[實用新型]一種使用具有COC透明基材的光學(xué)器件的LED光源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920132973.5
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN201416781Y
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李欣洋
• 申請（專利權(quán)）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(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其是光過濾技術(shù)和LED熒光粉的涂敷方法。具體涉及濺射鍍膜技術(shù)。

技術(shù)背景

隨著超高亮LED的出現(xiàn)，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(fā)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(dǎo)體行業(yè)看好的替代傳統(tǒng)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(lǐng)域中的應(yīng)用，如汽車內(nèi)外燈、各種交通信號燈，室內(nèi)外信息顯示屏和背光源。將LED產(chǎn)品用于照明，將為LED提供更廣闊的應(yīng)用空間。

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

靠熒光粉激發(fā)形成白光的LED芯片由III-V族化合物半導(dǎo)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(fā)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(fā)YAG熒光粉)和RGB熒光粉(用于紫外芯片激發(fā)RGB熒光粉)。其中采用YAG熒光粉激發(fā)形成白光的方式最為普遍。

典型的白光LED封裝結(jié)構(gòu)：對于小功率白光LED，LED芯片被放置在支架中的反光碗內(nèi)，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(jù)芯片電極的設(shè)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(dǎo)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(xiàn)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(fā)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(huán)氧樹脂密封封接，中間不留空氣。芯片發(fā)出的藍光與熒光粉充分的作用而激發(fā)熒光粉發(fā)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(tǒng)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(fā)時局域熱量的產(chǎn)生而使得熒光粉轉(zhuǎn)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(fā)，LED生產(chǎn)廠商Lumileds、Osram、HP等公司均提出了各自的熒光粉遠域激發(fā)方案。熒光粉遠域激發(fā)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(diào)熒光粉的傳統(tǒng)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(yīng)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(dǎo)致的危害，主要是對人眼和皮膚，如皮膚和眼睛的光化學(xué)危害、眼睛的近紫外危害、視網(wǎng)膜藍光光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜無晶狀體光化學(xué)危害、視網(wǎng)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(dāng)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(jié)膜炎；2)長期的紫外光照射會引發(fā)白內(nèi)障；3)強烈的光輻射照射能導(dǎo)致視網(wǎng)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(wǎng)膜熱危害，光輻射能對視網(wǎng)膜造成光化學(xué)危害，甚至能夠引發(fā)視網(wǎng)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(fā)白內(nèi)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(dǎo)致皮膚發(fā)紅和發(fā)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(xiàn)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(dǎo)致的最嚴重結(jié)果是引發(fā)皮膚癌。

目前國際國內(nèi)在光輻射安全的測試評價方面已經(jīng)制定了多個相應(yīng)的標準。但是LED是區(qū)別與傳統(tǒng)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。