一種紫光轉(zhuǎn)換白光led燈及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈及其制造方法，由轉(zhuǎn)光板(1)、熒光粉層(2)、散熱器(3)、絕緣件(4)、LED紫光光源(5)、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組成，采用可被紫光LED激發(fā)的熒光粉，通過轉(zhuǎn)光板的方式來制備白光LED燈，將大部分的紫光轉(zhuǎn)換為可見光，提高了燈的光生物安全性，在大功率和長時(shí)間照射時(shí)無光生物危害，同時(shí)采用寬光譜可被紫光激發(fā)的磷鋁酸鹽熒光粉，制備出的LED燈顯色性高，一致性好，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明光源，具體涉及一種紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED技術(shù)的快速發(fā)展，白光LED由于其光效高，環(huán)保、壽命等儲(chǔ)多優(yōu)點(diǎn)已成為世界各國研究的焦點(diǎn)。在現(xiàn)有的【技術(shù)領(lǐng)域】，比較成熟的白光LED的實(shí)現(xiàn)方式是通過藍(lán)光芯片激發(fā)熒光材料的方法，但是光譜中紅光較少，制成的白光LED顯色性不高，難以滿足對(duì)照明高顯色性光源的要求，同時(shí)因?yàn)樾酒乃{(lán)光較強(qiáng)，在大功率、長時(shí)間照射時(shí)存在光生物危害。
[0003]紫光轉(zhuǎn)換白光LED的技術(shù)已在興起，利用紫光LED激發(fā)得到白光的機(jī)理是通過紫光LED發(fā)出的紫外和近紫外光(300?400nm)激發(fā)熒光粉發(fā)光，熒光粉所發(fā)出的光通過混合得到白光，為了進(jìn)一步改進(jìn)提高紫光LED轉(zhuǎn)換白光的發(fā)光效率、顯色指數(shù)等，使其達(dá)到實(shí)用化，近幾年紫光LED的研究得到了飛躍的發(fā)展，成為了目前研究最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。
[0004]本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有的白光LED燈顯色性不高，存在光生物危害的缺點(diǎn)而提供一種紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈，實(shí)現(xiàn)綠色照明，資源節(jié)約，節(jié)能環(huán)保、光生物安全的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈，由轉(zhuǎn)光板(I)、熒光粉層(2)、散熱器(3)、絕緣件(4)、LED紫光光源(5)、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組成，其中所述的熒光粉由磷鋁酸鹽熒光粉組成，所述的熒光粉層由磷鋁酸鹽熒光粉和納米氧化鋁組成。
[0006]所述的磷鋁酸鹽熒光粉可被紫光LED有效激發(fā)，發(fā)射光譜范圍為400?700nm，其化學(xué)式為MaAlb (PO4)6: Sb。，Rd，其中:M為Ca，Sr，Ba，Mg四種元素中的一種或幾種，R為Y，La，Eu，Ce，Tb，Dy，Mn中的至少一種，a, b，c，d為摩爾系數(shù)，其范圍是:3〈a〈6，2〈b〈4，0.005〈c〈0.5,0.01<d<l.6。
[0007]所述熒光粉層由磷鋁酸鹽熒光粉和納米氧化鋁組成，粘結(jié)劑為聚氧化乙烯，溶劑為去離子水，所述的熒光粉涂層漿料其原料組分及各組分占原料總量的質(zhì)量百分比為磷鋁酸鹽熒光粉60?80%，納米氧化鋁為5?10%，粘結(jié)劑為0.5?5%，溶劑為14.5?25%
[0008]所述轉(zhuǎn)光板由玻璃、亞克力、PMMA中的一種制成。
[0009]本發(fā)明還提供了上述的紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈的制備方法，其具體步驟為:
[0010]A.熒光粉的制備:按照化學(xué)式MaAlb (PO4)6: Sb。，Rd，按各元素的摩爾配比稱取原材料，原材料溶于水的直接溶于去離子水中，原材料不溶于水的先溶于硝酸，再混合在一起，另外在混合溶液中加入一定的助燃劑，混合均勻后，放入500?700°C馬福爐中，灼燒5?30min后，從馬福爐中取出，冷卻后，過篩，得到前趨體，在制得的前驅(qū)體中，加入助熔劑，混合均勻后，放入高溫灼燒電爐中，在900?1100°C的焙燒2?5hr，將焙燒好的材料冷卻至室溫，進(jìn)行粉碎，過篩，得到磷鋁酸鹽熒光粉；
