[发明专利]一种大功率LED照明灯

说明书

本申请是于2010年5月10日提交的名称为“一种大功率LED照明灯”的中国专利申请201010176600.5的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及LED灯的封装技术，更具体地，本发明涉及一种具有高显色性的大功率LED照明灯，其封装技术和电源电路设计符合LED国际照明安全及能源标签要求。

背景技术

随着发光二极管（LED）技术的发展，越来越多的大功率LED灯被设计用于照明，例如居家照明。相对于现有的白炽灯等照明光源，LED灯具有亮度充足、节能、可靠性高、寿命长等诸多优点，这使其在照明领域具有更广阔的应用前景。

近两年LED技术得到进一步广泛的应用，各个国家对其使用要求也越来越严格，都颁发了对应的标准，比如美国的能源标签和欧洲的CE认证都增加了LED灯的相关要求，其中对LED电路、显色指数、红黄光对比、安全要求等要求越来越高。

现有的LED芯片一般只能发出特定波长的光，例如蓝光、红光、绿光或黄光，这种单色LED芯片的显色性较差，限制了其在更大范围内的推广应用。所谓的显色性指的是光源对于物体颜色呈现的程度，通常称为显色指数（CRI），显色指数越高，表示各色物体受这一光源照射下的效果与在基准光源（例如理论上显色指数为100的白炽灯）照射下的效果越接近，颜色失真越小。国际上规定了14个标准色样并且由其平均值人们可以计算较宽范围的CRI（R_1-14），其中测量强红色的显色性的R₉值（或称红黄光对比值）对于很多应用范围特别是医学应用是非常重要的。

为了替代现有的白炽灯，需要开发出具有高显色指数的白光LED灯。目前较为常见的白光LED是用蓝光芯片和YAG黄光荧光粉构成的，其中利用蓝光芯片发出的蓝光激发荧光粉发出黄光，剩余的蓝光和所产生的黄光混色形成白光，但因为其白光中仅含有蓝色和黄色光谱，显色指数仍大大低于传统灯具，且红黄光对比值R₉为0或负值。现有技术中一般通过以下方式改进白光LED灯：（1）对多种单色光LED芯片（如蓝光芯片、黄光芯片、红光芯片和/或绿光芯片）同时通电，多色光源发出的光混合得到高显色指数的白光，但由于这种方案的控制电路复杂且芯片成本极高，因此在市场上较少采用；（2）用混合的多种荧光粉封装一片或多片蓝光芯片，通过激发出的多种单色光与蓝光混合得到高显色指数的白光，但这种方案的发光效率较低，只有正常值的大约70％，且多种荧光颗粒的存在导致光衰严重，实用性较差；（3）用黄光荧光粉封装蓝光芯片形成常规的白光芯片，其所发射的白光与附加的红光芯片发射的红光混合得到高显色指数的白光，但由于红光芯片的成本非常高，且其发光效率相对较低，因此仍有进一步改进的空间。

另外一些现有技术采用了上述方式的组合，例如：中国专利申请200810027162.9和中国专利ZL200820124942.0利用至少包括白光芯片、红光芯片和绿光芯片的LED模组来改善白光LED灯的显色指数；中国专利ZL200520088490.1公开了一种在蓝光芯片外依次包裹黄粉层和红粉层的白光LED灯；中国专利申请200810217679.4和200910105257.2采用蓝光芯片和红光（黄光）芯片激发绿光荧光粉和黄光（红光）荧光粉来改善光谱成分，提高LED灯的显色指数；中国专利ZL200720108605.8及ZL200720006417.4利用混合黄光荧光粉的硅胶来封装蓝光芯片和红光芯片以改善白光LED的显色性；中国专利申请200910025014.8通过使用蓝光晶片发射的蓝光激发混合荧光粉产生黄绿光和红光来改善LED灯的显色指数。

上述技术方案虽然在一定程度上提高了白光LED灯的显色指数，但总体来说存在红光补偿不易实现、结构复杂、成本较高、难以进行大批量标准化生产等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种新型LED照明灯，此种LED灯具有较高的显色指数，能够增大照射角度，提高散热效率，同时采用无金属导电体外露的设计以符合安全标准。

根据本发明的一个方面，提供一种具有高显色指数的白光LED灯，其包括发光模块、与之固定连接的散热体和内部电源电路，其特征在于，所述发光模块包括：第一组蓝光LED芯片，其上涂覆有利用蓝光激发出白光的荧光粉；以及第二组蓝光LED芯片，其上涂覆有利用蓝光激发出红光的荧光粉。

优选地，所述LED灯产生的白光的红黄光对比值R₉高于1。