專利名稱：具有氧氮化物熒光粉發光層的白光led平面光源的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于LED技術領域，具體地說是一種具有氧氮化物熒光粉發光層的白光LED平面光源。
背景技術：
白光發光二極管是近幾年來快速發展的一種新型固態照明光源，與傳統的白熾燈及熒光燈相比，它具有節能、環保、壽命長、體積小、響應快、耐沖擊等優點，被譽為是繼白熾燈、熒光燈和高壓氣體放電燈之后的第四代照明光源。白光LED的實現主要有三種方式(R. J. Xie et al. , Sci. Technol. Adv. Mat.,8: 588 (2007))，其中，采用藍光InGaN芯片結合石榴石結構的(YhGda)S(Aln3Gab)O12:Ce3+，簡稱 YAG:Ce 黃色熒光粉(US Pat. 5998925, 6069440, 7071616 ；S. Nakamura et al.,Springer, Berlin, 1997)的方式是最為廣泛采用的,具有性能穩定、生產成本低和易于實現的優點。但是，由于采用的YAG:Ce熒光粉缺乏長波段的紅光發射，導致該類方式制備的白光LED光源顯色指數偏低CRK75，色溫偏高CCD5000K，難以滿足普通室內照明的應用需求。因此，為了提高白光LED光源的顯色指數，降低其色溫，近年來，許多研究者開展了YAG: Ce3+熒光粉的改性研究。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，而設計的一種白光LED平面光源。為實現上述目的，本實用新型設計一種具有氧氮化物熒光粉發光層的白光LED平面光源，包括擋膠條、設有凹槽的金屬基板、發光芯片、高反射率絕緣層和氧氮化物熒光粉發光層，其特征在于在金屬基板的凹槽兩端設擋膠條，在擋膠條內的金屬基板凹槽的上表面覆設圖形化的電路層，在圖形化的電路層的鏤空處設有高反射率絕緣層，在高反射率絕緣層的表面按電路布局設有若干發光芯片，圖形化的電路層和發光芯片之間采用金線電極聯接，最后，在金屬基板的凹槽內設氧氮化物熒光粉發光層包覆住圖形化的電路層和發光
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心/T O所述的發光芯片為發射波長在440 470nm的InGaN基的LED芯片。本實用新型與現有技術相比，采用高性能的新型單一氧氮化物熒光粉發光層涂覆在藍光InGaN基的LED芯片上，結合特殊的光學結構設計，制備了一種低色溫、高顯色性、適合于普通室內照明的暖白光LED平面光源，在降低色溫、提高其顯色指數的同時，發光效率進一步提高，生產成本降低。
圖I為本發明中白光LED平面光源的結構示意圖。
具體實施方式
[0009]下面結合實施例對本實用新型做進一步地說明。實施例I將4N或5N的如下初始原料=Y2O3、納米a _A1203、CeO2、納米非晶態Si3N4和NH4F按化學SYi 925Ceaci75Al479Sia21O1U9Na21 嚴格比例配料，其中 Ce3+=2. 5 at%，納米非晶態 Si3N4的相對含量為O. 07mol，助溶劑NH4F的添加量占全部初始原料的I wt%。將3. 30g的Y203、2. 44g 的 α -Α1203、0· 13g CeO2,0. IOg 納米無定形 Si3N4' 以及 O. 06g NH4F。將上述初始原料放入聚四氟乙烯球磨罐中，加入O. 8倍初始原料重量的無水乙醇6ml和4倍初始原料重量的Φ 3mm的氧化鋯球24g，充分研磨3_5小時；得到的前軀體漿料放到80-120°C的真空干燥箱中保溫10-20小時，得到干燥的含有部分團聚體的氧化物前軀體；然后將上述含有部分團聚體的氧化物前軀體放在瑪瑙研缽中輕輕研磨、粉碎、過200目篩網，取篩下物即為氧化物前軀體；最后將氧化物前軀體的粉體放入Al2O3坩堝并置于以 石墨為發熱體的氣壓燒結爐中，在N2氣氛下，1300-1600°C，保溫2-6小時熱處理，升溫速率為300-600°C /h，氮氣壓力為5-10atm，合成的熒光粉體隨爐體水冷。