CN101482235B - 色温可调整的高显色led灯及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种色温可调整的高显色LED灯，包括有一腔室和置于该腔室内的LED芯片和荧光体，所述LED芯片包括有至少两个蓝光芯片和至少一个黄光芯片，均设置在所述腔室的底部；所述荧光体由红色荧光粉和绿色荧光粉及胶水组成，填充于所述腔室内。本发明还公开一种色温可调整的高显色LED灯的制造方法，包括有以下步骤：在LED灯的腔室底部设置至少两个蓝光芯片和至少一个黄光芯片；将红色荧光粉以及绿色荧光粉通过胶水混合成荧光体填充于所述腔室内。本发明以黄光芯片与蓝光芯片搭配，并合理设置两种芯片数量及位置，改变驱动电流及调整绿色荧光粉和红色荧光粉的比例用量，使本发明能制作色温可调整的高显色指数的白光LED灯。
Description
技术领域
本发明涉及白光LED照明领域，尤其涉及一种色温可调整的高显色LED灯及其制造方法。
背景技术
现有技术中，发白光的LED灯一般有以下三种方案：
1、使用蓝光LED芯片、红光LED芯片、绿光LED芯片组成独立的回路，通过调整各回路电流，虽然可达到调节演色指数和亮度的目的，但是驱动电路复杂，成本高。
2、采用三波长白光LED灯，使用波长为430nm～480nm的蓝光LED芯片，激发红色荧光粉和绿色荧光粉混合成的荧光体，产生红光和绿光，再与原来的蓝光混合生成白光。由于红光激发效率低，导致LED灯亮度较低；同时在小电流点亮时，颜色偏红，颜色随着驱动电流变化较大，降低了实用性。
3、采用蓝光LED芯片与绿光LED芯片共同激发红色荧光粉，产生三波长白光。然而，目前以蓝光激发红色荧光粉的激发效率低，激发出来的红光亮度大约相当于原蓝光亮度，导致LED灯亮度较低，实用性差。
4、申请号为200710008637.5的中国专利申请公开了一种获得高光效高显色性LED灯的方法及高光效高显色性LED灯，其由一个或一个以上蓝光芯片、复数个红光芯片、荧光粉、封装材料和控制电路组成的模块。从日光光谱图可知，要得到高显色的LED灯，蓝光和绿光辐射能量要高，红光辐射能量可以低些。因而，此方法固然可以得到高显色的LED灯，但是采用了复数个红光芯片，复数个红光芯片吸收光能会降低LED灯的亮度，同时，驱动电路复杂，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种色温可调整的高显色LED灯，其色温可调整、显色指数高。
本发明进一步所要解决的技术问题是，提供一种色温可调整的高显色 LED灯的制造方法，以制造色温可调整、显色指数高的LED灯。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种色温可调整的高显色LED灯，包括有一腔室和置于该腔室内的发光LED芯片和荧光体，所述LED芯片包括有至少两个蓝光芯片和至少一个黄光芯片，均设置在所述腔室的底部；所述荧光体由红色荧光粉和绿色荧光粉及胶水组成，填充于所述腔室内。
相应地，本发明还公开了一种色温可调整的高显色LED灯的制造方法，其包括有以下步骤：
在LED灯的腔室底部设置至少两个蓝光芯片和至少一个黄光芯片；
将红色荧光粉以及绿色荧光粉通过胶水混合成荧光体填充于所述腔室内。
本发明的有益效果是：本发明的实施例通过采用至少二颗蓝光芯片、至少一颗黄光芯片，结合绿色荧光粉以及红色荧光粉，组成四个连续的峰值波长。目前，透明衬底的黄光芯片在20mA时，亮度超过400mcd。本发明利用透明衬底的黄光芯片具有亮度高顺向电压低的特点，插补了部分红光光谱成分，减少了红色荧光粉用量，提高了LED发光亮度和显色指数；同时，通过调整黄光芯片的驱动电流，控制黄光芯片的发光强度，改变黄光光谱能量所占比例，可以方便地调整色温，具有实用性高的特点。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明提供的LED灯一个实施例的剖面示意图。
图2是本发明提供的LED灯一个实施例的结构示意图。
图3是本发明提供的LED灯一个实施例的电路连接图。
图4是本发明提供的LED灯一个实施例的光谱分布曲线图。
具体实施方式
请参考图1和图2，它们分别是本发明提供的LED灯一个实施例的剖面示意图和结构示意图；如图所示，本实施例主要包括有：
包封材料17内开有腔室10和置于该腔室10底部的两个蓝光芯片11和至少一个黄光芯片12，红色荧光粉13和绿色荧光粉14及胶水15组成荧光体，填充于所述腔室10内。
腔室10的底部设置有用于固定LED芯片的金属引线框架16；而引线框架16上设置有至少两颗蓝光芯片11和一颗黄光芯片12，所述黄光芯片12固定在蓝光芯片11中间。所述黄光芯片12的底层为透明衬底。
胶水15为硅胶或硅树脂或环氧树脂；而包封材料17可以是塑料或陶瓷。
参考图3，具体实现时，黄光芯片Y通过节点b-e连接到外电路，两颗蓝光芯片B1、B2可通过外电路节点a-f、c-d串联或并联。通过外电路施加正向电压或正向电流到黄光芯片和蓝光芯片时，黄光芯片和蓝光芯片点亮发光。
