CN104659189B - 提高led光源良率的方法、荧光粉及led光源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高LED光源光学性能的方法，通过该方法获得的光转换滤光器以及相应的LED光源。所述方法为采用一种光波长转换部件对LED芯片进行封装，所述光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；所述两种光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现相反的变化趋势。本发明方法可以减小LED光源发出光的色度分布的离散程度、提高成品LED光源良率。

Description

提高LED光源良率的方法、荧光粉及LED光源

技术领域

本发明涉及一种提高LED光源光学性能的方法，通过该方法获得的光转换滤光器以及相应的LED光源；具体涉及到可应用于采用不同发射波长的LED芯片制作出来的LED光源，减小色度分布的离散程度、提高其良率的方法，通过该方法获得的光转换滤光器，特别是荧光粉，以及该方法获得的相应LED光源。

背景技术

LED是继白炽灯和荧光灯后照明领域中发展前沿的光源技术，其因节能、耐用、无污染等优点，现已广泛被应用于照明、显示和背光源等领域，并且其作为新一代的照明方式已逐渐显现。目前LED主要采用将蓝光LED芯片或紫外（UV）LED芯片与转换LED芯片发射光的光转换滤光器共同实现白光或其他颜色的可见光。

评价LED光源所发出光的性能参数的指标中重要的有色度、色温、光效以及显色指数等，其中尤其以色度为关键，原因在于色度是衡量光本身的物理颜色，特别是针对人肉眼可见的光而言，人肉眼对光最敏感的就是其颜色区别，其次才是对不同光的光亮度（光效）、光的冷暖效果（色温）以及色彩的真实度（显色指数）等进行判断。光的色度差异太大，也即色度分布的离散程度过大，则可通过人的肉眼即可得知，也就意味着该LED光源存在品质差异，其良率也相对较低。

人们总是希望得到光源色度品质统一，良率较高的LED光源，因此，根据不同LED光源所发出光的色度值，划分不同的档级；在制备LED光源时，预先设定一两个档级为合格档级，落在此档级范围之内的LED光源为合格品，合格品总数占预期生产产品总数的比率为良率；落在此档级范围之外的LED光源为不合格品。

实际上，经过长期的研究发现，对LED光源的色度分布产生影响的主要是由LED芯片发射光的波长决定的，对于同一种荧光粉而言，在不同发射波长的LED芯片激发下所发出光的发光性能差异较大，尤其是色度的差异，从而导致了不同LED光源所发出光存在色度分布的差异。由于LED芯片发出光大多为波长较短的蓝光和紫外光（UV），其光学性能难以检测，所以若采用直接检测生产出来的LED芯片本身发出光的色度分布，则不够准确。

现有LED制造厂商为了减少所制造的LED芯片发射光的波长差异，通常会采用改善LED芯片的切割方式。另外，为了得到光的色度分布离散程度较小的LED光源，专利申请号为CN201110036162.7的专利文件中采用了利用荧光粉转换LED芯片发出光的光学性能来评价LED芯片发出光的波长，从而通过调节荧光粉的种类以及荧光粉的含量来达到调整所得LED光源发出光的色度分布，提高良率的目的。

但上述改变切割方式的改进并未将已经落在档级之外的LED芯片有效利用，并且采用荧光粉作为转换介质的方式，意味着每个LED芯片必须要事先检验过，才可配备相应的荧光粉，导致LED光源的生产工艺过于繁琐，制约着LED光源的产能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可应用于具有不同发射波长的LED芯片制作出来的LED光源，减小色度分布的离散程度、提高其良率的方法，通过该方法获得的光转换滤光器，特别是荧光体，以及该方法获得的相应LED光源。

为解决以上技术问题，本发明的提供的第一方面的技术方案是一种提高LED光源良率的方法，所述方法为采用一种光波长转换部件对LED芯片进行封装，

所述光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；所述两种光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现相反的变化趋势。

