蓝绿光可调LED人因照明器件的制作方法

本发明涉及发光二极管封装技术领域，尤其涉及蓝绿光可调led人因照明器件。

背景技术：

随着半导体照明技术的进步，led照明产品已开始应用到各个传统照明领域，而人们对led照明的要求也从单纯的环保节能逐渐转向对健康舒适的追求，即适应消费者心理和生理健康需求为目标，主打“健康照明”牌。在这个过程中，“人因照明”逐渐被挖掘出来，其对应的光谱也被精心地设计出来，而相应的“人因照明”led器件也开始被推出市场。

人因照明的概念由来已久，只不过鉴于技术的瓶颈，一直找不到性价比高的器件实现大众化。人因照明涉及人体的一种褪黑色素，如图1所示，褪黑色素是一种睡眠激素，对480nm左右的蓝绿色波长的光有较强的敏感度。更多的蓝绿光可抑制身体产生褪黑色素，使人体的兴奋感更强，在工作中精力充沛。与之相似，较低的蓝绿光强度可以最大限度地减少对人体褪黑色素的干扰，从而改善睡眠质量。

全球领先的半导体器件解决方案提供商三星电子近期推出首款“人本节律照明”led器件－lm302n，通过精心设计的光谱，lm302n系列产品在室内可通过调节褪黑色素理想水平，帮助人们根据日常生活模式达到精力充沛或休闲放松状态。三星的lm302n利用精确设计的光谱，最优剂量的蓝绿光强，以适应昼夜不同的节律照明需求，如图2所示，lm302n－day激励型，白天可以抑制体内褪黑色素水平，其抑制能力比普通led照明提升18％以上。激励型系列产品，可提供3000k至6500k的不同色温范围，适用于学校、办公室、图书馆和工业场所等多种室内应用，以增强人体的警觉意识和能量水平。lm302n－nite放松型可以在不妨碍褪黑色素释放的情况下，提供合适的亮度，帮助人们保持理想激素水平。与普通的led器件相比，lm302n－nite放松型，使得人体在灯光下释放的褪黑色素较平时多5％(根据临床试验数据)，增加了人体的放松度，有助于调节睡眠。此外，lm302n－nite放松型的色温范围从1800k到4000k之间，可提供高设计灵活度，适合于各种夜间照明应用。lm302nday激励型和nite放松型，两种器件也可以组合在一个灯具中，以帮助人们调节身体24小时的自然昼夜节律。这种双通道照明应用，将是现在大部分时间待在室内的人们，对抗混乱的生物钟的最佳选择。

目前市场上的“人因照明”产品都是针对某一个工作或者生活场景而开发单一光谱的器件，或者将两个不同光谱的独立器件组合在一个灯具里实现不同场景的照明环境。市面上还未发现有可以同时发出两个不同光谱的单个封装器件，更没有出现蓝绿光可调的led人因照明器件，而cob作为多芯片模组封装，通过电路结构的优化设计，可以实现调制不同蓝绿光光谱的需求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供蓝绿光可调led人因照明器件，将两种不同发射光波峰的led发光元件组装在一个基板上，设计两条独立的电路控制不同发射波长的发光元件，通过控制不同发光元件的输入功率调节蓝绿光强，以适应昼夜不同的节律照明需求，帮助人们根据日常生活模式，达到精力充沛或休闲放松状态。

本发明提供蓝绿光可调led人因照明器件，包括衬底、led发光元件组、键合线、衬底焊盘、第一围墙、荧光体含有层、电极，所述led发光元件组包括至少两种不同发射光波峰的led发光元件，所述衬底上设有若干控制对应的led发光元件输入功率的控制电路，所述控制电路与所述led发光元件连接，所述led发光元件组、所述衬底焊盘、所述电极设置在所述衬底上，所述led发光元件与所述衬底焊盘通过所述键合线电气连接，所述电极与所述衬底焊盘连接，所述荧光体含有层涂覆在所述led发光元件上，所述第一围墙设置在所述led发光元件组、所述荧光体含有层外围，并包裹住所述led发光元件组、所述荧光体含有层。

