[发明专利]高显色性白光LED

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种白光LED，特别涉及一种在2700-13000K全色温范围内的高显色性高光效的白光LED。

【背景技术】

白光LED做为半导体照明光源，由于它具有节能、环保、体积小，寿命长等诸多优点，受到全世界用户的青睐，近年得到了迅速发展。但是白光LED要真正进入普通照明领域替代传统光源，除了需要解决高光效、高光通、低价格等问题外，还需要解决高显色性问题。按照照明标准，一般住宅、办公和许多公共场所，都要求一般显色指数Ra≥80，而在手术室、美术室、博物馆、照相馆、演播厅、珠宝店、高级商店、高级会所以及印染、颜色鉴别场所等则要求显色指数Ra≥90，且显色指数Ra越大越好。

白光LED目前有三种组成方式：1.用R、G、B三基色的LED组合而成。2.用紫外光LED芯片涂敷R、G、B三基色荧光粉而成。3.用蓝光LED芯片涂敷黄色YAG荧光粉而成。第一种方案中，由于R、G、B三基色的单色LED发出的光，它的光谱宽度很窄，在可见光光谱380-780nm范围内，它的组合结果光谱连续性很差，显色指数Ra通常较低，难以采用。第二种方案中由于紫外光LED芯片目前光效很低，且封装材料易老化、防紫外光外泄伤害人体等问题尚未解决，虽然其Ra较高，但仍未大量使用。因此唯有第三种用蓝光LED芯片涂敷荧光粉的方案得到迅速应用。

第三种的蓝光LED芯片涂敷黄色YAG荧光粉的方案中，用蓝、黄两互补色可形成白光，但因光谱中缺红，所以难以制作低色温(例如相关色温小于4000K)的白光LED，而且其显色指数Ra也较低，多数在5500K以上显色指数Ra才能大于80，且最高也仅有85上下，无法实现Ra≥90的目标。为了克服这一缺点，人们在黄色荧光粉的基础上又加入红色荧光粉，形成了蓝光LED芯片+黄色荧光粉+红色荧光粉的方案，在这一方案中，可实现制作低色温(例2700-4000K)的白光LED，同时也使显色指数Ra提高了，如中国专利申请号为200710008637.5的专利文献中披露的一种获得高光效高显色性的LED灯的方法，但在这一方案中显然白光LED在380-780nm范围内缺乏绿光光谱，使得显色指数Ra提高受到限制。为了克服这一缺点，人们又提出了另一方案，如中国专利申请号200610061934.1的专利文献中，披露的一种通过蓝光LED芯片激发绿色荧光粉和红色荧光粉获得白光的方法，使显色指数Ra又提高了一步，似乎蓝光、绿光、红光三基色光都有，已经很完善，但事实上，使用上述方案在可见光光谱范围内还是不够连续，存在缺陷。

太阳发出的可见光范围内(380-780nm)的光谱是连续的，但其白光颜色从早晨到晚上、从冬天到夏天、从南方到北方是不一样的，因此人们用色温这个指标来衡量。而人造光源(除白炽灯、金卤灯等黑体外)由于光谱连续性和光谱形状存在缺陷，用相关色温来近似描述其白光颜色的不同。目前市场上流行的产品相关色温从2700-13000K左右，要使人造光源在某一相关色温区与太阳光尽可能相近，不但要求在全光谱范围内光谱的连续性，而且还要求其光谱形状必须与太阳光谱尽可能的相近，这就是提高显色指数Ra的方向，即要求光谱尽可能连续，而且还要求各波长的光谱高度比例符合要求。而上述中国专利申请号为200610061934.1的专利文献中，还披露的一种通过蓝光LED激发绿色荧光粉、红色荧光粉、和选自蓝绿色荧光粉、橙(或黄)色荧光粉中的至少一种荧光粉，而获得白光LED的方法，虽然上述方法可以获得白光LED，但若仅仅在蓝光LED芯片上涂敷三种或三种以上乃至无数种荧光粉，进行任意堆砌，虽然光谱连续性得到绝对保证，但其光谱形状若与太阳光同色温区相差太多，显色指数Ra反而会更低。

因此，在现阶段如何使白光LED既能在全光谱范围内保持光谱的连续性，并且其各波长的光谱高度又能与太阳光谱尽可能的相近，已成为一个急需解决的重要课题。

【发明内容】

本发明的目的，在于提供一种既能在380-780nm的全光谱、相关色温从2700-13000K左右的范围内保持光谱的连续性，并且其各波长的光谱高度又能与太阳光谱尽可能的相近的高显色性白光LED。

本发明是通过下述技术方案实现发明目的：