优选的，所述两种光激发性能的光转换滤光器分别为顺性激发光转换滤光器和反性激发光转换滤光器；

所述顺性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从弱到强的趋势；

所述反性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从强到弱的趋势。

优选的，所述LED芯片发射光为紫外光、紫光或蓝光。

优选的，所述LED芯片发射光的波长为380nm-480nm。

优选的，所述顺性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强变化趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1，K1＞0；曲线的斜率为K2，K2＞0。

优选的，所述顺性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从400nm增大到465nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强变化趋势呈直线或曲线，直线的斜率为K1，K1＞0；曲线的斜率为K2，K2＞0。

优选的，所述直线的斜率K1为：0.1≤K1≤10；所述曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，并且K2为：0.1≤K2≤10。

优选的，所述直线的斜率K1为：0.5≤K1≤2；所述曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，并且K2为：0.5≤K2≤2。

优选的，所述反性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱变化趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1＇，K1＇＜0；曲线的斜率为K2＇，K2＇＜0。

优选的，所述反性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从400nm增大到465nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱变化趋势呈直线或曲线，直线的斜率为K1＇，K1＇＜0；曲线的斜率为K2＇，K2＇＜0。

优选的，所述直线的斜率K1＇为：-10≤K1＇≤-0.1；所述曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，并且K2＇为：-10≤K2＇≤-0.1。

优选的，所述直线的斜率K1＇为：-2≤K1＇≤-0.5；所述曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，并且K2＇为：-2≤K2＇≤-0.5。

优选的，所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:100≤α≤100:1。

优选的，所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:10≤α≤10:1。

优选的，所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:2≤α≤2:1。

优选的，所述顺性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强变化趋势呈直线或曲线；所述直线的斜率K1为：0.1≤K1≤10；所述曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，并且K2为：0.1≤K2≤10；所述反性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱变化趋势呈直线或曲线；所述直线的斜率K1＇为：-10≤K1＇≤-0.1；所述曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，并且K2＇为：-10≤K2＇≤-0.1；所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:10≤α≤10:1。

优选的，所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值不小于1时，顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1：10≤α≤1:1；所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值小于1时，顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1：1＜α≤10:1。

优选的，所述LED光源中，光波长转换部件位于LED芯片的表面或与LED芯片隔开设置。

优选的，所述光波长转换部件中的光转换滤光器混合后设置于LED芯片的表面或与LED芯片隔开设置，或者所述光波长转换部件中的光转换滤光器各自独立的设置于LED芯片的表面或与LED芯片隔开设置。

优选的，所述LED光源发出光包括白光。

优选的，所述光转换滤光器为荧光体。

优选的，所述荧光体为荧光粉。

本发明还提供第二方面的技术方案，即一种提高LED光源良率的光波长转换部件：

所述光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；所述两种光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现相反的变化趋势。

优选的，所述两种光激发性能的光转换滤光器分别为顺性激发光转换滤光器和反性激发光转换滤光器；

所述顺性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从弱到强的趋势；

所述反性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从强到弱的趋势。

优选的，所述光转换滤光器为荧光粉。

优选的，所述光转换滤光器为荧光粉；顺性激发荧光粉为在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1，K1＞0；曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，K2＞0；

反性激发荧光粉为在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1＇，K1＇＜0；曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，K2＇＜0。

优选的，所述K1、K2、K1＇、K2＇的绝对值范围为0.5-2。

优选的，所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值不小于1时，顺性激发荧光粉与反性激发荧光粉的重量比例α为：1：10≤α≤1:1；所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值小于1时，顺性激发荧光粉与反性激发荧光粉的重量比例α为：1：1＜α≤10:1。

优选的，所述顺性激发光转换滤光器为选自铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种；所述反性激发光转换滤光器为选自铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种。

