高顯色指數的白光led燈及其製造方法
2023-06-06 08:58:31 1
專利名稱：高顯色指數的白光led燈及其製造方法
技術領域：
本發明涉及白光LED燈技術領域，特別涉及一種高顯色指數的白光LED燈及其制
造方法。
背景技術：
近年來，在LED照明領域，對LED燈源的要求越來越高，特別是對光源的顯色指數及光效的要求。光源的顯色指數(Ra)描述了光源對物體真實的呈現程度，光效(nV)則是描述光源將電能轉化為光能能力的高低，因此Ra和nV是評價LED光源性能的兩個重要參數。目前市面上的LED光源，其發光模組多使用藍光激發YAG螢光粉的白光LED，雖然這種LED製作工藝成熟，光效較高，但顯色指數並不理想，不能滿足優質照明要求。也有LED 採用在YAG螢光粉加入少量硫化物紅色螢光粉，此種LED雖然顯色指數較高，但是光效降低，而且由於硫化物對LED晶片的侵蝕而影響其壽命，同樣不能滿足照明要求。另有LED採用在YAG螢光粉中加入氮化物紅色螢光粉，這種LED光效和顯色指數雖然較為理想，但是氮化物螢光粉製備困難、價格昂貴，致使這種LED成本大大提高，不適合在LED燈具裡大量使用。還有一種LED燈是通過由白光LED加紅光LED混合光而成，雖然可以解決顯色指數問題，但還是存在光的分布均勻度及設計空間受限等問題。因此，迫切需要一種既容易實現、 又能滿足各種照明場合對顯色指數的要求、同時光效高、且成本較低的LED燈具。
發明內容
本發明的目的在於提供一種高顯色指數的白光LED燈及其製造方法，該燈發出的白光分布均勻、光線柔和，具有高顯色指數和高光效，發光角度接近360°角度。本發明所提出的技術解決方案是這樣的
一種高顯色指數的白光LED燈，包括燈頭、透明燈殼，還包括在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱表面沉積有第1黃色螢光粉層，在第1黃色螢光粉層上面鍍有一層紅光波長控制膜；在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱一端或兩端活動固裝有螢光發光模組。所述螢光發光模組由依次匹配排列的螢光透鏡模組、二極體發光模組和電源模組組成，並以機械結構作可裝拆的緊密連接。所述螢光透鏡模組的聚光凸透鏡面沉積有第2 黃色螢光粉層。所述二極體發光模組為藍光發光二極體或藍光雷射二極體的封裝體，藍光發光二極體或藍光雷射二極體的封裝體與所述螢光透鏡模組緊密接觸。製造上述高顯色指數的白光LED燈的方法中，關鍵是在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱上沉積第1黃色螢光粉層及紅光波長控制膜，其第1種製造工藝步驟為(1)將經過溫和等離子體表面處理的石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱放入低溫水平磁控濺鍍機進行真空濺鍍，靶材為黃色螢光粉，真空度為0.001-0. 000001毫米汞柱，保護氣體為純度達99. 999 %的氬氣，以動量轉移方式將黃色螢光粉分子沉積在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱的表面上，所獲得的第1黃色螢光粉層的厚度為0. 00001-0. 001毫米；(2)在與上述真空度相同的條件下由二氧化鈦和二氧化鋯複合的陶瓷靶材在所述第1黃色螢光粉層上面鍍上一層紅光波長控制膜，所述二氧化鈦和二氧化鋯的配份比例為Ti02 :Zr02 = (1一4 ) (4一 1)，所獲得的紅光波長控制膜的厚度為0. 00001一 0. 001毫米。製造高顯色指數的白光LED燈的方法中，在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱上沉積黃色螢光粉層及紅光波長控制膜的第2種製造工藝步驟為(1)用升華機對黃色螢光粉作進一步純化，溫度為300—500° C，時間為30—100分鐘，將純化好的黃色螢光粉置入真空蒸鍍機的坩鍋室內進行蒸鍍，時間為1 一 10分鐘，真空度為0. 001—0. 000001毫米汞柱，溫度為100—1200° C，所獲得的第1黃色螢光粉層的厚度為0. 00001—0. 001毫米；(2) 與上述真空度相同的條件下由二氧化鈦和二氧化鋯複合的陶瓷靶材在所述第1黃色螢光粉層上面鍍上一層紅光波長控制膜，所述二氧化鈦和二氧化鋯的配份比例為Ti02 :Zr02 = (1一4) :(4一 1)，所獲得的紅光波長控制膜的厚度為0. 00001—0. 001毫米。在所述螢光透鏡模組的聚光凸透鏡面沉積相應的第2黃色螢光粉層的製造工藝方法與所述的在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱表面沉積相應第1黃色螢光粉層的製造工藝方法相同。與現有技術相比，本發明具有如下顯著效果
