CN102244185A

CN102244185A - 一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光led及其制备方法

Info

Publication number: CN102244185A
Application number: CN2011102006193A
Authority: CN
Inventors: 杨威; 程治国
Original assignee: Irico Group Corp
Current assignee: Irico Group Corp
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: CN102244185B

Abstract

本发明涉及一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED及其制备方法，该白光LED包括支架、固定在支架上的LED蓝色晶片、及涂覆在LED蓝色晶片上的荧光粉层，所述荧光粉由黄色荧光粉、红色荧光粉、绿色荧光粉和胶粘剂混合而成。本发明白光LED具有高显色指数、高光效、低色温的优点。

Description

一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED及其制备方法

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED及其制备方法。

背景技术

随着发光二极管(LED)芯片和封装技术的提升，白光LED作为普通照明光源逐步受到人们的青睐。它具有低压、低功耗、高可靠性、长寿命等一系列优点，已广泛应用于LED路灯、LED灯具等领域，是一种符合国家″节能减排″政策的绿色新光源。2009年9月，欧盟率先出台白炽灯禁售的政策，各国也纷纷发布禁售的进程，使得白光LED向普通照明尤其是室内照明又向前推进了一大步。然而，白光LED的显色性是制约其进入室内照明，特别是阅读照明、医疗照明的技术瓶颈。

目前，高显色指数高光效低色温白光LED是国内外企业和科研院所的研究热点之一，现有制备白光LED的主要方法有：

(一)红、绿、蓝(RGB)三色LED芯片产生宽谱带白光。该方法可以制备色温覆盖2700K～13000K的白光，并可以通过多芯片集成设计实现显色指数高达90以上的白光。但这种方法的封装结构和电路驱动复杂，RGB三色芯片光衰不一致，导致产品的稳定性差，且成本较高。

(二)近紫外LED(UV-LED)芯片激发RGB荧光粉产生白光。该方法可以通过荧光粉配比实现显色指数高达90的暖白光，但存在近紫外LED芯片成本高，效率低，存在紫外线泄漏并使封装材料容易老化，缩减白光LED的寿命。

(三)InGaN基蓝光LED芯片激发稀土荧光粉制备各种色温的白光LED。

目前，第三种方法是制备白光LED的主流方式。采用InGaN基蓝光LED芯片激发YAG:Ce3+黄色荧光粉，难以实现在4000K以下低色温且Ra＞80的高显色性的白光LED。为改变单色荧光粉的不足，郑代顺等人采用蓝光LED芯片激发黄色和红色荧光粉得到的白光LED，其Tc和Ra分别为3200K和83.2，但因为蓝光LED的发射峰值波长与红色荧光粉的激发光谱不匹配，导致器件的光通量和发光效率较低。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED，其包括支架、固定在支架上的LED蓝色晶片、及涂覆在LED蓝色晶片上的荧光粉层，所述荧光粉由黄色荧光粉、红色荧光粉、绿色荧光粉和胶粘剂混合而成。

优选的，所述黄色荧光粉、红色荧光粉及绿色荧光粉按照重量百分比计的调配比例为：3～6％∶0.3～1.6％∶2～4％，余量为胶粘剂。

优选的，所述蓝色晶片的波长为450nm～460nm。

优选的，所述黄色荧光粉的波长为550nm～580nm；所述红色荧光粉的波长为600nm～650nm；所述绿色荧光粉的波长分别为500nm～530nm。

优选的，所述胶粘剂为有机硅胶。

本发明还提供一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED的制备方法，通过以下步骤制成：用固晶胶将蓝色LED晶片固定在支架上，焊好金线；再将胶粘剂和黄色荧光粉、红色荧光粉和绿色荧光粉混合调匀，涂敷在所述焊好金线的蓝色LED晶片上，烘烤固化成形。

优选的，所述胶粘剂为有机硅胶。

采用本发明制备出来的白光LED，色温范围在2700-3500K之间，显色指数高于80，发光效率高于801m/W。该方法的优点是可以通过调整三种荧光粉的比例来获得一定范围的可调色温，并保证显色指数高于80，；同时，各个荧光粉的激发波长和发射波长相互匹配，最大限度激发荧光粉发光，保证发光效率在80lm/W以上。

