專利名稱：白光led照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流LED白光照明裝置及其制造方法，屬于LED制造領(lǐng)域。更具體的說，涉及一種使用藍色余輝發(fā)光材料和黃色發(fā)光材料制備交流LED白光照明裝置的方法。
背景技術(shù)：
目前，LED用于照明、顯示和背光源等領(lǐng)域，并以其節(jié)能、耐用、無污染等優(yōu)點作為最有希望的下一代照明方式而引起廣泛的重視。實現(xiàn)白光LED有多種方案，其中采用藍光 LED芯片和黃色熒光粉組合來實現(xiàn)白光發(fā)射，是當前制備白光LED最為成熟的技術(shù)方案。 1967年《Appl. Phys. Lett.》第11卷第53頁報道了發(fā)光材料Y3Al5O12 Ce3+，該材料具有黃色發(fā)光，最強發(fā)光波長在550納米，壽命小于100納秒。1997年《Appl. Phys. Α》第64期417頁報道了利用Y3Al5O12 = Ce3+的黃色發(fā)光和藍光氮化鎵實現(xiàn)了 LED白光發(fā)射，此技術(shù)是當前制備白光LED最為成熟的技術(shù)方案。但在實際應(yīng)用中，隨著工作中器件溫度的升高，藍光LED 芯片和熒光粉的發(fā)光強度都會下降，而且熒光粉的發(fā)光強度下降更為顯著，這就影響了 LED 的使用。傳統(tǒng)LED都用直流電做為驅(qū)動能源，然而目前不論是家庭、工商業(yè)或公共用電，大多以交流電的方式提供，因此在使用LED作為照明等用途時必須附帶整流變壓器將交流/ 直流轉(zhuǎn)換，才能確保LED的正常運作。但在交流/直流轉(zhuǎn)換的過程中，有高達15 30%的電力耗損，同時轉(zhuǎn)換設(shè)備成本也很可觀，在安裝上也費工費時，效率不高。CN100464111C公布了一種利用不同發(fā)光顏色的LED芯片并聯(lián)在交流電源中的交流LED燈，主要描述不同顏色的LED芯片在一起構(gòu)成白光，及其具體電路，如紅、綠和藍色發(fā)光芯片，而沒有涉及發(fā)光粉。美國專利US 7，489，086，B2公布了一種交流LED驅(qū)動裝置及使用它的照明器件該專利也著重于電路的組成，而對發(fā)光粉未見創(chuàng)新報道，仍然是使用傳統(tǒng)Y3Al5O12 = Ce3+發(fā)光粉。本發(fā)明的發(fā)明人研究了一種具有黃色長余輝現(xiàn)象的LO3 · Al2O3 · Si02:Ce -B-Na-P發(fā)光材料及使用它的白光LED照明裝置(中國專利申請200910307357. 3)。目前，仍然需要進行交流LED白光照明裝置的研究，以克服溫度淬滅效應(yīng)和交流電流方向改變給交流LED白光照明裝置帶來的影響，為LED白光照明領(lǐng)域提供更多選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的LED白光照明裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案藍光LED芯片或紫外芯片+藍色余輝發(fā)光材料A+黃色發(fā)光材料B。其中，藍色余輝發(fā)光材料A與黃色發(fā)光材料B的重量配比為10-70Wt% 30 90wt%。 優(yōu)選的是20 50wt% 50 80wt%。進一步地，所述藍色余輝發(fā)光材料A的發(fā)光波長峰值在440-490納米之間。進一步地，所述藍色余輝發(fā)光材料A 為 Sr4Al14O25: Eu2+，Dy3+、Sr2MgSi2O7: Eu2+，Dy3+、 CaS Bi3+，Na+、CaS Cu+，Na+ 或 CaSrS Bi3+ 中的至少一種。所述黃色發(fā)光材料B的發(fā)光波長峰值在520-580納米之間。
進一步地，黃色發(fā)光材料B是具有余輝現(xiàn)象的發(fā)光材料、不具有余輝的黃色發(fā)光材料，或二者混合。進一步地，黃色發(fā)光材料B 是=Y2O3 · Al2O3 · Si02:Ce · B · Na · P、Y2O2SiMg, Ti、 Sr3SiO5 Eu2+，Dy3+、Ca2MgSi2O7 Eu2+，Dy3+、CaS Sm3+、YAG Ce 或 TAG Ce 中的至少一種。本發(fā)明LED白光照明裝置的白光發(fā)射來自于在藍光LED芯片或紫外芯片的激發(fā)下，藍色余輝發(fā)光粉發(fā)射的藍光，黃色發(fā)光粉發(fā)射的黃光與芯片的光組合成白光。用紫光和紫外LED芯片也能激發(fā)上述發(fā)光粉，產(chǎn)生同樣的效果。本發(fā)明發(fā)光材料涂層可以采用藍色余輝發(fā)光材料A+黃色發(fā)光材料B的混合發(fā)光涂層。也可以先將藍色余輝發(fā)光材料A涂在芯片上后再在藍色余輝發(fā)光材料A涂層上黃色發(fā)光材料B。本發(fā)明交流LED白光照明裝置原理如下通過附