[0011]B.熒光粉層的制備:將占熒光粉漿料總質(zhì)量百分比60?80%的熒光粉，5?10%的納米氧化鋁，0.5~5%的粘結(jié)劑，14.5~25%的溶劑加入帶攪拌機(jī)的容器內(nèi)，打開攪拌機(jī)，控制轉(zhuǎn)速180~220轉(zhuǎn)/min，攪拌4~8hr ;將配制好的熒光粉漿涂敷到轉(zhuǎn)光板(I)上，將涂敷有熒光粉的轉(zhuǎn)光板(I)放在烘干機(jī)上烘干，然后放入烤箱中，在500~540°C烘烤10~20min，制得涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)；
[0012]C.將LED紫光光源(5)與散熱器(3)、絕緣件⑷、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)⑶組裝在一起，最后裝上涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)，制成紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈。
[0013]有益效果:
[0014]本發(fā)明采用可被紫光LED激發(fā)的寬光譜磷鋁酸鹽熒光粉，通過轉(zhuǎn)光板的方式來制備白光LED燈，將大部分的紫光轉(zhuǎn)換為可見光，提高了燈的光生物安全性，在大功率和長時(shí)間照射時(shí)無光生物危害，同時(shí)磷鋁酸鹽熒光粉發(fā)射范圍寬(400~700nm)，發(fā)射主峰可調(diào)，制備出的LED燈顯色性高，一致性好，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明專利的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I轉(zhuǎn)光板，2熒光粉層，3散熱器，4絕緣件，5LED紫光光源，6基板，7燈頭，8驅(qū)動(dòng)；
[0016]圖2為LED紫光光源光譜圖；
[0017]圖3為磷鋁酸鹽熒光粉光譜圖；
[0018]圖4為實(shí)施例4紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1.[0020]A.熒光粉的制備:稱取 Ca(NO3)2.4Η208.2653g，Al(NO3)3.9Η2010.5036g，Sb2O30.1458g, MnCO30.574 8g, Eu2O30.8798g, (NH4)2HP047.9233g,以上原料均為優(yōu)級(jí)純，將Ca (NO3) 2.4H20、Al (NO3)3.9H20、(NH4)2HPO4 —起混合溶于去離子水中；將 Sb203、MnCO3> Eu2O3放入100ml燒杯中，混合均勻，加入去離子水，使混合物成為均勻的糊狀物，滴加濃硝酸，使糊狀物全部溶解，然后加入Ca(NO3)2.4H20、Al (NO3)3- 9H20、(NH4)2HPO4的混合溶液中；另取一個(gè)100ml燒杯，加入30g助燃劑，加入20ml去離子水，使之全部溶解，然后將溶液和前述的混合液一起加入100ml剛玉坩堝中，放入升溫至550°C的馬福爐中，灼燒15min，取出，冷卻后，過篩，得到前趨體；在制得的前驅(qū)體中，加入助熔劑0.15g，混合均勻后，放入高溫灼燒電爐中，在950°C焙燒3h ;將焙燒好的材料冷卻至室溫，粉碎，過篩，即得到化學(xué)式為Ca3.5A12.8 (PO4)6: Sb。.1; Mn0.5，Eu0.5 的磷鋁酸鹽熒光粉；
[0021]B.熒光粉層的制備:稱取磷鋁酸鹽熒光粉1.1g, 0.12g納米氧化鋁，0.03g聚氧化乙烯,0.40g去離子水加入帶攪拌機(jī)的容器內(nèi)，打開攪拌機(jī),控制轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/min,攪拌6hr ；將配制好的熒光粉漿涂敷到轉(zhuǎn)光板(I)上，將涂敷有熒光粉的轉(zhuǎn)光板(I)放在烘干機(jī)上烘干，然后放入烤箱中，在530°C烘烤15min，制得涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)；
[0022]C.LED燈制備:將LED紫光光源(5)與散熱器(3)、絕緣件⑷、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組裝在一起，最后裝上涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)，組裝成紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]A.熒光粉的制備:稱取 Sr (NO3)29.5233g, Al (NO3) 3.9H207.8777g, Sb2O30.0233g,Tb4O70.4573g, CeO20.5163g, NH4H2P046.90 1 8g,將 Sr (N03)2, Al (NO3)3.9H20、NH4H2PO4 一起混合溶于去離子水中，將Sb203、Tb4O7, CeO2放入IOOml燒杯中，混合均勻，加入去離子水，使混合物成為均勻的糊狀物，滴加濃硝酸，使糊狀物全部溶解，然后加入Sr (N03)2、Al (NO3) 3.9H20、NH4H2PO4 混合溶液中，另取一個(gè) IOOml 燒杯，加入 76.8232gCH6N40，加入 20ml去離子水，使之全部溶解，將該溶液和前述的混合液一起加入IOOml剛玉坩堝中，放入升溫至600°C的馬福爐中，灼燒lOmin，取出，冷卻后過篩，得到前趨體；在制得的前驅(qū)體中，加入
