本發(fā)明涉及顯示照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在電視機、平板、手機等顯示設(shè)備中使用的一種廣色域的發(fā)光器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

自問世以來，液晶顯示器已走進了千家萬戶，成為人們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在的一種消費型電子產(chǎn)品。近年來，消費者越來越追求更加真實、艷麗的視覺體驗，使得液晶顯示器的色彩表現(xiàn)能力成為顯示領(lǐng)域發(fā)展的一個新潮流方向。

色域是指彩色成像設(shè)備所能顯示顏色的總和，表現(xiàn)為CIE 1931xy色度圖上三個光譜點構(gòu)成的三角形，三角形的面積越大，表示設(shè)備能夠顯示顏色的范圍越大，如圖1所示。所以對于顯示器的色彩表現(xiàn)能力可用色域覆蓋率來定量描述色域的大小，常用標準為NTSC色域標準，這意味著當彩色顯示器的NTSC色域值越大時，其色彩表現(xiàn)能力就越強。

液晶顯示器的色域由背光源的三基色純度和液晶模組中的彩色濾光片的光透過特性共同決定的。為了使液晶顯示屏得到理想的亮度和色域，背光源的選擇至關(guān)重要。傳統(tǒng)的顯示器采用冷陰極熒光燈CCFL作為背光源，其最大的特點是亮度高，但色域只能達到70％NTSC左右。自1962年第一支發(fā)紅光的LED二極管出現(xiàn)以來，LED的研究和生產(chǎn)得到迅速的發(fā)展，發(fā)光效率從初始的0.1lm/w提升到了現(xiàn)在的180lm/w，且還在不斷改進，顏色也更具多樣性，出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍、白等各種顏色，其應(yīng)用范圍也得到了極大的拓展。特別是1993年，日亞化學研制出高亮度的藍光GaN芯片，從根本上解決了三基色的問題。專利號US005998925給出了LED藍光芯片搭配YAG黃色熒光粉實現(xiàn)白光，該方法的出現(xiàn)極大地促進了白光LED的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過逐步改善可以提高LED的顯示色域遠超CCFL。LED作為背光源，具有高色域、低能耗、壽命長等優(yōu)點，正逐漸取代CCFL光源在液晶顯示器背光模組中的地位。

LED是一種固態(tài)半導(dǎo)體發(fā)光器件，其核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的芯片，在它們中間有一個過渡層，稱為PN節(jié)。在芯片上加上正向電流時，載流子在PN結(jié)附近發(fā)生復(fù)合，電子空穴復(fù)合能便以光的形式釋放出來，從而將電能轉(zhuǎn)化成光能。不同半導(dǎo)體發(fā)光材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同，其發(fā)出光的波長不同，所以顏色也不同。由于LED幾乎都是發(fā)單色光，故需要通過混色將單色光復(fù)合成所需要的白光。最常見的是藍光LED激發(fā)黃色熒光粉發(fā)出黃光，然后與未被吸收的藍光混合來產(chǎn)生白光；若要得到色彩表現(xiàn)能力更好的光，可用紅色、綠色熒光粉代替黃色熒光粉，藍光LED激發(fā)得到紅光和綠光，再與藍光混合，可以得到色域更高的白光光源。

傳統(tǒng)熒光粉的基質(zhì)材料主要由硫化物、鋁酸鹽、硅酸鹽等構(gòu)成，這種傳統(tǒng)熒光粉具有物化性能不穩(wěn)定、易潮解等缺點。近年來陸續(xù)出現(xiàn)了以稀土摻雜的硅基氮化物和氮氧化物的熒光粉。相對于硫化物體系熒光粉，氮化物體系熒光粉則能有效彌補這個缺陷，并且其有效激發(fā)光譜范圍很寬，發(fā)光效率高，具有更加豐富的發(fā)光顏色，且能獲得較高的色純度，憑借這些獨特的性能，氮氧化物熒光材料非常適于制造廣色域的白光LED。目前氮氧化物熒光材料應(yīng)用比較廣泛的有，比如綠粉β-SiAlON：Eu²⁺、紅粉CaAlSiN₃:Eu²⁺，它們具有非常窄的發(fā)射帶，且具有良好的穩(wěn)定性，使其能夠應(yīng)用于廣色域的LED背光源中。

