一種白光led模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種白光LED模組，其包括至少一顆藍光LED芯片，其特征在于，在藍光LED芯片表面上設置有紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜中的至少一個，其中，紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和/或透明膜按照分層和/或分區(qū)域的方式布置在白光LED模組的出光面?zhèn)?。本實用新型在藍光LED芯片表面一定區(qū)域涂覆一層含紅色熒光粉的膜，以取代紅光LED芯片，在藍光LED芯片表面另一個區(qū)域涂覆一層含綠色熒光粉的膜，以取代綠光LED芯片，最后在藍光LED芯片表面剩下的區(qū)域直接涂覆一層透明的膜，達到在相同環(huán)境下工作，增加一致性，壽命也有所增加，而且使用三種發(fā)光膜設置在芯片表面，在制作發(fā)光膜的過程中可將其表面做成凹凸形狀，減少了光的全反射，增加出光效率。
【專利說明】—種白光LED模組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED發(fā)光領域，尤其涉及一種白光LED模組。
【背景技術】
[0002]近年來，白光LED發(fā)展迅速，以其節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)勢，將逐漸占據(jù)整個市場，被稱為21世紀新一代光源。RGB LED三基色發(fā)光芯片目前仍然是一些高端液晶顯示器的首選背光類型，所以價格貴點也是理所當然。因為RGB LED的色質(zhì)指數(shù)CQS高，色保真度高，現(xiàn)在臺灣許多企業(yè)用色質(zhì)指數(shù)CQS來衡量芯片的好壞，而不是用顯色指數(shù)CRI來衡量。
[0003]目前，人們通常采用將紅色、綠色和藍色三種LED芯片封裝在一起來制作白光LED，如申請公布號為CN103187410A和申請公布號為CN102418869A的中國專利。但由于紅色LED芯片、綠色LED芯片和藍色LED芯片使用的襯底外延材料有所不同，因此在電壓，散熱，壽命等各方面有所不同。因此，采用紅色、綠色和藍色三種LED芯片封裝在一起制作的RGB LED在使用過程中只要有一顆LED芯片死燈就會造成整燈失效，這種情況大大減小了其使用壽命。
[0004]另外，RGB LED使用三基色調(diào)和產(chǎn)生白色背光，在工程上，就不得不考慮到電壓、電流變化導致的產(chǎn)生的色彩偏移，還需要考慮到RGB LED完全失效或部分失效后的影響等等問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對上述問題，本實用新型提供了一種白光LED模組。
[0006]本實用新型公開了一種白光LED模組，其包括至少一顆藍光LED芯片，其特征在于，在所述藍光LED芯片表面上設置有紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜中的至少一個，其中，所述紅色發(fā)光膜、所述綠色發(fā)光膜和/或所述透明膜按照分層和/或分區(qū)域的方式布置在所述白光LED模組的出光面?zhèn)取?br>
[0007]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述藍光LED芯片表面至少分為三個區(qū)域，所述紅色發(fā)光膜、所述綠色發(fā)光膜和所述透明膜交替設置于所述藍光LED芯片表面上的不同區(qū)域中。
[0008]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述紅色發(fā)光膜、所述綠色發(fā)光膜和所述透明膜按蜂窩狀的排布結構交替設置于所述藍光LED芯片表面上。
[0009]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述藍光LED芯片表面上用于設置所述紅色發(fā)光膜、所述綠色發(fā)光膜和所述透明膜區(qū)域的大小是根據(jù)所需色溫的色坐標確定的。
[0010]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述紅色發(fā)光膜和所述綠色發(fā)光膜分層設置于所述藍光LED芯片表面上。
