太陽能led照明殺菌燈的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能和LED技術領域，尤其涉及一種LED燈。
【背景技術】
[0002]1907年Henry Jos印h Round第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實際應用；更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應，研究被摒棄了。二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert ffichard在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光。再一次因發(fā)光暗淡而停止。
[0003]1936年，George Destiau出版了一個關于硫化鋅粉末發(fā)射光的報告。隨著電流的應用和廣泛的認識，最終出現(xiàn)了電致發(fā)光這個術語。
[0004]二十世紀50年代，英國科學家在電致發(fā)光的實驗中使用半導體砷化鎵發(fā)明了第一個具有現(xiàn)代意義的LED節(jié)能燈并于60年代面世。在早期的試驗中，LED需要放置在液化氮里，更需要進一步的操作與突破LED節(jié)能燈便能高效率的在室溫下工作。第一個商用LED僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光，但迅速應用于感應與光電領域。
[0005]60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光LED。磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產生出橙色的光。到70年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LED采用雙層磷化鎵蕊片(一個紅色另一個是綠色)能夠發(fā)出黃色光。就在此時，俄國科學家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED節(jié)能燈。盡管它不如歐洲的LED節(jié)能燈高效。但在70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。
[0006]80年代早期到中期對砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED的誕生，先是紅色，接著就是黃色，最后為綠色。
[0007]到20世紀90年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產出了桔紅、橙、黃和綠光的LED節(jié)能燈。第一個有歷史意義的藍光LED節(jié)能燈也出現(xiàn)在90年代早期，再一次利用金鋼砂早期的半導體光源的障礙物。依當今的技術標準去衡量，它與俄國以前的黃光LED燈一樣光源暗淡。
[0008]90年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED節(jié)能燈，隨即又制造出能產生高強度的綠光和藍光銦氮鎵Led。超亮度藍光蕊片是白光LED的核心，在這個發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過吸收來自蕊片上的藍色光源再轉化為白光。就是利用這種技術制造出任何可見顏色的光。
[0009]LED節(jié)能燈的發(fā)展經歷了一個漫長而曲折的歷史過程。事實上，最近開發(fā)的LED節(jié)能燈不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實的黑色紫外光。然而，LED節(jié)能燈的發(fā)展不單純是它的顏色還有它的亮度，像計算機一樣，遵守摩爾定律的發(fā)展。每隔18個月LED節(jié)能燈它的亮度就會增加一倍。早期的LED只能應用于指示燈、早期的計算器顯示屏和數(shù)碼手表。而現(xiàn)在開始出現(xiàn)在超亮度的領域。將會在接下的一段時間繼續(xù)下去。
[0010]目前有三種工藝來制造白光LED。一種是利用各種顏色光混合產生白光，其原理就是色度學中三基色光為基礎。具體的方法就是將三種分別為紅、綠、藍的LED放置十分靠近，控制它們各自的輸出的比例，混合后就可以得到白光。第二種方法是使用藍光LED外面涂敷熒光粉。具體工藝是將發(fā)射主峰在450~470nm波長范圍內的藍光LED表面涂敷稀土石榴石系列熒光粉，該熒光粉在藍光輻照下會發(fā)射黃光，這樣部分藍光轉變成黃光和剩余的藍光混合后就能形成白光LED。由于稀土石榴石熒光粉具有二個特點，首先是它的發(fā)射主峰可在500~580nm范圍內，即黃光區(qū)域的任意位置，其次是它的最佳激發(fā)波長在430~480nm范圍之內不同位置，這樣選用該系列熒光粉，加上配以不同波長藍光LED，就可制備不同色溫的白光LED。同時，藍光LED芯片加涂敷熒光粉的方法制備白光LED還能夠以下述方式實現(xiàn)，即用藍光LED激發(fā)綠色和紅色熒光粉，其中綠色熒光粉可采用發(fā)射主峰為500~530nm的稀土石榴石熒光粉，而紅色熒光粉目前尚未找到一種發(fā)光效率足夠高的材料，通常是采用銪或錳激活的氧化物或鹽類化合物，亦可能是銪激活的有機發(fā)光材料。
