[發(fā)明專利]制備低色溫高顯色性大功率白光LED的新方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010164096.7
• 申請(qǐng)日: 2010-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101872825A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭震寧;林介本;劉康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/48
• 分類號(hào): H01L33/48;H01L33/50
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 張梧邨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低色溫高顯色性白光LED，具體是一種制備低色溫高顯色性大功率白光LED的新方法。

背景技術(shù)

隨著發(fā)光二極管(LED)芯片和封裝技術(shù)的提升，白光LED作為普通照明光源逐步受到人們的青睞。它具有低壓、低功耗、高可靠性、長(zhǎng)壽命等一系列優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于LED路燈、LED燈具等領(lǐng)域，是一種符合國(guó)家“節(jié)能減排”政策的綠色新光源。2009年9月，歐盟率先出臺(tái)白熾燈禁售的政策，各國(guó)也紛紛發(fā)布禁售的進(jìn)程，使得白光LED向普通照明尤其是室內(nèi)照明又向前推進(jìn)了一大步。然而，白光LED的顯色性是制約其進(jìn)入室內(nèi)照明，特別是閱讀照明、醫(yī)療照明的技術(shù)瓶頸。

目前，低色溫高顯色性白光LED是國(guó)內(nèi)外企業(yè)和科研院所的研究熱點(diǎn)之一，現(xiàn)有制備白光LED的主要方法有：

(一)紅、綠、藍(lán)(RGB)三色LED芯片產(chǎn)生寬譜帶白光。該方法可以制備色溫覆蓋2700～13000K的白光，并可以通過(guò)多芯片集成設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)顯色指數(shù)高達(dá)90以上的白光。但該方法的封裝結(jié)構(gòu)和電路驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，RGB三色芯片光衰不一致，導(dǎo)致產(chǎn)品的穩(wěn)定性差，且成本較高。

(二)近紫外LED(nUV-LED)芯片激發(fā)RGB熒光粉產(chǎn)生白光。該方法可以通過(guò)熒光粉配比實(shí)現(xiàn)顯色指數(shù)高達(dá)96的暖白光，但存在近紫外LED芯片成本高，效率低，存在紫外線泄漏并使封裝材料容易老化，縮減白光LED的壽命。

(三)InGaN基藍(lán)光LED芯片激發(fā)稀土熒光粉制備各種色溫的白光LED。

目前，第三種方法是制備白光LED的主流方式。采用InGaN基藍(lán)光LED芯片激發(fā)YAG:Ce³⁺黃色熒光粉，難以實(shí)現(xiàn)在4000K以下低色溫且Ra＞80的高顯色性的白光LED。為改變單色熒光粉的不足，鄭代順等人采用藍(lán)光LED芯片激發(fā)黃色和紅色熒光粉得到的白光LED，其Tc和Ra分別為3200K和83.2，但因?yàn)樗{(lán)光LED的發(fā)射峰值波長(zhǎng)與紅色熒光粉的激發(fā)光譜不匹配，導(dǎo)致器件的光通量和發(fā)光效率只有14.1lm和12.72lm/W。吳海彬，Rong-JunXie等人的研究也表明：4000K以下的低色溫白光LED發(fā)光效率較低(＜20lm/w)，這是因?yàn)樗{(lán)光LED激發(fā)黃色、紅色熒光粉轉(zhuǎn)換效率較低的問(wèn)題。此外，Naoki?Kimura等人先后采用藍(lán)光LED芯片激發(fā)三種或多種熒光粉制備低色溫高顯色性白光LED，但仍存在熒光粉轉(zhuǎn)換效率不高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備低色溫高顯色性大功率白光LED的新方法，其可大幅度提高熒光粉的轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：制備低色溫高顯色性大功率白光LED的新方法，采用InGaN基藍(lán)光LED芯片激發(fā)熒光粉，上述熒光粉為黃色熒光粉、綠色熒光粉和橙紅色熒光粉的混合物，且黃色熒光粉和綠色熒光粉的激發(fā)光譜峰值均與InGaN基藍(lán)光LED芯片的發(fā)射光譜相匹配，綠色熒光粉的發(fā)射光譜的峰值與橙紅色熒光粉的激發(fā)光譜相匹配。

其中，InGaN藍(lán)光LED芯片的發(fā)射峰值波長(zhǎng)為450-460nm，黃色熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)是450-460nm的藍(lán)光，發(fā)射光譜的峰值波長(zhǎng)是557nm；綠色熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)是450-460nm的藍(lán)光，發(fā)射光譜的峰值波長(zhǎng)是521nm；橙紅色熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)是520-530nm的綠光，發(fā)射光譜的峰值波長(zhǎng)是635nm。

上述黃色熒光粉、綠色熒光粉、橙紅色熒光粉的重量比例為6-8∶7-9∶2-6。

上述熒光粉與硅膠均勻混合，且硅膠、黃色熒光粉、綠色熒光粉、橙紅色熒光粉的重量比例為1∶(0.06～0.08)∶(0.07～0.09)∶(0.02～0.06)。

采用本發(fā)明方法制備出來(lái)白光LED，色溫范圍在2700-5000K之間，顯色指數(shù)高于85，發(fā)光效率高于50lm/W。

采用上述方案后，本發(fā)明制備低色溫高顯色性大功率白光LED的新方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于黃色、綠色熒光粉的激發(fā)光譜峰值均與InGaN基藍(lán)光LED芯片的發(fā)射光譜相匹配，綠色熒光粉的發(fā)射光譜的峰值與橙紅色熒光粉的激發(fā)光譜相匹配，提高了熒光粉的光致發(fā)光轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高了白光LED的發(fā)光效率；在黃色、綠色、橙紅色熒光粉合理配比的情況下，由藍(lán)色光、黃色光、綠色光和橙紅色光組成的白光光譜具有良好的連續(xù)性和均衡性，接近太陽(yáng)光的標(biāo)準(zhǔn)光譜，即在低色溫條件下實(shí)現(xiàn)了大功率白光LED發(fā)光效率高、顯色性高的目的。采用本發(fā)明方法制備出來(lái)白光LED，色溫范圍在2700-5000K之間，顯色指數(shù)高于85，發(fā)光效率高于50lm/W。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理示意圖；