[0011]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述紅色發(fā)光膜設置于所述藍光LED芯片的表面之上，所述綠色發(fā)光膜設置于所述紅色發(fā)光膜的表面之上，并且所述綠色發(fā)光膜和所述紅色發(fā)光膜的厚度是根據(jù)所需色溫的色坐標來確定的。
[0012]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述綠色發(fā)光膜設置于所述藍光LED芯片的表面之上，所述紅色發(fā)光膜設置于所述綠色發(fā)光膜的表面之上，并且所述綠色發(fā)光膜和所述紅色發(fā)光膜的厚度是根據(jù)所需色溫的色坐標來確定的。
[0013]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述白光LED模組包括多顆封裝在一起的相同波段、相同電壓，不同亮度的藍光LED芯片，在相鄰的三個所述藍光LED芯片表面上分別單獨設置有所述紅色發(fā)光膜、所述綠色發(fā)光膜和所述透明膜。
[0014]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述紅色發(fā)光膜是由混合有紅色熒光粉的環(huán)氧樹脂或硅膠形成的；所述綠色發(fā)光膜是由混合有綠色熒光粉的環(huán)氧樹脂或硅膠形成的；所述透明膜是由透明的環(huán)氧樹脂或硅膠形成的。
[0015]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述紅色發(fā)光膜和所述綠色發(fā)光膜中紅色熒光粉和綠色熒光粉的濃度是根據(jù)所需色溫的色坐標確定的。
[0016]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述紅色發(fā)光膜、所述綠色發(fā)光膜和所述透明膜均具有包括波浪狀或鋸齒狀的凹凸不平的表面結構。
[0017]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述藍光LED芯片為普通藍光LED芯片或高壓藍光LED芯片，所述藍光LED芯片為水平結構的LED芯片或倒裝結構的LED芯片。
[0018]本實用新型的有益效果在于:
[0019]1.本實用新型將紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜分區(qū)域或/和分層設置在藍光LED芯片表面，并且可以根據(jù)所需色溫的色坐標確定紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜各自在藍光LED芯片表面上所占面積的大小，從而獲得一定亮度比例的紅光、綠光和藍光，這些具有一定亮度比例的紅光、綠光和藍光混合就可以獲得相應色溫的白光；
[0020]2.本實用新型將紅、綠兩種顏色的發(fā)光膜按一定順序分層設置在藍光LED芯片上，由于不同顏色層會吸收不同光線，能量衰減情況也不同，所以可以根據(jù)不同的顏色層排序，產(chǎn)生不同的白光；
[0021]3、本實用新型將紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜按蜂窩狀的排布結構交替設置于藍光LED芯片表面上，蜂窩結構的相鄰三個六邊形內(nèi)分別設置不同顏色的發(fā)光膜，紅色蜂窩格旁邊注定有一個透明格和一個綠色格，如此相鄰三個六邊形內(nèi)發(fā)出三種顏色的光，混合發(fā)出白光。這樣的結構出光均勻、效果好。
[0022]4、本實用新型紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜具有包括波浪狀、鋸齒狀的凹凸不平的表面結構，可以減少光的全反射，增加了出光效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型第一種優(yōu)選實施方式的主視圖；
[0024]圖2是本實用新型第一種優(yōu)選實施方式的俯視圖；
[0025]圖3是本實用新型第一種優(yōu)選實施方式封裝示意圖；
[0026]圖4是本實用新型第二種優(yōu)選實施方式的俯視圖；
[0027]圖5是本實用新型第二種優(yōu)選實施方式封裝示意圖；
[0028]圖6是本實用新型紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜蜂窩狀的排布結構示意圖；
[0029]圖7、圖8是本實用新型紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜分層設置的示意圖；
