[发明专利]一种基于荧光粉转换的高显色性白光LED的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及白光LED照明领域，具体涉及基于荧光粉转换高光效高显色性的白光LED的制造方法。

背景技术

LED(light emitting diode)，由于具有体积小，光效高，寿命长，光衰小、节能，低碳，环保等优点，作为第四代照明光源迅速兴起。合成白光LED的方法有三种：红、绿、蓝三种芯片组合型白光、荧光转换型白光LED和单芯片多量子阱型白光LED。

荧光转换型白光LED方法，蓝光InGaN的LED芯片激发YAG:Ce³⁺荧光粉得到白光LED是目前使用最广泛的封装白光LED的方法，而且荧光粉转换法也是最具有潜力应用的方法之一。YAG:Ce³⁺荧光粉的发光效率相对较高，封装成灯的发光效率也比较高，但是YAG:Ce³⁺荧光粉发射光谱中缺少红光，所以只用YAG:Ce³⁺荧光粉是不能满足照明上高显色指数的要求。而在白光LED照明领域中，高光效、高显色指数是白光照明的必然发展趋势。

发明内容

本发明是通过改变不同比例的的绿-黄橙色荧光粉M_3-aSiO₅:aEu²⁺，(0＜a＜0.1，M为Sr、Ba中的一种或者两种)，或者铝酸盐体系Re_3-aAl_5-bGa_bO₁₂:aCe³⁺(0＜a＜0.1；0≤b＜3；Re＝Ce、Lu中的一种或两种)中的一种或者两种；红色氮化物荧光粉M_2-aSi₅N₈:aEu²⁺(0＜a＜0.2，M为Sr、Ba中的一种或者两种)以及封装用两组份硅胶的比例，与Ga(In)N蓝光芯片封装后可制备出色温2500-6500K范围内，显色指数大于85，光效大于80lm/W的白光LED，在照明工业上具有广泛应用前景。

由此，本发明采用的方案是：通过荧光光谱仪分别测试所选取荧光粉的激发发射光谱图，计算其在蓝光激发下的色坐标，然后将样品按不同的比例与硅胶均匀混合，用蓝光芯片进行封装。通过光电分析系统测试所封装白光LED的发射光谱，对荧光粉和白光LED的显色指数、色温、光效等参数进行对比分析，研究荧光粉比例、粉胶比例与封装白光LED光色参数变化规律，最终得到基于荧光粉转化的高显色性、高光效白光LED优化封装条件。

上述高显色性白光LED的制备过程包括以下步骤：

测试所用荧光粉的激发发射光谱，根据色度学原理按照一定的比例混合荧光粉。测试混合粉的激发发射光谱。再按比例称量两份有机硅胶与混合荧光粉，搅拌30min后，抽真空去泡，与蓝光芯片进行封装。放入烘箱于70℃烘烤50-80min初步固化，再于130℃经过二次固化3-6h，即得到所需要的白光LED样品。使用光电分析系统对封装完成的白光LED样品进行光谱测试。通过测试样品的光谱、色温、光效、显指以及色坐标等参数来确定适合的封装条件。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

(1)本发明中，在传统封装用YAG类荧光粉的基础上，通过加入氮化物红色荧光粉和硅酸盐绿色-橙色荧光粉，拓宽发射光谱区域，从而提高白光LED显色指数。

(2)根据LED灯芯片的不同种类以及要求，结合色品图和色度学原理，设计不同荧光粉的种类、配比，以及粉胶比，封装色温2500-6500K，显色指数大于85，光效大于80lm/W的白光LED，在这两方面都达到照明需求。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例2中封装成白光LED的电致发射光谱图；

图2为本发明实施例4中封装成白光LED的电致发射光谱图；

图3为本发明实施例5中封装成白光LED的电致发射光谱图；

图4为本发明实施实例1-6中封装白光LED的色坐标图；

具体实施方式

实施例1

称量原料

硅胶A：0.5g

硅胶B：0.5g

铝酸盐类荧光粉：0.056g

氮化物红色荧光粉：0.024g