(1)由於在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱表面鍍上黃色螢光粉層及紅光波長控制光學膜，出來的白光分布均勻、顯色指數高(達到90以上)、光效高，光線的柔和度非常高。(2)由於在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱的一端或兩端裝有由螢光透鏡模組、藍光二極體發光模組和電源模組組成的螢光發光模組，從而大大增加了發光面積，其發光角度接近360°角度。(3)本高顯色指數的白光LED燈具製造及維修方便。現有的LED燈具，發光、透鏡、 電源模組均焊接在一起，一旦其中某一模組出現問題，整個燈具就要報廢，而本發明中各模組可自由拆裝，若其中某一個模組發生故障時，可自由進行更換，大大降低生產組裝及維修成本。
圖1是本發明一個實施例的高顯色指數光纖的白光LED燈的結構示意圖。
具體實施例方式通過下面實施例對本發明作進一步詳細闡述。實施例1
參見圖1所示，一種高顯色指數的白光LED燈由石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱1、 螢光透鏡模組、二極體發光模組3、電源模組5、燈頭4和透明燈殼10組成。在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱1表面沉積有第1黃色螢光粉層7，在第1黃色螢光粉層7上面鍍上一層紅光波長控制膜8，在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱1 一端或兩端活動固裝有螢光發光模組，該螢光發光模組由依次匹配排列的螢光透鏡模組、藍光二極體發光模組3和電源模組5組成並用可拆裝的機械緊固結構作緊固連接。所述第1黃色螢光粉層7的厚度為0. 00001—0. 001毫米。所述紅光波長控制膜8的厚度為0. 00001—0. 001毫米。螢光透鏡模組由凹透鏡2—1和凸透鏡2—2匹配組合而成，在凸透鏡面上沉積一層第2黃色螢光粉層6。藍光二極體發光模組3可以採用藍光發光二極體LED或藍光雷射二極體LD的封裝體，其封裝體與螢光透鏡模組緊密接觸。電源模組5向二極體發光模組3供電。上述石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱1和螢光發光模組裝嵌在由燈頭4和透明燈殼10形成的空腔內，燈頭4的兩個電極腳分別與電源模組5的電源輸入端相連接。實施例2
在製造高顯色指數的白光LED的過程中，在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱1表面沉積第1黃色螢光粉層7及紅光波長控制膜8的工藝步驟為
(1)將經過溫和等離子體表面處理以增強其附著力的石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱1放入低溫水平磁控濺鍍機進行真空濺鍍，靶材為黃色螢光粉，真空度為0. 001-0. 0000001毫米汞柱，時間為1一 10分鐘，保護氣體採用純度為99. 999 %的氬氣。以動量轉移方式將黃色螢光粉分子沉積在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱表面上，該第1黃色螢光粉層 的厚度為0. 00001—0. 001毫米。螢光透鏡模組的凸透鏡2—2面的第2黃色螢光粉層6也是按上述相同方法、相同條件進行沉積獲得的。(2)在與上述真空度相同的條件下由Ti02與&02複合的陶瓷靶材在上述第1黃色螢光粉層7上面鍍上一層紅光波長控制膜8，所述複合陶瓷靶材的配比為Ti02 :Zr02= (1_4):(4_1)。所獲得的紅光波長控制膜8的厚度為0. 00001—0. 001毫米。實施例3
在製造高顯色指數的白光LED燈的過程中，在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱1表面沉積第1黃色螢光粉層7及紅光波長控制膜8的另一種工藝步驟為
