一種高顯色指數(shù)的led燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高顯色指數(shù)的LED燈。在LED燈泡的制造中，一種獲得較高顯色指數(shù)CRI(一般高于80)的方法是，使用一組白色LED和一個(gè)或多個(gè)紅色LED。紅色LED提供較高的R9值，因此，可以實(shí)現(xiàn)較高CRI。紅色LED的顏色根據(jù)工作環(huán)境的溫度而漂移。一些LED燈泡的制造商制造了額外的電子驅(qū)動(dòng)電路以控制紅色LED，這使得LED燈的電子電路更復(fù)雜且不具有成本效益。本發(fā)明使用僅藍(lán)色LED一種類型和在LED頂部蓋了一層紅色磷光粉，以將藍(lán)色LED的輸出轉(zhuǎn)換成紫色光譜。紫色光接著穿過透射光學(xué)磷光膜，并且將紫色光的波長(zhǎng)改變?yōu)榘咨?。通過使用這種配置，不用紅色LED，也可以獲得具有良好CRI和低成本的LED燈泡。
【專利說明】—種高顯色指數(shù)的LED燈

【背景技術(shù)】
[0001]日本的Nichia公司于1996年研制出藍(lán)色LED芯片。該芯片發(fā)出藍(lán)色光并且激發(fā)磷光粉發(fā)出帶藍(lán)色的黃光。這個(gè)研制開啟了白色LED的時(shí)代。然而，由藍(lán)色光和黃色光產(chǎn)生的白色光沒有任何紅色光譜，因此，所產(chǎn)生的光具有低的顯色指數(shù)(CRI)，并且這種光對(duì)于每天的使用并非是優(yōu)選的光源。白色光包含若干顏色。白色光僅能夠由兩種或兩種以上的顏色的混合而形成。許多LED燈泡提供帶藍(lán)色的光，這在照明行業(yè)是常見的。為了獲得更高的CRI，相當(dāng)多的LED燈泡現(xiàn)在由一個(gè)或者多個(gè)紅色LED芯片和一組白色LED組成。紅色LED發(fā)出波長(zhǎng)為600nm-630nm的紅色光。這引入更高的R9值，因此，可以獲得更高的CRI。雖然可以實(shí)現(xiàn)更高的CRI，但是LED芯片在高溫下的顏色漂移是相當(dāng)顯著的，并且這導(dǎo)致了整個(gè)LED燈泡的顏色漂移。一些LED燈泡不得不增加單獨(dú)的電子驅(qū)動(dòng)電路以控制紅色LED，這增加了 LED燈泡驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)雜度且也增加了 LED燈泡的成本，并且在生產(chǎn)期間引入更高的失效率。
[0002]美國(guó)專利US7213940公開了范圍在430nm到480nm和600nm到630nm的兩組藍(lán)色和紅色LED產(chǎn)生混合光，該混合光具有在由坐標(biāo)為(0.32,0.40)、(0.36,0.48)、(0.43，0.45)、(0.42，0.42)、(0.36，0.38)的點(diǎn)所定義的1931CIE色度圖上的一個(gè)區(qū)域的X、y顏色坐標(biāo)。當(dāng)電流流過LED時(shí)，LED將產(chǎn)生熱，并且這改變了藍(lán)色和紅色LED的操作溫度。LED操作溫度的變化使得從LED發(fā)出的顏色不穩(wěn)定。此外，藍(lán)色和紅色LED的顏色改變并非以相同的速率，這使得從兩組LED發(fā)出的顏色更不穩(wěn)定。一種實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的顏色的方法是，具有兩種不同的電子LED驅(qū)動(dòng)電路，以分別控制藍(lán)色和紅色LED。另一種實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的顏色的方法是，具有僅一種類型的LED，以消除由于多類型的LED而引起的顏色漂移。而且，這也使電子驅(qū)動(dòng)電路更簡(jiǎn)單。
[0003]由于LED發(fā)光器的高效率和大量應(yīng)用，對(duì)LED發(fā)光器有著持續(xù)的需求。
[0004]到現(xiàn)在為止，通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)熟知，用以激發(fā)磷光粉的紫色光的光能量轉(zhuǎn)換效率高于紅外光或者藍(lán)色光。有幾個(gè)使用紫色LED和磷光粉來產(chǎn)生白光的授權(quán)專利。然而，現(xiàn)在制造出大量的藍(lán)色LED，并且藍(lán)色LED的成本比紫色LED低很多。此外，Journal ofLuminescence,第 129 卷，第 12 期,2009 年 12 月，1981-1982 頁(yè)，“Different Degradat1nBehav1rs of InGaN/GaN MQffs blue and v1let LEDs” 指出，在室溫下持續(xù)大約 400 小時(shí)的26.5A/cm2的注入電流密度下，InGaN/GAN多量子阱(MQW)藍(lán)色和紫色LED受到壓力。紫色LED比藍(lán)色LED退化快很多，因此，由藍(lán)色LED和磷光粉組合構(gòu)成的白色光具有更一致/穩(wěn)定的性能和更長(zhǎng)的生命周期。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明使用僅藍(lán)色LED—種類型和在LED頂部上的一層紅色磷光粉，以將藍(lán)色LED的輸出轉(zhuǎn)換成紫色光譜。紫色光接著穿過透射光學(xué)磷光膜，并且將紫色光的波長(zhǎng)改變?yōu)榘咨狻Ｍㄟ^使用這種配置，不用紅色LED，也可以獲得具有良好CRI和低成本的LED燈泡。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1根據(jù)本發(fā)明描繪了照明器件的第一實(shí)施例。
[0007]圖2根據(jù)本發(fā)明描繪了照明器件的第二實(shí)施例。
[0008]圖3根據(jù)本發(fā)明描繪了照明器件的第三實(shí)施例。
[0009]圖4是在圖1所描繪的實(shí)施例中所使用的LED燈的橫截面圖。
