專利名稱：一種白光led及其器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種白光LED及其器件。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體器件，一般由某些種類半導(dǎo)體發(fā)光材料摻雜使之成為η型(負(fù)型或電子型)和ρ型(正型或空穴型)半導(dǎo)體，兩種半導(dǎo)體的交界面上形成阻擋層(ρ-η結(jié))。當(dāng)在ρ-η結(jié)兩側(cè)施加電壓時(shí)便會(huì)將電勢能轉(zhuǎn)化為光子形式釋放，根據(jù)不同Ρ-η結(jié)材料所能接受的電勢能不同， 其產(chǎn)生不同波長的光從而呈現(xiàn)不同顏色。半導(dǎo)體發(fā)光二極管通常均為單色(彩色)發(fā)光器件，這種發(fā)光器件光效高，顏色單純，早已廣泛用于各類場合的顯示，如各類指示燈，交通信號(hào)燈，大屏幕彩色顯示屏，甚至大屏幕彩色電視等。這些彩色LED雖可成功用于各種顯示和指示器件，但是對于照明或背光等需求卻無能為力，因?yàn)檎彰骰虮彻獾墓庠幢仨氂泻芎玫娘@色性(光源對物體顏色的呈現(xiàn)能力，指物體在某一光源下所顯示顏色與其真實(shí)顏色的差異關(guān)系)，所以照明用LED必須發(fā)白光。目前，隨著LED芯片制備和熒光粉技術(shù)的發(fā)展，白光LED技術(shù)得到了迅速發(fā)展，當(dāng)前普遍采用的方式是在藍(lán)光LED芯片上涂敷YAG: Ce黃色熒光粉，發(fā)光時(shí)使得藍(lán)、黃兩種顏色的光混光成近似白色，從而得到白光LED，但是這種方式下，由于缺少紅光成分，其最大的不足是顯色性偏低，色差明顯。同時(shí)熒光粉的質(zhì)量、涂層厚度稍有問題均將嚴(yán)重影響其顯色指數(shù)、色溫、光效和光衰。而在中國專利公開文本CN101808452A中公開了一種采用上述白光LED加紅光LED 組合的方法改善了白光LED的顯色性能，但是該方法需要兩個(gè)電路分別驅(qū)動(dòng)白光LED芯片和紅光LED芯片，其缺點(diǎn)是封裝結(jié)構(gòu)及電路實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，成本比較高。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中白光LED顯色性不高及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提出了一種白光LED及其器件，可以在單一 LED芯片驅(qū)動(dòng)電路條件下，具有低色溫、高發(fā)光效率和高顯色性。( 二 )技術(shù)方案為此解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型具體采用如下方案進(jìn)行一種白光LED，所述白光LED包括在基座安裝面1上依次形成的UV燈2、紅光LED芯片3和藍(lán)綠熒光粉層；以及控制紅光LED芯片發(fā)光的紅光控制電路。優(yōu)選地，所述藍(lán)綠熒光粉層之上還罩有一透光層6。優(yōu)選地，所述UV燈2安裝在所述基座安裝面1里面，所述紅光LED芯片3固定在所述基座安裝面1上。優(yōu)選地，所述藍(lán)綠熒光粉層為藍(lán)色熒光粉層4與綠色熒光粉層5分層的層疊結(jié)構(gòu)、或藍(lán)綠色熒光粉的混合層4'。優(yōu)選地，所述熒光粉層中混合有硅膠或樹脂材料，噴涂固化在所述紅光LED芯片3
表面上。更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型同時(shí)提供一種LED背光系統(tǒng)，采用至少一個(gè)如上所述的白光LED作為背光源。更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還同時(shí)提供一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括LED 背光系統(tǒng)，所述LED背光系統(tǒng)采用至少一個(gè)如上所述的白光LED作為背光源。優(yōu)選地，所述LED背光系統(tǒng)在所述液晶顯示器中構(gòu)成直下式或側(cè)入式LED背光系統(tǒng)。(三)有益效果本實(shí)用新型通過使用紅光LED芯片解決了傳統(tǒng)白光LED缺少紅光成分的問題，同時(shí)由于僅使用一個(gè)控制電路即可驅(qū)動(dòng)，在單一 LED芯片驅(qū)動(dòng)電路條件下即可實(shí)現(xiàn)低色溫、 高發(fā)光效率和高顯色性的白光LED，使封裝結(jié)構(gòu)簡單，電路也較易實(shí)現(xiàn)，降低了成本。