CN110205085A - 白光led高显色指数的荧光胶及其制备方法和led封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种白光LED高显色指数的荧光胶，所述荧光胶由下述重量百分比的原料组成，各原料的含量百分数之和为100％：一种峰值波长位于440‑480nm之间的蓝色荧光粉,重量百分比为10%‑40%；一种或两种峰值波长位于490‑550nm之间的绿色荧光粉，重量百分比为0.5%‑30%；一种峰值波长位于560‑590nm之间的黄色荧光粉，重量百分比为0.5%‑10%；一种或两种峰值波长位于620‑660之间的红色荧光粉，重量百分比为0.5%‑10%；硅胶重量百分比50%‑80%；所述蓝色荧光粉为磷酸盐,所述绿色荧光粉为氮氧化物，所述黄色荧光粉为硅酸盐，所述红色荧光粉为氮化物或者氮氧化物红粉；该荧光胶能制得高显色指数的全光谱白光LED产品。

Description

白光LED高显色指数的荧光胶及其制备方法和LED封装结构
技术领域
本发明涉及LED灯封装技术领域，特别是一种白光LED高显色指数的荧光胶及其制备方法和LED封装结构。
背景技术
现有的常规白光LED封装系统采用440-460nm波长范围的氮化镓GaN蓝光芯片激发530-630nm波长范围的荧光粉，从而获得具有一定显色指数(CRI)的白光LED封装产品；国际上规定了15种标准色样用于计算显色指数R1-R15，标准光源的15种显色指数R1-R15均为100；通常将R1-R8的平均值定义为一般显色指数(CRI)，但其他显色指数(R9-R15)对于评价相对应色彩的还原性同样非常重要。
现有的白光LED产品光谱如图1所示，以常规的4000K色温光谱S1为例，光谱的连续性较差，与参考光源光谱S2相比，光谱中缺少400-440nm范围的蓝紫光部分，460-500nm范围的青色光部分，以及高于630nm的红光部分，并且蓝光450nm处的有一个非常突出的谱峰，导致其部分显色指数无法做到很高，如R9(饱和红色)、R11(饱和绿色)以及R12(饱和蓝色)，在其他显色指数做到很高(＞95)的情况下，R9、R11、R12三种显色指数通常无法同时做到90以上。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种白光LED高显色指数的荧光胶，能制作得到2200K-6500K的全色温白光高显色指数LED，实现了LED产品更好的显色效果。
本发明采用以下方案实现：一种白光LED高显色指数的荧光胶，所述荧光胶由下述重量百分比的原料组成，各原料的含量百分数之和为100％：
一种峰值波长位于440-480nm之间的蓝色荧光粉,重量百分比为10％-40％；
一种或两种峰值波长位于490-550nm之间的绿色荧光粉，重量百分比为0.5％-30％；
一种峰值波长位于560-590nm之间的黄色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
一种或两种峰值波长位于620-660之间的红色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
硅胶重量百分比50％-80％；
所述蓝色荧光粉为磷酸盐,所述绿色荧光粉为氮氧化物，所述黄色荧光粉为硅酸盐，所述红色荧光粉为氮化物或者氮氧化物。
另外，本发明还提供了一种白光LED高显色指数的荧光胶的制备方法，
步骤S1、准备按下述重量百分比的原料，各原料的含量百分数之和为100％：一种峰值波长位于440-480nm之间的蓝色荧光粉,重量百分比为10％-40％；
一种或两种峰值波长位于490-550nm之间的绿色荧光粉，重量百分比为0.5％-30％；
一种峰值波长位于560-590nm之间的黄色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
一种或两种峰值波长位于620-660nm之间的红色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
