[发明专利]基于上转换材料的LED及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术应用领域，具体涉及基于上转换材料的LED及其封装方法。

背景技术

随着半导体技术及工艺的飞速发展，发各种色光的LED相继诞生。1993年，第一只蓝光LED出现，1996年，第一只白光LED出现，使得LED的色彩在整个可见光的范围内都得以实现。白光LED的发光效率不断提高，具有无污染、低功耗、高可靠、长寿命等优点，是一种符合环保、节能的绿色照明光源。使白光LED的应用领域，从传统的指示领域向照明领域转移，将取代白炽灯（Incandescent Lamp）和荧光灯（Fluorescent Lamp）成为第四代光源。正因如此，使得白光LED的研究成为热点。

目前，实现白光LED各种途径中，使用荧光粉与LED结合产生白光占了相当大的比例，其中以蓝光LED芯片与黄色荧光粉（）结合产生白光的方法已适用于产线进行批量生产，这些PC-LED（Phosphor Conversing LED）所用的各种荧光粉，在光致发光过程中，都是遵从stokes定律的，即荧光粉在受到短波长光（高能量光）的激发，发射出长波长的光（低能量光），这类材料称为下转换材料。上转换材料正好与下转换材料相反，在光致发光过程中，是遵从反stokes定律的，即荧光粉在受到长波长光（低能量光）的激发，发射出短波长的光（高能量光）。该类上转换材料应用涉及短波长激光、红外探测与显示、生物标记、光学通讯、防伪等领域，是一种红外光激发下能发出可见光的发光材料，即将红外光转换成可见光的材料，现在这类荧光粉的研究较多。

例如，中国专利文献公开号为CN101016459，公开日2007年8月15日的发明专利，公开了一种白色上转换材料及其制备方法，它含稀土掺杂NaYF₄化合物的配合料，该配合料以NaF、YF₃为基础，加入敏化剂YbF₃，共掺入激活剂ErF₃、TmF₃，将配合料用固相反应制成产品并获得具有组成化学式的化合物：NaY₁-_X-Y-ZTm_XEr_YYb_ZF₄其中X为0.001至0.005；Y为0.001至0.004；Z为0.20至0.25。它依据红、绿、蓝三基色的荧光强度比必须达到合适值的色度学原理，基于Er、Tm离子之间能量传递理论，利用NaYF₄为基质的各种稀土离子的光谱发射特性，采用单一的NaYF₄基质，通过多掺杂方式及简单而又低成本的制备工艺，应用红外光激发，成功实现了含稀土掺杂NaYF₄化合物上转换材料的白色光输出。

虽然目前这类荧光粉，但是目前没有具体讲这类荧光粉应用于LED领域的具体操作应用，采用这类上转换荧光粉应用于LED领域中，可以扩大LED原材料的领域，以满足目前社会发展对LED生产需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种效果很好的基于上转换材料的LED 及其封装方法，其中是通过选择适当红外LED或红光LED作为激励源，选择激发谱和发射谱与激励源匹配的上转换荧光粉，并调整荧光粉的配比，在晶片的表面上得到荧光粉层，最后灌胶成型得到白光LED器件，通过该方法制备出的白光LED器件质量很好，使用寿命长。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：

基于上转换材料的LED ，其特征在于：包括红光LED或红外LED晶片，红光LED或红外LED晶片连接有金线或者铝线，所述红光LED或红外LED晶片外部封装有上转换荧光粉层；所述红光LED晶片采用发射峰波为600-650nm的红光LED晶片，或红外LED晶片采用发射峰波为920-1040nm的红外LED晶片；所述上转换荧光粉层是由红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉中的一种或者按照一定配比混合形成的多种荧光粉层，所述一定配比是按重量比为：0.05~1: 0.05~1: 0.05~1。

基于上述LED的封装方法，其特征在于包括以下步骤：

①选用发射峰波为600-650nm的红光LED晶片或发射峰波为920-1040nm的红外LED晶片，并在相应的支架上完成固晶焊线；

②选用激发谱和发射谱与步骤①中所述LED晶片匹配的上转换荧光粉，上转换荧光粉将LED晶片的红光或红外线吸收后转化为可见光，所述的上转换荧光粉按重量比1~4:5~7:1~4的配比混合成白光；