目前用于液晶顯示器的LED背光源器件由封裝杯101、LED芯片102和熒光轉(zhuǎn)換層103組成，如圖2所示。其中封裝杯內(nèi)側(cè)的反射杯壁起提升出光效率的作用。芯片主要采用發(fā)射波長在440–480nm之間的藍光LED芯片。熒光轉(zhuǎn)換層為搭配有熒光材料的封裝樹脂，樹脂起保護芯片的作用，使LED光源有良好的抗震性能；熒光材料是白光LED發(fā)展的關(guān)鍵，對白光LED的色域、色溫、發(fā)光效率、使用壽命等起著至關(guān)重要的作用。例如，采用YAG：Ce³⁺黃色熒光粉搭配藍光LED芯片的背光源，其色域在60％-70％NTSC左右；用氮化物紅色熒光粉和SiAlON：Eu²⁺綠色熒光粉搭配藍光LED芯片的組合方案，其色域可提高到80％NTSC左右，當使用KSF紅色熒光粉時，色域可提高至85％NTSC以上。

盡管高色域熒光粉近來發(fā)展迅速，但這仍不能滿足行業(yè)內(nèi)對高色域顯示器(色域大于100％NTSC)的追求。目前在主流高色域LED背光中，限制其色域達到100％NTSC及以上的主要因素在于熒光粉的發(fā)射峰半峰寬太寬(大于50nm)，如何減少熒光粉半峰寬對NTSC色域值的限制從而獲得更廣色域的背光源器件，成為目前亟需解決的技術(shù)問題。

在LED封裝中，熒光粉經(jīng)常與硅膠等有機樹脂混合在一起作為熒光粉膠，涂敷在芯片上。在白光LED中，熒光粉的位置和分布對LED的發(fā)光質(zhì)量有很大影響。傳統(tǒng)的LED封裝是熒光粉與封裝膠均勻混合后固化在LED芯片上。本發(fā)明除了對現(xiàn)有的熒光粉光譜進行調(diào)制以外，還從封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計上做出了改進，進一步提升LED背光源的發(fā)光質(zhì)量，并改善其散熱結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種廣色域的發(fā)光器件，旨在解決現(xiàn)有發(fā)光器件在應(yīng)用于顯示領(lǐng)域時顯示色域較低、色彩顯示效果不佳的問題。

具體而言，一方面，本發(fā)明提供一種廣色域的發(fā)光器件，其特征在于，所述廣色域的發(fā)光器件包括：發(fā)光芯片、封裝器件和光譜轉(zhuǎn)換層，所述發(fā)光器件置于所述封裝器件內(nèi)，所述光譜轉(zhuǎn)換層設(shè)置于在所述封裝器件內(nèi)、所述發(fā)光芯片的前方，所述發(fā)光芯片用于發(fā)出第一基色光，所述光譜轉(zhuǎn)換層中包括熒光轉(zhuǎn)換材料和光調(diào)制材料，所述熒光轉(zhuǎn)換材料用于對所述第一基色光中的至少部分進行熒光轉(zhuǎn)換，所述熒光轉(zhuǎn)換的目標光至少包括第二基色光，所述光調(diào)制材料用于將第一預(yù)定波長范圍內(nèi)的光中的至少部分轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長范圍內(nèi)的光，或者將吸收的第一預(yù)定波長范圍內(nèi)的光轉(zhuǎn)換成熱能。

優(yōu)選地，所述第一預(yù)定波長范圍包括：0-430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波長范圍內(nèi)的任意一個或多個波段；所述第二預(yù)定波長范圍包括：430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm及上述波長范圍內(nèi)的任意一個或多個波段，優(yōu)選地，所述第二預(yù)定波長范圍還包括750nm-1mm及該范圍內(nèi)的任意一個或多個波段。

優(yōu)選地，所述發(fā)光芯片為藍光發(fā)光芯片，所述第一基色光為藍光，優(yōu)選地，所述熒光轉(zhuǎn)換的目標光包括波長在610nm-660nm和500nm-560nm范圍內(nèi)的光，所述光調(diào)制材料用于將所述第一預(yù)定波長范圍內(nèi)的光的至少部分轉(zhuǎn)換到500nm-560nm、610nm-660nm范圍內(nèi)的一個或多個波段。

優(yōu)選地，所述發(fā)光芯片為LED發(fā)光芯片，所述封裝器件為封裝杯。

優(yōu)選地，所述光譜轉(zhuǎn)換層包括熒光轉(zhuǎn)換層和光調(diào)制劑層，所述熒光轉(zhuǎn)換層內(nèi)具有熒光轉(zhuǎn)換材料，所述光調(diào)制層內(nèi)具有光調(diào)制材料，其中，所述熒光轉(zhuǎn)換層設(shè)置于所述發(fā)光芯片上方，所述光調(diào)制層設(shè)置于所述熒光轉(zhuǎn)換層上方。