硅胶重量百分比50％-80％；
所述蓝色荧光粉为磷酸盐,所述绿色荧光粉为氮氧化物，所述黄色荧光粉为硅酸盐，所述红色荧光粉为氮化物或者氮氧化物；
步骤S2、将各原料混合后，进行搅拌真空脱泡，所述搅拌时间为：180-240s，搅拌速
度为：1500r/min-2500r/min；
步骤S3、再进行烘烤固化形成荧光胶，其中烘烤时间：300-360min，烘烤温度：120-150℃。
本发明还提供了一种LED封装结构，所述LED封装结构包括所述的荧光胶和灯珠支架，所述灯珠支架上通过固晶工艺排列有一颗或者多颗蓝紫光芯片，所述蓝紫光芯片的峰值波长介于400-420nm之间，所述蓝紫光芯片通过金线与灯珠支架连接，所述荧光胶设置于所述蓝紫光芯片上方。
进一步的，所述蓝紫光芯片材质为氮化镓GaN。
本发明的有益效果在于：本发明通过一种蓝紫光晶片与4-6种荧光粉通过混合调配不同的荧光粉比例，从而得到2200K-6500K的全色温白光高显色指数LED，使R1-R15这15种显色指数的平均值做到95以上，R9、R11、R12做到90以上。光谱范围可以覆盖380-780nm全部可见光范围，与标准的自然光源非常接近，实现了更好的显色效果，同时这种与自然光源光谱非常接近的光谱对人眼及人体的正常生物节律等都更有益处。
附图说明
图1是现有技术中白光LED产品光谱与参考光源光谱的对比示意图。
图2是本发明荧光胶的制备方法流程示意图。
图3是本发明的LED封装结构光谱与参考光源光谱的对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
由于常规白光LED光谱中460-500nm的青光强度很低，因此特别补充搭配一种峰值波长位于440-480nm之间的蓝色荧光粉，荧光粉材质为磷酸盐，用于补充光谱中缺少的青色光部分，重量百分比约为10％-40％；同时搭配一种或两种峰值波长位于490-550nm之间的绿色荧光粉，荧光粉材质为氮氧化物，用于构成光谱中的绿色部分，重量百分比约为0.5％-30％；再同时搭配一种峰值波长位于560-590nm之间的黄色荧光粉，荧光粉材质为硅酸盐，用于构成光谱中的黄色部分，重量百分比约为0.5％-10％；最后使用一种或两种峰值波长位于620-660nm之间的红色荧光粉，荧光粉材质为氮化物或者氮氧化物红粉，用于构成光谱中的红色部分,重量百分比约为0.5％-10％；胶水重量百分比50％-80％。通过这种特殊的芯片(蓝紫光芯片，芯片的峰值波长介于400-420nm之间)与荧光粉波段的搭配，实现了光谱覆盖380-780nm的全部可见光波段范围，从而提升了R1-R15全部的显色指数，使R1-R15这15种显色指数的平均值可以做到95以上，R9、R11、R12做到90以上。
本发明提供了一种白光LED高显色指数的荧光胶，所述荧光胶由下述重量百分比的原料组成，各原料的含量百分数之和为100％：
一种峰值波长位于440-480nm之间的蓝色荧光粉,重量百分比为10％-40％；
一种或两种峰值波长位于490-550nm之间的绿色荧光粉，重量百分比为0.5％-30％；
一种峰值波长位于560-590nm之间的黄色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
一种或两种峰值波长位于620-660nm之间的红色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
硅胶重量百分比50％-80％；
所述蓝色荧光粉为磷酸盐,所述绿色荧光粉为氮氧化物，所述黄色荧光粉为硅酸盐，所述红色荧光粉为氮化物或者氮氧化物。
下面列举8个实施例对本发明作进一步说明：
实施例一：一种峰值波长位于440nm的磷酸盐蓝色荧光粉10kg，
一种峰值波长位于490nm的氮氧化物绿色荧光粉为0.5kg，
一种峰值波长位于560nm的硅酸盐黄色荧光粉为0.5kg，
一种峰值波长位于620nm的氮化物或者氮氧化物红色荧光粉为0.5kg，硅胶50kg，进行混合制成荧光胶。
实施例二：一种峰值波长位于480nm的磷酸盐蓝色荧光粉40kg，
一种峰值波长位于550nm的氮氧化物绿色荧光粉为30kg，