[0030]圖9是本實用新型另一種優(yōu)選實施方式的封裝示意圖；
[0031]圖10、圖11是本實用新型設置紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜的示意圖。
[0032]附圖標記列表
[0033]100:白光 LED 模組
[0034]101:藍光LED芯片102:紅色發(fā)光膜103:綠色發(fā)光膜
[0035]104:透明膜
[0036]201 =LED芯片電極202:注入孔
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖具體說明本實用新型。
[0038]圖1、圖2是本實用新型第一種優(yōu)選實施方式的主視圖和俯視圖。圖1、圖2示出了一種白光LED模組100，在一顆藍光LED芯片101表面上的不同區(qū)域設置有紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104。當點亮藍光LED芯片時，在設置有紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104的區(qū)域就會相應發(fā)出紅光、綠光和藍光，這三種顏色的光相混合就會產(chǎn)生白光。在這個藍光LED芯片101表面可以分為三個區(qū)域，紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104交替設置于藍光LED芯片101表面上的不同區(qū)域中。最后將這個藍光LED芯片封裝起來，形成白光LED模組100，如圖3所示。在同一顆藍光LED芯片上不同區(qū)域設置紅色發(fā)光膜和綠色發(fā)光膜用以分別取代紅色LED芯片和綠色LED芯片，可以達到LED芯片在相同環(huán)境下工作，增加一致性，壽命也有所增加。
[0039]如圖4所示，也可以將多顆排列在一起的藍光LED芯片表面按照所需色溫的色坐標確定的紅光、綠光、藍光的亮度比例劃分為三個大小不同的區(qū)域，紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104交替設置于對應的區(qū)域中。最后將這些排列在一起的藍光LED芯片一起封裝，形成白光LED模組100，如圖5所示。
[0040]紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104也可以按蜂窩狀的排布結構交替設置于藍光LED芯片101表面上。如圖6所不。
[0041]將封裝在LED芯片上的膠層中設計出蜂窩結構，相鄰三個六邊形內(nèi)分別灌注不同顏色的封裝膠，這樣，紅色蜂窩格旁邊注定有一個透明格和一個綠色格，如此相鄰三個六邊形內(nèi)發(fā)出三種顏色的光，混合發(fā)出白光，這樣的結構出光均勻、效果好。
[0042]紅色發(fā)光膜102和綠色發(fā)光膜103也可以分層設置在藍光LED芯片101表面上。將紅色發(fā)光膜102和綠色發(fā)光膜103按照一定順序分層設置在藍光LED芯片101上，由于不同顏色層會吸收不同光線，能量衰減情況也不同，在分層設置發(fā)光膜時，不同的顏色層排序，會產(chǎn)生不同的白光，從而形成不同的白光LED。所以，可以先將紅色發(fā)光膜102設置于藍光LED芯片101表面上，再將綠色發(fā)光膜103設置于紅色發(fā)光膜102表面上。如圖7所示。也可以先將綠色發(fā)光膜103設置于藍光LED芯片101表面上，再將紅色發(fā)光膜102設置于綠色發(fā)光膜103表面上。如圖8所示。綠色發(fā)光膜103和紅色發(fā)光膜102的厚度是根據(jù)所需色溫的色坐標來確定的。
[0043]圖9是本實用新型另一種優(yōu)選實施方式的封裝示意圖。多顆封裝在一起的相同波段、相同電壓，不同亮度的藍光LED芯片101，在相鄰的三個藍光LED芯片101表面上分別單獨設置有紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104。如在一顆藍色LED芯片表面設置紅色發(fā)光膜，以取代紅色LED芯片，在第二顆藍色LED芯片表面設置綠色發(fā)光膜，以取代綠色LED芯片，最后在第三顆藍色LED芯片表面直接設置透明膜。最后將三顆芯片封裝在一起，混合發(fā)白光。達到LED芯片在相同環(huán)境下工作，增加一致性，壽命也有所增加。
