CN108963053A - 一种高光效led灯珠以及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高光效LED灯珠，采用环氧树脂：硅胶的质量比为8：30‑35的混胶，混合荧光粉由质量比为1:1.0‑1.5的红光荧光粉及绿光荧光粉混合而成，使得本发明的高光效LED灯珠出光效率在色温为5646K下，光效为240‑260m/w，与传统的LED的光效100lm/w情况下减小到约四分之一。而电能转换效率上，本发明的高光效LED灯珠的工作温度为90摄氏度。
Description
技术领域
本发明涉及照明设备技术领域，尤其涉及一种高光效LED灯珠以及制备方法。
背景技术
LED全称为半导体发光二极管，采用半导体材料制成的，以直接将电能转化为光能，电号转换成光信号的发光器件；其特点是功耗低、高亮度、色彩艳丽、抗振动、寿命长(正常发光8-10万小时)、冷光源等优点，是真正的“绿色照明”。
目前，现有技术中LED灯珠的光效值在60-110lm/W左右，虽然有些研究院宣称制备了200lm/W以上的灯珠，但都采用价格较高的荧光粉，成本太高，无法量产。
发明内容
本发明为解决现有技术中光效值较低的技术问题，从而提供一种光效高、使用温度低的高光效LED灯珠以及制备方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高光效LED灯珠，包括：基板；安装在所述基板上的LED芯片，所述LED芯片发出的光的光谱为380到800nm的光谱；以及，设置在所述LED芯片上的荧光粉胶层；
荧光粉胶层包括：环氧树脂：硅胶的质量比为8：30-35的混胶，分散在混胶内的混合荧光粉；
所述混合荧光粉由质量比为1:1.0-1.5的红光荧光粉及绿光荧光粉混合而成；
所述红光荧光粉为硅基氮化物红光荧光粉，所述绿光荧光粉由镥酸盐荧光粉与镓酸盐荧光粉按质量比为4.9-5.3:1混合而成以及质量为所述混合荧光粉总质量的5％-10％的硅酸盐荧光粉。
优选地，本发明的高光效LED灯珠，所述红光荧光粉的粒径为40-60μm,所述绿光荧光粉的粒径为40-60μm。
优选地，本发明的LED灯珠，所述基板远离所述LED芯片的一侧上还设置有反光杯，所述反光杯的开口朝向基板一侧。
优选地，本发明的LED灯珠，所述荧光粉胶层与所述LED芯片之间还设置有一层硅胶层，所述硅胶层将所述LED芯片完全覆盖。
优选地，本发明的LED灯珠，所述荧光胶层靠近所述硅胶层的一侧上布设有若干供光线在荧光胶层上发生漫反射的孔隙。
本发明还提供一种制备LED灯珠的方法，包括下列步骤：
1)将LED芯片安装在基板上，再将基板安装在反光杯上；
2)按比例称取一定量的红光荧光粉以及绿光荧光粉，并将二者混合均匀；
3)将红光荧光粉以及绿光荧光粉分散在环氧树脂和硅胶中，然后放在离心式真空脱泡机内进行真空脱泡处理形成混合物；
4)将步骤3)得到的混合物点涂到LED芯片表面，并使用离心式沉淀机将荧光粉均匀沉淀到芯片上；
5)将上述半成品放入烘干机内进行固化处理，固化处理第一阶段为在100±5℃下烘干1h，固化处理第二阶段为在150±5℃下烘干3h。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.采用环氧树脂：硅胶的质量比为8：30-35的混胶，混合荧光粉由质量比为1:1.0-1.5的红光荧光粉及绿光荧光粉混合而成，使得本发明的高光效LED灯珠出光效率在色温为5646K下，光效为240-260lm/w，与传统的LED的光效100lm/w情况下增加了两倍以上。而电能转换效率上，一般的LED红外探测温度在中心位置工作温度120摄氏度，而本发明的工作温度则为90摄氏度。
2.通过在基板上设置反光杯，且反光杯的开口朝向基板所在一侧，使得当LED芯片发出的部分光线可通过反光杯发生反射，从而使得LED灯的亮度更大，使得能在一定程度上减少LED灯所消耗的能源。
