色溫可調整的高顯色led燈及其製造方法
2023-04-25 19:57:46
專利名稱：色溫可調整的高顯色led燈及其製造方法
技術領域：
本發明涉及白光LED照明領域，尤其涉及一種色溫可調整的高顯色LED 燈及其製造方法。
背景技術：
現有技術中，發白光的LED燈一般有以下三種方案
1、 使用藍光LED晶片、紅光LED晶片、綠光LED晶片組成獨立的回 路，通過調整各迴路電流，雖然可達到調節演色指數和亮度的目的，但是驅 動電路複雜，成本高。
2、 採用三波長白光LED燈，使用波長為430nm 480nm的藍光LED芯 片，激發紅色螢光粉和綠色螢光粉混合成的螢光體，產生紅光和綠光，再與 原來的藍光混合生成白光。由於紅光激發效率低，導致LED燈亮度較低；同 時在小電流點亮時，顏色偏紅，顏色隨著驅動電流變化較大，降低了實用性。
3、 採用藍光LED晶片與綠光LED晶片共同激發紅色螢光粉，產生三波 長白光。然而，目前以藍光激發紅色螢光粉的激發效率低，激發出來的紅光 亮度大約相當於原藍光亮度，導致LED燈亮度較低，實用性差。
4、 申請號為200710008637.5的中國專利申請公開了一種獲得高光效高 顯色性LED燈的方法及高光效高顯色性LED燈，其由一個或一個以上藍光 晶片、複數個紅光晶片、螢光粉、封裝材料和控制電路組成的模塊。從日光 光譜圖可知，要得到高顯色的LED燈，藍光和綠光輻射能量要高，紅光輻射 能量可以低些。因而，此方法固然可以得到高顯色的LED燈，但是採用了復 數個紅光晶片，複數個紅光晶片吸收光能會降低LED燈的亮度，同時，驅動 電路複雜，成本高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種色溫可調整的高顯色LED燈， 其色溫可調整、顯色指數高。
本發明進一步所要解決的技術問題是，提供一種色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法，以製造色溫可調整、顯色指數高的LED燈。 為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案
一種色溫可調整的高顯色LED燈，包括有一腔室和置於該腔室內的發光 LED晶片和螢光體，所述LED晶片包括有至少兩個藍光晶片和至少一個黃光 晶片，均設置在所述腔室的底部；所述螢光體由紅色螢光粉和綠色螢光粉及 膠水組成，填充於所述腔室內。
相應地，本發明還公開了一種色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法， 其包括有以下步驟
在LED燈的腔室底部設置至少兩個藍光晶片和一個黃光晶片；
將紅色螢光粉以及綠色螢光粉通過膠水混合成螢光體填充於所述腔室內。
本發明的有益效果是本發明的實施例通過採用至少二顆藍光晶片、至
少一顆黃光晶片，結合綠色螢光粉以及紅色螢光粉，組成四個連續的峰值波
長。目前，透明襯底的黃光晶片在20mA時，亮度超過400mcd。本發明利用 透明襯底的黃光晶片具有亮度高順向電壓低的特點，插補了部分紅光光譜成 分，減少了紅色螢光粉用量，提高了LED發光亮度和顯色指數；同時，通過 調整黃光晶片的驅動電流，控制黃光晶片的發光強度，改變黃光光譜能量所 佔比例，可以方便地調整色溫，具有實用性高的特點。 下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
圖1是本發明提供的LED燈一個實施例的剖面示意圖。 圖2是本發明提供的LED燈一個實施例的結構示意圖。 圖3是本發明提供的LED燈一個實施例的電路連接圖。 圖4是本發明提供的LED燈一個實施例的光譜分布曲線圖。
具體實施例方式
請參考圖1和圖2，它們分別是本發明提供的LED燈一個實施例的剖面 示意圖和結構示意圖；如圖所示，本實施例主要包括有
包封材料17內開有腔室10和置於該腔室10底部的兩個藍光晶片11和 至少一個黃光晶片12，紅色螢光粉13和綠色螢光粉14及膠水15組成螢光體，填充於所述腔室10內。
腔室10的底部設置有用於固定LED晶片的金屬引線框架16;而引線框 架16上設置有至少兩顆藍光晶片11和一顆黃光晶片12，所述黃光晶片12 固定在藍光晶片11中間。所述黃光晶片12的底層為透明襯底。
膠水15為矽膠或矽樹脂或環氧樹脂；而包封材料17可以是塑料或陶瓷。
參考圖3，具體實現時，黃光晶片Y通過節點b-e連接到外電路，兩顆 藍光晶片Bl、 B2可通過外電路節點a-f、 c-d串聯或並聯。通過外電路施加正 向電壓或正向電流到黃光晶片和藍光晶片時，黃光晶片和藍光晶片點亮發光。
藍光晶片11和黃光晶片12通電點亮後，黃光晶片12發出黃光，藍光芯 片11發出藍光，藍光激發紅色螢光粉13和綠色螢光粉14發出紅光和綠光， 紅光、綠光、藍光及黃光在腔室10中混合均勻後，發出四波長的高顯色白光。
採用波長455nm的藍光晶片11，波長590nm的黃光晶片12，激發波長 610nm的紅色螢光粉13,激發波長525nm的綠光螢光粉14製作的LED，在 藍光晶片11和黃光晶片12同時通入20mA順向電流下點亮時，在CIE1931 色度坐標體系中，X=0.310，Y=0.300，顯色指數大於80。其光譜分布曲線圖如 圖4所示。
通過試驗，在藍光晶片11和黃光晶片12同時通入電流由3mA增大到 20mA時，白光顏色基本一致。
而目前技術採用波長455nm的藍光晶片，激發波長610nm的紅色螢光粉， 激發波長525nm的綠光螢光粉製作的LED，在20mA順向電流下點亮時，在 CIE1931色度坐標體系中，X=0.310,Y=0.300;但當通入電流由3mA增大到 20mA時，發光顏色由淡紅變為正白，顏色差異大。
