一種發光二極管模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光學領域，具體涉及一種發光二極管模塊。
【背景技術】
[0002]在照明應用中我們需要混合不同波長可見光做成的白光，現有技術中，利用發光二極管類實現混合白光的主流方案有兩種:
[0003]1)RGB發光二極管混光:通過不同材質的發光二極管發出不同波長的光，混合后形成白光，如附圖1、2所示。這種方案有以下不足:要制造顯色指數高的白光LED光源，我們需要添加能發出紅光的元素，即利用紅光芯片混光。
[0004]由于不同波段的發光二極管只能發出一種顏色的光，因而光譜獨一而且頻譜窄，RGB發光二極管所拼合的光譜是非連續性的，如附圖4所示。光源雖然顯色指數較高，但需要多種芯片去集成拼合，增加了結構的復雜性，造成封裝工藝中的困難。另外由于不同波長的芯片材質不一，芯片的驅動電壓也不一樣，以數種芯片混光的方案需要數個電路，大大增加了控制系統的成本。芯片不一同時也帶來可靠性的問題，發光二極管在應用過程中會老化，可是不同材質的發光二極管老化速度并不一致，光源的顏色會隨時間漂移，變得不適合照明應用。
[0005]2)光轉換層發光二極管混光:利用光轉換材料把發出自發光二極管的轉換成其他波長的光，光轉換層是由高分子透明材料作為基材，熒光粉為光轉換材料分布在基材里，光轉換層覆蓋會在發光二極管表面，如附圖3所示。藍光從芯片發出，激發光轉換層里不同顏色的焚光粉，被轉換形成的黃綠光和紅光和部分沒有被轉換的藍光一起混合形成白光。
[0006]為了達到較高的顯色指數，光轉換發光二極管會在光轉換層混合紅、黃綠色的熒光粉。紅色熒光粉的激發波段為200-610nm，可以吸收包括除了紅光外的其他可見光波長。在理想情況下，從發光二極管芯片發出的藍光經過兩種熒光粉后，被轉換的光和部分沒有被轉換的光一起混合形成白光。但是，黃綠色熒光粉發射的黃綠光會有部分被紅色熒光粉再次吸收并轉換為紅光，如圖5所示，而且這個光吸收率在不同波長下是非線性的，使得這種包含多種熒光粉的混合調配要達成一些高顯色指數的目標光譜非常困難，甚至不可能。再者，黃綠光被再吸收會導致能量損失，進一步降低光效。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于針對現有技術存在在問題，提供一種發光二極管模塊，其使用帶有紅色轉換層的紅光單元代替紅光芯片，以紅光單元組成可以發出白光的發光二極管模塊，其提高了發光模塊的光效和顯色指數。
[0008]為實現上述目的，本方案采用的技術方案有兩種:
[0009]第一:一種發光二極管模塊，包括基板，還包括用于發出可見光且連接于基板上的獨置發光二極管芯片和至少1顆連接于基板上的發光單元；
[0010]所述發光單元包括用于發出可見光的內置發光二極管芯片和一層能夠被所述發光二極管芯片發出的可見光激發的光轉換層；
[0011]所有的發光單元中至少有一顆的光轉換層為紅色轉換層;該紅色轉換層被發光二極管芯片發出的可見光激發后，發射光譜主波長為600-670nm。
[0012]從內置發光二極管發出的光經過紅色轉換層，部分光轉換為紅光，與獨置發光二極管芯片發出其他顏色的光混合成為白光。
[0013]第二:一種發光二極管模塊，包括基板，還包括至少2顆連接于基板上的發光單元；
[0014]所述發光單元包括用于發出可見光的內置發光二極管芯片和一層能夠被所述發光二極管芯片發出的可見光激發的光轉換層；
[0015]所有的發光單元中至少有一顆的光轉換層為紅色轉換層;該紅色轉換層被發光二極管芯片發出的可見光激發后，發射光譜主波長為600-670nm。
[0016]從內置發光二極管發出的光經過紅色轉換層，部分光轉換為紅光，與其他發光單元發出的其他顏色的光混合成白光。
[0017]在上述兩種方案下，其各自的優選方案還包括以下情形:
[0018]上述方案優選的，所述光轉換層的基體材料的光折射率可以為1.35-1.60。
[0019]上述方案優選的，光轉換層的基體材料貼合在所述內置發光二極管芯片的表面。
[0020]上述方案優選的，所述獨置發光二極管芯片或內置發光二極管發出主波長為440-470nm的藍光，并且其中一個發光單元的光轉換層為黃綠色轉換層，所述黃綠色轉換層吸收部分藍光并激發出黃綠光。
[0021]上述方案優選的，所述黃綠色轉換層包括黃綠色熒光粉。所述黃綠色熒光粉的成分為石榴石型熒光體、氮氧化物熒光體或鋁酸鹽熒光體中的一種或多種。