具体实施方式
在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便于对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好地理解。
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。
实施例一：
首先将LED芯片安装在基板上，然后将基板安装在反光杯上，并在LED芯片上点涂环氧树脂和硅胶混合物，环氧树脂：硅胶的质量比为8：30，使硅胶层将LED芯片完全覆盖，然后称取82.3份粒径为40-60μm的红光荧光粉，82.3份粒径为40-60μm的绿光荧光粉，其中红光荧光粉为硅基氮化物红光荧光粉，化学式为Y3(Al，Ga)5O12:Ce，绿光荧光粉为65.1份镥酸盐荧光粉、12.2份镓酸盐荧光粉及5.0份硅酸盐荧光粉混合的混合物，其中，镥酸盐荧光粉为(Sr，
Lu)AlSiN3:Eu，镓酸盐荧光粉为(Sr，Ga)AlSiN3:Eu，硅酸盐荧光粉为(Ba、Sr)2SiO4:Eu，将上述混合荧光粉充分进行混合并分散在硅胶中，然后放置在离心式真空脱泡机内进行脱泡处理，然后将上述硅胶混合体系点涂到LED芯片表面，并用离心式沉淀机将荧光粉均匀沉淀到芯片上，然后将上述LED灯半成品进行放入烘干机内在100℃下烘干1h，再在150℃下烘干3h，最终得到LED灯珠样品，然后将该LED灯珠样品在环境温度为25.3℃，环境湿度为65.0％的环境下进行电光源测试，相关色温及显色指数见表1，胶层的感官评价见表2。
实施例二：
首先将LED芯片安装在基板上，然后将基板安装在反光杯上，并在LED芯片上点涂环氧树脂和硅胶混合物，环氧树脂：硅胶的质量比为8：32，使硅胶层将LED芯片完全覆盖，然后称取70份粒径为40-60μm的红光荧光粉以及81.5份粒径为40-60μm的绿光荧光粉，其中红光荧光粉为硅基氮化物红光荧光粉，化学式为Y3(Al，Ga)5O12:Ce，绿光荧光粉为66.3份镥酸盐荧光粉、10.2份镓酸盐荧光粉及5.0份硅酸盐荧光粉混合的混合物，其中，镥酸盐荧光粉为(Sr，Lu)AlSiN3:Eu，镓酸盐荧光粉为(Sr，Ga)AlSiN3:Eu，硅酸盐荧光粉为(Ba、Sr)2SiO4:Eu，将上述荧光粉充分进行混合并分散在硅胶中，然后放置在离心式真空脱泡机内进行脱泡处理，然后将上述硅胶混合体系点涂到LED芯片表面，并用离心式沉淀机将荧光粉均匀沉淀到芯片上，然后将上述LED灯半成品进行放入烘干机内在95℃下烘干1h，再在155℃下烘干3h，最终得到LED灯珠样品，然后将该LED灯珠样品在环境温度为25.3℃，环境湿度为65.0％的环境下进行电光源测试，相关色温及显色指数见表1。
实施例三：
首先将LED芯片安装在基板上，然后将基板安装在反光杯上，并在LED芯片上点涂环氧树脂和硅胶混合物，环氧树脂：硅胶的质量比为8：35，使硅胶层将LED芯片完全覆盖，然后称取55.2份粒径为40-60μm的红光荧光粉以及82.8份粒径为40-60μm的绿光荧光粉，其中红光荧光粉为硅基氮化物红光荧光粉，化学式为Y3(Al，Ga)5O12:Ce，绿光荧光粉为60.5份镥酸盐荧光粉、12.3份镓酸盐荧光粉及5.0份硅酸盐荧光粉混合的混合物，其中，镥酸盐荧光粉为(Sr，Lu)AlSiN3:Eu，镓酸盐荧光粉为(Sr，Ga)AlSiN3:Eu，硅酸盐荧光粉为(Ba、Sr)2SiO4:Eu，将上述荧光粉充分进行混合并分散在硅胶中，然后放置在离心式真空脱泡机内进行脱泡处理，然后将上述硅胶混合体系点涂到LED芯片表面，并用离心式沉淀机将荧光粉均匀沉淀到芯片上，然后将上述LED灯半成品进行放入烘干机内在95℃下烘干1h，再在155℃下烘干3h，最终得到LED灯珠样品，然后将该LED灯珠样品在环境温度为25.3℃，环境湿度为65.0％的环境下进行电光源测试，相关色温及显色指数见表1。
对比例一：