本发明提供的第三方面的技术方案为前述任一种光波长转换部件在LED领域中减小LED装置发出光的色度分布离散程度、提高良率的应用。

优选的，所述LED装置为LED芯片或发出二次光的LED光源。

优选的，所述发出二次光的LED光源为白光LED光源。

优选的，所述LED领域包括LED照明和LED显示屏。

优选的，所述光波长转换部件还在LED领域中减小LED装置发出光的色温、光效或显色指数离散程度的应用。

本发明还提供第四方面技术方案，即一种提高良率的LED光源，所述LED光源包括有LED芯片、光波长转换部件；

所述光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；所述两种光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现相反的变化趋势。

优选的，所述两种光激发性能的光转换滤光器分别为顺性激发光转换滤光器和反性激发光转换滤光器；

所述顺性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从弱到强的趋势；

所述反性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从强到弱的趋势。

本发明还提供第五方面的技术方案，即一种提高良率的LED光源装置，所述LED光源装置包括有发出二次光的LED光源、第二光波长转换部件；所述发出二次光的LED光源包括有LED芯片和第一光波长转换部件；

所述第二光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；所述两种光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现相反的变化趋势。

优选的，所述两种光激发性能的光转换滤光器分别为顺性激发光转换滤光器和反性激发光转换滤光器；

所述顺性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从弱到强的趋势；

所述反性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从强到弱的趋势。

优选的，所述发出二次光的LED光源为白光LED光源。

优选的，所述第一光波长转换部件为荧光粉中的任意一种或多种。

优选的，所述第二光波长转换部件中的光转换滤光器为荧光粉；顺性激发荧光粉为铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种，反性激发荧光粉为铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种。

本发明与现有技术相比，其详细说明如下：

本发明所述光转换滤光器是一种可以吸收一定波长的光，并转换为另一种波长的光；还可以是吸收部分光进行转换，另一部分光进行直接透过的光波长转换部件。本发明所述光转换滤光器可以是发光粉，其是一种用于LED的发光粉；现有发光粉可分为三类：荧光粉、磷光粉和余辉粉。

本发明所述发光强度呈现从弱到强的趋势或从强到弱的趋势分别是指，顺性激发光转换滤光器在随LED芯片发射光的波长从低到高逐渐增大激发下，LED芯片发射光经过顺性激发光转换滤光器转换后所得的发出光的发光强度呈现从弱到强或从强到弱的趋势，也即逐渐增大或逐渐减小的趋势。趋势并非意味着每一激发波长下，在相应光转换滤光器的转换后，所得光相对于邻近偏小波长激发转换后所得光的发光强度均偏大或偏小；趋势更准确的定义是一组LED芯片在本发明所述光转换滤光器的转换作用下所得光一组发光强度数据的整体趋势，即整体为随LED芯片发出光增大而增大或是随其增大而减小。

本发明所述LED芯片为不包括光波长转换部件，也即发光粉的半导体装置。

本发明所述LED光源包括有LED芯片和光波长转换部件，从LED芯片直接发出的一次光经过光波长转换部件转换后，成为从LED光源发出的二次光。

本发明所述LED装置是指LED芯片或者是发出二次光的LED光源。

本发明所述LED光源装置包括发出二次光的LED光源和第二光波长转换部件，所述发出二次光的LED光源包括LED芯片和第一光波长转换部件；所述第一光波长转换部件可以是现有技术中任意采用的发光粉等，所述第二光波长转换部件为本发明所述的光波长转换部件，也即本发明所述的可减少色度分布，提高LED良率的发光粉。

本发明所述顺性激发光转换滤光器以及反性激发光转换滤光器均是根据其在不同LED芯片发射波长激发下，所呈现的转换后发光强度的趋势不同来命名。

本发明技术方案的核心思路为在现有LED芯片制作条件下得到的具有不同发射波长的LED芯片的基础上，提供一种方法或产品来将具有不同发射波长的LED芯片制备成同一目标档级色度的LED光源，并且得到的LED光源发出光的色度值，与采用现有单一或现有组合使用的光波长转换部件封装LED芯片得到的普通LED光源在同一标准测试条件下得到的色度值，其离散程度前者明显低于后者，即前者的色度分布明显低于后者。