一种峰值波长位于590nm的硅酸盐黄色荧光粉为10kg，
一种峰值波长位于660nm的氮化物或者氮氧化物红色荧光粉为10kg，硅胶80kg，进行混合制成荧光胶。
实施例三：一种峰值波长位于450nm的磷酸盐蓝色荧光粉11kg，
一种峰值波长位于500nm的氮氧化物绿色荧光粉为0.8kg，
一种峰值波长位于580nm的硅酸盐黄色荧光粉为0.9kg，
一种峰值波长位于650nm的氮化物或者氮氧化物红色荧光粉为0.6kg，硅胶55kg，进行混合制成荧光胶。
实施例四：一种峰值波长位于440nm的磷酸盐蓝色荧光粉10kg，
一种峰值波长位于550nm的氮氧化物绿色荧光粉为29kg，
一种峰值波长位于590nm的硅酸盐黄色荧光粉为0.5kg，
一种峰值波长位于650nm的氮化物或者氮氧化物红色荧光粉为0.5kg，硅胶50kg，进行混合制成荧光胶。
实施例五：一种峰值波长位于480nm的磷酸盐蓝色荧光粉15kg，
一种峰值波长位于490nm的氮氧化物绿色荧光粉为0.9kg，
一种峰值波长位于500nm的硅酸盐黄色荧光粉为1kg，
一种峰值波长位于660nm的氮化物或者氮氧化物红色荧光粉为10kg，硅胶60kg，进行混合制成荧光胶。
实施例六：一种峰值波长位于440nm的磷酸盐蓝色荧光粉10kg，
一种峰值波长位于490nm的氮氧化物绿色荧光粉为0.2kg，和一种峰值波长位于500nm的氮氧化物绿色荧光粉为0.3kg
一种峰值波长位于560nm的硅酸盐黄色荧光粉为0.5kg，
一种峰值波长位于620nm的氮化物红色荧光粉为0.7kg，和一种峰值波长位于650nm的氮氧化物红色荧光粉为0.5kg，硅胶50kg，进行混合制成荧光胶。
实施例七：一种峰值波长位于480nm的磷酸盐蓝色荧光粉40kg，
一种峰值波长位于550nm的氮氧化物绿色荧光粉为18kg，和一种峰值波长位于510nm的氮氧化物绿色荧光粉为12kg
一种峰值波长位于590nm的硅酸盐黄色荧光粉为10kg，
一种峰值波长位于660nm的氮化物或者氮氧化物红色荧光粉为5kg，和一种峰值波长位于620nm的氮氧化物红色荧光粉为5kg，硅胶80kg，进行混合制成荧光胶。
实施例八：一种峰值波长位于480nm的磷酸盐蓝色荧光粉40kg，
一种峰值波长位于550nm的氮氧化物绿色荧光粉为28kg，和一种峰值波长位于490nm的氮氧化物绿色荧光粉为0.3kg
一种峰值波长位于590nm的硅酸盐黄色荧光粉为10kg，
一种峰值波长位于660nm的氮化物或者氮氧化物红色荧光粉为8kg，和一种峰值波长位于620nm的氮氧化物红色荧光粉为2kg，硅胶80kg，进行混合制成荧光胶。
请参阅图2所示，本发明还提供了一种白光LED高显色指数的荧光胶的制备方法，
步骤S1、准备按下述重量百分比的原料，各原料的含量百分数之和为100％：一种峰值波长位于440-480nm之间的蓝色荧光粉,重量百分比为10％-40％；
一种或两种峰值波长位于490-550nm之间的绿色荧光粉，重量百分比为0.5％-30％；
一种峰值波长位于560-590nm之间的黄色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
一种或两种峰值波长位于620-660nm之间的红色荧光粉，重量百分比为0.5％-10％；
硅胶重量百分比50％-80％；
所述蓝色荧光粉为磷酸盐,所述绿色荧光粉为氮氧化物，所述黄色荧光粉为硅酸盐，所述红色荧光粉为氮化物或者氮氧化物；
步骤S2、将各原料混合后，进行搅拌真空脱泡，所述搅拌时间为：180-240s，搅拌速
度为：1500r/min-2500r/min；
步骤S3、再进行烘烤固化形成荧光胶，其中烘烤时间：300-360min，烘烤温度：120-150℃。
