CN103996787A - 一种高显指高光效白光led结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高显指高光效白光LED结构。解决了现有技术中LED采用混合荧光粉的荧光层，存在荧光粉混合不易、不均匀，造成成品良率低，相互之间存在吸光，荧光粉利用率低，成本高的问题。包括碗杯，碗杯底部设置发光芯片，包括两个不同颜色的荧光层，分别为第一荧光层和第二荧光层，所述第一荧光层和第二荧光层先后叠加设置在同一碗杯内，或分别独立设置在不同碗杯内。本发明的优点是将LED碗杯内的混合荧光层分离成两个独立的荧光层，解决了混合荧光层由于荧光粉混合不均匀，且不同荧光粉的沉淀率不同而造成荧光层成品良率偏低的问题，同时还避免了不同荧光粉之间存在的相互吸光问题，保证了显色指数。

Description

一种高显指高光效白光LED结构
技术领域
本发明涉及一种LED技术领域，尤其涉及一种保证显示指数、降低成本的高显指高光效白光LED结构。 
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，有望取代目前在照明领域占统治地位的荧光灯和白炽灯。
 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。长期以来，人们采用InGaN基蓝光LED芯片和Ce3+激活的稀土石榴石(YAG:Ce3+)黄色荧光粉组合来制备冷白光LED(Tc>5,000K)，可实现显色指数高于80,但制备暖白光LED(Tc<5,000K)时，由于白光LED光谱的不均衡使得人们在技术上难以同时实现低色温和高显色性.
目前制作低色温高显指的方法有以下两种：
采用蓝光LED芯片激发绿色和红色荧光粉得到的白光LED的Tc和Ra分别为3,000 K和80以上,器件的光效只有90lm/W.
采用蓝光LED芯片激发β-SiAlON:Eu绿色荧光粉、Ca-α-SiAlON:Eu黄色荧光粉和CaAlSiN3:Eu红色荧光粉，获得了色温从冷白到暖白可调、显色指数为80的白光。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;
以上两种方式均是不同荧光粉均混合后进行涂覆或点胶作业，容易造成粉体不易混合或混合不均匀，且相互之间存在吸光作用 ，尤其红粉吸收绿光转换成部分红光，由于部分红光是通过吸收绿色荧光粉发出的绿光在转换为红光有个光二次转换的过程，照成量子效率降低，导致绿粉（荧光粉）的用量增加、而绿色荧光粉的售价是黄色荧光粉的2-3倍，导致成本增加。而且红粉对不同波长的绿光的激发效率是不同，所以红粉对绿粉发出绿光的吸收，间接性的改变了绿粉的发射光谱，从而我们需要用波长更短的绿粉来匹配才能达到我们想要的高显色效果，这也间接性的增加了荧光粉的成本。如图1所示为红粉的激发波长，激发波长跨度到黄绿光，且黄绿光的效率会比蓝光部分要低，所以红色荧光粉会吸收黄绿光以及绿光，造成整体效率变低，且用粉量变大很多。专利：一种低色温的暖白光发光装置及其制作方法，专利号：200810101762.5，正是进入了该种弊端，它首先涂覆黄色荧光胶，在涂覆红色荧光胶，由于红粉对黄绿光及绿光的吸收会造成整体效率变低，绿色粉量增多，并不能起到提高产品光效的作用。另外由于不同荧光粉的沉淀速率不一样，容易造成的封装后成品色温一致性偏差、成品良率偏低的问题。 
发明内容
本发明主要解决了现有技术中LED采用混合荧光粉的荧光层，存在荧光粉混合不易、不均匀，造成成品良率低，相互之间存在吸光，荧光粉利用率低，成本高的问题，提供了一种保证显示指数、降低成本的高显指高光效白光LED结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高显指高光效白光LED结构，包括碗杯，碗杯底部设置发光芯片，包括两个不同颜色的荧光层，分别为第一荧光层和第二荧光层，所述第一荧光层和第二荧光层先后叠加设置在同一碗杯内，或分别独立设置在不同碗杯内。本发明将LED碗杯内的混合荧光层分离成两个独立的荧光层，将两个荧光层先后设置在碗杯内或独立设置在不同碗杯内，解决了混合荧光层由于荧光粉混合不均匀，且不同荧光粉的沉淀率不同而造成荧光层成品良率偏低的问题，同时还避免了不同荧光粉之间存在的相互吸光问题，保证了显色指数。另外分开设置不同颜色的荧光层，设置位置可以进行灵活调整，降低了吸光的问题，保证了显色指数。
作为一种优选方案，所述第一荧光层为红色荧光层，第二荧光层为黄色或黄绿色荧光层，所述第二荧光层设置在第一荧光层的上部。第一荧光层由红色荧光粉与环氧或硅胶混合制成，第二荧光层由黄色或黄绿色荧光粉与环氧或硅胶混合制成。第一荧光层和第二荧光层先后分次成型在碗杯内，且先在碗杯底部设置第一荧光层，在第一荧光层上设置第二荧光层，这样解决了第一荧光层中红色荧光粉对第二荧光层发出的黄光或黄绿光的吸收，避免了黄色或黄绿色荧光粉利用率低的问题，降低了成本，保证了高显指数，同时提高了光效。
作为一种优选方案，所述第一荧光层为红色荧光层，第二荧光层为黄色荧光层，设置有两个相靠的碗杯，第一荧光层和第二荧光层分别独立设置在两个碗杯内。第一荧光层由红色荧光粉与环氧或硅胶混合制成，第二荧光层由黄色荧光粉与环氧或硅胶混合制成。第一荧光层和第二荧光层分开独立设置在不同碗杯内，这样也避免了第一荧光层中红色荧光粉对第二荧光层发出的黄光的吸收，避免了黄色荧光粉利用率低的问题，降低了成本。另外这种设置结构减少甚至减除了高显指产品中绿色荧光粉的使用，降低了产品成本，解决了传统混合荧光层不同荧光粉不易混合、不同荧光粉沉降速度不一造成品良率低及荧光粉利用率低的问题，同时提高了产品的光效。
作为一种优选方案，在所述碗杯表面的荧光层上面设置有一层低折射透明胶层，所述透明胶层的折射率小于荧光层的折射率。低折射透明胶层用以进一步提高出光效率。
作为一种优选方案，所述第一荧光层的上表面为弧形结构。该第一荧光层上表面形成弧形凸起的结构的罩体结构，进一步提高了LED的出光率。
作为一种优选方案，所述第一荧光层和第二荧光层的上表面为弧形结构。该第一荧光层和第二荧光层上表面形成弧形凸起的结构的罩体结构，进一步提高了LED的出光率。
本发明的优点是：将LED碗杯内的混合荧光层分离成两个独立的荧光层，将两个荧光层先后设置在碗杯内或独立设置在不同碗杯内，解决了混合荧光层由于荧光粉混合不均匀，且不同荧光粉的沉淀率不同而造成荧光层成品良率偏低的问题，同时还避免了不同荧光粉之间存在的相互吸光问题，保证了显色指数。分开设置不同颜色的荧光层，且红色荧光粉层设置在黄色或绿色荧光粉层的下面，降低了吸光的问题，减少了黄粉或绿粉的用量，提高了显色指数的同时提高了产品发光效率。
附图说明
图1是红色荧光粉激发波长图；
图2是本发明的一种结构示意图；
图3是本发明的另一种结构示意图。
1-碗杯  2-发光芯片  3-第一荧光层  4-第二荧光层 5-透明胶层。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1：
本实施例一种高显指高光效白光LED结构，如图2所示，包括碗杯1，在碗杯底部设置有发光芯片2，碗杯内包括有两个不同颜色的荧光层，分别为由红色荧光粉与硅胶混合制成的第一荧光层3、由黄色荧光粉与硅胶混合制成的第二荧光层4，第一荧光层设置在碗杯底部，第二荧光层设置在第一荧光层上部。第一荧光层的上表面中间设置有圆形凸起，第二荧光层下部形状与第一荧光层上表面相配合，第二荧光层与第一荧光层紧密贴合。第二荧光层的上表面为弧形结构。为了进一步提高出光效率，在碗杯表面的第二荧光层上面设置有一层低折射透明胶层，透明胶层的折射率小于荧光层的折射率。
实施例2：
本实施例给出了另一种高显指高光效白光LED结构，如图3所示，包括有两个碗杯1，两个碗杯相靠在一起，碗杯底部设置有发光芯片。还包括有两个不同颜色的荧光层，分别为由红色荧光粉与硅胶混合制成的第一荧光层3、由黄色荧光粉与硅胶混合制成的第二荧光层4，第一荧光层和第二荧光层分布设置在两个碗杯内。第一荧光层和第二荧光层的上表面为弧形结构。为了进一步提高出光效率，在第一荧光层和第二荧光层上面均设置有一层低折射透明胶层，透明胶层的折射率小于荧光层的折射率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了碗杯、发光芯片、第一荧光层、第二荧光层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 