为了实现本发明技术的核心思路，本发明主要采用了四种技术方案，虽然这四种技术方案的类型有差异，但其核心的技术特征均是采用了一种特殊的光波长转换部件，即所述光波长转换部件至少含有两种光激发性能不同的光转换滤光器，所述两种光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现相反的变化趋势。优选为采用顺性激发光转换滤光器和反性激发光转换滤光器；所述顺性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从弱到强的趋势；所述反性激发光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现从强到弱的趋势。

本领域技术人员均知晓，不同的LED芯片上的半导体层将电能转换成光能时，所发出光的波长往往会有区别，即使是同一生产线上同一批次制备得到的LED芯片也存在这样的问题。当将本身发射不同波长的光的LED芯片再采用同一色系的、甚至于一样的光波长转换部件（通常为荧光体）制备长成品LED光源时，即使采用的荧光体的转换颜色相同，但由于LED芯片发射光的波长不同，因此，所得LED光源本身发出光的色度值就有差异，常常会出现偏离目标色度值较远的次品，有时甚至于通过人的肉眼就可觉察到。因此，这一问题也成为了LED生产厂家的产能瓶颈。

采用本发明提供的不论是提高LED光源良率的方法或是光波长转换部件，其均采用了本发明提供的特殊的光波长转换部件；本发明技术方案主要是利用本发明两种光激发性能相反的光转换滤光器来实现将高波长激发转换得到的光和低波长激发转换得到的光拉平均的作用。由于LED芯片发出的光不论是高波段还是低波段，其均会在两种光转换滤光器的作用下被吸收和转换，且均会以强弱不同的转换光的方式同时发出，从而起到对色度的平均效应。若仅采用顺性激发光转换滤光器或反性激发光转换滤光器，则其LED芯片发出的低波段的光则仅有一种光强度的转换光，高波段的光也仅有一种光强度的转换光，两种转换光的差距较大，就会导致LED光源发出光的色度差异较大。

本发明还采用在上述核心技术方案的基础上，提供了更为优选的技术方案，例如采用激发光波长的特定范围，激发后转化光强度趋势的倾斜角、斜率或曲线斜率在一定范围内的条件下，可以得到色度值极差或色度值标准偏差进一步减少，也即色度分布或离散程度减小的同一色系的LED光源。甚至于可以达到色度值极差减少30%或50%以上，色度值标准偏差减少40%或60%以上。

另外，本发明的光波长转换部件处可直接应用于LED芯片上制备LED光源外，还可应用于对现有成品LED光源进行色度调整，并可将本发明光波长转换部件制备成LED光源性能补偿装置，可对已经采用荧光体转换发出光的LED光源进行色度分布调整。

另外，本发明的技术方案中不论是方法或是光波长转换部件，其通过进一步调整所使用的光转换滤光器的光激发性能特征，例如对其光转换趋势倾斜角、斜率或直线斜率、颜色或使用量的调整，可进一步得到色温、光效或显色指数等光学性能离散程度较小的LED光源，从而进一步的提高所得成品LED光源落入目标光学性能档级的合格率。

附图说明

图1是本发明实施方式光波长转换部件中顺性激发光转换滤光器A＇-D＇在不同LED芯片发出光激发下的发光强度转换趋势；

图2是本发明实施方式光波长转换部件中顺性激发光转换滤光器A-D在不同LED芯片发出光激发下的发光强度转换趋势；

图3是本发明实施方式光波长转换部件中反性激发光转换滤光器E＇-H＇在不同LED芯片发出光激发下的发光强度转换趋势；

图4是本发明实施方式光波长转换部件中反性激发光转换滤光器E-H在不同LED芯片发出光激发下的发光强度转换趋势；

图5-图8是图2中各实施方式光波长转换部件顺性激发光转换滤光器在不同LED芯片发出光激发下的发光强度转换趋势的示值图；

图9是现有实施方式光波长转换部件制备得到的LED光源的色度分布图；

图10是本发明实施方式光波长转换部件制备得到的LED光源的色度分布图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1——色度分布测定实验

