòu)392所用材
7料為PMMA、塑料或透明玻璃，其用于對經(jīng)由該出光面391出射的光線進行混光以及改變該固 態(tài)光源裝置30射出光的場形。
可以理解的是，該固態(tài)光源裝置30的光學微結(jié)構(gòu)層39與該第一容置槽110，第二容置槽 112及第三容置槽114之間可以不需要設置填充層28，該光學微結(jié)構(gòu)層39與該第一容置槽110 ，第二容置槽112及第三容置槽114之間也可填充有空氣等氣體。該光學微結(jié)構(gòu)層39也可應用 于第一實施例所提供的固態(tài)光源裝置IO。
在本實施例中，第一電源IOI，第二電源102及第三電源103分別對該第一固態(tài)發(fā)光芯片 321，第二固態(tài)發(fā)光芯片331及第三固態(tài)發(fā)光芯片341施加相同的電壓以使其發(fā)出藍光。第一 填充層122中的第一熒光粉1222在該第一固態(tài)發(fā)光芯片321發(fā)出的藍光的激發(fā)下發(fā)出紅光。第 二填充層132中的第二熒光粉1322在該第二固態(tài)發(fā)光芯片331發(fā)出的藍光的激發(fā)下發(fā)出綠光或 黃光。該第三固態(tài)發(fā)光芯片341發(fā)出的藍光直接經(jīng)由該第三填充層342射出。由于該第一電源 101，第二電源102及第三電源103可分別對該第一固態(tài)發(fā)光芯片321，第二固態(tài)發(fā)光芯片331 及第三固態(tài)發(fā)光芯片341的電流進行控制，進而分別對經(jīng)由該第一填充層122、第二填充層 132及第三填充層342出射的紅光、綠光或黃光、藍光的色溫進行調(diào)節(jié)，所以該紅光、綠光與 藍光混光后產(chǎn)生的白光，或者紅光、黃光與藍光混光后產(chǎn)生白光具有較高的演色性，能夠適 應不同的實際需求。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效 果，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種固態(tài)光源裝置，其包括一本體，該本體上設置有第一容置槽、第二容置槽及第三容置槽；一設置在該第一容置槽中的第一發(fā)光單元，其包括第一固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第一固態(tài)發(fā)光芯片的第一填充層；一設置在該第二容置槽中的第二發(fā)光單元，其包括第二固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第二固態(tài)發(fā)光芯片的第二填充層；一設置在該第三容置槽中的第三發(fā)光單元，其包括第三固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第三固態(tài)發(fā)光芯片的第三填充層；該第一固態(tài)發(fā)光芯片、第二固態(tài)發(fā)光芯片及第三固態(tài)發(fā)光芯片為同色光的固態(tài)發(fā)光芯片，該第一填充層、第二填充層及第三填充層中至少兩者含有各自不同的熒光粉，經(jīng)由該第一填充層、第二填充層及第三填充層出射的光混光后形成一白光。
2.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該第一固態(tài)發(fā)光芯片、該第二固態(tài)發(fā)光芯片及該第三固態(tài)發(fā)光芯片為GaN系或AlGaN系固態(tài)發(fā)光芯片。
3.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該第一固態(tài)發(fā)光芯片、第二固態(tài)發(fā)光芯片及第三固態(tài)發(fā)光芯片均為藍光固態(tài)發(fā)光芯片，該第一填充層中含有紅光熒光粉，該第二填充層中含有綠光熒光粉或黃光熒光粉。
4.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該第一固態(tài)發(fā)光芯片、第二固態(tài)發(fā)光芯片及第三固態(tài)發(fā)光芯片均為紫外光固態(tài)發(fā)光芯片，該第一填充層中含有紅光熒光粉，該第二填充層中含有綠光熒光粉或黃光熒光粉，該第三填充層中含有藍光熒光粉。
5.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該第一固態(tài)發(fā)光芯片，該第二固態(tài)發(fā)光芯片及該第三固態(tài)發(fā)光芯片電性獨立。
6.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該固態(tài)光源裝置進一步包括一散射層，其設置在該第一容置槽、第二容置槽及第三容置槽上，該散射層中含覆蓋該第一固覆蓋該第二固覆蓋該第三固 有散射粒子。
7.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該固態(tài)光源裝置進一步包括一光學微結(jié)構(gòu)層，其設置在該第一容置槽、第二容置槽及第三容置槽上。
8.如權(quán)利要求7所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該固態(tài)光源裝置進一步包括一散射層，其設置在該光學微結(jié)構(gòu)層與第一容置槽、第二容置槽及第三容置槽之間，該散射層中含有散射粒子。
9.如權(quán)利要求7所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于光學微結(jié)構(gòu)層具有一遠離該第一容置槽、第二容置槽及第三容置槽的出光面，該出光面上具有多個光學微結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的固態(tài)光源裝置，其特征在于該光學微結(jié)構(gòu)為棱鏡或錐形凸起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固態(tài)光源裝置，其包括一設置有第一容置槽、第二容置槽及第三容置槽的本體；一設置在該第一容置槽中的第一發(fā)光單元，其包括第一固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第一固態(tài)發(fā)光芯片的第一填充層；一設置在該第二容置槽中的第二發(fā)光單元，其包括第二固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第二固態(tài)發(fā)光芯片的第二填充層；一設置在該第三容置槽中的第三發(fā)光單元，其包括第三固態(tài)發(fā)光芯片及覆蓋該第三固態(tài)發(fā)光芯片的第三填充層；該第一、第二及第三固態(tài)發(fā)光芯片為同色光的固態(tài)發(fā)光芯片，該第一、第二及第三填充層中至少兩者含有各自不同的熒光粉，經(jīng)由該第一、第二及第三填充層出射的光混光后形成一白光。
文檔編號F21V19/00GK101463975SQ20071020325
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者徐智鵬, 王君偉 申請人:富士邁半導體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導體工業(yè)股份有限公司