[0011]改進熒光粉后的情況在紅光部分有顯著增強第三種獲得白光LED產品的的方法，是由于紫光或紫外LED的出現(xiàn)，它提供了用紫光或紫外光激發(fā)三基色熒光粉或多種發(fā)光色的熒光粉，從而得到白光的途經。由于紫光，尤其是紫外光的能量比藍光要高，制備出的白光LED光效可進一步提高，同時它的光譜范圍更寬，顯色指數(shù)可進一步增加，并可根據(jù)需要制備出不同色溫或不同顏色的LED產品。
[0012]但我們必須注意到目前紫光或紫外光LED發(fā)展的現(xiàn)狀，小于370nm的紫外LED的發(fā)射強度極低，沒有實用價值，現(xiàn)LED芯片研制和生產領域都在努力提高370~420nm紫光和紫外光LED的效率。因而與主要輻射253.7nm紫外光的緊湊型節(jié)能熒光燈不同，白光LED要求熒光粉在更低能量的紫外，甚至于紫外激發(fā)下有較高的發(fā)光效率，目前廣泛用于緊湊型節(jié)能熒光燈的三基色熒光粉是不適用于這種白光LED的需求，必須開發(fā)新的白光LED專用的三基色或多色熒光粉，現(xiàn)發(fā)展出來適于應用的熒光粉為:紅色熒光粉:Y202S:Eu3+，Y20:Eu3+ 等；綠色熒光粉 BaMgAl 10017:Mn2+，Ca8Mg (Si04) 4C12:Eu2+，Mn2+ 等；藍色熒光粉BaMgAl 10017:En2+，Sr5 (P04) 3C1:Eu2+等。三種方法開發(fā)的白光LED有很多種類。
[0013]目前，針筒式點膠正被噴射式點膠所替代。所謂的噴射(jetting)，屬于新技術，它采用噴嘴式替代針筒，解決了許多難題。Jetting噴嘴可在需要進行底部填充的器件上方進行點膠，無需到達其頂面以下的位置。Jetting噴嘴在整個電路板上方沿x、y方向運動，而無需垂直運動。與點膠針筒不同，噴嘴并不是形成連續(xù)的底充膠液流，而代之以每秒鐘噴射200點以上經過精確測量的膠點。隨著噴嘴的水準移動，膠點可形成各種需要的線型與圖案，如實線、虛線等以及其他各種不同圖形。每次噴射都經精確控制，一次噴射所形成的膠點直徑最小可達0.33_，這對于涂敷貼片膠等需要對面積進地精確控制的場合非
[0014]常重要。
[0015]噴射技術是把膠水以很快的速度從噴嘴噴出，依靠膠水的動量使膠水脫離噴嘴。每次噴射都會噴射出一定數(shù)量的膠水。目前普遍的噴射頻率是100赫茲到200赫茲，但是很快就會達到lOOOhz。噴射點膠與針頭點膠有幾處區(qū)別。當膠水從噴嘴噴出時，接觸基板之前膠水已和噴嘴分離。每一個膠點噴射到基板可以形成點、線和圖形。在點膠位置的移動過程中，點膠頭沒有Z軸方向的運動，這樣節(jié)約了相當多的時間。針頭在點膠時，機械手在X、Y、Z軸運動，膠水從針頭流出來接觸基板，靠重力及基板表面張力把膠水從針頭分離。在每個點膠完成之后，沿Z軸有一個明顯的運動，然后移動到下個點膠位置。LED市場同樣從噴膠技術中受益。噴膠工藝可以噴涂包括矽膠、UV固化的摻磷導電膠等范圍寬廣的光學材料，能夠在高速點膠中進行位置精確的點膠和膠量控制。噴膠的精確度可以改善價值很高的大功率LED器件的成品率。應用于白光的制作，螢光粉及混合膠水的點膠，使其一致性得到良好的改善。
[0016]盡管在日常生活中紫外線對生物具有潛在危險，例如曬傷等，但紫外線將可在多種領域提供很多有益的作用。如同標準可見光LED —樣，紫外線LED的發(fā)展將給許多不同的應用帶來更多便利。
[0017]最新技術發(fā)展正在將紫外線LED的部分市場擴展到產品革新和性能的新高度。設計工程師正注意到，相比于其他可選擇的技術，紫外線LED的新技術能產生巨大的利潤、能量和空間節(jié)約。下一代紫外線LED技術具有五個重要的優(yōu)點，這正是該技術市場在未來5年內預計增長31%的原因。
[0018]在過去的十年，紫外線LED已經受到壽命方面的挑戰(zhàn)。盡管它具有很多好處，但紫外線LED的使用率明顯下降，這是因為紫外線束容易分解LED的環(huán)氧樹脂，從而將紫外線LED的壽命降低至不足5千個小時。
[0019]紫外線LED的下一代技術以“硬化”或“防紫外線”環(huán)氧封裝為特征，盡管提供的壽命將達到1萬個小時，但仍遠遠滿足不了大多數(shù)的應用。
[0020]在過去一段時間里，新的技術解決了這個工程挑戰(zhàn)。例如:在Lumex的新QuasarBrite紫外線LED技術中，使用了帶玻璃透鏡的T0-46結實封裝替換環(huán)氧樹脂透鏡，從而使其使用時間至少延長十倍，達到5萬個小時。隨著這個重大工程挑戰(zhàn)和某個波長絕對穩(wěn)定化相關問題的解決，對于日