按照下表一和表二制备本发明实施方式所述的光波长转换部件，所述光波长转换部件为将各种光转换滤光器即荧光体进行简单的物理混合，或是采用成膜工艺或点胶工艺得到，还可以是采用将各种光转换滤光器分层设置于LED芯片发光面的外周；可以将混合得到的光波长转换部件或各种光转换滤光器设置于LED芯片表面或与LED芯片隔开设置，可选择采用成膜、点胶或涂覆等现有制备LED光源的方式。

本发明所采用的LED芯片可选择发出蓝光、紫外光或紫光的LED芯片，还可选择是发射光波长为380-480nm，优选为400-465nm的LED芯片；最终得到的LED光源发出光的目标颜色可选择可见光范围内各种颜色的光，或是白光，荧光粉的颜色则可根据需要进行选择。本实施例1仅列举蓝光LED芯片+黄色荧光粉的测定实验，但不代表本发明仅限于此实施例1，本发明的范围应当是在以下所列举的实施例以及本说明书发明内容部分所涉及内容并且可根据本领域常规知识进行合理延伸的范围。

本实施例1所采用的LED芯片为发射光波长为380-480nm的LED芯片以及发射波长为400-465nm的LED芯片；所采用的光转换滤光器为以下黄色荧光粉：

A＇、购自英特美，产品编号为CCFL-B；

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从弱到强的直线，并且直线的斜率为0.1）

B＇、铝酸盐，购自新力光源，产品编号为XLLY-03B

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从弱到强的直线，并且直线的斜率为10）

C＇、铝酸盐，购自新力光源，产品编号为XLLY-04B

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从弱到强的曲线，并且曲线的斜率逐渐增大，0.1增大至10）

D＇、铝酸盐，购自新力光源，产品编号为XLLY-06B

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从弱到强的曲线，并且曲线的斜率逐渐减小，10减小至0.1）

E＇、硅酸盐，购自英特美，产品编号为Y3957

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从强到弱的直线，并且直线的斜率为-0.1）

F＇、硅酸盐，购自英特美，产品编号为Y4651

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从强到弱的直线，并且直线的斜率为-10）

G＇、硅酸盐，购自英特美，产品编号为Y4750

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从强到弱的曲线，并且曲线的斜率逐渐增大，-10至-0.1）

H＇、氮化物，购自三菱LMH-102

（随LED芯片波长从380-480nm激发下光转换趋势呈从强到弱的曲线，并且曲线的斜率逐渐减小，-0.1至-10）

A、Y₃Al₅O₁₂:Ce：购买自新力光源，产品编号为XLLY-01A；

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从弱到强的直线，并且直线的斜率为0.5）

B、Lu₃Al₅O₁₂:Ce：购买自新力光源，产品编号为XLLY-13-15

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从弱到强的直线，并且直线的斜率为2）

C、Y₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce：购买自弘大，产品编号为Y3957

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从弱到强的曲线，并且曲线的斜率逐渐增大，0.5增大至2）

D、YGd₂Al₅O₁₂:Ce：购买自有研，产品编号为SMD-02

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从弱到强的曲线，并且曲线的斜率逐渐减小，2减小至0.5）

E、硅酸盐Ba₂SiO₄:Eu：购买自英特美，产品编号为G2762

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从强到弱的直线，并且直线的斜率为-0.5）

F、硅酸盐Sr₃SiO₅:Eu：购买自英特美，产品编号为O5742

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从强到弱的直线，并且直线的斜率为-2）

G、氮化物Sr₂Si₅N₈:Eu：购买自新力光源，产品编号为XLLYR-63B

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从强到弱的曲线，并且曲线的斜率逐渐增大，-2至-0.5）