圖1中所示的交流LED照明裝置的基本模塊示意圖可以看出，由于交流電的周期性特性，所以基于此模塊的LED的發(fā)光也會具有明暗變化的周期性，亦即發(fā)光頻閃， 從而影響器件的使用。本發(fā)明由于采用具有余輝特性的發(fā)光材料，在激發(fā)光源消失時能維持發(fā)光，這樣， 在基于本發(fā)明方案的交流LED白光照明裝置中，當電流周期變化時，藍色余輝材料會發(fā)射藍色余輝，起到了彌補藍光和激發(fā)黃色發(fā)光粉的作用，從而克服了由于交流電波動導(dǎo)致的 LED芯片的發(fā)光頻閃對照明器件的影響，使器件在交流周期的光輸出保持穩(wěn)定。另外，由于在交流周期內(nèi)LED芯片有半個周期不工作，使得其熱效應(yīng)下降，這樣有助于克服現(xiàn)有LED白光照明裝置使用中碰到的芯片發(fā)熱帶來的系列難題。說明書附1為交流LED發(fā)光裝置LED基本模塊示意2 為 Sr4Al14O25: Eu2+，Dy3+ 余輝光譜圖3 為 Sr2MgSi2O7 Eu2+，Dy3+ 余輝光譜圖 4 為 IO3 · Al2O3 · SiO2 Ce · B · Na · P 的光致發(fā)光光譜圖5為LED發(fā)光單元組成示意5-1，1為藍色余輝發(fā)光材料A+黃色發(fā)光材料B的混合發(fā)光涂層；2為藍光、紫光或紫外LED芯片；3為透鏡。圖5-2，2為藍光、紫光或紫外LED芯片；3為透鏡，5為藍色余輝發(fā)光材料A的涂層，4為黃色發(fā)光材料B的涂層。以下通過實施例形式的具體實施方式
，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進一步的詳細說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。特別是在基本電路組成上，本發(fā)明的實施例僅給出了最簡單的單向串聯(lián)式電路，但本發(fā)明的交流LED照明裝置的電路并不局限于此，還包括如反向串并聯(lián)式電路和橋式電路。實施例中，藍光LED芯片的發(fā)射波長為460納米，紫光LED 芯片的發(fā)射波長為400nm，紫外LED芯片的發(fā)射波長為365nm。
具體實施例方式一種新的LED白光照明裝置，它是由藍光LED芯片+藍色余輝發(fā)光材料A+黃色發(fā)光材料B組成。其中，藍色余輝發(fā)光材料A與黃色發(fā)光材料B的重量配比為 10-70wt% 30-90wt%。優(yōu)選的是20-50wt% 50_80wt%。其中，藍色余輝發(fā)光材料A的發(fā)光波長峰值在440-490納米之間，如 Sr4Al14O25 Eu2+，Dy3+、Sr2MgSi2O7 Eu2+，Dy3+、CaS Bi3+，Na+、CaS Cu+，Na+、CaSrS Bi3+。可以是一種或一種以上藍色余輝發(fā)光材料的組合。黃色發(fā)光材料B可以是具有余輝現(xiàn)象的發(fā)光材料，也可以是不具有余輝的黃色發(fā)光材料，或是二者混合。其發(fā)光波長峰值在520-580納米之間。具有余輝現(xiàn)象的發(fā)光材料: Ce 激活的具有余輝現(xiàn)象的 IO3 .Al2O3 .SiO2:Ce ·Β · Na · P、Y2O2S:Mg，Ti、Sr3SiO5:Eu2+，Dy3+、 Ca2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+、CaS:Sm3+ ；不具有余輝的黃色發(fā)光材料 YAG:Ce 和 TAG:Ce。本發(fā)明LED白光照明裝置的白光發(fā)射來自于在藍光LED芯片激發(fā)下，藍色余輝發(fā)光粉發(fā)射的藍光，黃色發(fā)光粉發(fā)射的黃光與芯片的光組合成白光。本發(fā)明交流LED白光照明裝置通過并聯(lián)兩個反向的LED或橋式電路可以實現(xiàn)交流輸入。但是由于交流電的周期性特性，所以基于此兩個模塊的LED的發(fā)光也會具有明暗變化的周期性，亦即發(fā)光頻閃，從而影響器件的使用。本發(fā)明由于采用具有余輝特性的發(fā)光材料，在激發(fā)光源消失時能維持發(fā)光，這樣， 在基于本發(fā)明方案的交流LED白光照明裝置中，當電流周期變化時，藍色余輝材料會發(fā)射藍色余輝，起到了彌補藍光和激發(fā)黃色發(fā)光粉的作用，從而克服了由于交流電波動導(dǎo)致的 LED芯片的發(fā)光頻閃對照明器件的影響，使器件在交流周期的光輸出保持穩(wěn)定。另外，由于在交流周期內(nèi)LED芯片有半個周期不工作，使得其熱效應(yīng)下降，這樣有助于克服現(xiàn)有LED白光照明裝置使用中碰到的芯片發(fā)熱帶來的系列難題。以下是具體實施例。實施例1-18表 1