[0022]上述方案優選的，所述光轉換層的基體材料為透明樹脂。透明樹脂的成分為有機硅樹脂、環氧樹脂和丙烯酸類樹脂中的一種或多種。
[0023]上述方案優選的，所述紅色轉換層包括紅色熒光粉。所述紅色熒光粉的成分為氮化物熒光體和/或硫化物熒光體。通過改變熒光粉和基體材料的重量比，從而達到改變本發光二極管模塊的色溫的目的。
[0024]上述方案優選的，所述紅色轉換層的激發波長范圍為200_610nm，發射光譜主波長為600-670nm，所述黃綠色轉換層的激發波長范圍為200-490nm，發射光譜主波長為520-575nm0
[0025]上述方案優選的，紅色轉換層的發射波長大于其他光轉換層的發射波長。
[0026]與現有技術相比，本實用新型使用帶有紅色轉換層的紅光單元代替紅光芯片，以紅光單元組成可以發出白光的發光二極管模塊。這方案解決RGB發光二極管混光的頻譜窄、結構復雜性、控制系統成本與可靠性問題。同時由于黃綠發光單元與紅光單元沒有直接接觸，這減少從黃綠發光單元出來的黃綠光再次被紅光轉換層二次激發的機會，從而使最終形成的混合光之間的配比較為接近預先設定的配比，這樣能提高發光模塊的光效和顯色指數。
【附圖說明】
[0027]圖1、2為現有技術中RGB發光二極管混光的結構示意圖；
[0028]圖3為現有技術中光轉換層發光二極管混光的結構示意圖；
[0029]圖4為圖1、圖2出光光譜的曲線圖；
[0030]圖5為圖3出光光譜的曲線圖；
[0031 ]圖6為一種實施例的結構示意圖；
[0032]圖7為另一種實施例的結構不意圖；
[0033]圖8為另一種實施例的結構不意圖；
[0034]圖9為另一種實施例的結構不意圖；
[0035]圖10為另一種實施例的結構不意圖；
[0036]圖11為在2700K色溫下，本實用新型所能達成的出光光譜的曲線圖；
[0037]圖12為在5000K色溫下，本實用新型所能達成的出光光譜的曲線圖；
[0038]圖13為現有技術和本實用新型能達成的出光光譜的曲線對比圖。
[0039]圖中標號為:1、基板;2、發光單元;2-1、內置發光二極管芯片；2-2、光轉換層;2-
3、紅光單元;2-4、黃綠光單元;2-5、藍光單元；2-6、白光單元;3、獨置發光二極管芯片。
【具體實施方式】
[0040]本實用新型為一種發光二極管模塊，包括至少2顆發光單元2，所述發光單元2包括用于發出可見光的內置發光二極管芯片2-1和一層能夠被所述發光二極管芯片發出的可見光激發的光轉換層2-2;所有的發光單元2中至少有一顆的光轉換層2-2為紅色轉換層，其光轉換層2-2為紅色轉換層的發光單元2，我們稱之為紅光單元2-3，發光單元2的發轉換層為其他顏色的轉換層的，如黃綠光轉換層的，我們稱之為黃綠光發光單元2。所述紅色轉換層被發光二極管芯片發出的可見光激發后，紅色轉換層吸收內置發光二極管所發出的可見光，部分轉化成波長為600-670nm的紅光;其他的發光單元2，主要由其內置發光二極管芯片2-1與可被該內置發光二極管芯片2-1激發的光轉換層2-2組成;紅色轉換層的發射波長大于其他光轉換層2-2的發射波長。本實用新型利用紅光單元2-3與其他發光單元2，所發出來的可見光組合，最終合成顯色指數高的白光源。
[0041]另外，紅色轉換層和其他光轉換層2-2均包括有熒光粉和基體材料。熒光粉用于吸收并激發經過其的光。基體材料為透明的，其用于決定光轉換層2-2的光折射率。光轉換層2-2的基體材料的光折射率優選為1.35-1.60。
[0042]光轉換層2-2的基體材料的成分可以均優先選用有機硅樹脂、環氧樹脂和丙烯酸類樹脂中的一種或多種。有機硅樹脂的熱氧性較為穩定，而且透明度較好。環氧樹脂的耐熱性好，而且成本較低。丙烯酸類樹脂的耐光性及抗老化性能較好。再者，這些樹脂材料無需使用高溫固化，不會對填充的熒光粉造成損害。
[0043]在一個實施例中，如圖6所示，發光二極管模塊包括兩個發光單元2組成。其中一個為紅光單元2-3，其包括內置發光二極管芯片2-1，用于發出藍光;在發光二極管芯片的發光面覆蓋著紅色轉換層。另一個為黃綠光單元2-4，其包括內置發光二極管，用于發出藍光;在內置發光二極管芯片2-1的發光面覆蓋著黃綠色轉換層。
[0044]在另一個實施例中，如圖9所示，發光二極管模塊主要由四個發光單元2組成，可分別發出紅光、藍光、綠光