CN202065823U - 一种白光led及其器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及LED技术领域，提供了一种白光LED及其器件，使用红光LED芯片解决了传统白光LED缺少红光成分的问题；用紫外线激发蓝、绿荧光粉产生蓝光和绿光，提高了荧光粉的光致发光转换效率，改善了色质；同时在单一LED芯片驱动电路条件下即可实现低色温、高发光效率和高显色性的白光LED，其封装结构简单，电路较易实现，降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED技术领域，特别涉及一种白光LED及其器件。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体器件，一般由某些种类半导体发光材料掺杂使之成为n型(负型或电子型)和p型(正型或空穴型)半导体，两种半导体的交界面上形成阻挡层(p-n结)。当在p-n结两侧施加电压时便会将电势能转化为光子形式释放，根据不同p-n结材料所能接受的电势能不同，其产生不同波长的光从而呈现不同颜色。
半导体发光二极管通常均为单色(彩色)发光器件，这种发光器件光效高，颜色单纯，早已广泛用于各类场合的显示，如各类指示灯，交通信号灯，大屏幕彩色显示屏，甚至大屏幕彩色电视等。这些彩色LED虽可成功用于各种显示和指示器件，但是对于照明或背光等需求却无能为力，因为照明或背光的光源必须有很好的显色性(光源对物体颜色的呈现能力，指物体在某一光源下所显示颜色与其真实颜色的差异关系)，所以照明用LED必须发白光。
目前，随着LED芯片制备和荧光粉技术的发展，白光LED技术得到了迅速发展，当前普遍采用的方式是在蓝光LED芯片上涂敷YAG:Ce黄色荧光粉，发光时使得蓝、黄两种颜色的光混光成近似白色，从而得到白光LED，但是这种方式下，由于缺少红光成分，其最大的不足是显色性偏低，色差明显。同时荧光粉的质量、涂层厚度稍有问题均将严重影响其显色指数、色温、光效和光衰。
而在中国专利公开文本CN101808452A中公开了一种采用上述白光LED加红光LED组合的方法改善了白光LED的显色性能，但是该方法需要两个电路分别驱动白光LED芯片和红光LED芯片，其缺点是封装结构及电路实现比较复杂，成本比较高。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术的缺点，本实用新型为了解决现有技术中白光LED显色性不高及结构复杂的问题，提出了一种白光LED及其器件，可以在单一LED芯片驱动电路条件下，具有低色温、高发光效率和高显色性。
(二)技术方案
为此解决上述技术问题，本实用新型具体采用如下方案进行：
一种白光LED，所述白光LED包括：
在基座安装面1上依次形成的UV灯2、红光LED芯片3和蓝绿荧光粉层；
以及控制红光LED芯片发光的红光控制电路。
优选地，所述蓝绿荧光粉层之上还罩有一透光层6。
优选地，所述UV灯2安装在所述基座安装面1里面，所述红光LED芯片3固定在所述基座安装面1上。
优选地，所述蓝绿荧光粉层为：蓝色荧光粉层4与绿色荧光粉层5分层的层叠结构、或蓝绿色荧光粉的混合层4′。
优选地，所述荧光粉层中混合有硅胶或树脂材料，喷涂固化在所述红光LED芯片3表面上。
更进一步地，本实用新型同时提供一种LED背光系统，采用至少一个如上所述的白光LED作为背光源。
更进一步地，本实用新型还同时提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包括LED背光系统，所述LED背光系统采用至少一个如上所述的白光LED作为背光源。
优选地，所述LED背光系统在所述液晶显示器中构成直下式或侧入式LED背光系统。
(三)有益效果
本实用新型通过使用红光LED芯片解决了传统白光LED缺少红光成分的问题，同时由于仅使用一个控制电路即可驱动，在单一LED芯片驱动电路条件下即可实现低色温、高发光效率和高显色性的白光LED，使封装结构简单，电路也较易实现，降低了成本。
附图说明
图1为现有技术中白光LED加红光LED混合成白光的示意图；
图2为本实用新型优选的实施例1中白光LED的结构示意图；
图3为本实用新型优选的实施例1中白光的混合方式示意图；
图4为本实用新型优选的实施例2中白光LED的结构示意图；
图5为本实用新型优选的实施例2中白光的混合方式示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种具有低色温高显色性白光LED，该方案工艺简单，主要是由紫外灯(UV灯)、红光LED芯片、蓝绿荧光粉层以及一个控制电路实现的。UV灯发出紫外线分别激发蓝、绿荧光粉或激发蓝、绿荧光粉的混合物产生蓝光和绿光或蓝光与绿光的混合色，再与红光LED芯片产生的红光混合得到发光效率较高、均一的LED白光光谱。在这种新型LED结构中，使用红光LED芯片解决了传统白光LED缺少红光成分的问题，此外用紫外线激发蓝、绿荧光粉产生蓝光和绿光，提高了荧光粉的光致发光转换效率，改善了色质，并且使封装结构简单，其电路及蓝、绿荧光粉均较易实现，降低了成本。
具体地，本实用新型优选采用如下几种方式实施：
实施例1
如图2所示，本实用新型的优选实施例1中，白光LED具体包括：
