[发明专利]一种紫外发光二极管封装结构、制作方法及杀菌装置

说明书

本发明提供了一种紫外发光二极管封装结构、制作方法及杀菌装置，该封装结构包括基板、阵列分布于基板上的多个紫外发光二极管、设于基板上且与紫外发光二极管电连接的驱动芯片、以及覆盖于紫外发光二极管和驱动芯片上的阵列保护层，各个紫外发光二极管的波长均在100nm至400nm之间。本发明提供的紫外发光二极管封装结构，通过在基板上阵列分布多个紫外发光二极管，提升了被照射面照度的均匀性，且各个紫外发光二极管的波长均在100nm至400nm之间，使用波长搭配达到最佳灭菌效果，此外，基板上设置多个紫外发光二极管，可减小单个紫外发光二极管的电流密度，可在获得高功率的同时实现高光效，增强杀菌效果。

技术领域

本发明属于发光二极管技术领域，更具体地说，是涉及一种紫外发光二极管封装结构、制作方法及杀菌装置。

背景技术

紫外发光二极管(UV-LED)根据波长可分为近紫外(UVA，其波段为315nm-400nm)、中波紫外(UVB，其波段为280nm-315nm)以及深紫外(UVC其波段为100nm-280nm)。UVA主要用于光固化，UVB主要用于皮肤病治疗，UVC主要用于杀菌消毒。紫外线杀菌消毒是利用适当波长的紫外线破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。一般微生物个体越大或者体内的DNA或RNA的数量越多，对紫外线的敏感性越低，灭活程度就越小。通过紫外线产生的光化学反应，病菌、病毒、抗菌素和有机微污染物等能被降解到有机碳的可测范围以下，并且细菌、病毒等微生物对紫外光具有不可抗性。紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等。然而，不同的菌种对紫外光的波长选择性及强度的耐受性不同，传统的单波长LED即使强度可调也无法达到广谱杀菌的效果。

紫外杀菌消毒主要使用的紫外线波段是UVC，杀菌作用最强的波段是250nm-270nm。而UVC输出强度是衡量紫外光杀菌消毒的主要参数，以城市污水消毒为例，一般平均照射剂量在300J/m2以上，低于此值，有可能出现光复活现象，即病菌不能被彻底杀死，接受可见光照射后又重新复活，降低了杀菌效果。通常杀菌效率要求越高，所需的照射剂量越大。目前的UVC-LED芯片普遍效率比较低，杀菌效果较差。

影响微生物接受到足够紫外光照射剂量的另一个主要因素是照射面的均匀性，当UVC输出强度和照射时间一定时，均匀性较低将会造成个别表面微生物实际接受剂量不足，其他接受面可能又强度过剩，从而整体杀菌效果不佳。传统方法是透过二次光学透镜的方法使得耦合出来的光线变均匀，但同时因为透镜的透光率问题以及长期老化等会导致一定的光损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫外发光二极管封装结构，以解决现有技术中存在的无法广谱杀菌、杀菌效率低、杀菌效果差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种紫外发光二极管封装结构，包括基板、阵列分布于所述基板上的多个紫外发光二极管、设于所述基板上且与所述紫外发光二极管电连接的驱动芯片、以及覆盖于所述紫外发光二极管和所述驱动芯片上的阵列保护层，各个所述紫外发光二极管的波长均在100nm至400nm之间。

进一步地，所述紫外发光二极管包括依次层叠设置的N型电极键合层、N型电流扩散层、有源发光单元、P型电流扩散层单元及P型电极键合层，所述P型电极键合层与所述驱动芯片电连接，所述N型电极键合层接地。

进一步地，所述阵列保护层和所述N型电极键合层之间还设有与所述N形电极键合层导电的导电层，所述导电层和所述P型电极键合层之间还设有用于防止短路的绝缘层。

进一步地，所述基座内设有用于驱动所述紫外发光二极管的数据驱动器和扫描驱动器、电源端、以及接地端，所述数据驱动器、所述扫描驱动器、所述电源端以及所述接地端均与所述驱动芯片电连接。