優(yōu)選地，所述熒光轉(zhuǎn)換材料包括紅色熒光粉和綠色熒光粉，所述光調(diào)制材料包括：蒽吡啶酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物、氧雜蒽及其衍生物、三芳基甲烷及其衍生物、酞菁及其衍生物、四氮雜紫菜堿及其衍生物、香豆素及其衍生物中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選地，所述熒光轉(zhuǎn)換材料包括寬譜帶黃色熒光粉，所述光調(diào)制材料包括蒽吡啶酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物、氧雜蒽及其衍生物、酞菁及其衍生物、四氮雜紫菜堿及其衍生物、香豆素及其衍生物中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選地，所述光調(diào)制層的一側(cè)表面為平面或者曲面構(gòu)造，所述曲面優(yōu)選為球面、橢球面或拋物面。

另一方面，本發(fā)明提供一種制備廣色域的發(fā)光器件的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

(1)按預(yù)定比例準備基質(zhì)、熒光轉(zhuǎn)換材料、光調(diào)制材料；

(2)將所述基質(zhì)、熒光轉(zhuǎn)換材料、光調(diào)制材料混合均勻制成熒光粉膠；

(3)準備發(fā)光芯片和封裝器件，將所述發(fā)光芯片設(shè)置于所述封裝器件底部；

(4)將所述熒光粉膠注入到所述封裝器件中所述發(fā)光芯片上方；

(5)對所述封裝器件內(nèi)的熒光粉膠進行固化，

其中，所述發(fā)光芯片用于發(fā)出第一基色光，所述熒光轉(zhuǎn)換材料用于對所述第一基色光中的至少部分進行熒光轉(zhuǎn)換，所述熒光轉(zhuǎn)換的目標光至少包括第二基色光，所述光調(diào)制材料用于將第一預(yù)定波長范圍內(nèi)的光中的至少部分轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長范圍內(nèi)的光，所述第一預(yù)定波長范圍包括：0-430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波長范圍內(nèi)的任意一個或多個波段；所述第二預(yù)定波長范圍包括：430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm及上述波長范圍內(nèi)的任意一個或多個波段，優(yōu)選地，所述第二預(yù)定波長范圍還包括750nm-1mm及該范圍內(nèi)的任意一個或多個波段。

另一方面，本發(fā)明提供一種制備廣色域發(fā)光器件的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

(1)按預(yù)定比例準備熒光轉(zhuǎn)換層基質(zhì)、熒光轉(zhuǎn)換材料，將該熒光轉(zhuǎn)換層基質(zhì)、熒光轉(zhuǎn)換材料混合均勻制成熒光粉膠；

(2)按預(yù)定比例準備光調(diào)制劑層基質(zhì)、光調(diào)制材料，將該光調(diào)制劑層基質(zhì)、光調(diào)制材料混合制成光調(diào)制劑；

(3)準備發(fā)光芯片和封裝器件，將所述發(fā)光芯片設(shè)置于所述封裝器件底部；

(4)將所述熒光粉膠注入到所述封裝器件中所述發(fā)光芯片上方形成熒光粉層；

(5)將所述光調(diào)制劑注入到所述封裝器件中所述熒光粉層的上方，形成光調(diào)制層；

(6)對所述封裝器件內(nèi)的熒光粉層和光調(diào)制層進行固化，其中，所述發(fā)光芯片用于發(fā)出第一基色光，所述熒光轉(zhuǎn)換材料用于對所述第一基色光中的至少部分進行熒光轉(zhuǎn)換，所述熒光轉(zhuǎn)換的目標光至少包括第二基色光，所述光調(diào)制材料用于將第一預(yù)定波長范圍內(nèi)的光中的至少部分轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長范圍內(nèi)的光，所述第一預(yù)定波長范圍包括：0-430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波長范圍內(nèi)的任意一個或多個波段；所述第二預(yù)定波長范圍包括：430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm及上述波長范圍內(nèi)的任意一個或多個波段，優(yōu)選地，所述第二預(yù)定波長范圍還包括750nm-1mm及該范圍內(nèi)的任意一個或多個波段。

本發(fā)明利用光調(diào)制材料(或稱光調(diào)制劑)將第一預(yù)定波段范圍內(nèi)影響色純度的光吸收，使三基色的色坐標在色度圖的位置更靠近光譜軌跡，所圍成的三角形面積增大，以此來增加LED發(fā)光器件的色域。