取出后的熒光粉體放入盛有IOOml去離子水的燒杯中，加入濃度為36%-38%的稀鹽酸10ml，在100°C條件下攪拌10-60min，靜置分層，濾掉上層澄清液后，用去離子水反復清洗至溶液PH=6. 5-7.0，放入干燥箱中保溫10-20小時，得到可被藍光有效激發，發射主波長在555nm的黃色Ul479Sia21O1U9Na21 = Ce熒光粉。將上述制備的氧氮化物熒光粉均勻分散在透明樹脂或娃膠中形成懸浮液備用。參見附圖1，本例中金屬基板I采用金屬鋁基板，一般市售的金屬基板都會事先設有用于安裝電路及發光芯片的凹槽，先在該金屬基板I的凹槽的底平面上印設圖形化的電路層2，再在圖形化的電路層2的鏤空處設高反射率絕緣層3，在高反射率絕緣層3的表面按電路布局設若干藍色的發光芯片4，圖形化的電路層2和藍色的發光芯片4之間采用金線電極5聯接，最后，在圖形化的電路層2上的金屬鋁基板I的凹槽內灌入上述懸浮液，覆蓋住圖形化的電路層2、高反射率絕緣層3并包覆住藍色的發光芯片4，懸浮液固化后形成氧氮化物熒光粉發光層6，即可得到所需的白光LED平面光源。這里為防止懸浮液外流，可事先在金屬基板I的兩端增設擋膠條7。本例中采用了氧氮化物熒光粉發光層6制備出的白光LED平面光源，在20mA的正向電流下，給出了明亮的暖白光，發光效率為110 lm/W，顯色指數為83，色溫為3700K，色坐標x = O. 3917，y = O. 3804，滿足于普通室內照明的應用需求，有望取代白熾燈和熒光燈，成為未來室內照明的主流產品。
權利要求1.一種具有氧氮化物熒光粉發光層的白光LED平面光源，包括擋膠條、設有凹槽的金屬基板、發光芯片、高反射率絕緣層和氧氮化物熒光粉發光層，其特征在于在金屬基板(I)的凹槽兩端設擋膠條(7)，在擋膠條(7)內的金屬基板(I)凹槽的上表面覆設圖形化的電路層(2)，在圖形化的電路層(2)的鏤空處設有高反射率絕緣層(3)，在高反射率絕緣層(3)的表面按電路布局設有若干發光芯片(4)，圖形化的電路層(2)和發光芯片(4)之間采用金線電極(5)聯接，最后，在圖形化的電路層(2)上的金屬基板(I)的凹槽內設氧氮化物熒光粉發光層(6)包覆住圖形化的電路層(2)和發光芯片(4)。
2.如權利要求I所述的一種具有氧氮化物熒光粉發光層的白光LED平面光源，其特征在于所述的發光芯片(4)為發射波長在440 470nm的InGaN基的LED芯片。
專利摘要本實用新型屬于LED技術領域，具體地說是一種具有氧氮化物熒光粉發光層的白光LED平面光源，其特征在于在金屬基板的凹槽兩端設擋膠條，在擋膠條內的金屬基板凹槽的上表面覆設圖形化的電路層，在圖形化的電路層的鏤空處設有高反射率絕緣層，在高反射率絕緣層的表面按電路布局設有若干發光芯片，圖形化的電路層和發光芯片之間采用金線電極聯接，在金屬基板的凹槽內設氧氮化物熒光粉發光層包覆住圖形化的電路層和發光芯片。本實用新型與現有技術相比，采用單一氧氮化物熒光粉發光層涂覆在藍光InGaN基的LED芯片上，結合特殊的光學結構，制備的暖白光LED平面光源，在降低色溫、提高其顯色指數的同時，提高發光效率，生產成本降低。
文檔編號H01L25/075GK202384335SQ201120509470
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者孫卓, 張哲娟, 李會利, 王曉君 申請人:華東師范大學, 蘇州晶能科技有限公司