(1)用升華機對黃色螢光粉作進一步純化，溫度為300—500° C，時間為30—100分鐘， 將純化好的黃色螢光粉置入真空蒸鍍機的坩鍋室內，進行蒸鍍，時間為1一10分鐘，真空度為0. 001—0. 000001毫米汞柱，溫度為100—1000° C，所獲得第1黃色螢光粉層7的厚度為 0. 00001—0. 001 毫米。螢光透鏡模組的凸透鏡2—2面的第2黃色螢光粉層6也可以按上述相同方法、相同條件獲得。(2)在所述第1黃色螢光粉層7上面鍍上一層紅光波長控制膜8的工藝方法與實施例2相同。
權利要求
1.一種高顯色指數的白光LED燈，包括燈頭、透明燈殼，其特徵在於還包括在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱表面沉積有第1黃色螢光粉層，在第1黃色螢光粉層上面鍍有一層紅光波長控制膜；在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱一端或兩端活動固裝有螢光發光模組。
2.根據權利要求1所述的高顯色指數的白光LED燈，其特徵在於所述螢光發光模組由依次匹配排列的螢光透鏡模組、二極體發光模組和電源模組組成，並以機械結構作可裝拆的緊固連接。
3.根據權利要求2所述的高顯色指數的白光LED燈，其特徵在於所述螢光透鏡模組的聚光凸透鏡面沉積有第2黃色螢光粉層。
4.根據權利要求2所述的高顯色指數的白光LED燈，其特徵在於所述二極體發光模組為藍光發光二極體或藍光雷射二極體的封裝體，藍光發光二極體或藍光雷射二極體的封裝體與所述螢光透鏡模組緊密接觸。
5.製造權利要求1所述的高顯色指數的白光LED燈的方法，其特徵在於所述在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱上沉積第1黃色螢光粉層及紅光波長控制膜的製造工藝步驟為(1)將經過溫和等離子體表面處理的石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱放入低溫水平磁控濺鍍機進行真空濺鍍，靶材為黃色螢光粉，真空度為0. 001-0. 000001毫米汞柱，保護氣體為氬氣，以動量轉移方式將黃色螢光粉分子沉積在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱的表面上，所獲得的第1黃色螢光粉層的厚度為0. 00001-0. 001毫米；(2)在與上述真空度相同的條件下由二氧化鈦和二氧化鋯複合的陶瓷靶材在所述第1黃色螢光粉層上面鍍上一層紅光波長控制膜，所述二氧化鈦和二氧化鋯的配份比例為Ti02 :Zr02 =(1-4) (4一1)，所獲得的紅光波長控制膜的厚度為0. 00001-0. 001毫米。
6.製造權利要求1所述的高顯色指數的白光LED燈的方法，其特徵在於所述在石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱上沉積第1黃色螢光粉層及紅光波長控制膜的製造工藝步驟為(1)用升華機對黃色螢光粉作進一步純化，溫度為300—500° C，時間為30—100分鐘，將純化好的黃色螢光粉置入真空蒸鍍機的坩鍋室內進行蒸鍍，時間為1一 10分鐘，真空度為0.001—0.000001毫米汞柱，溫度為100—1200° C，所獲得的第1黃色螢光粉層的厚度為0. 00001—0. 001毫米；(2)與上述真空度相同的條件下由二氧化鈦和二氧化鋯複合的陶瓷靶材在所述第1黃色螢光粉層上面鍍上一層紅光波長控制膜，所述二氧化鈦和二氧化鋯的配份比例為Ti02 :Zr02 =(1—4) :(4一1)，所獲得的紅光波長控制膜的厚度為 0. 00001—0. 001 毫米。
全文摘要
一種高顯色指數的白光LED燈主要由帶螢光粉層的光纖和螢光發光模組組成，在光纖表面沉積有第1黃色螢光粉層，在第1黃色螢光粉層上面鍍有一層紅光波長控制膜，在已鍍膜的光纖一端或兩端活動固裝有螢光發光模組。製造上述鍍膜光纖的工藝步驟為(1)將經過溫和等離子體表面處理的光纖放入低溫水平磁控濺鍍機進行真空濺鍍，靶材為黃色螢光粉，以動量轉移方式將黃色螢光粉分子沉積在光纖表面；(2)在第1黃色螢光粉層上面鍍有一層紅光波長控制膜。這種白光LED燈發出的白光分布均勻、光線柔和，具有高顯色指數和高光效，發光角度接近360°角度。
文檔編號F21V5/04GK102434794SQ20111029294
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月6日 優先權日2011年10月6日
發明者王培賢, 蘇晉平 申請人:劉丁華, 盧科勝, 廣東華燚光電科技有限公司, 王培賢, 蘇晉平