CN108321288A - Led光源及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种LED光源及其制造方法，LED光源包括发光单元及波长选择层，发光单元包括LED芯片及封装LED芯片的封装体，波长选择层位于发光单元的发光路径上。本发明的LED光源可以控制出射光的波长范围，从而减少抑制植物生长的波段出光，降低其他波段光对植物生长的抑制作用，进而推动植物照明的发展。
Description
技术领域
本发明涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种LED光源及其制造方法。
背景技术
光是植物生长发育最重要的环境因子之一，通过光质调节，控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术。
到达地面的太阳光波长范围大约为300nm～2600nm，对植物光合作用起到积极作用的有效波长范围大概在400～700nm之间，其中，420nm～520nm的蓝光以及610nm～750nm的红光对光合作用的贡献率最大，520nm～610nm的绿光的光线被植物吸收的比率很低，因此，并不是所有的光都有助于植物的光合作用。
而且，植物在不同生长发育过程中对光源各波段的需求也不尽相同，因此，LED光源若能实现单波段出光，将对植物照明产生良好的推动作用。
目前，应用于植物生长的LED光源，一般是蓝光芯片搭配不同的荧光粉，发光光谱连续，难免会有杂色光谱干扰，特别是会出现影响植物生长的光谱，最终导致植物生长不够理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED光源及其制造方法。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种LED光源，包括发光单元及波长选择层，所述发光单元包括LED芯片及封装所述LED芯片的封装体，所述波长选择层位于所述发光单元的发光路径上。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述波长选择层位于所述封装体远离所述LED芯片的一侧。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述波长选择层为DBR层。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述DBR层完全覆盖所述发光单元的发光面。
作为本发明一实施方式的进一步改进，经过所述DBR层的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种LED光源的制造方法，包括步骤：
形成一LED芯片；
利用封装体封装所述LED芯片而形成发光单元；
于所述发光单元的发光路径上形成一波长选择层。
作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤“于所述发光单元的发光路径上形成一波长选择层”具体包括：
于所述封装体远离所述LED芯片的一侧形成一波长选择层。
作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤“于所述发光单元的发光路径上形成一波长选择层”具体包括：
于所述发光单元的发光面处涂覆一波长选择层。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述波长选择层为DBR层。
作为本发明一实施方式的进一步改进，经过所述DBR层的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明一实施方式的LED光源可以控制出射光的波长范围，从而减少抑制植物生长的波段出光，降低其他波段光对植物生长的抑制作用，进而推动植物照明的发展。
附图说明
图1为本发明一实施方式的LED光源示意图；
图2是本发明一实施方式的LED光源的制造方法步骤图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。
另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
参图1所示，本发明的一实施方式公开了一种LED光源100。
LED光源100包括发光单元10及波长选择层20。
发光单元10包括LED芯片11、封装LED芯片11的封装体12、基座13及反射杯14。
这里，LED芯片11可为常规LED芯片，例如，LED芯片11从下向上依次包括衬底、LED外延结构、电流阻挡层、透明导电层、钝化层、P电极及N电极。
基座13可由散热材料制成，基座13具有安装面131。
LED芯片11及反射杯14设置于基座13的安装面131上。
LED芯片11与基座13的安装面131之间通过固晶胶相互固定，且LED芯片11通过金线15与基座13实现电性连接。
反射杯14环绕LED芯片11及金线15设置，反射杯14可与基座13一体成型，或者，反射杯14及基座13各自成型后组装到一起。
反射杯14呈环状，其包括一水平的顶面141、自顶面141里端朝向基座13的安装面131向下、向内倾斜延伸而成的内壁142，反射杯14的外侧壁143自顶面141的外端朝向基座13安装面131延伸。
这里，自LED芯片11产生的光线经反射杯14的内壁142反射后自反射杯14的顶面141的上方出射，内壁142上可设置一层高反射率材料制成的反射层(未标示)或者粗糙结构(未标示)，从而进一步的提高反射杯14的反射效率。
封装体12可为封装胶，其可由透明材料制成，且填充于反射杯14内并包覆LED芯片11、金线15。
封装体12的顶部可与反射杯14的顶面141共面，封装体12用于防止外部的水汽、灰尘等微粒与LED芯片11接触而影响其发光特性。
波长选择层20位于发光单元10的发光路径上。
也就是说，发光单元10发出的光线经过波长选择层20后再出射。
在本实施方式中，波长选择层20位于封装体12远离LED芯片11的一侧，即波长选择层20位于封装体12的上表面。
如此设置的好处在于：一方面，波长选择层20位于整个发光单元10的外侧，形成过程简单便捷；另一方面，波长选择层20的设置不会影响到发光单元10的正常出光，例如，不会影响金线15的传输性能。
在本实施方式中，波长选择层20完全覆盖发光单元10的发光面。
需要说明的是，这里的“发光面”是指整个发光单元10的出射光实际出射的一面，即波长选择层20的上表面。