0.6g助熔劑，混合均勻后，放入高溫灼燒電爐中，在1000°C焙燒4h ;將焙燒好的材料冷卻至室溫，進(jìn)行粉碎，過篩，即得到化學(xué)式為Sr45Alu(PO4)6 = Sbai6, Tb0.5, Ce0.3的磷鋁酸鹽熒光粉；
[0025]B.熒光粉層的制備:稱取磷鋁酸鹽熒光粉2.1g, 0.25g納米氧化鋁，0.15g聚氧化乙烯,0.70g去離子水加入帶攪拌機(jī)的容器內(nèi)，打開攪拌機(jī),控制轉(zhuǎn)速220轉(zhuǎn)/min,攪拌4hr ；將配制好的熒光粉漿涂敷到轉(zhuǎn)光板(I)上，將涂敷有熒光粉的轉(zhuǎn)光板(I)放在烘干機(jī)上烘干，然后放入烤箱中，在520°C烘烤20min，制得涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)；
[0026]C.LED燈制備:將LED紫光光源(5)與散熱器(3)、絕緣件⑷、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組裝在一起，最后裝上涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)，組裝成紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈。
[0027]實(shí)施例3
[0028]A.熒光粉的制備:稱取 BaC037.894g, Al (NO3) 3.9Η2012.0042g, Sb2O30.2915g,Eu2O30.8798g, Dy2O30.1865g, (NH4) 2HP047.9233g,將 Al (NO3)3.9H20、(NH4)2HPO4 一起混合溶于去離子水中，將BaC03、Sb2O3> Eu2O3> Dy2O3放入IOOml燒杯中，混合均勻，加入去離子水，使混合物成為均勻的糊狀物，滴加濃硝酸，使糊狀物全部溶解，加入Al (NO3) 3- 9H20、NH4H2PO4的混合溶液中，另取一個(gè)IOOml燒杯，加入85gCH6N40，加入20ml去離子水，使之全部溶解，然后將溶液和前述的混合液一起加入IOOml剛玉坩堝中，放入升溫至650°C的馬福爐中，灼燒8min，取出，冷卻后，過篩，得到前趨體；.在制得的前驅(qū)體中，加入0.5g助熔劑，混合均勻后，放入高溫灼燒電爐中，在1100°C焙燒3hr ;將焙燒好的材料冷卻至室溫，進(jìn)行粉碎，過篩，即得到化學(xué)式為Ba4Al3.2(PO4)6:Sba2，Eua4，Dyai的磷鋁酸鹽熒光粉；
[0029]B.熒光粉層的制備:稱取磷鋁酸鹽熒光粉1.1g, 0.12g納米氧化鋁，0.03g聚氧化乙烯,0.40g去離子水加入帶攪拌機(jī)的容器內(nèi)，打開攪拌機(jī),控制轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/min,攪拌6hr ；將配制好的熒光粉漿涂敷到轉(zhuǎn)光板(I)上，將涂敷有熒光粉的轉(zhuǎn)光板(I)放在烘干機(jī)上烘干，然后放入烤箱中，在530°C烘烤15min，制得涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)；
[0030]C.LED燈制備:將LED紫光光源(5)與散熱器(3)、絕緣件⑷、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組裝在一起，最后裝上涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)，組裝成紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈。
[0031]實(shí)施例4
[0032]A.熒光粉的制備:稱取 Ca(NO3)2.4Η203.542g，MgCO31.68g，Al (NO3) 3.9Η2010.5036g, Sb2O30.4373g, MnCO30.4598g, La2O30.6516g, NH4H2P046.9018g,將Ca(NO3)2.4H20、Al (NO3)3.9H20、NH4H2PO4 一起混合溶于去離子水中，將 BaCO3> Sb2O3' MnCO3>La2O3放入IOOml燒杯中，混合均勻，加入去離子水，使混合物成為均勻的糊狀物，滴加濃硝酸，使糊狀物全部溶解，加入Ca(NO3)2.4H20、Al (NO3)3- 9H20、NH4H2PO4的混合溶液中，另取一個(gè)IOOml燒杯，加入56gCH6N40，加入20ml去離子水，使之全部溶解，然后將溶液和前述的混合液一起加入IOOml剛玉坩堝中，放入升溫至600°C的馬福爐中，灼燒15min，取出，冷卻后，過篩，得到前趨體；在制得的前驅(qū)體中，加入0.8g助熔劑，混合均勻后，放入高溫灼燒電爐中，在1050°C焙燒3hr ;將焙燒好的材料冷卻至室溫，進(jìn)行粉碎，過篩，即得到化學(xué)式為Ca1.5Mg2Al2.8 (PO4)6: Sb0.3, La0.2，Mn0.4 的磷鋁酸鹽熒光粉；
