[发明专利]一种360°发光的白光LED三维光源模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种360°发光的白光LED三维光源模组，属于半导体照明领域。

背景技术

LED产生白光的方法主要有四种：(1)蓝光芯片激发黄色荧光粉；(2)红光、绿光、蓝光芯片直接混光；(3)蓝光芯片激发红色与绿色荧光粉；(4)UV芯片激发红色、绿色、黄色荧光粉。目前较普遍的方式为蓝光LED激发黄色荧光粉，其制备出的光源可靠性高，效率好。

在现有的技术领域，白光LED光源主要存在以下几点问题：

(1)光谱饱和度较低，显色指数不高，目前业内改善的方法主要是掺杂红色、绿色荧光粉。但所用的荧光粉大多为不同基质的红、绿、黄色荧光粉，由于各个基质荧光粉的化学及物理性质存在差异，在长时间使用过程，各基质的老化衰减及稳定性均不一致，容易引起光色失配的不良现象。

(2)封装完成的白光LED光路最多只能在设置有LED芯片的一侧实现180°平面传输，整体发光角度较小，即使在透镜的二次光学作用下，一般发光角度也不超过165°。

(3)白光的封装工艺即为传统的点胶涂覆的方式，荧光粉直接涂覆于芯片表面，由于芯片的产热量较大，长时间使用后会导致荧光粉受热产生的荧光猝灭效应；制备的白光还会存在由于荧光粉沉淀而引起的光色不均匀现象，从而影响视觉效果。

(4)此方式制备整灯的工艺主要是讲多颗白光LED通常是采用单颗白光串并联的组合方式固定在灯条上，这种方法由于增加了芯片到灯条之间的热阻，而引起芯片温度偏高的不良后果；同时工艺冗长，成本也比较高。

如专利号CN103325927A所涉及的360度发光LED支架与包含该支架的LED灯柱和专利号CN103148388A所涉及的LED芯片全角度节能灯。两篇专利所述的结构与制备方法能够优化生产制造工艺，实现高效率批量化生产，增大发光角度，但是其中的荧光粉涂覆采取传统的点胶形式，易引起荧光猝灭效应和光色不均匀现象。

如专利号CN103322525A所涉及的一种LED灯及其灯丝。该专利所述的蓝光与红光芯片固定在基板的侧面上能提高显色指数和发光角度，但是由制作工艺中没有添加硅胶在芯片表面，由此会加重芯片出光全反射现象，引起出光效率下降，同时裸露的芯片及金线的可靠性下降。

如专利号CN103277684A所涉及的LED芯片全角度无汞U型节能灯。该专利所述的发光灯柱由透明的玻璃基或者有机玻璃基PCB板结合蓝光和红光芯片制成，U型灯管内还充散热冷却的氮气，但是此种方法虽然能够增大出光角度、显色指数和散热效果，但是对于工艺的要求度高，成本昂贵，不适合实际应用。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明旨在提出一种360°发光的白光LED三维光源模组，能够减小LED芯片的热阻；提高光色的均匀性、稳定性、色彩还原性以及光源的使用寿命和出光角度。

本发明公开了一种360°发光的白光LED三维光源模组，由基板、基板电极卡口、芯片、硅胶、下转换荧光器件、下转换荧光器件卡口组成；下转换荧光器件由基体材料，荧光粉组成。

本发明所选的基板材质为铝、铜或者陶瓷中的一种，基板表面覆有电路；形状结构为正三面、正四面、正六面、正八面柱中的一种，芯片直接在基板上固晶、封胶；长度为1.0cm-120.0cm。

本发明所选的芯片采用集成封装的形式固定在基板上；芯片类型为蓝光芯片或蓝光芯片结合红光、绿光芯片中的至少一种，芯片的结构为正装、倒装、垂直类型中的一种。

本发明所选的下转换荧光器件为由红色、黄色、绿色荧光粉中的至少一种与高透明的有机或者无机基体材料中的一种制备而成，放置于模组最外侧。

本发明所选的荧光粉荧光器件通过注塑、热压、蒸镀、喷涂等方式制备而成。

本发明所选的荧光粉为硅酸盐或铝酸盐或氮化物或氮氧化物或氧化锌的同一基质的黄色荧光粉或者黄色、红色复合荧光粉或者黄色、红色、绿色复合荧光粉中的至少一种。

本发明的有益效果在于：

(1)荧光粉通过前处理与基体材料混合制备成型下转换荧光器件后可以有效降低传统涂覆方式中由于荧光粉沉淀而产生的光色不均匀的现象；由于芯片发光过程中输入电功率的70％转换成热量，下转换荧光器件远离芯片放置，位于模组最外侧，可以有效的缓解芯片对于荧光粉的加热影响，降低荧光粉由于长期受热而产生的荧光猝灭效应，提高荧光粉的稳定性和使用寿命。

(2)下转换荧光器件中用于光转换的红色、绿色、黄色荧光粉为同一基质荧光粉。荧光粉类型相同，其化学及物理性质一致，在长时间使用过程，能够保持相同的使用性能，避免光色失配。