H、氮化物SrAlSiN₃:Eu：购买自英特美，产品编号为0763

（随LED芯片波长从400-465nm激发下光转换趋势呈从强到弱的曲线，并且曲线的斜率逐渐减小，-0.5至-2）

从A＇到D＇、A到D，荧光体转换LED芯片发出的波长从低到高的光的趋势均为发光强度从弱到强，从A＇到D＇、A到D的转换趋势如图1和图2所示；E＇至H＇和E至H中，荧光体转换LED芯片发出的波长从高到低的光的趋势均为发光强度从高到弱，从E＇至H＇、E到H的转换趋势如图3和图4所示。

图5-8分别以光转换滤光器A-D为例分别具体示出了其随LED芯片发射波长的增大而转换发出光的图谱，图中所示的a、b、c、d分别为光转换滤光器A、B、C、D随LED芯片发射光波长逐渐增大下激发A-D所得的发出光的发光强度示值。图5与图7中所示的发光强度示值并非都在数据整体具备趋势呈现的直线或曲线上，而是其分布在直线或曲线的两边，数据整体呈呈现的趋势为直线或曲线；图6和图8的发光强度示值则大部分集中在所呈现直线或曲线上。

下表一中制备含有两种以上荧光粉的光波长转换部件中各荧光粉的重量比例均为1:1、1:1:1或1:1:1:1；并且光波长转换部件的用量可以按照现有普通荧光粉应用于LED芯片制备LED光源时的惯常用量。

表一光波长转换部件中荧光体组成

表二光波长转换部件中荧光体组成

上表中，-表示不含有该荧光体，+表示含有该荧光体。

将上述获得的各光波长转换部件分别应用于同一生产线上同一批次生产出来的LED芯片，并对其进行封装，封装方式可以选择通过点胶方式将光波长转换部件点在各LED芯片上，或者是通过成膜工艺或涂覆工艺等将光波长转换部件设置在各LED芯片出光面外周；无论采用将其设置在LED芯片或是与LED芯片隔开设置的方式，分别测定表一和表二中每一光波长转换部件分别应用于发射波长在380-480nm以及400-465nm的LED芯片并最终得到的白光LED光源的色度值，测定方式为GB/T24982-2010《白光LED灯用稀土黄色荧光粉》。所得结果可参考附图9和附图10；其中，附图9为采用光波长转换部件1制备而成的系列LED光源测得的色度分布图，附图10为采用光波长转换部件7制备而成的系列LED光源测得的色度分布图。从附图9和附图10中可以看出，采用本发明的光波长转换部件可以有效地减小同批次LED芯片所制备得到的LED光源发出光的色度极差值，使其落入预定目标范围的档级，即可以减少所得LED光源发出光的色度分布，提高LED光源的产品良率。另外，上表一中光波长转换部件1-13应用于LED芯片制备同一目标色度的LED光源，制备得到的LED光源所测定得到的发出光的色度值、极差、标准偏差均列于下表中。

表三色度分布测定实验（光波长转换部件1＇-3＇+380-480nm LED芯片）

表四色度分布测定实验（光波长转换部件4＇-6＇+380-480nmLED芯片）

表五色度分布测定实验（光波长转换部件7＇-9＇+380-480nmLED芯片）

表六色度分布测定实验（光波长转换部件10＇-13＇+380-480nmLED芯片）

表七色度分布测定实验（光波长转换部件1-3+400-465nmLED芯片）

表八色度分布测定实验（光波长转换部件4-6+400-465nmLED芯片）

表九色度分布测定实验（光波长转换部件7-9+400-465nmLED芯片）

表十色度分布测定实验（光波长转换部件10-13+400-465nm LED芯片）

从上表中可以得知，光波长转换部件1＇、2＇、3＇、4＇以及1、2、3、4均是采用现有用于LED芯片并制备所得LED光源的光转换滤光器，其所得LED光源发出光的色度分布极差以及标准偏差均较大，可参考附图9，其色度分布值离散程度较大。而光波长转换部件5＇-13＇以及5-13均对所得LED光源发出光的色度极差以及标准偏差有所减小，几乎分别可以达到30%以及40%以上，尤其是以光波长转换部件5＇、6＇、7＇、8＇以及5、6、7、8所制备得到的LED光源发出光的色度极差以及标准偏差，其分别相对于对照组（光波长转换部件1）所得色度极差以及标准偏差可减少40%以及60%以上，说明其发出光的色度分布离散程度小，所得LED光源产品的良率得到有效提高。附图9和附图10可以明显的看出此区别。

