[發明專利]一種采用新型透明陶瓷的LED燈具

有效

• 申請號: 201410201973.1
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN104119071A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 俞立軍
• 申請（專利權）人: 江蘇誠贏照明電器有限公司
• 主分類號: C04B35/44
• 分類號: C04B35/44;C04B35/505
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種白光LED燈具，尤其是一種使用改進的YAG(釔鋁石榴石)透明陶瓷材料的LED燈。

背景技術

白光LED自問世以來，便因其使用壽命長、高效節能、綠色環保等優點被譽為繼白熾燈、熒光燈、氣體放電之后的第四代照明光源，被廣泛應用于LCD、手機、數碼相機等領域。近幾年來，隨著以白光LED為主的半導體照明產業的飛速發展，白光LED在固態照明方面顯示出了巨大的市場潛力和應用前景，引起了各國政府、公司及科研院所的高度重視，紛紛設立專門的機構推動半導體照明技術的發展。

目前白光LED是利用藍光LED激發黃色熒光粉涂覆層發出黃光，進而藍光與黃光復合后發出白光。這種白光LED具有壽命長、綠色環保等特點，蘊含巨大市場潛力和應用前景。

黃色熒光粉的主要成分是鈰摻雜的釔鋁石榴石(YAG:Ce)。傳統的粉體封裝白光LED采用環氧樹脂或者硅膠固定藍光芯片，制備出白光LEO的缺點有：一方面由于涂敷在芯片表面的熒光粉與硅膠混合層的厚度很難控制，白光相關色溫(CCT)角向分布不均勻，導致出射白光有藍圈、黃圈的現象；另一方面白光LED的壽命短、穩定性差。同時，由于藍色LED芯片散發的熱量和短波輻射，導致用于固定藍色LED芯片上熒光粉的有機材料透光率下降，使得白光LED的壽命趨于縮短；由于熒光粉緊貼芯片發熱源，溫升導致熒光粉性能劣化，影響了產品的穩定性。

解決這些問題的關鍵在于改變熒光粉的封裝方式。近幾年，人們嘗試將陶瓷的均勻性高、穩定性好及使用壽命長等特點，利用在白光LED的封裝上，對YAG:Ce陶瓷進行大量的研究，并取得了一定的成果。

2005年，日本電氣玻璃公司首先制備出用于白光LED的Ce:YAG微晶玻璃陶瓷熒光體，由于它兼有玻璃和陶瓷的許多優點，如堅硬、耐熱、耐潮濕、耐腐蝕等，用在白光LED封裝上取得了不錯的效果。

Jong等人研究熒光粉遠置封裝方式，既降低了熒光粉溫度，又減少了芯片對熒光粉散射光的吸收，提高了出光效率。Shunsuke等人研究玻璃陶瓷熒光粉，但由于玻璃基質為Al2O3-SiO2，且采用傳統的高溫固相法，所以制備溫度高達1500～1650℃。

中國專利CN102501478A公開了一種用于白光LED熒光轉換的復合透明陶瓷及其制備方法，該復合透明陶瓷由上下兩層透明陶瓷粘合而成，上層透明陶瓷采用Pr改性的YAG透明陶瓷，下層采用Ce改性的YAG透明陶瓷。采用藍光LED激發該復合透明陶瓷，產生的紅光和透過的藍光形成高品質的白光，具有顯色指數高，色溫溫和的特點。

中國專利CN102390982A公開了一種發白光的低溫共燒陶瓷材料及其制備方法，該陶瓷材料各組分的摩爾百分比為：CaO:10-20％，B₂O₃:50-60％，SiO₂:50-60％，光激活劑離子1-9％。該陶瓷采用Sol-gol法，燒結溫度較低，收縮率在13-17％之間。制備出的陶瓷材料可以用于照明及顯示等領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于高功率LED照明領域的使用改進的Ce:YAG透明陶瓷材料的LED燈具，與現有技術相比，該LED燈具在顯色指數和色溫方面有改進。具有熱導率高，化學穩定性好，壽命長，發光效率高的特點。

本發明在傳統的Ce:YAG透明陶瓷材料增加了添加劑SiO₂，其含量對于對釔鋁石榴石基質的表面形貌，晶體結構和相純度有重要的影響，本發明利用傳統的固相法優化和改進YAG:Ce遠程熒光體的制備工藝，優化了SiO2的摻雜質量比，本發明人意外的發現當SiO₂的摻雜比例在10-15％時候，得到的改性YAG陶瓷的透明度和透光率最大，同時適量的SiO₂的可以降低Ce:YAG透明陶瓷材料的煅燒溫度。適量的SiO₂加入Ce:YAG透明陶瓷材料后形成了固溶膠，有助于在晶體結構中形成空位，從而提高透光度。