在本实施方式中，波长选择层20为DBR层20(distributed Bragg reflection，分布式布拉格反射层)。
DBR层20是由两种不同折射率的材料以n*(A+B)的方式交替排列组成的周期结构薄膜，其中，A/B为两种不同折射率的材料，例如，A/B为SiO2/TiO2或SiO2/MgO，或其他组合，n为交替排列的周期数。
每层材料的光学厚度为中心反射波长的1/4，控制不同对数的实验，获得中心波长和带宽接近理论计算值的DBR层20，可以透过改变材料的折射率或厚度来调整能隙位置，从而得到所需波长的DBR层20。
在本实施方式中，经过DBR层20的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm。
这里，应用于植物培养领域的LED光源应该表现以下特征：(1)波长类型正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合，同时频谱波宽度半宽窄，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱，可以集中特定波长的光均衡地照射作物；(2)不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；(3)系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化；(4)耐用性强，以降低运行成本。
光谱范围对植物生理的影响如下：
280nm～315nm的紫外光，对植物形态与生理过程的影响极小；
315nm～420nm的紫外光，叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长；
420nm～520nm的蓝光，叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大；
520nm～610nm的绿光，色素的吸收率不高；
610nm～750nm的红光，叶绿素吸收率“高”，对光合作用与光周期效应有显著影响；
750nm～1000nm的红光，吸收率低，刺激细胞延长，影响开花与种子发芽。
本实施方式中的LED光源100可以控制出射光的波长范围，使得LED光源100的发光面仅可以透过特定波长的光子，其他波长的光子会被DBR层20反射回封装体12内部。
这里，经过DBR层20的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm，该波长范围的蓝光及红光对光合作用的贡献率最大，因此，本实施方式的LED光源100可以减少抑制植物生长的波段出光，降低其他波段光对植物生长的抑制作用，进而推动植物照明的发展。
需要说明的是，为了降低工艺难度及出射光的纯度，LED光源100的出射光可以仅包括一种波长范围，即此时LED光源100为单波段LED光源，例如，LED光源100的出射光波长范围为420nm～520nm。
另外，为了适应植物的各种不同生长阶段或者适应不同种类的植物，可以提供具有不同波长范围的多种LED光源100，并根据需求有选择性地选取合适的LED光源100。
本发明一实施方式还提供一种LED光源100的制造方法，结合上述LED光源100的说明及图2，制造方法包括步骤：
形成一LED芯片11；
利用封装体12封装LED芯片11而形成发光单元10；
于发光单元10的发光路径上形成一波长选择层20。
其中，步骤“于发光单元10的发光路径上形成一波长选择层20”具体包括：
于封装体12远离LED芯片11的一侧形成一波长选择层20。
进一步的，步骤“于发光单元10的发光路径上形成一波长选择层20”具体包括：
于发光单元10的发光面处涂覆一波长选择层20。
在本实施方式中，波长选择层20为DBR层20，且经过DBR层20的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm。
本实施方式中的LED光源100可以控制出射光的波长范围，使得LED光源100的发光面仅可以透过特定波长的光子，其他波长的光子会被DBR层20反射回封装体12内部。
这里，经过DBR层20的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm，该波长范围的蓝光及红光对光合作用的贡献率最大，因此，本实施方式的LED光源100可以减少抑制植物生长的波段出光，降低其他波段光对植物生长的抑制作用，进而推动植物照明的发展。
本实施方式的LED光源100的制造方法的其他说明可以参考上述LED光源100的说明，在此不再赘述。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED光源，其特征在于，包括发光单元及波长选择层，所述发光单元包括LED芯片及封装所述LED芯片的封装体，所述波长选择层位于所述发光单元的发光路径上。
2.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述波长选择层位于所述封装体远离所述LED芯片的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的LED光源，其特征在于，所述波长选择层为DBR层。
4.根据权利要求3所述的LED光源，其特征在于，所述DBR层完全覆盖所述发光单元的发光面。
5.根据权利要求3所述的LED光源，其特征在于，经过所述DBR层的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm。
6.一种LED光源的制造方法，其特征在于，包括步骤：
形成一LED芯片；
利用封装体封装所述LED芯片而形成发光单元；
于所述发光单元的发光路径上形成一波长选择层。
7.根据权利要求6所述的LED光源的制造方法，其特征在于，步骤“于所述发光单元的发光路径上形成一波长选择层”具体包括：
于所述封装体远离所述LED芯片的一侧形成一波长选择层。
8.根据权利要求6所述的LED光源的制造方法，其特征在于，步骤“于所述发光单元的发光路径上形成一波长选择层”具体包括：
于所述发光单元的发光面处涂覆一波长选择层。
9.根据权利要求6至8中任意一项所述的LED光源的制造方法，其特征在于，所述波长选择层为DBR层。
10.根据权利要求9所述的LED光源的制造方法，其特征在于，经过所述DBR层的出射光波长范围为420nm～520nm或610nm～750nm。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180724 |