购买市面上色温为5646K的LED灯珠，将LED灯在环境温度为25.3℃，环境湿度为65.0％的环境下进行电光源测试，相关光效及中心位置温度见表1。
对比例二：
与实施例二技术方案相同，采用全环氧树脂作为胶层。
对比例三：
与实施例二技术方案相同，采用全硅胶作为胶层。
表1.对比例及实施例的光效及中心位置温度
| 光效 | 中心位置工作温度 | |
| 实施例一 | 264.6lm/w | 91 |
| 实施例二 | 244.4lm/w | 90 |
| 实施例三 | 253.3lm/w | 93 |
| 对比例一 | 100lm/w | 120 |
| 对比例二 | 151lm/w | 115 |
| 对比例三 | 163lm/w | 119 |
根据表1中的测试数据，通过色温在5650K左右的对比例、实施例一、实施例二以及实施例三相比较，可以看出，采用环氧树脂：硅胶的质量比为8：30-35的混胶，混合荧光粉由质量比为1:1.0-1.5的红光荧光粉及绿光荧光粉混合而成，使得本发明的高光效LED灯珠出光效率在色温为5646K下，光效为240-260m/w，与传统的LED的光效100lm/w情况下减小到约四分之一。而电能转换效率上，一般的LED红外探测温度在中心位置工作温度120摄氏度，而本实施例一至三的工作温度则为90摄氏度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。
Claims (6)
1.一种高光效LED灯珠，其特征在于，包括：基板；安装在所述基板上的LED芯片，所述LED芯片发出的光的光谱为380到800nm的光谱；以及，设置在所述LED芯片上的荧光粉胶层；
荧光粉胶层包括：环氧树脂：硅胶的质量比为8：30-35的混胶，分散在混胶内的混合荧光粉；
所述混合荧光粉由质量比为1:1.0-1.5的红光荧光粉及绿光荧光粉混合而成；
所述红光荧光粉为硅基氮化物红光荧光粉，所述绿光荧光粉由镥酸盐荧光粉与镓酸盐荧光粉按质量比为4.9-5.3:1混合而成以及质量为所述混合荧光粉总质量的5％-10％的硅酸盐荧光粉。
2.根据权利要求1所述的高光效LED灯珠，其特征在于，所述红光荧光粉的粒径为40-60μm,所述绿光荧光粉的粒径为40-60μm。
3.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，所述基板远离所述LED芯片的一侧上还设置有反光杯，所述反光杯的开口朝向基板一侧。
4.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，所述荧光粉胶层与所述LED芯片之间还设置有一层硅胶层，所述硅胶层将所述LED芯片完全覆盖。
5.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，所述荧光胶层靠近所述硅胶层的一侧上布设有若干供光线在荧光胶层上发生漫反射的孔隙。
6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的LED灯珠的方法，其特征在于，包括下列步骤：
1)将LED芯片安装在基板上，再将基板安装在反光杯上；
2)按比例称取一定量的红光荧光粉以及绿光荧光粉，并将二者混合均匀；
3)将红光荧光粉以及绿光荧光粉分散在环氧树脂和硅胶粉末中中，然后放在离心式真空脱泡机内进行真空脱泡处理形成混合物；
4)将步骤3)得到的混合物点涂到LED芯片表面，并使用离心式沉淀机将荧光粉均匀沉淀到芯片上；
5)将上述半成品放入烘干机内进行固化处理，固化处理第一阶段为在100±5℃下烘干1h，固化处理第二阶段为在150±5℃下烘干3h。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20181207 |
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