[发明专利]一种短波紫外线LED光源

说明书

技术领域

本发明涉及电子集成和杀菌消毒技术领域，尤其涉及一种用于进行杀菌、消毒和去除挥发性有机化合物的短波紫外线LED光源元器件。

背景技术

紫外线是波长100-400nm的电磁波，UV-C是波长200～275nm的短波灭菌紫外线波段，UV-D是波长100～200nm的真空紫外线波段，波长为253.7nm的短波紫外线（UV-C）光束可以杀死各种环境中的细菌与病毒，波长185nm的真空紫外线（UV-D）光束能分解空气中挥发性有机化合物气体（氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢等）的分子链结构，使其变成对环境无污染的低分子化合物（CO₂、H₂O等）。

现有的紫外线汞灯工作原理，是灯管内的汞原子被激发产生汞的特征谱线。主要产生185nm和254nm波长的紫外线，再使用透紫玻璃或石英玻璃制成外壳，使紫外线光束穿过灯管透射出来。冷（热）阴极的紫外线汞灯寿命短、耗能大、污染重（汞和惰性气体）、产生热量高、易碎不安全、容易使人身受到紫外线辐射，这些均对身体健康造成极大的不利影响，使之紫外线杀菌和去除异味功能得不到广泛的使用。

UVA波段：波长在320-400nm的长波紫外线，有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料；UVB波段：波长在275～320nm的中波紫外线，中等穿透力，它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收；UVC波段：波长在200～275nm的短波灭菌紫外线，它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料；UVD波段：波长在100～200nm的真空紫外线，它的穿透能力极弱，无法穿透大部分的透明玻璃；UVC波段，波长在253.7nm的短波灭菌紫外线；UVD波段，波长在185nm的除异味紫外线，需要极其特殊的条件下才能使紫外线辐射出来。

目前常见的LED封装材料，均使用有机树脂材料（如环氧树脂、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂、玻璃、有机硅材料等高透明材料），虽然都是高透明的材料，但是185nm波长和253.7nm波长的紫外线依然透射不出来。在长期的使用过程中，在光照、发热和电的作用下，使有机材料出现老化现象，尤其是在近紫外、紫外、深紫外等短波长的LED照射下，是有机材料急速的老化失去原有的物理特性，极大的降低了紫外线LED光源的寿命。因此上述这些材料体系，根本不能用于短波紫外线LED（253.7nm）和真空紫外线LED（180nm）的封装材料。

目前虽然有生产和使用紫外线LED光源的系列产品，但均是有一定穿透力的波长在320-400nm的长波紫外线和波长在275-320nm的中波紫外线，对于波长在200～275nm的短波灭菌紫外线和波长在100～200nm的真空紫外线LED光源，由于没有根本解决短波紫外线和真空紫外线的发光效率、透出率等关键技术问题，使波长为253.7nm的杀菌的紫外线和波长为185nm的去除异味功能的紫外线特点没有被广泛的使用。

发明内容

为了克服现有紫外线杀菌光源存在的上述问题，本发明提供了一种寿命长、结构紧凑、紫外线辐射高、散热快、不含重金属、低碳环保无污染，可产生和释放253.7nm波长的短波紫外线或185nm波长的真空紫外线光束的紫外线LED光源。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种短波紫外线LED光源，基座内安装支架和至少一个导电电极，基座上部安装石英玻璃透镜，支架上固定有至少一个紫外发光芯片，导电电极上焊接固定导电金丝。

所述紫外发光芯片为能直接产生短波紫外线或真空紫外线的LED光源芯片。

所述石英玻璃透镜通过硬质硅树脂黏结在基座上。

所述基座与石英玻璃透镜之间填充有软质硅树脂。

所述石英玻璃透镜为半球体或正方体或长方体。

所述短波紫外线LED光源贴片式或直插式结构。

所述基座为导热塑料或金属或陶瓷材质；支架为导电、导热或导电和导热的载体。 

本发明的短波紫外线LED光源，充分考虑短波紫外（波长253.7nm）和真空紫外（185nm）的光线功能和物理特性，光源是由低电压、小电流驱动的半导体而直接产生180nm-255nm紫外线光光束，把大部分的电能转换成紫外光能，能源损耗极低，节省电能；半导体元器件，不产生高热；固体元件，不含汞、惰性气体和荧光粉等污染物质，不产生污染。是一种释放短波紫外线（波长是180nm-255nm）的LED光源，散热面积大、热阻小、导热性良好；结构合理、体积小、寿命长、效率高、耐振动、抗冲击、低压恒流工作、稳定性好、无污染、安全环保和紫外线辐射效率高。

附图说明