[發明專利]一種紅色LED光學裝置

在審

• 申請號: 202010981333.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112038468A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉榮輝;劉元紅;秦少偉;陳觀通;王恒;馬小樂;薛原
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司;河北雄安稀土功能材料創新中心有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

本發明涉及一種LED芯片復合Mn⁴⁺激活的紅色發光材料和濾光材料的紅色LED光學裝置，該紅色發光材料的發射主峰波長位于630±1nm。本發明的光學裝置利用LED芯片復合紅色發光材料和濾光材料的實現方式，具有制備工藝簡單、可靠性能優異、出光效率高等特點。本發明所提供的紅色光學裝置的發射主峰波長位于630±1nm，在植物照明、光學治療及白光照明和顯示領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及紅色光學技術領域，尤其涉及一種LED芯片復合Mn⁴⁺激活的紅色發光材料和濾光材料的紅色LED光學裝置。

背景技術

紅光波段一般為600-700nm范圍，該波段波譜在植物照明、光學治療、以及白光照明和顯示領域具有很好的應用前景，在國內外引起廣泛的關注。目前紅光大多采用紅光半導體芯片的方式實現，由于紅光半導體芯片技術成熟度不高，紅光芯片存在發光效率低、且制造成本高等問題。

使用技術成熟度高的藍光芯片復合紅色熒光粉轉化產生紅光，可以大大降低紅光的成本，且在高效藍光芯片激發下可獲得更高光效的熒光轉換型紅光芯片。在此波段光輻射作用于人體不同的器官或組織，影響人的生理和心理健康，比如620-640nm光可以促進成骨細胞增值及分化、增強肌膚膠原細胞的活性、促進傷口愈合。在植物生長中，葉綠素A、B與光敏色素PR、PFR不僅吸收420-500 nm藍紫光，還吸收600-690nm紅光。在全光譜照明和廣色域顯示中，紅光作為白光的核心組成部分直接決定了光源的發光品質和顯色能力。熒光轉換型紅光光源在高品質照明和顯示、植物生長、醫療健康等領域具有極大的應用前景。

發明內容

基于現有技術的上述情況，本發明的目的在于提供一種LED芯片復合Mn⁴⁺激活的紅色發光材料和濾光材料的紅色LED光學裝置。該紅色發光材料的發射主峰波長位于630±1nm，在植物照明、光學醫療及白光照明等領域具有很好的應用前景。

為達到上述目的，本發明提供了一種紅色LED光學裝置，所述光學裝置包含LED芯片、紅色熒光粉和濾光材料。

進一步的，所述LED芯片為發射峰值波長位于420-470nm的藍光芯片。

進一步的，所述紅色熒光粉位于所述藍光芯片上方，所述濾光材料位于所述紅色熒光粉上方。

進一步的，所述紅色熒光粉化學式表示為K_2(1-y)[(Ge_1-xSi_x)_1-aF₆]:aMn⁴⁺，其中，0≤x≤1，0.06≤a≤0.13，0≤y≤0.1。

進一步的，所述濾光材料對LED芯片激發紅色熒光粉后剩余的一次光的濾除率大于97%，對550-750nm波段范圍光的透過率大于90%。

進一步的，所述濾光材料為無機復合材料或有機-無機復合材料。

進一步的，將所述紅色熒光粉與硅膠混合后置于所述LED芯片上，其中所述紅色熒光粉占硅膠和紅色熒光粉總質量的30%-80%。

進一步的，紅色熒光粉層與所述藍光芯片之間包括一層有機硅膠。

進一步的，所述光學裝置中LED芯片激發下紅色熒光粉發出的二次光，從所述光學裝置中發出的光束角度范圍為60°至150°。

綜上所述，本發明提供了一種LED芯片復合Mn⁴⁺激活的紅色發光材料和濾光材料的紅色LED光學裝置。該紅色發光材料的發射主峰波長位于630±1nm，在植物照明、光學醫療及白光照明等領域具有很好的應用前景。