本發(fā)明中所述的光調(diào)制劑包括但不限于半導(dǎo)體材料、金屬納米材料、表面等離基元材料、離子摻雜的金屬氧化物、離子摻雜的金屬氮氧化物、離子摻雜的金屬氟化物、離子摻雜的硅酸鹽、有機小分子染料、有機大分子染料。

優(yōu)選地，所述光調(diào)制劑可以是有機染料：蒽吡啶酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物、氧雜蒽及其衍生物、三芳基甲烷及其衍生物、酞菁及其衍生物、四氮雜紫菜堿及其衍生物、香豆素及其衍生物中的一種或多種的混合物。

所述光調(diào)制劑在熒光轉(zhuǎn)換層中所占質(zhì)量比例范圍在0.0001％-0.1％時，制得的LED器件色域達到最佳值，且不明顯影響亮度。

優(yōu)選地，所述紅色熒光材料的發(fā)射波長主要在600–650nm之間，可以是K₂SiF₆：Mn⁴⁺、K/Na₂TiF₆：Mn⁴⁺、氮化物、硅酸鹽、量子點中的一種或幾種的混合物；所述綠色熒光材料的發(fā)射波長主要在510-550nm之間，具體的，所述綠色熒光粉可以是β-SiAlON類型的氮氧化物、硅酸鹽、鋁酸鹽、量子點中的一種或幾種的混合物。其中，所述量子點包括CdSe、CdSe-ZnS、CsPbBr₃、CsPbBr_xI_3-x等。

優(yōu)選地，所述封裝膠為環(huán)氧樹脂類、硅膠類；

優(yōu)選地，所述熒光粉膠的厚度為0.2mm–3mm。

優(yōu)選地，所述廣色域發(fā)光器件可應(yīng)用于各種液晶顯示器所需的背光模組中，具體包括側(cè)入式和直下式的背光模組。

本發(fā)明在發(fā)光器件中添加光調(diào)制劑之后，可以適當減少光調(diào)制劑的目標光波段所對應(yīng)的熒光轉(zhuǎn)換材料的用量，這樣，在不改變發(fā)光芯片發(fā)光強度的情況下，可以提高亮度、增廣色域，甚至降低色溫。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的發(fā)光器件由于引入了在第一預(yù)定波段范圍有選擇性強吸收的光調(diào)制劑，因此發(fā)射的藍光、綠光或紅光具有較窄的半峰寬，提高了其中一種或多種基色光的色彩純度，從而具備了更高的色域和更逼真的顯示效果。

2、本發(fā)明中引入的光調(diào)制劑可與各種熒光粉搭配使用，與現(xiàn)有的LED配色方案可完美兼容。

3、本發(fā)明提供的廣色域發(fā)光器件其NTSC可達100％或以上。

4、本發(fā)明提供的不同種類的光調(diào)制劑，可搭配不同類型的熒光粉和發(fā)光芯片制成背光源，適用于不同型號的彩色顯示設(shè)備，使用范圍十分廣泛。

需要說明的是，本發(fā)明的發(fā)光器件主要是應(yīng)用在顯示色域有一定要求的領(lǐng)域，尤其是用于作為顯示設(shè)備的光源，并且最適合用作顯示設(shè)備的背光源。本發(fā)明的發(fā)光器件在采用藍光發(fā)光芯片時，效果尤佳。當然，不排除將本發(fā)明的廣色域發(fā)光器件應(yīng)用于其它照明形式上。只要其它照明形式的顯示設(shè)備與本發(fā)明增廣色域的原理不相違背，其它的應(yīng)用形式也包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。

附圖說明

圖1為NTSC色域示意圖；

圖2為一種現(xiàn)有技術(shù)中常見的LED發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為采用本發(fā)明方法制備的廣色域LED發(fā)光器件的照片；

圖4為本發(fā)明的廣色域LED發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為采用K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉、SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉搭配藍光LED芯片所制備的LED發(fā)光器件的光譜圖；