實施例LED -H-· LL 心片藍色余輝發(fā)光材料A (wt% )黃色發(fā)光材料B (wt% )1藍光40% Sr4Al14O25: Eu2+, Dy3+60% Y2O3 · Al2O3 · SiO2:Ce -B-Na-P2藍光35% Sr2MgSi2O7: Eu2+，Dy3+65% Y3Al5O12:Ce3藍光10% Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+ +30% Sr4Al14O25: Eu2+，Dy3+60% Tb3Al5O12:Ce4藍光5% Sr#gSi207:Eu2+，Dy3+ +30% Sr4Al14O25: Eu2+，Dy3+ +15% CaSBi3+，Na+25% Y2O3 · Al2O3 · SiO2:Ce -B-Na-P + 10% Sr3SiO5:Eu2+, Dy3+ + 15% Ca2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+
權(quán)利要求
1.白光LED照明裝置，其特征在于所述白光LED照明裝置內(nèi)部封裝的芯片為藍光、紫光或紫外LED芯片，其發(fā)光涂層采用的發(fā)光材料為藍色余輝發(fā)光材料A與黃色發(fā)光材料B 的組合，其中，藍色余輝發(fā)光材料A與黃色發(fā)光材料B的重量配比為10 70wt% 30 90wt%o
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED照明裝置，其特征在于藍色余輝發(fā)光材料A與黃色發(fā)光材料B的重量配比為20 50wt% 50 80wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的白光LED照明裝置，其特征在于所述藍色余輝發(fā)光材料A的發(fā)光波長峰值在440 490納米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的白光LED照明裝置，其特征在于所述藍色余輝發(fā)光材料A為 Sr4Al14O25 Eu2+，Dy3+、Sr2MgSi2O7 Eu2+，Dy3+、CaS Bi3+，Na+、CaS Cu+，Na+ 或 CaSrS Bi3+ 中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的白光LED照明裝置，其特征在于黃色發(fā)光材料B的發(fā)光波長峰值在520 580納米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的白光LED照明裝置，其特征在于黃色發(fā)光材料B是具有余輝現(xiàn)象的發(fā)光材料、不具有余輝的黃色發(fā)光材料，或二者混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的白光LED照明裝置，其特征在于黃色發(fā)光材料B是 Y2O3 · Al2O3 · SiO2:Ce · B · Na · P、Y2O2SiMg, Ti、Sr3SiO5:Eu2+, Dy3+、Ca2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+、 CaS Sm3+、YAG Ce 或 TAG Ce 中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項所述的白光LED照明裝置，其特征在于所述發(fā)光涂層為藍色余輝發(fā)光材料A與黃色發(fā)光材料B混合后的涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項所述的白光LED照明裝置，其特征在于所述發(fā)光涂層為藍色余輝發(fā)光材料A的涂層，黃色發(fā)光材料B的涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項所述的白光LED照明裝置，其特征在于所述的白光LED 照明裝置的供電頻率不小于50赫茲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交流LED白光照明裝置及其制造方法，屬于LED制造領(lǐng)域。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服溫度淬滅效應(yīng)和交流電流方向改變給交流LED白光照明裝置帶來的影響，為LED白光照明領(lǐng)域提供更多選擇。本發(fā)明交流白光LED照明裝置，其特征在于它是由藍光、紫光或紫外LED芯片與藍色余輝發(fā)光材料A+黃色發(fā)光材料B組成；其中，藍色余輝發(fā)光材料A與黃色發(fā)光材料B的重量配比為10～70wt％∶30～90wt％。本發(fā)明由于采用具有余輝特性的發(fā)光材料，在激發(fā)光源消失時能維持發(fā)光，克服了由于交流電波動導(dǎo)致的LED芯片的發(fā)光波動對照明器件的影響，以及芯片發(fā)熱帶來的難題。
文檔編號H01L33/48GK102192422SQ20101017919
公開日2011年9月21日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者張明, 李東明, 趙昆 申請人:四川新力光源有限公司