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中白光LED加紅光LED混合成白光的示意圖；圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例1中白光LED的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例1中白光的混合方式示意圖；圖4為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例2中白光LED的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例2中白光的混合方式示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型提供了一種具有低色溫高顯色性白光LED，該方案工藝簡單，主要是由紫外燈(UV燈)、紅光LED芯片、藍(lán)綠熒光粉層以及一個(gè)控制電路實(shí)現(xiàn)的。UV燈發(fā)出紫外線分別激發(fā)藍(lán)、綠熒光粉或激發(fā)藍(lán)、綠熒光粉的混合物產(chǎn)生藍(lán)光和綠光或藍(lán)光與綠光的混合色，再與紅光LED芯片產(chǎn)生的紅光混合得到發(fā)光效率較高、均一的LED白光光譜。在這種新型LED結(jié)構(gòu)中，使用紅光LED芯片解決了傳統(tǒng)白光LED缺少紅光成分的問題，此外用紫外線激發(fā)藍(lán)、綠熒光粉產(chǎn)生藍(lán)光和綠光，提高了熒光粉的光致發(fā)光轉(zhuǎn)換效率，改善了色質(zhì)，并且使封裝結(jié)構(gòu)簡單，其電路及藍(lán)、綠熒光粉均較易實(shí)現(xiàn)，降低了成本。具體地，本實(shí)用新型優(yōu)選采用如下幾種方式實(shí)施實(shí)施例1如圖2所示，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例1中，白光LED具體包括自下至上依次形成的基座安裝面1、UV燈2、紅光LED芯片3、藍(lán)色熒光粉層4、綠色熒光粉層5、透光層6，其中，紅光LED芯片3通過紅光控制電路(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)發(fā)光。在本實(shí)施例中，UV燈2安裝在基座1里面，紅光LED芯片3固定在基座1上；將藍(lán)色熒光粉與硅膠或樹脂材料混合、綠色熒光粉與硅膠或樹脂材料混合，依次噴涂在LED芯片上，加熱或紫外光照使其固化成熒光粉層4、5，這種方式得到的熒光粉層厚度、分布均勻， 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定發(fā)光效率好；隨后再在熒光粉層上面罩一個(gè)透鏡或其它半透明或透明材料的透光層6。其中，該透光層6的透鏡可以為凸透鏡或者凹透鏡，用于根據(jù)不同需要對產(chǎn)生的白光進(jìn)行匯聚或發(fā)散。再參見圖3，本實(shí)施例中白光產(chǎn)生的原理是，UV燈首先激發(fā)了藍(lán)色熒光粉產(chǎn)生藍(lán)光，再激發(fā)上一層的綠色熒光粉產(chǎn)生綠光，同時(shí)紅光LED芯片被驅(qū)動(dòng)發(fā)光增加了紅光成分， 由紅、綠、藍(lán)三原色混合成均勻的白光。在本實(shí)施例中，分層的熒光粉避免了綠色熒光粉吸收藍(lán)色熒光粉被紫外激發(fā)的藍(lán)光，提高了熒光粉的光致發(fā)光轉(zhuǎn)換效率；其白光是由紅、綠、藍(lán)三原色混合而成，色溫低而顯色性高，同時(shí)由于采用簡單驅(qū)動(dòng)電路，可在單一驅(qū)動(dòng)電路條件下，實(shí)現(xiàn)低色溫、高發(fā)光效率和高顯色性的白光LED。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例2中，白光LED具體包括自下至上依次形成的基座安裝面1、UV燈2、紅光LED芯片3、藍(lán)綠熒光粉混合層 4'、透光層6，其中，紅光LED芯片3通過紅光控制電路(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)發(fā)光。本實(shí)施例中，UV燈2安裝在基座1里面，紅光LED芯片3固定在基座1上，將藍(lán)、 綠色熒光粉的混合物與硅膠或樹脂材料混合后噴涂在LED芯片上，加熱或紫外光照使其固化，再在上面罩一個(gè)透鏡或其它半透明或透明材料的透光層6。其中，該透光層6的透鏡可以為凸透鏡或者凹透鏡，用于根據(jù)不同需要對產(chǎn)生的白光進(jìn)行匯聚或發(fā)散。再參見圖5，與實(shí)施例1中獲得白光的方式略有不同的是，在實(shí)施例2中，UV燈激發(fā)藍(lán)、綠色熒光粉的混合物產(chǎn)生青色光，再與紅光LED芯片發(fā)出的紅光混合成白光?