圖6為實施例1中的LED發(fā)光器件的光譜與采用實施例1相同熒光材料僅不包含光調(diào)制劑的發(fā)光器件的光譜的對比圖；

圖7為實施例2中的LED發(fā)光器件的光譜與采用實施例2相同熒光材料僅不包含光調(diào)制劑的發(fā)光器件的光譜的對比圖；

圖8為采用氮化物紅色熒光粉、稀土摻雜的硅酸鹽綠色熒光粉搭配藍光LED芯片制備得到的LED發(fā)光器件的光譜圖；

圖9為實施例3中的LED發(fā)光器件的光譜與采用實施例3相同的熒光材料僅不包含光調(diào)制劑的發(fā)光器件的光譜的對比圖；

圖10為實施例4中的LED發(fā)光器件的光譜與采用實施例4相同的熒光材料僅不包含光調(diào)制劑的發(fā)光器件的光譜的對比圖；

圖11為采用YAG黃色熒光粉搭配藍光LED芯片所制備的LED發(fā)光器件的光譜圖；

圖12為實施例5中的LED發(fā)光器件與采用實施例5相同的熒光材料僅不包含光調(diào)制劑的發(fā)光器件的光譜的對比圖；

圖13為實施例6中的廣色域LED發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為實施例7中的廣色域LED發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及其實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但并不因此將本發(fā)明的保護范圍限制在實施例描述的范圍之中。

在對廣色域LED發(fā)光器件的實施例進行具體描述之前，首先介紹一下本發(fā)明的廣色域LED發(fā)光器件的制作過程。

首先準備熒光粉膠的原料，熒光粉膠由下述重量份數(shù)的原料均勻混合而成：

其中，紅色熒光粉可以采用K₂SiF₆：Mn⁴⁺、K/Na₂TiF₆：Mn⁴⁺、氮化物、硅酸鹽中的一種或幾種；

其中，綠色熒光粉可以采用β-SiAlON類型的氮氧化物、硅酸鹽、鋁酸鹽中的一種或幾種；

其中，光調(diào)制劑可以采用蒽吡啶酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物、氧雜蒽及其衍生物、三芳基甲烷及其衍生物、酞菁及其衍生物、四氮雜紫菜堿及其衍生物、香豆素及其衍生物中的一種或多種的混合物；

其中，A組分為硅膠或者環(huán)氧類樹脂；B組分為酸酐類固化劑。當然，由于A組分和B組分僅僅是作為基質(zhì)使用的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實際制備過程中可以根據(jù)需要適當調(diào)整其成分。

選取A、B組分中的一種，優(yōu)先選取A、B組分中粘度較低者，與紅色熒光粉、綠色熒光粉、光調(diào)制劑按上述比例混合均勻，使熒光粉和光調(diào)制劑均勻、離散地分布其中。然后加入另一組分，并再次混合均勻。這樣做是為了：1.使熒光材料和光調(diào)制劑更容易均勻分布；2.防止A組分和B組分提前反應(yīng)而交聯(lián)，熒光材料和光調(diào)制劑無法均勻分布在其中；3.產(chǎn)生更少的氣泡，使除氣泡過程更容易。

然后將得到的膠置于真空條件下脫除氣泡，使膠料中殘留的空氣脫除干凈，以免影響其氣密性和光學性能。之后準備好帶藍光芯片的LED封裝杯，將上述脫泡后的熒光粉膠通過針筒或者點膠機灌裝，灌裝完畢后加熱固化，固化方法為：1、在90℃–110℃下預(yù)固化1小時；2、在120–150℃下繼續(xù)固化3小時。按以上步驟得到的廣色域LED發(fā)光器件如圖3所示。

實施例1

如圖4所示，本實施例的LED發(fā)光器件包含封裝杯101，封裝杯底部設(shè)有藍光LED芯片模組102，LED芯片使用發(fā)射峰值為445–458nm的藍光LED芯片，封裝杯內(nèi)設(shè)有熒光轉(zhuǎn)換層203，熒光轉(zhuǎn)換層203中摻雜光調(diào)制劑鎳配位的紫菜堿衍生物(i)，熒光轉(zhuǎn)換層采用K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉、SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉和硅膠以特定比例混合而成，通過加熱固化在封裝杯內(nèi)。

本實施例中，SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉的熒光峰值波長為525-535nm，半峰寬為50–60nm；K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉的熒光峰值波長為630nm，半峰寬為20nm。光調(diào)制劑(i)在第一預(yù)定波長580nm–600nm范圍內(nèi)具有較強吸收，并轉(zhuǎn)換為第二預(yù)定波長620nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)。本實施例制備的LED發(fā)光器件其色坐標點為(0.27，0.26)，熒光轉(zhuǎn)換層中所需光調(diào)制劑(i)、SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉與K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉占封裝膠的質(zhì)量比例分別為0.01％、15％、15％，熒光轉(zhuǎn)換層的載體或者基質(zhì)為硅膠。本實施例的熒光轉(zhuǎn)換層中所添加的光調(diào)制劑可以有效吸收580–600nm波段內(nèi)SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉所發(fā)出的黃綠色光。當不采用本發(fā)明的技術(shù)方案，只加入SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉、K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉時，LED器件的激發(fā)發(fā)射光譜圖為圖5-7中501線所示，所制得的LED發(fā)光器件的色域為95％NTSC。而采用本發(fā)明當前實施例的技術(shù)方案，按照上述比例加入光調(diào)制劑時，本實施例的LED發(fā)光器件色域最高可達110％NTSC，所制得的LED發(fā)光器件加入光調(diào)制劑前后的激發(fā)發(fā)射光譜圖如圖6中602所示，其中，為了比對方便，同時示出了不加入調(diào)制劑時的光譜501。