附图说明

图1是本发明具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED的结构示意图。

图2是本发明实施例3100K的光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED包括支架1、蓝色晶片2、金线3、混合荧光粉的硅胶4、固晶胶5。荧光粉由黄色荧光粉、红色荧光粉及绿色荧光粉混合而成，根据制备要求不同按不同比例调配，其中，蓝色晶片的波长为450nm～460nm。黄色荧光粉的波长为550nm～580nm。红色荧光粉的波长为600nm～650nm。绿色荧光粉的波长分别为500nm～530nm。上述胶粘剂和荧光粉的混合物按重量百分比计，所述黄色荧光粉、红色荧光粉及绿色荧光粉的调配比例为3～6％∶0.3～1.6％∶2～4％，余量为胶粘剂。通过改变各种波段荧光粉光谱能量所占比例，从而改变色温和显色指数。

本发明具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED通过以下步骤制成：用固晶胶5将蓝色LED晶片2固定在支架1上，焊好金线3，再将混合荧光粉的硅胶4按比例混合调匀，涂敷在所述焊好金线3的蓝色LED晶片2上，烘烤固化成形，所述胶粘剂为有机硅胶。

实施例1：根据上述步骤制成的一种高显色性白光LED，采用激发波长为455nm的LED蓝光芯片，搭配发射波长为520nm的绿色荧光粉、发射波长为560nm的黄色荧光粉和发射波长为625nm红色荧光粉，其制作相关色温为3100K，其中黄色荧光粉、红色荧光粉和绿色荧光粉的重量配比为4.5％∶0.45％∶2.5％，余量为胶粘剂。此时显色指数82，发光效率85lm/W。其光谱图见图2。

实施例2：根据上述步骤制成的一种高显色性白光LED，采用激发波长为457.5nm的LED蓝光芯片，搭配发射波长为525nm的绿色荧光粉、发射波长为555nm的黄色荧光粉和发射波长为625nm红色荧光粉，其制作相关色温为2960K，其中黄色荧光粉、红色荧光粉和绿色荧光粉的重量配比为4.5％∶0.55％∶3.5％，余量为胶粘剂。此时显色指数80，发光效率87lm/W。

实施例3：根据上述步骤制成的一种高显色性白光LED，采用激发波长为455nm的LED蓝光芯片，搭配发射波长为520nm的绿色荧光粉、发射波长为560nm的黄色荧光粉和发射波长为640nm红色荧光粉，其制作相关色温为2740K，其中黄色荧光粉、红色荧光粉和绿色荧光粉的重量配比为4.5％∶0.5％∶3.0％，余量为胶粘剂。此时显色指数84，发光效率82lm/W。

以上所述仅为本发明的3种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED，其包括支架、固定在支架上的LED蓝色晶片、及涂覆在LED蓝色晶片上的荧光粉层，其特征在于：所述荧光粉由黄色荧光粉、红色荧光粉、绿色荧光粉和胶粘剂混合而成。

2.如权利要求1所述的具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED，其特征在于：所述黄色荧光粉、红色荧光粉及绿色荧光粉按照重量百分比计的调配比例为：3～6％∶0.3～1.6％∶2～4％，余量为胶粘剂。

3.如权利要求1所述的具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED，其特征在于：所述蓝色晶片的波长为450nm～460nm。

4.如权利要求1所述的具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED，其特征在于：所述黄色荧光粉的波长为550nm～580nm；所述红色荧光粉的波长为600nm～650nm；所述绿色荧光粉的波长分别为500nm～530nm。

5.如权利要求1所述的具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED，其特征在于：所述胶粘剂为有机硅胶。

6.如权利要求1所述的具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED，其特征在于：所述LED蓝色晶片通过晶硅胶固定在所述支架。

7.一种具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED的制备方法，其特征在于：通过以下步骤制成：用固晶胶将蓝色LED晶片固定在支架上，焊好金线；再将胶粘剂和黄色荧光粉、红色荧光粉和绿色荧光粉混合调匀，涂敷在所述焊好金线的蓝色LED晶片上，烘烤固化成形。

8.如权利要求7所述的具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED的制备方法，其特征在于：所述黄色荧光粉、红色荧光粉及绿色荧光粉按照重量百分比计的调配比例为：3～6％∶0.3～1.6％∶2～4％，余量为胶粘剂。

9.如权利要求7所述的具有高显色指数、高光效、低色温的白光LED的制备方法，其特征在于：所述胶粘剂为有机硅胶。