[0044]紅色發(fā)光膜102是將混合有紅色熒光粉的環(huán)氧樹脂或硅膠通過點膠或噴涂在藍光LED芯片101表面上形成的。綠色發(fā)光膜103是將混合有綠色熒光粉的環(huán)氧樹脂或硅膠通過點膠或噴涂在藍光LED芯片101表面上形成的。透明膜104將透明的環(huán)氧樹脂或硅膠直接通過點膠或噴涂在藍光LED芯片101表面上形成的。
[0045]在藍光LED芯片101表面上用于設置紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104區(qū)域的大小是根據(jù)所需色溫的色坐標確定的。紅色發(fā)光膜102和綠色發(fā)光膜103中紅色熒光粉和綠色熒光粉的濃度也是根據(jù)所需色溫的色坐標確定的。比如想要配到色溫為5700K，色坐標為0.33，0.33的白光，就需要紅光、綠光、藍光的亮度比例是3:6: 1，如此就可將藍光LED芯片表面區(qū)域分成3:6:1，分別在對應的區(qū)域上形成紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜。
[0046]紅色發(fā)光膜102、綠色發(fā)光膜103和透明膜104具有包括波浪狀、鋸齒狀等的凹凸不平的表面結構。將發(fā)光膜表面做成凹凸形狀，可以減少光的全反射，增加了出光效率。
[0047]藍光LED芯片101可以為普通藍光LED芯片或高壓藍光LED芯片。藍光LED芯片101可以為水平結構的LED芯片或倒裝結構的LED芯片。
[0048]本實用新型的白光LED模組100可以按照如下工藝步驟制備:
[0049]1.選擇合適的藍光LED芯片；
[0050]藍光LED芯片為普通藍光LED芯片或高壓藍光LED芯片，藍光LED芯片為水平結構的LED芯片或倒裝結構的LED芯片。
[0051 ] 2.根據(jù)RGB混合發(fā)白光原理，確定其RGB三種顏色在藍光LED芯片上所占面積的大小、RGB的亮度比例，及其紅色熒光粉、綠色熒光粉的配比用量；
[0052]3.通過點膠或涂覆的方式在藍光LED芯片上設置紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜；
[0053]水平結構的藍光LED芯片，采用點膠工藝，如圖10、圖11所示。將水平結構的藍光LED芯片放置于模具中，該模具具有上下兩個夾板，在下夾板上放置LED芯片，在上夾板LED芯片電極對應處有兩根延長棒，用來覆蓋LED芯片電極201，以保護電極不被膠體覆蓋，便于后續(xù)焊線，上夾板表面做出凹凸不平，以減少光的全反射，增加了出光效率，然后固定好后，由三個注入孔202分別緩慢注入三種加粉混合后的膠體，經(jīng)過烘烤過后，取出的LED芯片表面就分別貼上了一層所需的發(fā)光膜。同樣倒裝結構的藍光LED芯片也可以采用這種方式設置發(fā)光膜。
[0054]倒裝結構的藍光LED芯片，采用表面噴涂工藝，在整塊晶元未切割之前對所有晶元進行噴涂，然后再切割成單顆芯片，同樣實現(xiàn)表面涂覆。同樣水平結構的藍光LED芯片也可以采用這種方式設置發(fā)光膜。
[0055]4.將單顆或多顆藍光LED芯片封裝在一起，使其混合發(fā)白光，形成白光LED模組。
[0056]本實用新型的有益效果在于:
[0057]1.本實用新型將紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜分區(qū)域或/和分層設置在藍光LED芯片表面，并且可以根據(jù)所需色溫的色坐標確定紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜各自在藍光LED芯片表面上所占面積的大小，從而獲得一定亮度比例的紅光、綠光和藍光，這些具有一定亮度比例的紅光、綠光和藍光混合就可以獲得相應色溫的白光；
[0058]2.本實用新型將紅、綠兩種顏色的發(fā)光膜按一定順序分層設置在藍光LED芯片上，由于不同顏色層會吸收不同光線，能量衰減情況也不同，所以可以根據(jù)不同的顏色層排序，產(chǎn)生不同的白光；
[0059]3、本實用新型將紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜按蜂窩狀的排布結構交替設置于藍光LED芯片表面上，蜂窩結構的相鄰三個六邊形內(nèi)分別設置不同顏色的發(fā)光膜，紅色蜂窩格旁邊注定有一個透明格和一個綠色格，如此相鄰三個六邊形內(nèi)發(fā)出三種顏色的光，混合發(fā)出白光。這樣的結構出光均勻、效果好。
[0060]4、本實用新型紅色發(fā)光膜、綠色發(fā)光膜和透明膜具有包括波浪狀、鋸齒狀的凹凸不平的表面結構，可以減少光的全反射，增加了出光效率。