實際上，當以藍光Led為發(fā)光芯片、目標光的波長位于470nm-500nm、560nm-610nm范圍內(nèi)時，本發(fā)明的效果尤佳，這是因為，當采用這種組合時，光調(diào)制劑能夠?qū)⒒庵g的光轉(zhuǎn)化到非藍色的基色光內(nèi)(若轉(zhuǎn)化到藍光范圍內(nèi)，則色溫會升高)，可以實現(xiàn)增強亮度、增廣色域、降低色溫三方面的效果。

實施例2

本實施例與實施例1大體相同，主要區(qū)別在于使用的光調(diào)制劑為銅配位的紫菜堿衍生物(ii)和釕配位的紫菜堿衍生物(iii)。其中光調(diào)制劑(ii)可以有效吸收第一預(yù)定波長570nm–590nm范圍內(nèi)的橙黃色光，并轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長610nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)；光調(diào)制劑(iii)可以有效吸收第一預(yù)定波長590–610nm波段范圍內(nèi)的橙色光，并轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長610nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)，兩者的搭配使用可以顯著提高紅、綠兩基色光的純度。本實施例制備的LED器件其色坐標點為(0.28，0.28)，熒光轉(zhuǎn)換層中所需光調(diào)制劑(ii)、光調(diào)制劑(iii)、SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉與K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉占封裝膠的質(zhì)量比例為0.01％、0.012％、20％、20％、熒光轉(zhuǎn)換層的基質(zhì)或載體為硅膠。如圖7所示，當不采用本發(fā)明的技術(shù)方案，只加入熒光粉，不加入光調(diào)制劑時，LED發(fā)光器件的激發(fā)發(fā)射光譜圖為501所示，所制得的LED發(fā)光器件的NTSC為95％。當采用本發(fā)明當前實施例的技術(shù)方案，按照上述比例加入光調(diào)制劑時，所制得的LED發(fā)光器件的激發(fā)發(fā)射光譜圖為702所示。本實施例的LED發(fā)光器件色域最高也可達110％NTSC。

實施例3

本實施例的LED封裝結(jié)構(gòu)與實施例1類似，不同的是本實施例使用的熒光粉為Sr₃SiO₅:Ce³⁺綠色熒光粉和CaAlSiN₃:Eu²⁺紅色熒光粉。綠色熒光粉采用硅酸鹽熒光粉，其對藍光具有顯著吸收，光轉(zhuǎn)換效率高，紅色熒光粉采用氮化物熒光粉，具有豐富的發(fā)光顏色，且物化性能十分穩(wěn)定。雖然硅酸鹽綠色熒光粉與氮化物紅色熒光粉的色域覆蓋率不如SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉與K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉，但由于其物理化學性能也能滿足LED發(fā)光器件的基本要求，且其價格更為適中，使得其使用范圍遠比后者廣泛。藍光LED芯片搭配該氮化物紅色熒光粉和硅酸鹽綠色熒光粉，其色域可達85％NTSC，其白光譜如圖8中的801線所示。將該紅、綠熒光粉搭配光調(diào)制劑釕配位的紫菜堿衍生物(iii)以一定質(zhì)量比例混合到封裝膠中，均勻分散后覆到LED的封裝杯中，最后加熱進行固化，可以得到100％NTSC色域的LED發(fā)光器件。本實施例中使用的紅色熒光粉、綠色熒光粉、光調(diào)制劑(iii)占封裝膠質(zhì)量比例為3％、10％、0.02％，熒光轉(zhuǎn)換層的基質(zhì)為硅膠樹脂。其中，光調(diào)制劑(iii)在第一預(yù)定波長590-610nm波段范圍內(nèi)具有較強吸收，并轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長630nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)。光調(diào)制劑(iii)有效吸收了紅光和綠光之間的橙色光，可將紅、綠熒光粉的發(fā)射峰調(diào)制變窄，紅、綠光的色純度提高，得以將LED發(fā)光器件的色域值提升至100％NTSC以上，將此高色域白光LED發(fā)光器件用于顯示器背光中，可使顯示器的色彩還原能力大幅提升。該實施例中經(jīng)光調(diào)制前后的白光光譜對比圖如圖9所示。圖9中示出了不加入調(diào)制劑時的光譜線801，以及加入光調(diào)制劑(iii)后的光譜線902。光譜線902在590-610nm波段的光強度明顯低于光譜線801，即該波段的橙色光被吸收轉(zhuǎn)換，使得紅光和綠光的半峰寬變窄，實現(xiàn)LED發(fā)光器件色域增廣的目標。