Claims (6)

1.一种高显指高光效白光LED结构，包括碗杯，碗杯底部设置发光芯片，其特征在于：包括两个不同颜色的荧光层，分别为第一荧光层（3）和第二荧光层（4），所述第一荧光层和第二荧光层先后叠加设置在同一碗杯内，或分别独立设置在不同碗杯内。
2.根据权利要求1所述的一种高显指高光效白光LED结构，其特征是所述第一荧光层（3）为红色荧光层，第二荧光层（4）为黄色或黄绿色荧光层，所述第二荧光层设置在第一荧光层的上部。
3.根据权利要求1所述的一种高显指高光效白光LED结构，其特征是所述第一荧光层（3）为红色荧光层，第二荧光层（4）为黄色荧光层，设置有两个相靠的碗杯，第一荧光层和第二荧光层分别独立设置在两个碗杯内。
4.根据权利要求1所述的一种高显指高光效白光LED结构，其特征是在所述碗杯表面的荧光层上面设置有一层低折射透明胶层（5），所述透明胶层的折射率小于荧光层的折射率。
5.根据权利要求2或4所述的一种高显指高光效白光LED结构，其特征是所述第一荧光层（3）的上表面为弧形结构。
6.根据权利要求3所述的一种高显指高光效白光LED结构，其特征是所述第一荧光层（3）和第二荧光层（4）的上表面为弧形结构。
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