从上表中选取极差和标准偏差分别相对于对照组（以光波长转换部件1-4中任一种制备得到的系列LED芯片）减少50%以上和60%以上时所采用的光波长转换部件6，调整其中各自含有的荧光体组分的重量比例，并进行与上表七至表十相同的实验，所得结果见下表。

表十一色度分布测定实验（荧光体不同重量比例含量的光波长转换部件+蓝光LED芯片）

表十二色度分布测定实验（荧光体不同重量比例含量的光波长转换部件+蓝光LED芯片）

实施例2——色温、光效、显色指数分布测定实验

本发明中采用的方法、光波长转换部件等还可对进一步的减少制得的LED光源发出光的色温分布、光效分布、显色指数分布，从而更有效地提高成品LED光源落入目标光学性能档级的合格率，从而提高成品LED光源的良率。

本实施例2中采用实施例1中的光波长转换部件7和9，并按照GB/T24982-2010《白光LED灯用稀土黄色荧光粉》测定将光波长转换部件7和9分别应用于LED芯片制备得到的LED光源发出光的色温分布、光效分布和显色指数分布，并与实施例1中光波长转换部件2制备得到的系列LED光源发出光的色温分布、光效分布和显色指数分布进行对比，结果见下表。

表十三光波长转换部件7制备得到LED光源发出光的光学性能

表十四光波长转换部件9制备得到LED光源发出光的光学性能

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (27)

1.一种提高LED光源良率的方法，所述方法为采用一种光波长转换部件对LED芯片进行封装，其特征在于：

所述光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；

所述两种光激发性能的光转换滤光器分别为顺性激发光转换滤光器和反性激发光转换滤光器；

所述顺性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强变化趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1，K1＞0；曲线的斜率为K2，K2＞0；

所述反性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱变化趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1＇，K1＇＜0；曲线的斜率为K2＇，K2＇＜0；

所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:100≤α≤100:1；

所述光转换滤光器为荧光粉。

2.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述LED芯片发射光为紫外光、紫光或蓝光。

3.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述顺性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从400nm增大至465nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强变化趋势呈直线或曲线，直线的斜率为K1，K1＞0；曲线的斜率为K2，K2＞0。

4.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述直线的斜率K1为：0.1≤K1≤10；所述曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，并且K2为：0.1≤K2≤10。

5.根据权利要求4所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述直线的斜率K1为：0.5≤K1≤2；所述曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，并且K2为：0.5≤K2≤2。

6.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述反性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从400nm增大到465nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱变化趋势呈直线或曲线，直线的斜率为K1＇，K1＇＜0；曲线的斜率为K2＇，K2＇＜0。

7.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述直线的斜率K1＇为：-10≤K1＇≤-0.1；所述曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，并且K2＇为：-10≤K2＇≤-0.1。

8.根据权利要求7所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述直线的斜率K1＇为：-2≤K1＇≤-0.5；所述曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，并且K2＇为：-2≤K2＇≤-0.5。

9.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:10≤α≤10:1。

10.根据权利要求9所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:2≤α≤2:1。

11.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述顺性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强变化趋势呈直线或曲线；所述直线的斜率K1为：0.1≤K1≤10；所述曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，并且K2为：0.1≤K2≤10；所述反性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱变化趋势呈直线或曲线；所述直线的斜率K1＇为：-10≤K1＇≤-0.1；所述曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，并且K2＇为：-10≤K2＇≤-0.1；所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:10≤α≤10:1。