；旌系乃{(lán)、綠熒光粉層與分層的藍(lán)、綠熒光粉層相比，減少了涂覆熒光粉的制作工序；這種方式下，綠色熒光粉可能會(huì)吸收一部分藍(lán)色熒光粉被紫外激發(fā)的藍(lán)光，但是這種情況對白光的影響較小，所以同樣可以在單一驅(qū)動(dòng)電路條件下，實(shí)現(xiàn)低色溫、高發(fā)光效率和高顯色性的白光 LED。本實(shí)用新型中的白光LED可廣泛用于照明或LCD的背光系統(tǒng)中，用于照明時(shí)，至少一個(gè)上述的白光LED組成LED燈，在交流或直流電源、或者電池的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光提供照明。當(dāng)用于液晶顯示的背光時(shí)，主要是在背光系統(tǒng)中使用至少一個(gè)如上所述的白光LED組成背光源，受LCD的電路控制發(fā)光，對面板形成照射。其中，LCD中的LED背光系統(tǒng)可以是直下式或側(cè)入式。本實(shí)用新型中的白光LED，使用紅光LED芯片解決了傳統(tǒng)白光LED缺少紅光成分的問題，其采用的紅光LED芯片，也同時(shí)解決了紅色熒光粉轉(zhuǎn)換效率低的問題。此外用紫外線激發(fā)藍(lán)、綠熒光粉產(chǎn)生藍(lán)光和綠光，提高了熒光粉的光致發(fā)光轉(zhuǎn)換效率，改善了色質(zhì)。其中藍(lán)色、綠色熒光粉的激發(fā)光譜峰值均與紅光LED芯片的發(fā)射光譜相匹配，通過合理調(diào)配藍(lán)、 綠熒光粉的比例，可得到具有良好的連續(xù)性和均衡性的白光LED光譜。并且由于僅使用一個(gè)控制電路即可驅(qū)動(dòng)，在單一 LED芯片驅(qū)動(dòng)電路條件下即可實(shí)現(xiàn)低色溫、高發(fā)光效率和高
5顯色性的白光LED，使封裝結(jié)構(gòu)簡單，電路也較易實(shí)現(xiàn)，降低了成本。 以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的實(shí)際保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種白光LED，其特征在于，所述白光LED包括在基座安裝面⑴的一側(cè)依次形成的UV燈O)、紅光LED芯片(3)和藍(lán)綠熒光粉層；以及控制所述紅光LED芯片( 發(fā)光的紅光控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述藍(lán)綠熒光粉層之上還罩有一透光層(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述UV燈(2)安裝在所述基座安裝面(1)里面，所述紅光LED芯片(3)固定在所述基座安裝面(1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述藍(lán)綠熒光粉層為藍(lán)色熒光粉層 (4)與綠色熒光粉層( 分層的層疊結(jié)構(gòu)、或藍(lán)綠色熒光粉的混合層)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的白光LED，其特征在于，所述熒光粉層中混合有硅膠或樹脂材料，噴涂固化在所述紅光LED芯片( 表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白光LED，其特征在于，所述透光層(6)為一透鏡。
7.—種LED背光系統(tǒng)，其特征在于，采用至少一個(gè)如權(quán)利要求1-6任一所述的白光LED 作為背光源。
8.一種液晶顯示器，其特征在于，所述液晶顯示器包括LED背光系統(tǒng)，所述LED背光系統(tǒng)采用至少一個(gè)如權(quán)利要求1-6任一所述的白光LED作為背光源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其特征在于，所述LED背光系統(tǒng)在所述液晶顯示器中構(gòu)成直下式或側(cè)入式LED背光系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種白光LED及其器件，使用紅光LED芯片解決了傳統(tǒng)白光LED缺少紅光成分的問題；用紫外線激發(fā)藍(lán)、綠熒光粉產(chǎn)生藍(lán)光和綠光，提高了熒光粉的光致發(fā)光轉(zhuǎn)換效率，改善了色質(zhì)；同時(shí)在單一LED芯片驅(qū)動(dòng)電路條件下即可實(shí)現(xiàn)低色溫、高發(fā)光效率和高顯色性的白光LED，其封裝結(jié)構(gòu)簡單，電路較易實(shí)現(xiàn)，降低了成本。
文檔編號(hào)F21V19/00GK202065823SQ20112015381
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者崔賢植, 徐智強(qiáng), 李會(huì), 田正牧 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司