[實用新型]一種使用具有ARTON透明基材的光學器件的LED光源

無效

• 申請號: 200920132972.0
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN201416780Y
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 李欣洋
• 申請（專利權）人: 李欣洋
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V5/00;F21V9/00;F21V9/10;H01L33/58;H01L33/50;C09K11/08;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于LED照明技術領域，尤其是光過濾技術和LED熒光粉的涂敷方法。具體涉及濺射鍍膜技術。

技術背景

隨著超高亮LED的出現，其效率越來越高，且價格逐漸下降。同時LED具有壽命長、耐震動、發光效率高、無干擾、不怕低溫、無汞污染問題和性價比高等特點，是被半導體行業看好的替代傳統照明器具的一大潛力商品。超高亮度LED大大擴展了LED在各種信號顯示和照明光源領域中的應用，如汽車內外燈、各種交通信號燈，室內外信息顯示屏和背光源。將LED產品用于照明，將為LED提供更廣闊的應用空間。

形成白光LED的一種傳統方式是藍光或紫外芯片激發覆蓋在芯片上面的熒光粉，芯片在電驅動下發出的光激發熒光粉產生其它波段的可見光，各部分混色形成白光。

靠熒光粉激發形成白光的LED芯片由III-V族化合物半導體GaN材料制作合成。其中用于GaN芯片的襯底材料有Al₂O₃和SiC，芯片可發出藍光、紫外光或其它短波段的光。

用于形成白光LED的熒光粉一般有YAG熒光粉(用于藍光芯片激發YAG熒光粉)和RGB熒光粉(用于紫外芯片激發RGB熒光粉)。其中采用YAG熒光粉激發形成白光的方式最為普遍。

典型的白光LED封裝結構：對于小功率白光LED，LED芯片被放置在支架中的反光碗內，支架既作為反光碗的載體又作為電極和電極引腳使用，同時還提供了芯片熱量擴散的通道。芯片放置于反光碗的中央，根據芯片電極的設置不同，而在碗杯底部涂上銀膠或絕緣膠(對于頂部單電極的芯片，底部涂導電的銀膠，而對于頂部雙電極的芯片，底部涂絕緣膠)，它們既可以黏附并固定芯片又可實現芯片和電極間良好的歐姆接觸；芯片的電極通過金屬線焊接與支架的另一電極相連，在GaN藍色發光芯片上涂敷約100um厚的釔鋁石榴石(YAG)黃色熒光粉層，最后整個支架和芯片用環氧樹脂密封封接，中間不留空氣。芯片發出的藍光與熒光粉充分的作用而激發熒光粉發出黃光，使黃光再與從熒光粉層透出的黃色光相混合形成白光。而在熒光粉涂敷工藝方面，靠直接填充杯碗覆蓋芯片的傳統熒光粉涂敷方式由于工藝不可控而造成光色不均，并且直接填充杯碗的熒光粉涂敷方式由于激發時局域熱量的產生而使得熒光粉轉化效率降低。在US5962971?A、US5959316?A、US6294800(B1)等一系列專利及文獻中用到了熒光粉遠域激發，LED生產廠商Lumileds、Osram、HP等公司均提出了各自的熒光粉遠域激發方案。熒光粉遠域激發即熒光粉與芯片之間有一段距離，熒光粉與芯片不直接接觸，這種遠場熒光粉涂敷方式有利于提高出光效率和提高白光LED器件的性能。但是，采用樹脂或硅膠的調熒光粉的傳統涂敷方式在用量上精確控制較難，使得成批做出的LED光色差別較大，顏色可控性較差。

隨著LED光源的應用范圍越來越廣泛，LED光源的光輻射危害問題必須加以重視。

光輻射危害主要是指不同波段的光對人體的過度照射導致的危害，主要是對人眼和皮膚，如皮膚和眼睛的光化學危害、眼睛的近紫外危害、視網膜藍光光化學危害、視網膜無晶狀體光化學危害、視網膜熱危害和皮膚熱危害等，而兩者之中更容易受到傷害的是眼睛。近年來，隨著大功率LED的日益增加，LED的亮度越來越高，輻射危害性也越來越強。

在光輻射的波段范圍中，紫色、近紫外、紫外的短波長和近紅外、紅外的長波長波段更易引起生物危害。

光輻射對眼睛的危害如下：1)當人體受到一定時間的紫外輻射照射，會引起光致角膜炎和光致結膜炎；2)長期的紫外光照射會引發白內障；3)強烈的光輻射照射能導致視網膜灼傷，造成這種危害的效果最明顯的波段是435～440nm；4)伴隨著視網膜熱危害，光輻射能對視網膜造成光化學危害，甚至能夠引發視網膜炎，波長440nm的光危害最大；5)長期受到紅外輻射影響會引發白內障，危害最大的波段是780～1400nm。

而對于皮膚，光輻射所造成的傷害有：1)耐久曬黑，導致皮膚發紅和發痛的最顯著的波段是320nm以下的紫外輻射；2)皮膚老化，長期的光輻射能加速皮膚老化，呈現干燥、粗糙、皮革狀和皺紋累累的外觀；3)皮膚癌，長期接受紫外輻射導致的最嚴重結果是引發皮膚癌。

目前國際國內在光輻射安全的測試評價方面已經制定了多個相應的標準。但是LED是區別與傳統非相干光源和激光等相干光源的新型光源，對于LED的光輻射危害的測試與評價方法的研究目前還處于起步階段。