专利名称：一种隔离式荧光膜白光led灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种白光LED灯，具体涉及一种隔离式荧光膜白光LED灯。
背景技术：
实现LED发出白光的技术方案，有RGB红绿蓝LED管芯组合，有BY蓝黄LED管芯组合。目前普遍采用的白光LED技术方案，是将YAG黄绿荧光粉调成胶状，直接涂敷在蓝光LED芯片表面，当蓝光LED芯片通电发出蓝光时，其中一部分蓝光激发YAG荧光粉发出波长为500nm-560nm的黄绿光，再与另一部分透射过去的蓝光混合形成视觉上的白光。
涂敷荧光粉技术方案传承日光灯管发白光的原理，效率高成本低，得到广泛应用。也正是这种简单结构的表面涂敷技术方案，在实际操作中，布胶不够均匀使白光LED成品的色温一致性和发光一致性差，成品率不高，难以事后调整成品LED的色温。
然而该技术方案最根本的缺陷还是在于荧光粉失效率高荧光粉直接接触LED管芯，在LED工作时发出的大量热量使荧光粉工作温度偏高，极大地加快荧光粉的衰减进程。
分析得知表面涂敷荧光粉结构的白光LED，其管芯衰减速率与荧光粉衰减速率完全不对等按照规范使用条件，在合理的电应力下LED管芯衰减率一般在10-5到10-6数量级。荧光粉衰减率同样是使用条件的函数，其中主要条件之一是工作温度温度越高衰减越快。按现在直接涂敷荧光粉在LED管芯表面的制造工艺，荧光粉的衰减率大约在10-3甚至更高，比LED管芯差几个数量级，非常不匹配。
LED表面涂敷荧光粉这一结构的直接后果就是荧光粉直接受LED管芯的高温烘烤，导致荧光材料快速衰竭，这不仅使得LED灯的综合发光效率极易衰减，而且色温的蜕变也超出合理的范围，限制了白光LED灯的综合品质提升，严重影响了白光LED灯的大面积普及。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种隔离式荧光膜白光LED灯结构技术方案，在无需改变现有LED管芯和荧光粉材料参数的前提下，仅仅通过改变现有LED灯的原材料布局结构和适当调整制造工艺，就可以极大地延缓LED衰减、延长白光LED灯的使用寿命。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案是一种隔离式荧光膜白光LED灯，不再采用直接涂敷荧光粉在LED管芯表面的制造工艺，而是预先用荧光粉等材料制成薄膜或薄板形式统称荧光膜，再将成型的荧光膜与LED管芯保持适当距离隔离安装在LED管芯发光面一侧，既达到激发荧光混成白光的效果，又明显降低荧光材料工作温度，从而成若干数量级地降低荧光材料衰减率，达到荧光材料的衰减率与LED管芯相匹配，实现有效提高白光LED灯使用寿命的目的。
由于荧光膜的制作可以采用标准化工艺，易于实现高效率大批量生产，既能确保荧光膜产品的一致性好，又能够满足事后调整不同色温的LED灯后续工艺流程要求，提高产成品率，达到同型号产品色温一致，发光面均匀的效果。
荧光膜的结构，除了材料中包含荧光材料的单层结构外，主要有两种形式1夹层式主要用于制作荧光膜成品，再将荧光膜应用到白光LED灯的场合。图1所示是荧光膜的纵截面结构示意图。荧光膜有三层构成上下层2为透光性好、衰减率低的基础成型材料层，中间夹层1是荧光功能材料层。三层材料经适当工艺形成为一体薄膜或薄板，方便于剪裁、挤压成型等后续加工，方便在灯具上大批量使用。
a)相对柔性荧光膜具有一定的延展性，便于在不同形状的光源表面贴敷使用。
b)相对刚性荧光膜具有一定的刚性和弹性，便于二次加工制作成各种形状的灯罩。