为了补充现有白光LED光谱中缺少的波段范围，使用波长更短的芯片作为激发荧光粉的芯片，芯片的峰值波长介于400-420nm之间，芯片材质为氮化镓GaN，用于补充白光LED光谱中缺少的蓝紫光部分；本发明提供了一种LED封装结构，所述LED封装结构包括所述的荧光胶和灯珠支架，所述灯珠支架上通过固晶工艺排列有一颗或者多颗蓝紫光芯片，所述蓝紫光芯片的峰值波长介于400-420nm之间，所述蓝紫光芯片通过金线与灯珠支架连接，所述荧光胶设置于所述蓝紫光芯片上方；得到高显色指数的全光谱LED封装结构。该LED封装结构的光谱与参考光源光谱的对比请参阅图3所示，以常规的4000K色温光谱A1为例，与参考光源光谱A2相比，光谱的连续性比较好，显色效果好；且光谱在全部可见光波段范围均有覆盖，并且改进后的光谱形状与参考光源非常接近，从而提升了R1-R15全部的显色指数，使R1-R15这15种显色指数的平均值可以做到95以上，R9、R11、R12做到90以上。其中,所述蓝紫光芯片材质为氮化镓GaN。
下面列举5个改进后的高显色指数的全光谱方案实施例以及1个现有常规方案对比例对本发明做进一步说明，各荧光粉及硅胶的比例如下表1所示：
表1：
方案改进前后显色指数对比如下表2所示，改进后的高显色指数荧光粉方案大大提升了R8、R9、R11及R12这几个显色指数，是一种R1-R15全部可以做到大于90的全光谱荧光粉方案。
表2：
从表2可以得出本发明是一种高显色指数的全光谱白光LED封装结构，实现了更好的显色效果。
总之，本发明通过一种蓝紫光晶片与4-6种荧光粉通过混合调配不同的荧光粉比例，从而得到2200K-6500K的全色温白光高显色指数LED，使R1-R15这15种显色指数的平均值做到95以上，R9、R11、R12做到90以上。光谱范围可以覆盖380-780nm全部可见光范围，与标准的自然光源非常接近，实现了更好的显色效果，同时这种与自然光源光谱非常接近的光谱对人眼及人体的正常生物节律等都更有益处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种白光LED高显色指数的荧光胶，其特征在于：所述荧光胶由下述重量百分比的原料组成，各原料的含量百分数之和为100％：
一种峰值波长位于440-480nm之间的蓝色荧光粉,重量百分比为10%-40%；
一种或两种峰值波长位于490-550nm之间的绿色荧光粉，重量百分比为0.5%-30%；
一种峰值波长位于560-590nm之间的黄色荧光粉，重量百分比为0.5%-10%；
一种或两种峰值波长位于620-660nm之间的红色荧光粉，重量百分比为0.5%-10%；
硅胶重量百分比50%-80%；
所述蓝色荧光粉为磷酸盐,所述绿色荧光粉为氮氧化物，所述黄色荧光粉为硅酸盐，所述红色荧光粉为氮化物或者氮氧化物。
2.一种白光LED高显色指数的荧光胶的制备方法，其特征在于：
步骤S1、准备按下述重量百分比的原料，各原料的含量百分数之和为100％：一种峰值波长位于440-480nm之间的蓝色荧光粉,重量百分比为10%-40%；
一种或两种峰值波长位于490-550nm之间的绿色荧光粉，重量百分比为0.5%-30%；
一种峰值波长位于560-590nm之间的黄色荧光粉，重量百分比为0.5%-10%；
一种或两种峰值波长位于620-660nm之间的红色荧光粉，重量百分比为0.5%-10%；
硅胶重量百分比50%-80%；
所述蓝色荧光粉为磷酸盐,所述绿色荧光粉为氮氧化物，所述黄色荧光粉为硅酸盐，所述红色荧光粉为氮化物或者氮氧化物；
步骤S2、将各原料混合后，进行搅拌真空脱泡，所述搅拌时间为：180-240s，搅拌速度为：1500r/min -2500r/min；
步骤S3、再进行烘烤固化形成荧光胶，其中烘烤时间：300-360min，烘烤温度：120-150℃。
3.一种LED封装结构，其特征在于：所述LED封装结构包括如权利要求1所述的荧光胶和灯珠支架，所述灯珠支架上通过固晶工艺排列有一颗或者多颗蓝紫光芯片，所述蓝紫光芯片的峰值波长介于400-420nm之间，所述蓝紫光芯片通过金线与灯珠支架连接，所述荧光胶设置于所述蓝紫光芯片上方。
4.根据权利要求3所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述蓝紫光芯片材质为氮化镓GaN。
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