进一步地，所述led发光元件组包括第一led发光元件和第二led发光元件；所述第一led发光元件发出发光峰值波长为440nm-460nm附近的蓝色光，或者发出发光峰值波长为475nm-485nm附近的蓝色光；所述第二led发光元件发出发光峰值波长为440nm-460nm附近的蓝色光，或者发出发光峰值波长为475nm-485nm附近的蓝色光。

进一步地，所述第一led发光元件、所述第二led发光元件均由若干led芯片通过所述键合线电气连接组成。

进一步地，所述电极包括第一电极和第二电极，所述衬底焊盘包括第一衬底焊盘和第二衬底焊盘，所述第一电极与所述第一衬底焊盘连接，所述第二电极与所述第二衬底焊盘连接。

进一步地，所述第二衬底焊盘围成圆形区域，所述第二led发光元件设置于所述圆形区域内，所述第一衬底焊盘和所述第二衬底焊盘围成环形区域，所述第一led发光元件设置于所述环形区域内。

进一步地，所述第一led发光元件、所述第二led发光元件间隔设置在所述第一围墙的区域内。

进一步地，所述荧光体含有层具体为荧光粉含有硅胶层，所述荧光粉含有硅胶层包括红色荧光体和黄绿色荧光体，所述红色荧光体发射光波长为620-660nm的红光，所述黄绿色荧光体发射光波长为500-550nm的黄绿光。

进一步地，所述红色荧光体为caalsin3：eu红色荧光体，所述红色荧光体粒径为17-24μm，所述黄绿色荧光体为lu3al5o12：ce黄绿色荧光体，所述黄绿色荧光体粒径为17-24μm。

进一步地，还包括扩散剂含有层、第二围墙，所述第二围墙设置在所述第一围墙上，所述扩散剂含有层覆盖在所述荧光体含有层上，并包含在所述第二围墙内。

进一步地，所述扩散剂含有层的扩散剂粒径为5um-20um的球状颗粒，所述扩散剂含有层为bn扩散剂含有层、tio2扩散剂含有层、baco3扩散剂含有层、baso4扩散剂含有层、sio2扩散剂含有层、al2o3扩散剂含有层，所述扩散剂含有层的扩散剂重量比为5～20％；所述衬底为平面基板，所述平面基板的厚度为0.7-1.5mm，所述平面基板为al2o3平面基板、aln平面基板、cu平面基板、al平面基板或复合材料平面基板；所述第二围墙的厚度为0.2-0.3mm。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供蓝绿光可调led人因照明器件，包括衬底、led发光元件组、键合线、衬底焊盘、第一围墙、荧光体含有层、电极，led发光元件组包括至少两种不同发射光波峰的led发光元件，衬底上设有若干控制对应的led发光元件输入功率的控制电路，控制电路与led发光元件连接，led发光元件组、衬底焊盘、电极设置在衬底上，led发光元件与衬底焊盘通过键合线电气连接，电极与衬底焊盘连接，荧光体含有层涂覆在led发光元件上，第一围墙设置在led发光元件组、荧光体含有层外围，并包裹住led发光元件组、荧光体含有层。本发明将两种不同发射光波峰的led发光元件组装在一个基板上，设计两条独立的电路控制不同发射波长的发光元件，通过控制不同发光元件的输入功率调节蓝绿光强，以适应昼夜不同的节律照明需求，帮助人们根据日常生活模式，达到精力充沛或休闲放松状态。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明背景技术中褪黑色素敏感光谱；

图2为本发明背景技术中现有led发光器件及其对应的发光光谱；

图3为本发明实施例的蓝绿光可调led人因照明器件剖视图一；

图4为本发明实施例中led芯片的内部连接等效电路图；

图5为本发明实施例的蓝绿光可调led人因照明器件正视图一；

图6为本发明实施例中i1＝0与i1＝i2的对比光谱图；

图7为本发明实施例的蓝绿光可调led人因照明器件剖视图二；

图8为本发明实施例的蓝绿光可调led人因照明器件正视图二。

图中：1、衬底；2、第一led发光元件；3、第二led发光元件；4、键合线；5、第一衬底焊盘；6、第二衬底焊盘；7、第一围墙；8、荧光体含有层；9、第一电极；10、第二电极；11、共用电极；12、扩散剂含有层；13、第二围墙；14、第三电极；15、第四电极。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