2表面涂敷式采用喷涂、涂抹或印刷工艺，将荧光材料直接涂敷于灯罩内表面或外表面。根据需要，可以在涂敷好的荧光层表面再覆盖透明保护层，以防受到污染、氧化等损坏。图4是一种类似于传统管状荧光灯的LED日光灯用荧光灯管。灯管外壁8和内壁10采用透明材料制造，荧光夹层9含有荧光材料。另外，荧光灯管也可以采用管壁材料含有荧光材料的单层结构。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于1)将荧光材料与工作时发热的LED管芯从空间结构上隔离，造成热传导通道的中断，可有效降低荧光材料的工作温度，大大延长荧光材料的工作寿命；2)独立制作荧光膜，可以明显提高LED色温控制水平，大大提高白光LED灯成品率；3)根据LED灯光源不同波形在荧光膜上的光通量分布变化，确定荧光膜上荧光材料用量的变化，设计制造最佳性能的隔离式荧光膜；4)荧光膜制作的专业化分工，有利于形成标准化大批量的规模化生产，可以进一步降低白光LED产品的成本，有利于推进LED绿色照明事业。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明
图1是荧光膜结构示意图，透光材料制作的上下成型层2的中间是荧光材料夹层1。
图2是一种隔离式荧光膜白光LED灯3示意图。
图3是图2中隔离式荧光膜白光LED灯3纵截面结构示意图，LED光源板5贴在散热基座6上，荧光膜4间隔一定距离安装在LED光源板5出光面上方。
图4是圆柱形灯管状荧光膜灯罩7示意图。
图5是圆柱形灯管状荧光膜灯罩7纵截面示意图，外层透明材料成型保护层8和内层透明材料成型保护层10之间是荧光材料夹层9。
具体实施方式图2所示在电子陶瓷板上蓝光LED阵列电路形成蓝光LED光源板5，在蓝光光源板5上方3-5mm处放置含有黄色荧光材料制作的荧光膜4，铝合金散热灯壳6作为白光LED灯的基座，起到散热和成型的作用。这种结构的白光LED灯，LED管芯发出的热量经基座散掉绝大部分，由于荧光膜远离LED管芯，工作时温度低衰减小，使用寿命大大延长。
本实施例中实现常规材料白光LED灯长寿的关键之所在就是‘隔离荧光膜’结构。
权利要求
1.一种隔离式荧光膜白光LED灯，其特征是在蓝光或紫光LED管芯表面不涂敷荧光材料，而是与LED管芯隔离开一段隔热距离使用含荧光材料的荧光膜、荧光板或荧光管。
2.根据权利要求1所述的荧光膜、荧光板或荧光管，其特征是荧光膜、荧光板或荧光管是三层结构靠外面两层是透光材料，中间夹层含有荧光材料。
3.根据权利要求1所述的荧光膜、荧光板或荧光管，其特征是荧光膜、荧光板或荧光管是单层结构，其制造材料中含有荧光材料。
4.根据权利要求1、2、3所述的隔离式荧光板或荧光管，其特征是荧光板、荧光管具有刚性、弹性、可塑性，可以加工成各种形状，可做成荧光灯罩，便于安装到LED灯上。
5.根据权利要求1、2、3所述的隔离式荧光膜，其特征是荧光膜是柔性薄膜，可以加工成各种形状，便于安装到LED灯罩上。
6.根据权利要求1所述的隔离式荧光膜白光LED灯，其特征是荧光材料层制造环节包括喷涂工艺。
7.根据权利要求1所述的隔离式荧光膜白光LED灯，其特征是荧光材料层制造环节包括印刷工艺。
8.根据权利要求1所述的隔离式荧光膜白光LED灯，其特征是荧光材料层制造环节包括涂抹工艺。
9.根据权利要求1所述的一种隔离式荧光膜白光LED灯，其特征是园管状白光LED灯的灯罩上有荧光材料，荧光材料可以涂敷于管壁上，也可以混合于灯管壁材料中。
全文摘要
本发明公开了一种采用隔离式荧光膜结构的白光LED灯技术方案，不改变现有LED管芯和荧光粉材料，仅改变LED灯结构，可极大延缓LED衰减，延长白光LED灯使用寿命。目前白光LED将荧光粉直接敷在蓝光LED芯片表面，荧光粉工作温度高，衰减快。为解决上述问题，本发明采取的技术方案是一种隔离式荧光膜白光LED灯，预先用荧光粉等材料制成荧光膜，再将荧光膜与LED管芯保持适当距离安装在LED管芯发光面一侧，达到既能激发荧光混成白光，又明显降低荧光粉工作温度而成若干数量级地降低其衰减率，实现有效提高白光LED灯使用寿命的目的。
文档编号H01L25/075GK101017814SQ200710072829
公开日2007年8月15日 申请日期2007年1月9日 优先权日2007年1月9日
发明者吕大明 申请人:吕大明