[发明专利]高显色指数的白光LED灯及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及白光LED灯技术领域，特别涉及一种高显色指数的白光LED灯及其制造方法。

背景技术

近年来，在LED照明领域，对LED灯源的要求越来越高，特别是对光源的显色指数及光效的要求。

光源的显色指数（Ra）描述了光源对物体真实的呈现程度，光效（ηV）则是描述光源将电能转化为光能能力的高低，因此Ra和ηV 是评价LED光源性能的两个重要参数。

目前市面上的LED光源，其发光模组多使用蓝光激发YAG荧光粉的白光LED，虽然这种LED制作工艺成熟，光效较高，但显色指数并不理想，不能满足优质照明要求。也有LED采用在YAG荧光粉加入少量硫化物红色荧光粉，此种LED虽然显色指数较高，但是光效降低，而且由于硫化物对LED芯片的侵蚀而影响其寿命，同样不能满足照明要求。另有LED采用在YAG荧光粉中加入氮化物红色荧光粉，这种LED光效和显色指数虽然较为理想，但是氮化物荧光粉制备困难、价格昂贵，致使这种LED成本大大提高，不适合在LED灯具里大量使用。还有一种LED灯是通过由白光LED加红光LED混合光而成，虽然可以解决显色指数问题，但还是存在光的分布均匀度及设计空间受限等问题。因此，迫切需要一种既容易实现、又能满足各种照明场合对显色指数的要求、同时光效高、且成本较低的LED灯具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高显色指数的白光LED灯及其制造方法，该灯发出的白光分布均匀、光线柔和，具有高显色指数和高光效，发光角度接近360°角度。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种高显色指数的白光LED灯，包括灯头、透明灯壳，还包括在石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱表面沉积有第1黄色荧光粉层，在第1黄色荧光粉层上面镀有一层红光波长控制膜；在石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱一端或两端活动固装有荧光发光模组。

所述荧光发光模组由依次匹配排列的荧光透镜模组、二极管发光模组和电源模组组成，并以机械结构作可装拆的紧密连接。所述荧光透镜模组的聚光凸透镜面沉积有第2黄色荧光粉层。所述二极管发光模组为蓝光发光二极管或蓝光激光二极管的封装体，蓝光发光二极管或蓝光激光二极管的封装体与所述荧光透镜模组紧密接触。

制造上述高显色指数的白光LED灯的方法中，关键是在石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱上沉积第1黄色荧光粉层及红光波长控制膜，其第1种制造工艺步骤为：（1）将经过温和等离子体表面处理的石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱放入低温水平磁控溅镀机进行真空溅镀，靶材为黄色荧光粉，真空度为0.001—0.000001毫米汞柱，保护气体为纯度达99.999﹪的氩气，以动量转移方式将黄色荧光粉分子沉积在石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱的表面上，所获得的第1黄色荧光粉层的厚度为0.00001—0.001毫米；（2）在与上述真空度相同的条件下由二氧化钛和二氧化锆复合的陶瓷靶材在所述第1黄色荧光粉层上面镀上一层红光波长控制膜，所述二氧化钛和二氧化锆的配份比例为TiO2：ZrO2＝（1—4）：（4—1），所获得的红光波长控制膜的厚度为0.00001—0.001毫米。

制造高显色指数的白光LED灯的方法中，在石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱上沉积黄色荧光粉层及红光波长控制膜的第2种制造工艺步骤为：（1）用升华机对黄色荧光粉作进一步纯化，温度为300—500°C，时间为30—100分钟，将纯化好的黄色荧光粉置入真空蒸镀机的坩锅室内进行蒸镀，时间为1—10分钟，真空度为0.001—0.000001毫米汞柱，温度为100—1200°C，所获得的第1黄色荧光粉层的厚度为0.00001—0.001毫米；（2）与上述真空度相同的条件下由二氧化钛和二氧化锆复合的陶瓷靶材在所述第1黄色荧光粉层上面镀上一层红光波长控制膜，所述二氧化钛和二氧化锆的配份比例为TiO2：ZrO2＝（1—4）：（4—1），所获得的红光波长控制膜的厚度为0.00001—0.001毫米。

在所述荧光透镜模组的聚光凸透镜面沉积相应的第2黄色荧光粉层的制造工艺方法与所述的在石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱表面沉积相应第1黄色荧光粉层的制造工艺方法相同。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

（1）由于在石英光纤或塑胶光纤或塑胶导光柱表面镀上黄色荧光粉层及红光波长控制光学膜，出来的白光分布均匀、显色指数高（达到90以上）、光效高，光线的柔和度非常高。