[发明专利]一种高显色指数的LED灯

说明书

背景技术

日本的Nichia公司于1996年研制出蓝色LED芯片。该芯片发出蓝色光并且激发磷光粉发出带蓝色的黄光。这个研制开启了白色LED的时代。然而，由蓝色光和黄色光产生的白色光没有任何红色光谱，因此，所产生的光具有低的显色指数(CRI)，并且这种光对于每天的使用并非是优选的光源。白色光包含若干颜色。白色光仅能够由两种或两种以上的颜色的混合而形成。许多LED灯泡提供带蓝色的光，这在照明行业是常见的。为了获得更高的CRI，相当多的LED灯泡现在由一个或者多个红色LED芯片和一组白色LED组成。红色LED发出波长为600nm-630nm的红色光。这引入更高的R9值，因此，可以获得更高的CRI。虽然可以实现更高的CRI，但是LED芯片在高温下的颜色漂移是相当显著的，并且这导致了整个LED灯泡的颜色漂移。一些LED灯泡不得不增加单独的电子驱动电路以控制红色LED，这增加了LED灯泡驱动电路的复杂度且也增加了LED灯泡的成本，并且在生产期间引入更高的失效率。

美国专利US7213940公开了范围在430nm到480nm和600nm到630nm的两组蓝色和红色LED产生混合光，该混合光具有在由坐标为(0.32,0.40)、(0.36,0.48)、(0.43,0.45)、(0.42,0.42)、(0.36,0.38)的点所定义的1931CIE色度图上的一个区域的x、y颜色坐标。当电流流过LED时，LED将产生热，并且这改变了蓝色和红色LED的操作温度。LED操作温度的变化使得从LED发出的颜色不稳定。此外，蓝色和红色LED的颜色改变并非以相同的速率，这使得从两组LED发出的颜色更不稳定。一种实现更稳定的颜色的方法是，具有两种不同的电子LED驱动电路，以分别控制蓝色和红色LED。另一种实现更稳定的颜色的方法是，具有仅一种类型的LED，以消除由于多类型的LED而引起的颜色漂移。而且，这也使电子驱动电路更简单。

由于LED发光器的高效率和大量应用，对LED发光器有着持续的需求。

到现在为止，通过实验已经熟知，用以激发磷光粉的紫色光的光能量转换效率高于红外光或者蓝色光。有几个使用紫色LED和磷光粉来产生白光的授权专利。然而，现在制造出大量的蓝色LED，并且蓝色LED的成本比紫色LED低很多。此外，Journal of Luminescence，第129卷，第12期，2009年12月，1981-1982页，“Different Degradation Behaviors of InGaN/GaN MQWs blue and violet LEDs”指出，在室温下持续大约400小时的26.5A/cm²的注入电流密度下，InGaN/GAN多量子阱(MQW)蓝色和紫色LED受到压力。紫色LED比蓝色LED退化快很多，因此，由蓝色LED和磷光粉组合构成的白色光具有更一致/稳定的性能和更长的生命周期。

发明内容

本发明使用仅蓝色LED一种类型和在LED顶部上的一层红色磷光粉，以将蓝色LED的输出转换成紫色光谱。紫色光接着穿过透射光学磷光膜，并且将紫色光的波长改变为白色光。通过使用这种配置，不用红色LED，也可以获得具有良好CRI和低成本的LED灯泡。

附图说明

图1根据本发明描绘了照明器件的第一实施例。

图2根据本发明描绘了照明器件的第二实施例。

图3根据本发明描绘了照明器件的第三实施例。

图4是在图1所描绘的实施例中所使用的LED灯的横截面图。

图5是在图3所描绘的实施例中所使用的LED灯的横截面图。

具体实施方式

本发明介绍了一种节约成本的、制造具有高显色指数的白色光源的方法。本发明涉及通过仅使用蓝色LED来制造白色光源的方法。紫色光(波长380nm-420nm)可以通过在蓝色LED的顶部上覆盖一层红色磷光粉而得到。蓝色LED激发红色磷光粉以产生波长为380nm-420nm的紫色光。所发出的紫色光进一步通过发光体(荧光和/或磷光固体材料)激发，以便由该发光体对来自紫色光的辐射进行下变频，从而产生白色光。所产生的白色光具有高CRI，且波长从500nm到650nm。