蓝绿光可调led人因照明器件，如图3所示，包括衬底1、led发光元件组、键合线4、衬底焊盘、第一围墙7、荧光体含有层8、电极，led发光元件组包括至少两种不同发射光波峰的led发光元件，衬底1上设有若干控制对应的led发光元件输入功率的控制电路，控制电路与led发光元件连接，led发光元件组、衬底焊盘、电极设置在衬底1上，led发光元件与衬底焊盘通过键合线4电气连接，电极与衬底焊盘连接，荧光体含有层8包含吸收并转换来自上述led发光元件的光的荧光体，荧光体含有层8涂覆在led发光元件上，第一围墙7设置在led发光元件组、荧光体含有层8外围，并包裹住led发光元件组、荧光体含有层8。

如图3所示，led发光元件组包括第一led发光元件2和第二led发光元件3，衬底1上设有双独立电路；第一led发光元件2发出发光峰值波长为440nm-460nm附近的蓝色光，或者发出发光峰值波长为475nm-485nm附近的蓝色光；第二led发光元件3发出发光峰值波长为440nm-460nm附近的蓝色光，或者发出发光峰值波长为475nm-485nm附近的蓝色光。本实施例中，第一led发光元件2发射光峰值波长为440nm-460nm，第二led发光元件3发射光峰值波长为475nm-485nm。衬底1为平面基板，上面设置有两条独立的控制电路，平面基板的厚度为0.7-1.5mm，平面基板为al2o3平面基板、aln平面基板、cu平面基板、al平面基板或复合材料平面基板。优选的，荧光体含有层8具体为荧光粉含有硅胶层，荧光粉含有硅胶层包括红色荧光体和黄绿色荧光体，红色荧光体发射光波长为620-660nm的红光，黄绿色荧光体发射光波长为500-550nm的黄绿光。

将两种不同发射光波峰的led发光元件组装在一个基板上，设计两条独立的电路控制不同发射波长的led发光元件，通过控制不同led发光元件的输入功率调节蓝绿光强，以适应昼夜不同的节律照明需求，帮助人们根据日常生活模式达到精力充沛或休闲放松状态。

如图4所示，优选的，第一led发光元件2(图4中的led芯片1)、第二led发光元件3(图4中的led芯片2)均由若干led芯片通过键合线4电气连接组成。优选的，电极包括第一电极9和第二电极10，第一电极9和第二电极10设置在衬底1上，衬底焊盘包括第一衬底焊盘5和第二衬底焊盘6，第一电极9与第一衬底焊盘5连接，第二电极10与第二衬底焊盘6连接。如图5所示，衬底1是al2o3陶瓷平面基板，厚度为1.0mm，其上设置有两条独立的控制电路，第一衬底焊盘5和第一电极9连成一条独立电路，第二衬底焊盘6和第二电极10连成另一条独立电路，两条电路负极连接共用电极11。第一led发光元件2发出发光峰值波长为480nm附近的蓝色光，设置在第一衬底焊盘5与第二衬底焊盘6围成的环形区域内，led芯片之间、led芯片与第一衬底焊盘5之间通过键合线4进行电气连接；第二led发光元件3发出发光峰值波长为440nm附近的蓝色光，设置在第二衬底焊盘6围成的圆形区域内，led芯片之间、led芯片与第二衬底焊盘6之间通过键合线4进行电气连接；荧光体含有硅胶层涂覆在led芯片上，荧光体含有硅胶层包含红色荧光体以及绿色荧光体，本实施方式中，作为红色荧光体，使用caalsin3：eu，发射光波长为627nm的红光。黄绿色荧光体使用lu3al5o12：ce，发射光波长为535nm的绿光。将荧光体含有硅胶层覆盖在第一led发光元件2和第二led发光元件3，荧光体含有硅胶层的高度不超过第一围墙7，第一围墙7的高度在0.5±0.1mm范围，常温下放置2-4h使红色荧光体和黄绿色荧光体沉降在第一led发光元件2和第二led发光元件3上，再转至150±10℃的烤箱烘烤2h。