[0061]需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，在本實用新型的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實用新型的目的，并非用于限制本實用新型。本實用新型的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種白光LED模組(100)，其包括至少一顆藍光LED芯片(101)，其特征在于，在所述藍光LED芯片(101)表面上設置有紅色發(fā)光膜(102)、綠色發(fā)光膜(103)和透明膜(104)中的至少一個，其中，所述紅色發(fā)光膜(102)、所述綠色發(fā)光膜(103)和/或所述透明膜(104)按照分層和/或分區(qū)域的方式布置在所述白光LED模組(100)的出光面?zhèn)取?br>
2.根據(jù)權利要求1所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述藍光LED芯片(101)表面至少分為三個區(qū)域，所述紅色發(fā)光膜(102)、所述綠色發(fā)光膜(103)和所述透明膜(104)交替設置于所述藍光LED芯片(101)表面上的不同區(qū)域中。
3.根據(jù)權利要求2所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述紅色發(fā)光膜(102)、所述綠色發(fā)光膜(103)和所述透明膜(104)按蜂窩狀的排布結構交替設置于所述藍光LED芯片(101)表面上。
4.根據(jù)權利要求3所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述藍光LED芯片(101)表面上用于設置所述紅色發(fā)光膜(102)、所述綠色發(fā)光膜(103)和所述透明膜(104)區(qū)域的大小是根據(jù)所需色溫的色坐標確定的。
5.根據(jù)權利要求1所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述紅色發(fā)光膜(102)和所述綠色發(fā)光膜(103)分層設置于所述藍光LED芯片(101)表面上。
6.根據(jù)權利要求5所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述紅色發(fā)光膜(102)設置于所述藍光LED芯片(101)的表面之上，所述綠色發(fā)光膜(103)設置于所述紅色發(fā)光膜(102)的表面之上，并且所述綠色發(fā)光膜(103)和所述紅色發(fā)光膜(102)的厚度是根據(jù)所需色溫的色坐標來確定的。
7.根據(jù)權利要求5所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述綠色發(fā)光膜(103)設置于所述藍光LED芯片(101)的表面之上，所述紅色發(fā)光膜(102)設置于所述綠色發(fā)光膜(103)的表面之上，并且所述綠色發(fā)光膜(103)和所述紅色發(fā)光膜(102)的厚度是根據(jù)所需色溫的色坐標來確定的。
8.根據(jù)權利要求1所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述白光LED模組(100)包括多顆封裝在一起的相同波段、相同電壓，不同亮度的藍光LED芯片(101)， 在相鄰的三個所述藍光LED芯片(101)表面上分別單獨設置有所述紅色發(fā)光膜(102)、所述綠色發(fā)光膜(103)和所述透明膜(104)。
9.根據(jù)權利要求1至8之一所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述紅色發(fā)光膜(102)、所述綠色發(fā)光膜(103)和所述透明膜(104)均具有包括波浪狀或鋸齒狀的凹凸不平的表面結構。
10.根據(jù)權利要求1至8之一所述的白光LED模組(100)，其特征在于，所述藍光LED芯片(101)為普通藍光LED芯片或高壓藍光LED芯片， 所述藍光LED芯片(101)為水平結構的LED芯片或倒裝結構的LED芯片。
【文檔編號】H01L33/48GK204088306SQ201420023380
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2014年1月15日
【發(fā)明者】林莉, 李東明, 賈晉, 羅超 申請人:四川新力光源股份有限公司