[0033]B.熒光粉層的制備:稱取磷鋁酸鹽熒光粉2.1g, 0.25g納米氧化鋁，0.15g聚氧化乙烯,0.70g去離子水加入帶攪拌機(jī)的容器內(nèi)，打開攪拌機(jī),控制轉(zhuǎn)速220轉(zhuǎn)/min,攪拌4hr ；將配制好的熒光粉漿涂敷到轉(zhuǎn)光板(I)上，將涂敷有熒光粉的轉(zhuǎn)光板(I)放在烘干機(jī)上烘干，然后放入烤箱中，在520°C烘烤20min，制得涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)；
[0034]C.LED燈制備:將LED紫光光源(5)與散熱器(3)、絕緣件⑷、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組裝在一起，最后裝上涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)，組裝成紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈。
[0035]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈，由轉(zhuǎn)光板⑴、熒光粉層(2)、散熱器(3)、絕緣件⑷、LED紫光光源(5)、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組成，其中所述的熒光粉由磷鋁酸鹽熒光粉組成，所述的熒光粉層由磷鋁酸鹽熒光粉和納米氧化鋁組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈，其特征在于所述的磷鋁酸鹽熒光粉可被紫光LED有效激發(fā)，發(fā)射光譜范圍為400~700nm，其化學(xué)式為MaAlb (PO4)6: Sb。，Rd，其中:M為Ca，Sr, Ba, Mg四種元素中的一種或幾種，R為Y, La, Eu, Ce, Tb, Dy, Mn中的至少一種，a,b, c，d 為摩爾系數(shù)，其范圍是:3〈a〈6，2〈b〈4，0.005〈c〈0.5,0.01〈d〈l.6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈，其特征在于所述熒光粉層由磷鋁酸鹽熒光粉和納米氧化鋁組成，粘結(jié)劑為聚氧化乙烯，溶劑為去離子水，所述的熒光粉涂層漿料其原料組分及各組分占原料總量的質(zhì)量百分比為磷鋁酸鹽熒光粉60~80%，納米氧化鋁為5~10%，粘結(jié)劑為0.5~5%，溶劑為14.5~25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈，其特征在于所述轉(zhuǎn)光板由玻璃、亞克力、PMMA中的一種制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈的制備方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的: A.熒光粉的制備:按照化學(xué)式MaAlb(P04)6:Sb。，Rd，按各元素的摩爾配比稱取原材料，原材料溶于水的直接溶于去離子水中，原材料不溶于水的先溶于硝酸，再混合在一起，另外在混合溶液中加入一定的助燃劑，混合均勻后，放入500~700°C馬福爐中,灼燒5~30min后，從馬福爐中取出，冷卻后，過篩，得到前趨體，在制得的前驅(qū)體中，加入助熔劑，混合均勻后,放入高溫灼燒電爐中,在900~1100°C的焙燒2~5hr，將焙燒好的材料冷卻至室溫，進(jìn)行粉碎，過篩，得到磷鋁酸鹽熒光粉； B.熒光粉層的制備:將占熒光粉漿料總質(zhì)量百分比60~80%的磷鋁酸鹽熒光粉，5~10%的納米氧化鋁，0.5~5%的粘結(jié)劑，14.5~25%的溶劑加入帶攪拌機(jī)的容器內(nèi)，打開攪拌機(jī)，控制轉(zhuǎn)速180~220轉(zhuǎn)/min,攪拌4~8hr ;將配制好的突光粉衆(zhòng)涂敷到轉(zhuǎn)光板(I)上，把涂敷有熒光粉的轉(zhuǎn)光板(I)放在烘干機(jī)上烘干，然后放入烤箱中，在500~540°C烘烤10~20min，制得涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)； C.LED燈制備:將LED紫光光源(5)與散熱器(3)、絕緣件(4)、基板(6)、燈頭(7)、驅(qū)動(dòng)(8)組裝在一起，最后裝上涂有熒光粉層的轉(zhuǎn)光板(I)，組裝成紫光轉(zhuǎn)換白光LED燈。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103775873SQ201410007358
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】王海波, 朱月華, 施豐華, 劉光熙, 卓寧澤, 尹娟, 李登宇 申請(qǐng)人:南京琦光光電科技有限公司