自下至上依次形成的基座安装面1、UV灯2、红光LED芯片3、蓝色荧光粉层4、绿色荧光粉层5、透光层6，其中，红光LED芯片3通过红光控制电路(图中未示出)驱动发光。
在本实施例中，UV灯2安装在基座1里面，红光LED芯片3固定在基座1上；将蓝色荧光粉与硅胶或树脂材料混合、绿色荧光粉与硅胶或树脂材料混合，依次喷涂在LED芯片上，加热或紫外光照使其固化成荧光粉层4、5，这种方式得到的荧光粉层厚度、分布均匀，结构稳定发光效率好；随后再在荧光粉层上面罩一个透镜或其它半透明或透明材料的透光层6。其中，该透光层6的透镜可以为凸透镜或者凹透镜，用于根据不同需要对产生的白光进行汇聚或发散。
再参见图3，本实施例中白光产生的原理是，UV灯首先激发了蓝色荧光粉产生蓝光，再激发上一层的绿色荧光粉产生绿光，同时红光LED芯片被驱动发光增加了红光成分，由红、绿、蓝三原色混合成均匀的白光。
在本实施例中，分层的荧光粉避免了绿色荧光粉吸收蓝色荧光粉被紫外激发的蓝光，提高了荧光粉的光致发光转换效率；其白光是由红、绿、蓝三原色混合而成，色温低而显色性高，同时由于采用简单驱动电路，可在单一驱动电路条件下，实现低色温、高发光效率和高显色性的白光LED。
实施例2
如图4所示，本实用新型的优选实施例2中，白光LED具体包括：
自下至上依次形成的基座安装面1、UV灯2、红光LED芯片3、蓝绿荧光粉混合层4′、透光层6，其中，红光LED芯片3通过红光控制电路(图中未示出)驱动发光。
本实施例中，UV灯2安装在基座1里面，红光LED芯片3固定在基座1上，将蓝、绿色荧光粉的混合物与硅胶或树脂材料混合后喷涂在LED芯片上，加热或紫外光照使其固化，再在上面罩一个透镜或其它半透明或透明材料的透光层6。其中，该透光层6的透镜可以为凸透镜或者凹透镜，用于根据不同需要对产生的白光进行汇聚或发散。
再参见图5，与实施例1中获得白光的方式略有不同的是，在实施例2中，UV灯激发蓝、绿色荧光粉的混合物产生青色光，再与红光LED芯片发出的红光混合成白光。混合的蓝、绿荧光粉层与分层的蓝、绿荧光粉层相比，减少了涂覆荧光粉的制作工序；这种方式下，绿色荧光粉可能会吸收一部分蓝色荧光粉被紫外激发的蓝光，但是这种情况对白光的影响较小，所以同样可以在单一驱动电路条件下，实现低色温、高发光效率和高显色性的白光LED。
本实用新型中的白光LED可广泛用于照明或LCD的背光系统中，用于照明时，至少一个上述的白光LED组成LED灯，在交流或直流电源、或者电池的驱动下发光提供照明。当用于液晶显示的背光时，主要是在背光系统中使用至少一个如上所述的白光LED组成背光源，受LCD的电路控制发光，对面板形成照射。其中，LCD中的LED背光系统可以是直下式或侧入式。
本实用新型中的白光LED，使用红光LED芯片解决了传统白光LED缺少红光成分的问题，其采用的红光LED芯片，也同时解决了红色荧光粉转换效率低的问题。此外用紫外线激发蓝、绿荧光粉产生蓝光和绿光，提高了荧光粉的光致发光转换效率，改善了色质。其中蓝色、绿色荧光粉的激发光谱峰值均与红光LED芯片的发射光谱相匹配，通过合理调配蓝、绿荧光粉的比例，可得到具有良好的连续性和均衡性的白光LED光谱。并且由于仅使用一个控制电路即可驱动，在单一LED芯片驱动电路条件下即可实现低色温、高发光效率和高显色性的白光LED，使封装结构简单，电路也较易实现，降低了成本。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的实际保护范围应由权利要求限定。
Claims (9)
1.一种白光LED，其特征在于，所述白光LED包括：
在基座安装面(1)的一侧依次形成的UV灯(2)、红光LED芯片(3)和蓝绿荧光粉层；
以及控制所述红光LED芯片(3)发光的红光控制电路。
2.根据权利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述蓝绿荧光粉层之上还罩有一透光层(6)。
3.根据权利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述UV灯(2)安装在所述基座安装面(1)里面，所述红光LED芯片(3)固定在所述基座安装面(1)上。
4.根据权利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述蓝绿荧光粉层为：蓝色荧光粉层(4)与绿色荧光粉层(5)分层的层叠结构、或蓝绿色荧光粉的混合层(4′)。
5.根据权利要求1或4所述的白光LED，其特征在于，所述荧光粉层中混合有硅胶或树脂材料，喷涂固化在所述红光LED芯片(3)表面上。
6.根据权利要求2所述的白光LED，其特征在于，所述透光层(6)为一透镜。
7.一种LED背光系统，其特征在于，采用至少一个如权利要求1-6任一所述的白光LED作为背光源。
8.一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器包括LED背光系统，所述LED背光系统采用至少一个如权利要求1-6任一所述的白光LED作为背光源。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述LED背光系统在所述液晶显示器中构成直下式或侧入式LED背光系统。
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