蓝光芯片11和黄光芯片12通电点亮后，黄光芯片12发出黄光，蓝光芯片11发出蓝光，蓝光激发红色荧光粉13和绿色荧光粉14发出红光和绿光，红光、绿光、蓝光及黄光在腔室10中混合均匀后，发出四波长的高显色白光。
采用波长455nm的蓝光芯片11，波长590nm的黄光芯片12，激发波长610nm的红色荧光粉13，激发波长525nm的绿光荧光粉14制作的LED，在蓝光芯片11和黄光芯片12同时通入20mA顺向电流下点亮时，在CIE1931色度坐标体系中，X＝0.310，Y＝0.300，显色指数大于80。其光谱分布曲线图如图4所示。
通过试验，在蓝光芯片11和黄光芯片12同时通入电流由3mA增大到20mA时，白光颜色基本一致。
而目前技术采用波长455nm的蓝光芯片，激发波长610nm的红色荧光粉，激发波长525nm的绿光荧光粉制作的LED，在20mA顺向电流下点亮时，在CIE1931色度坐标体系中，X＝0.310，Y＝0.300；但当通入电流由3mA增大到20mA时，发光颜色由淡红变为正白，颜色差异大。
当选用红色荧光粉13的激发波长大于610nm时，其光谱分布曲线图中的红色成份将增加，显色指数会进一步提高。
本实施例由于采用了两颗蓝光芯片11和一颗高亮度的黄光芯片12，高亮度的黄光芯片12发出的黄光插补红色光谱成分，可以减少红色荧光粉13用量，减少了红色荧光粉13对光的吸收，故可提高发光二极管的亮度。
具体实现时，所述蓝光芯片11发出的光的波长为430nm至480nm；所述黄光芯片12发出的光的波长为580nm至600nm；
所述绿色荧光粉14的激发波长为505nm至550nm；所述红色荧光粉13 的激发波长为610nm至660nm。
下面详细描述本发明提供的色温可调整的方法的一个实施例，本实施例主要包括有以下步骤：
在LED灯的腔室底部设置至少两个蓝光芯片和一个黄光芯片；
将红色荧光粉以及绿色荧光粉通过胶水混合成荧光体填充于所述腔室内。
具体实现时，所述黄光芯片固定在蓝光芯片中间。
所述蓝光芯片发出的光的波长为430nm至480nm；所述黄光芯片发出的光的波长为580nm至600nm；
所述绿色荧光粉的激发波长为505nm至550nm；所述红色荧光粉的激发波长为610nm至660nm。
具体实现时，所述胶水可采用硅胶或硅树脂或环氧树脂；而所述包封材料可采用塑料或陶瓷。
另外，两颗蓝光芯片可通过外电路串联或并联。
蓝光芯片和黄光芯片通电点亮后，黄光芯片发出黄光，蓝光芯片发出蓝光，蓝光激发红色荧光粉和绿色荧光粉发出红光和绿光，红光、绿光、蓝光及黄光在腔室中混合均匀后，发出四波长的高显色白光。
通过调整黄光芯片的驱动电流，改变黄光芯片的发光亮度，改变黄光在光谱能量中所占的比重，从而达到调整发光二极管的色温的目的。
综上所述，本发明以蓝光芯片及黄光芯片作为光源，以红色荧光粉和绿色荧光粉及胶水作为荧光体，利用蓝光激发荧光体发出红光和绿光，并与蓝光、黄光相混合形成白光。通过调整黄光芯片的驱动电流，改变黄光光谱能量所占比例，从而改变色温，使本发明能制作色温可以调整的高显色发光二极管。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，例如：蓝光芯片、黄光芯片的数量分别调整为4个、1个等，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种色温可调整的高显色LED灯，包括有一腔室和置于该腔室内的LED芯片和荧光体，其特征在于：所述LED芯片包括有至少两个蓝光芯片和至少一个黄光芯片，均设置在所述腔室的底部；所述荧光体由红色荧光粉和绿色荧光粉及胶水组成，填充于所述腔室内。
2.如权利要求1所述的色温可调整的高显色LED灯，其特征在于，所述黄光芯片固定在蓝光芯片中间。
3.如权利要求1所述的色温可调整的高显色LED灯，其特征在于，所述蓝光芯片发出的光的波长为430nm至480nm；所述黄光芯片发出的光的波长为580nm至600nm。
4.如权利要求1所述的色温可调整的高显色LED灯，其特征在于，所述绿色荧光粉的激发波长为505nm至550nm；所述红色荧光粉的激发波长为610nm至660nm。
5.如权利要求1所述的色温可调整的高显色LED灯，其特征在于，所述胶水为硅胶或硅树脂或环氧树脂。
6.一种色温可调整的高显色LED灯的制造方法，其特征在于，该方法包括有以下步骤：
在LED灯的腔室底部设置至少两个蓝光芯片和至少一个黄光芯片；
将红色荧光粉以及绿色荧光粉通过胶水混合成荧光体填充于所述腔室内。
7.如权利要求6所述的色温可调整的高显色LED灯的制造方法，所述黄光芯片固定在蓝光芯片中间。
8.如权利要求6所述的色温可调整的高显色LED灯的制造方法，其特征在于，所述蓝光芯片发出的光的波长为430nm至480nm；所述黄光芯片发出的光的波长为580nm至600nm。
9.如权利要求6所述的色温可调整的高显色LED灯的制造方法，其特征在于，所述绿色荧光粉的激发波长为505nm至550nm；所述红色荧光粉的激发波长为610nm至660nm。
10.如权利要求6所述的色温可调整的高显色LED灯的制造方法，其特征在于，所述胶水为硅胶或硅树脂或环氧树脂。
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