實施例4

本實施例所用的熒光粉與實施例3相同，使用的熒光粉為CaAlSiN₃:Eu²⁺紅色熒光粉和Sr₃SiO₅:Ce³⁺綠色熒光粉，不同的是使用的光調(diào)制劑為鎳配位的紫菜堿衍生物(i)、三芳基甲烷衍生物(iv)，將紅色熒光粉、綠色熒光粉、光調(diào)制劑(i)、光調(diào)制劑(iv)以占封裝膠質(zhì)量比例的3％、10％、0.01％、0.01％、混合到封裝硅膠中，使之均勻分散后固化。光調(diào)制劑(iv)在第一預(yù)定波長480nm–500nm波段范圍內(nèi)具有較強吸收，有效吸收了藍光和綠光之間的青色光，并轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長500nm-530nm、610nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)；光調(diào)制劑(i)在第一預(yù)定波長590nm–610nm波段范圍內(nèi)具有較強吸收，有效吸收了紅光和綠光之間的橙色光，并轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長610nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)。兩種光調(diào)制劑的搭配使用，可同時將紅、綠、藍三種基色光的光譜波形調(diào)制變窄，提高了三基色光的色彩純度。按照上述比例加入光調(diào)制劑(i)、光調(diào)制劑(iv)時，所制得的LED器件的激發(fā)發(fā)射光譜圖如圖10中1002所示，圖10中的譜線801與圖9相同為在發(fā)光器件采用上述熒光材料情況下不加入調(diào)制劑時的光譜線。本實施例的LED色域最高可達105％NTSC。

實施例5

本實施例的LED封裝結(jié)構(gòu)與實施例1類似，不同的是本實施例使用的熒光粉為YAG：Ce³⁺的黃色熒光粉，YAG：Ce³⁺的石榴石結(jié)構(gòu)決定了其具有優(yōu)良的光學特性，其半波寬可以達到110-120nm，僅用這一種熒光粉即可實現(xiàn)白光，是白光LED中使用最廣泛的一種熒光材料。但也由于該熒光粉本身的光譜分布單一，故存在顯示色域不高的問題，YAG：Ce³⁺的黃色熒光粉的色域為65％-75％。YAG：Ce³⁺熒光粉與合適的光調(diào)制材料搭配使用，即可顯著提升色域。

本實施例中將光調(diào)制劑鎳配位的紫菜堿衍生物(i)、釕配位的紫菜堿衍生物(iii)和YAG：Ce³⁺黃色熒光粉以一定質(zhì)量比例混合到封裝膠中，均勻分散后覆到LED的封裝杯中，最后加熱進行固化。其中，光調(diào)制劑(i)在第一預(yù)定波長580nm–600nm范圍內(nèi)具有較強吸收，并轉(zhuǎn)換為第二預(yù)定波長620nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)；光調(diào)制劑(iii)可以有效吸收第一預(yù)定波長590–610nm波段范圍內(nèi)的橙色光，并轉(zhuǎn)化為第二預(yù)定波長610nm-660nm范圍內(nèi)的光和以熱能的形式散發(fā)，光調(diào)制劑(i)和光調(diào)制劑(iii)兩者的搭配使用可將YAG：Ce³⁺熒光粉發(fā)出的一整個黃光波譜調(diào)制成紅、綠兩個峰的波譜，其實質(zhì)也是提高紅色和綠色基色光的純度。本實施例中使用的YAG：Ce³⁺黃色熒光粉、光調(diào)制劑(i)、光調(diào)制劑(iii)占封裝膠的質(zhì)量比例為10％、0.005％、0.005％，熒光轉(zhuǎn)換層的基質(zhì)為硅膠樹脂。當不采用本發(fā)明的技術(shù)方案，熒光轉(zhuǎn)換層中只加入YAG：Ce³⁺黃色熒光粉時，LED器件的激發(fā)發(fā)射光譜圖為圖11中1101線所示，所制得的LED器件的NTSC為68％。而采用本發(fā)明當前實施例的技術(shù)方案，按照上述最佳比例加入光調(diào)制劑(i)和光調(diào)制劑(iii)時，所制得的LED器件的激發(fā)發(fā)射光譜圖如圖12中1202線所示，為了方便對比，圖12中同樣繪出了不加入光調(diào)制劑時的光譜圖線1101。本實施例的LED發(fā)光器件色域最高可達85％NTSC。