为使红色荧光体和黄绿色荧光体更好地沉降，本实施例中，红色荧光体粒径在17-24μm范围，黄绿色荧光体粒径在17-24μm范围。

第一led发光元件2和第二led发光元件3输入电流i1和i2，可以调节在480nm处蓝绿光的光强。作为特例，固定i2，对i1输入不同电流：当i1＝0.5*i2时，第一led发光元件2和第二led发光元件3均点亮并同时激发红色荧光体r627和黄绿色荧光体g535；当i1＝0时，第一led发光元件2不亮，即只有440nm的光源激发红色荧光体r627和黄绿色荧光体g535。其光谱如图6所示，可以看到，两者的光谱在480nm处存在明显的强度差异，调整i1和i2的比例，其480nm处的蓝绿光强可以自由调节，这样就实现了本实施例蓝绿光可调led人因照明器件的目的。

如图7所示，还包括扩散剂含有层12、第二围墙13，第二围墙13设置在第一围墙7上，扩散剂含有层12覆盖在荧光体含有层8上，并包含在第二围墙13内；第二围墙13的厚度为0.2-0.3mm，将扩散剂含有层12涂覆在荧光体含有硅胶层后转至150±10℃的烤箱烘烤2h。优选的，扩散剂含有层12包含扩散剂，扩散剂是粒径为5um-20um的球状颗粒，扩散剂含有层12为光吸收较少的bn扩散剂含有层12、tio2扩散剂含有层12、baco3扩散剂含有层12、baso4扩散剂含有层12、sio2扩散剂含有层12、al2o3扩散剂含有层12，扩散剂含有层12的扩散剂重量比为5～20％，本实施例中，采用粒径为10um，重量比为15％的sio2球状颗粒。本实施例的照明器件，除了可以实现蓝绿光可调外，两种不同发光峰值波长的led发光元件发出的蓝绿光和经荧光体吸收后发出的红绿光经过扩散剂含有层12，在扩散剂作用下，经过无数次的折反射，充分混合，使发出的光更加均匀。

在一实施例中，第一led发光元件2、第二led发光元件3间隔设置在第一围墙7的区域内。如图8所示，包含陶瓷衬底1，第一电极9，第二电极10，第三电极14，第四电极15，第一led发光元件2，第二led发光元件3，第一围墙7及覆盖在led发光元件上的荧光体含有层8。本实施例中，第一led发光元件2发出发光峰值波长为480nm附近的蓝色光，包含三串led芯片组，间隔设置在第一围墙7的区域内，第一led发光元件2由第一电极9、第四电极15输入输出电流；第二led发光元件3发出发光峰值波长为440nm附近的蓝色光，包含四串led芯片组，间隔设置在第一围墙7的区域内，第二led发光元件3由第二电极10、第三电极14输入输出电流。

本发明提供蓝绿光可调led人因照明器件，包括衬底、led发光元件组、键合线、衬底焊盘、第一围墙、荧光体含有层、电极，led发光元件组包括至少两种不同发射光波峰的led发光元件，衬底上设有若干控制对应的led发光元件输入功率的控制电路，控制电路与led发光元件连接，led发光元件组、衬底焊盘、电极设置在衬底上，led发光元件与衬底焊盘通过键合线电气连接，电极与衬底焊盘连接，荧光体含有层涂覆在led发光元件上，第一围墙设置在led发光元件组、荧光体含有层外围，并包裹住led发光元件组、荧光体含有层。本发明将两种不同发射光波峰的led发光元件组装在一个基板上，设计两条独立的电路控制不同发射波长的发光元件，通过控制不同发光元件的输入功率调节蓝绿光强，以适应昼夜不同的节律照明需求，帮助人们根据日常生活模式，达到精力充沛或休闲放松状态。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。