當選用紅色螢光粉13的激發波長大於610nm時，其光譜分布曲線圖中 的紅色成份將增加，顯色指數會進一步提高。
本實施例由於採用了兩顆藍光晶片11和一顆高亮度的黃光晶片12，高亮 度的黃光晶片12發出的黃光插補紅色光譜成分，可以減少紅色螢光粉13用 量，減少了紅色螢光粉13對光的吸收，故可提高發光二極體的亮度。
具體實現時，所述藍光晶片11發出的光的波長為430nm至480nm;所 述黃光晶片12發出的光的波長為580nm至600nm;
所述綠色螢光粉14的激發波長為505nm至550nm;所述紅色螢光粉13的激發波長為610nrn至660nm。
下面詳細描述本發明提供的色溫可調整的方法的一個實施例，本實施例 主要包括有以下步驟-
在LED燈的腔室底部設置至少兩個藍光晶片和一個黃光晶片； 將紅色螢光粉以及綠色螢光粉通過膠水混合成螢光體填充於所述腔室內。
具體實現時，所述黃光晶片固定在藍光晶片中間。
所述藍光晶片發出的光的波長為430nm至480nm;所述黃光晶片發出的 光的波長為580nm至600nm;
所述綠色螢光粉的激發波長為505nm至550nm;所述紅色螢光粉的激發 波長為610nm至660nm。
具體實現時，所述膠水可採用矽膠或矽樹脂或環氧樹脂；而所述包封材 料可採用塑料或陶瓷。
另外，兩顆藍光晶片可通過外電路串聯或並聯。
藍光晶片和黃光晶片通電點亮後，黃光晶片發出黃光，藍光晶片發出藍 光，藍光激發紅色螢光粉和綠色螢光粉發出紅光和綠光，紅光、綠光、藍光 及黃光在腔室中混合均勻後，發出四波長的高顯色白光。
通過調整黃光晶片的驅動電流，改變黃光晶片的發光亮度，改變黃光在 光譜能量中所佔的比重，從而達到調整發光二極體的色溫的目的。
綜上所述，本發明以藍光晶片及黃光晶片作為光源，以紅色螢光粉和綠 色螢光粉及膠水作為螢光體，利用藍光激發螢光體發出紅光和綠光，並與藍 光、黃光相混合形成白光。通過調整黃光晶片的驅動電流，改變黃光光譜能 量所佔比例，從而改變色溫，使本發明能製作色溫可以調整的高顯色發光二 極管。
以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾， 例如藍光晶片、黃光晶片的數量分別調整為4個、1個等，這些改進和潤 飾也視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種色溫可調整的高顯色LED燈，包括有一腔室和置於該腔室內的LED晶片和螢光體，其特徵在於所述LED晶片包括有至少兩個藍光晶片和至少一個黃光晶片，均設置在所述腔室的底部；所述螢光體由紅色螢光粉和綠色螢光粉及膠水組成，填充於所述腔室內。
2、 如權利要求1所述的色溫可調整的高顯色LED燈，其特徵在於，所述黃光晶片固定在藍光晶片中間。
3、 如權利要求1所述的色溫可調整的高顯色LED燈，其特徵在於，所述藍光晶片發出的光的波長為430nm至480nm;所述黃光晶片發出的光的波長為580nm至600nm。
4、 如權利要求1所述的色溫可調整的高顯色LED燈，其特徵在於，所述綠色螢光粉的激發波長為505nm至550nm;所述紅色螢光粉的激發波長為610nm至660nm。
5、 如權利要求1所述的色溫可調整的高顯色LED燈，其特徵在於，所述膠水為矽膠或矽樹脂或環氧樹脂。
6、 一種色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法，其特徵在於，該方法包括有以下步驟在LED燈的腔室底部設置至少兩個藍光晶片和一個黃光晶片；將紅色螢光粉以及綠色螢光粉通過膠水混合成螢光體填充於所述腔室內。
7、 如權利要求6所述的色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法，所述黃光晶片固定在藍光晶片中間。
8、 如權利要求6所述的色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法，其特徵在於，所述藍光晶片發出的光的波長為430nm至480nm;所述黃光晶片發出的光的波長為580nm至600nm。
9、 如權利要求6所述的色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法，其特徵在於，所述綠色螢光粉的激發波長為505nm至550nm;所述紅色螢光粉的激發波長為610nm至660nm。
10、 如權利要求6所述的色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法，其特徵在於，所述膠水為矽膠或矽樹脂或環氧樹脂。
全文摘要
本發明公開一種色溫可調整的高顯色LED燈，包括有一腔室和置於該腔室內的LED晶片和螢光體，所述LED晶片包括有至少兩個藍光晶片和至少一個黃光晶片，均設置在所述腔室的底部；所述螢光體由紅色螢光粉和綠色螢光粉及膠水組成，填充於所述腔室內。本發明還公開一種色溫可調整的高顯色LED燈的製造方法，包括有以下步驟在LED燈的腔室底部設置至少兩個藍光晶片和一個黃光晶片；將紅色螢光粉以及綠色螢光粉通過膠水混合成螢光體填充於所述腔室內。本發明以黃光晶片與藍光晶片搭配，併合理設置兩種晶片數量及位置，改變驅動電流及調整綠色螢光粉和紅色螢光粉的比例用量，使本發明能製作色溫可調整的高顯色指數的白光LED燈。
文檔編號F21S2/00GK101482235SQ20091010525
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者亮 周, 孫平如, 徐欣榮 申請人:深圳市聚飛光電有限公司