本實施例中，由于采用了光調(diào)制劑，利用單一的黃色熒光粉就實現(xiàn)了85％NTSC的色域，達到了普通的添加紅、綠兩種熒光粉的發(fā)光器件所達到的色域。對于一般產(chǎn)品而言，采用本實施例中的技術(shù)方案，在同等條件下，可以顯著降低成本，簡化工藝的復(fù)雜度。

實施例6

在本實施例中，本申請的發(fā)明人在實施例1的基礎(chǔ)上對其結(jié)構(gòu)進行了改進。本實施例中所用的光調(diào)制劑與實施例1類似，在此不再進行贅述。

具體而言，發(fā)明人注意到LED發(fā)光器件中，如果通過在熒光材料中摻雜的方式加入光調(diào)制劑，則光調(diào)制劑與芯片的距離很近，芯片工作過程中釋放的熱量容易被光調(diào)制劑吸收，長期的熱輻射會影響光調(diào)制劑的使用壽命。為對這一問題進行改善，本發(fā)明人將光調(diào)制劑與紅色、綠色熒光粉分離，將熒光轉(zhuǎn)換材料制成熒光轉(zhuǎn)換層，將光調(diào)制劑制成光調(diào)制劑層設(shè)置在包含紅色、綠色熒光粉的熒光轉(zhuǎn)換層的上一層，以降低光調(diào)制劑的工作環(huán)境溫度，提升其穩(wěn)定性，進一步改善LED光源的光效和色域。圖13示出了本發(fā)明實施例6的LED發(fā)光器件結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1301為光調(diào)制層，1302為熒光轉(zhuǎn)換層。

該實施例中通過將熒光轉(zhuǎn)換層(熒光粉膠層)與光吸收層(光調(diào)制層)分離開來，可以減少熒光粉與光調(diào)制劑之間的相互影響，提升光轉(zhuǎn)換效率與光吸收效率，以提升LED發(fā)光器件整體的發(fā)光效率和色域。

本實施例中熒光粉膠層內(nèi)光調(diào)制劑鎳配位的紫菜堿衍生物(i)、K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉、SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉占封裝膠的質(zhì)量比例為0.01％、15％、15％，得到的LED發(fā)光器件色域也可達110％。

實施例7

在本實施例中，本申請的發(fā)明人在實施例6的基礎(chǔ)上進行了進一步改進。

硅膠等有機類的樹脂在LED發(fā)光器件中一方面可以起到隔水隔氧的效果，避免熒光粉與外界接觸，另一方面還起到光學透鏡的作用，透鏡的形貌對于封裝的光強分布和空間顏色均勻性具有重要影響。本實施例類似于實施例6，將光調(diào)制劑與紅色、綠色熒光粉分離，不同的是本實施例將最上面一層的光調(diào)制層制成了橢球曲面形，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖14所示，與圖13類似地，1301為光調(diào)制層，1302為熒光轉(zhuǎn)換層，不同的是光調(diào)制層為橢球曲面型。當光線通過曲面時，會發(fā)生折射而起到聚光的效果，該橢球曲面結(jié)構(gòu)由于具有水平和垂直兩個方向的弧度，可以實現(xiàn)均勻、高效的光分布。

本實施例中熒光粉膠層內(nèi)光調(diào)制劑鎳配位的紫菜堿衍生物(i)、K₂SiF₆:Mn⁴⁺紅色熒光粉、SiAlON:Eu²⁺綠色熒光粉占封裝膠的質(zhì)量比例為0.01％、15％、15％，得到的LED發(fā)光器件的色域也可達110％。

需要說明的是，雖然上面實施例中，以LED發(fā)光芯片為例對本發(fā)明進行了說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的發(fā)光器件不限于使用LED作為發(fā)光光源，還可以使用其他單色發(fā)光光源。

雖然上面結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明的原理進行了詳細的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實施例僅僅是對本發(fā)明的示意性實現(xiàn)方式的解釋，并非對本發(fā)明包含范圍的限定。實施例中的細節(jié)并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。