12.根据权利要求11所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值不小于1时，顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1：10≤α≤1:1；所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值小于1时，顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1：1＜α≤10:1。

13.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述LED光源中，光波长转换部件位于LED芯片的表面或与LED芯片隔开设置。

14.根据权利要求1所述的提高LED光源良率的方法，其特征在于：所述光波长转换部件中的光转换滤光器混合后设置于LED芯片的表面或与LED芯片隔开设置，或者所述光波长转换部件中的光转换滤光器各自独立的设置于LED芯片的表面或与LED芯片隔开设置。

15.一种提高LED光源良率的光波长转换部件，其特征在于：所述光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；

所述光转换滤光器为荧光粉；顺性激发荧光粉为在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1，K1＞0；曲线的斜率K2逐渐增大或逐渐减小，K2＞0；反性激发荧光粉为在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1＇，K1＇＜0；曲线的斜率K2＇逐渐增大或逐渐减小，K2＇＜0。

16.根据权利要求15所述的光波长转换部件，其特征在于：所述K1、K2、K1＇、K2＇的绝对值范围为0.5-2。

17.根据权利要求16所述的光波长转换部件，其特征在于：所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值不小于1时，顺性激发荧光粉与反性激发荧光粉的重量比例α为：1：10≤α≤1:1；所述K1/K1＇、K2/K2＇、K1/K2＇或K2/K1＇中任一比例的绝对值小于1时，顺性激发荧光粉与反性激发荧光粉的重量比例α为：1：1＜α≤10:1。

18.根据权利要求15所述的光波长转换部件，其特征在于：所述顺性激发光转换滤光器为选自铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种；所述反性激发光转换滤光器为选自铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种。

19.权利要求15-18中任一权利要求所述的光波长转换部件在LED领域中减小LED装置发出光的色度分布离散程度、提高良率的应用。

20.根据权利要求19所述的应用，其特征在于：所述LED装置为LED芯片或发出二次光的LED光源。

21.根据权利要求20所述的应用，其特征在于：所述发出二次光的LED光源为白光LED光源。

22.根据权利要求19所述的应用，其特征在于：所述LED领域包括LED照明和LED显示屏。

23.根据权利要求19所述的应用，其特征在于：所述光波长转换部件还在LED领域中减小LED装置发出光的色温、光效或显色指数离散程度的应用。

24.一种提高良率的LED光源装置，所述LED光源装置包括有发出二次光的LED光源、第二光波长转换部件；所述发出二次光的LED光源包括有LED芯片和第一光波长转换部件；其特征在于：

所述第二光波长转换部件至少具有两种光激发性能的光转换滤光器；所述两种光转换滤光器为在LED芯片发射光的波长从低到高激发下，经过其转换后发出光的发光强度呈现相反的变化趋势；

所述两种光激发性能的光转换滤光器分别为顺性激发光转换滤光器和反性激发光转换滤光器；

所述顺性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从弱到强变化趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1，K1＞0；曲线的斜率为K2，K2＞0；

所述反性激发光转换滤光器在LED芯片发射光的波长从380nm增大到480nm激发下，经过其转换后发出光的发光强度从强到弱变化趋势呈直线或曲线；直线的斜率为K1＇，K1＇＜0；曲线的斜率为K2＇，K2＇＜0；

所述顺性激发光转换滤光器与反性激发光转换滤光器的重量比例α为：1:100≤α≤100:1；

所述光转换滤光器为荧光粉。

25.根据权利要求24所述的LED光源装置，其特征在于：所述发出二次光的LED光源为白光LED光源。

26.根据权利要求24所述的LED光源装置，其特征在于：所述第一光波长转换部件为荧光粉中的任意一种或多种。

27.根据权利要求24所述的LED光源装置，其特征在于：所述第二光波长转换部件中的光转换滤光器为荧光粉；顺性激发荧光粉为铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种，反性激发荧光粉为铝酸盐、硅酸盐、氮化物中的任意一种。