[0010]圖5是在圖3所描繪的實(shí)施例中所使用的LED燈的橫截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明介紹了一種節(jié)約成本的、制造具有高顯色指數(shù)的白色光源的方法。本發(fā)明涉及通過僅使用藍(lán)色LED來制造白色光源的方法。紫色光(波長(zhǎng)380nm-420nm)可以通過在藍(lán)色LED的頂部上覆蓋一層紅色磷光粉而得到。藍(lán)色LED激發(fā)紅色磷光粉以產(chǎn)生波長(zhǎng)為380nm-420nm的紫色光。所發(fā)出的紫色光進(jìn)一步通過發(fā)光體(熒光和/或磷光固體材料)激發(fā)，以便由該發(fā)光體對(duì)來自紫色光的輻射進(jìn)行下變頻，從而產(chǎn)生白色光。所產(chǎn)生的白色光具有高CRI，且波長(zhǎng)從500nm到650nm。
[0012]以下將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。參見圖1，該圖示出根據(jù)本發(fā)明的LED燈的一種實(shí)施例的截面圖。在圖1中所示的LED燈8包括布置在支架7上的一個(gè)或者更多個(gè)的藍(lán)色LED芯片1，對(duì)于高功率LED，支架7可以由熱傳遞良好的陶瓷電路板或者鋁電路板制成，或者是特制的LED引線框架。一層紅色磷光體和硅橡膠的混合物2覆蓋藍(lán)色LED，如圖1中所示。該紅色磷光體的混合物將由藍(lán)色LED發(fā)出的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換成范圍在380nm到420nm之間的紫色光。紅色磷光體可以是(SrCA)AlSiN3Eu2+或者(Sr，Ba，Ca)2Si具:Eu2+。紫色光接著將入射到發(fā)光體4，發(fā)光體4通過將黃色或者黃色和綠色的磷光粉與硅橡膠混合而制成。透射穿過發(fā)光體4的紫色光將被轉(zhuǎn)換成白色光。由于所產(chǎn)生的白色光組合了藍(lán)、紅、黃和綠的顏色，因此該光將具有高CRI。
[0013]圖2示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。紅色磷光體的混合物可以被設(shè)置為遠(yuǎn)程的磷光體蓋層，并且該蓋層距離藍(lán)色LED芯片的最小距離為2mm，以消除由藍(lán)色LED芯片所產(chǎn)生的且傳導(dǎo)到紅色磷光體的熱。圖3示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。紅色磷光體蓋層可以被設(shè)置為覆蓋多個(gè)藍(lán)色LED芯片。圖4和圖5示出了帶有LED燈的所提到的實(shí)施例的橫截面圖。電子LED驅(qū)動(dòng)板13被安裝在燈的內(nèi)部，并且正電壓線10和負(fù)電壓線9連接到LED支架7，以向藍(lán)色LED供電。電線11和電線12是連接到主電力供應(yīng)的N線和L線。
[0014]雖然結(jié)合附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其他的實(shí)施例可以提供相同的結(jié)果。本發(fā)明的變體和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的，并且在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光器件，其包括: 一個(gè)或多個(gè)LED，每個(gè)LED被配置為發(fā)出藍(lán)色光； 完全覆蓋各個(gè)所有LED的紅色磷光體和硅橡膠的混合物，其中被紅色磷光體和硅橡膠的混合物完全覆蓋的LED發(fā)出380nm到420nm的紫色光源； 由熒光粉和硅橡膠的混合物組成的發(fā)光體介質(zhì)，用于產(chǎn)生下變頻的光， 其中所發(fā)出的380nm到420nm的紫色光透射穿過所述發(fā)光體介質(zhì)，以將所述紫色光轉(zhuǎn)換成白色光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述一個(gè)或多個(gè)LED中的每個(gè)包括被配置為發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光面；并且其中所述紅色磷光體和硅橡膠的混合物與每個(gè)所述LED的每個(gè)發(fā)光面相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述一個(gè)或多個(gè)LED中的每個(gè)包括被配置為發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光面；并且其中所述紅色磷光體和硅橡膠的混合物與每個(gè)所述LED的所述發(fā)光面的邊緣相接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述一個(gè)或多個(gè)LED中的每個(gè)包括被配置為發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光面；并且其中所述紅色磷光體和硅橡膠的混合物與每個(gè)所述LED的所述發(fā)光面不接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光體介質(zhì)被分散在外殼構(gòu)件上或者其內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光體介質(zhì)被分散在光傳輸聚合物或者玻璃中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光體介質(zhì)被分散作為在光傳輸聚合物或者玻璃上的外部膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光體介質(zhì)包括黃色或者黃色和綠色的磷光粉的混合物。
【文檔編號(hào)】H01L33/48GK104409602SQ201410447641
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】鄭榕彬 申請(qǐng)人:鄭榕彬