一种用于蓝光芯片的封装材料及其白光LED封装方法技术

本发明专利技术公开了一种用于蓝光芯片的封装材料及其白光LED封装方法，该封装材料，由重量百分重量10～30％绿色荧光粉、0.5～7.5％红色荧光粉、0.1～10％K2SiF6:Mn4+粉体和余量的灌封胶制成，封装方法包括：将绿色荧光粉、红色荧光粉和K2SiF6:Mn4+粉体与灌封胶均匀混合，然后均匀涂敷在蓝光芯片上，进行封装，得到白光LED，能在保证白光LED发光效率基本不变的情况下，提高白光的特殊显色指数R9。封装材料及方法可以有效地提高白光的特殊显色指数R9，提高白光的色彩饱和度，同时保持良好的发光效率，使得白光LED在橱窗照明、阅读照明、医疗照明等领域良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光源的封装材料领域，具体涉及一种用于蓝光芯片的封装材料及其白光LED封装方法。
技术介绍
显色指数，是光源对物体的显色能力的评价指标。显色指数分为一般显色指数和特殊显色指数，一般显色指数是光源对国际照明委员会规定的8种颜色样品的特殊显色指数的平均值，R1～R8八种彩度中等的标准色样。这8种颜色样品选自孟塞尔色标，包含各种有代表性的色调，它们具有中等彩度和明度。特殊显色指数是光源对某一选定的标准颜色样品的显色指数。国际照明委员会除规定计算一般显色指数用的8种色样外，还补充规定了计算特殊显色指数用的颜色样品，R9～R15红、黄、绿、蓝、欧美青年妇女的肤色、叶绿色、亚洲青年妇女的肤色。随着LED技术的发展，白光LED的应用领域也从大屏幕显示、景观照明、指示灯等特种光源应用领域逐渐步入室内照明、医疗照明等领域，光源的光效、显色指数显得越来越重要。但目前白光LED的光效与显色指数相互制约，很难同时达到很高的要求。目前的评价光源的显色性只考虑物体的色彩保真度，并没有考虑物体的色彩饱和度，忽略了高饱和色的显色指数R9-R14，特别是饱和红色的特殊显色指数R9对显色性优劣的视觉评价尤为重要。实际应用上色彩饱和度对于测量效果却有较大的影响，这是因为若简单地对前8个低饱和或者中等饱和的显色指数进行平均得到一般显色指数，有可能得到一个高的Ra值，但实际上对高饱和色的色彩表现却比较差，不能反映出真实的色彩效果。目前，白光LED多使用蓝光芯片激发黄色荧光粉，但由于缺少红光成分导致白光LED的色温较高、发光效率较低、显色指数低等问题，因此可用蓝光芯片激发蓝绿色荧光粉加红色荧光粉，以达到降低色温、提高显色指数的目的。但这些方案的一般显色指数(Ra)在80-90之间，特殊显色指数(R9)却仍然很低，使得白光的色彩饱和度不够，综合显色指数较低，无法达到要求应用要求。目前的红色荧光粉波长一般在630-670nm，如需提高白光的光效，需要将波长蓝移至605-630nm左右。
技术实现思路
为解决白光LED特殊显色指数低，导致显色效果差等问题，本专利技术提供了一种用于蓝光芯片的封装材料及其白光LED封装方法，该封装材料通过在绿色荧光粉(510-530nm)与红色荧光粉(620-640nm)的组合中加入一定量的K2SiF6:Mn4+粉体，该封装方法能在保证白光LED发光效率基本不变的情况下，提高白光的特殊显色指数R9，从而提高白光的显色指数。一种用于蓝光芯片的封装材料，由以下重量百分重量的原料制成：本专利技术用于蓝光芯片的封装材料，对蓝光芯片(460nm)进行封装，通过在绿色荧光粉(510-530nm)与红色荧光粉(620-640nm)的组合中加入一定量的K2SiF6:Mn4+粉体。K2SiF6:Mn4+粉体在蓝光激发下实现波长在631nm的红光，半波宽仅3nm，能有效提高白光的R9值，从而提高白光的综合显色指数。该封装材料封装的蓝光芯片，能在保证白光LED发光效率基本不变的情况下，提高白光的特殊显色指数R9，从而提高白光的显色指数。所述的绿色荧光粉为Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+。所述的红色荧光粉为Sr2Si5N8:Eu2+。灌封胶可采用现有技术，所述的灌封胶可为环氧树脂、硅胶等中的一种或两种，经一步优化为环氧树脂。进一步优选，所述的用于蓝光芯片的封装材料，由以下重量百分重量的原料制成：一种采用用于蓝光芯片的封装材料的白光LED封装方法，包括以下步骤：将绿色荧光粉(500～540nm，优选520nm)、红色荧光粉(600～660nm，优选630nm)和K2SiF6:Mn4+粉体与灌封胶均匀混合，然后均匀涂敷在蓝光芯片(430～490nm，优选460nm)上，进行封装，得到白光LED。所述的绿色荧光粉为Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+，所述的制备方法包括：按照化学计量比Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+，称量Lu2O3粉体、Al2O3、CeO2置于玛瑙碾钵中，混合均匀，采用充满还原气氛进行高温烧结，煅烧温度为900～1400℃，时间为2～6h，烧结后进行退火处理，得到Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+荧光粉。进一步优化，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为3h。所述的红色荧光粉为Sr2Si5N8:Eu2+，所述的制备方法包括：以SrCO3、SiO2、Si3N4、Eu2O3为原料，按照化学计量比Sr2Si5N8:Eu2+称量，并将经过混合均匀的原料在还原气氛下升温至1400～1600℃，反应5～9h，待烧结完后进行退火处理，得到Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉。制备Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉的煅烧温度为1400～1600℃，反应5～9h，进一步优化为煅烧温度为1500℃，反应时间为6h。所述的K2SiF6:Mn4+粉体的制备方法包括：按照K2SiF6:Mn4+的化学计量比，将SiO2放入HF/KMnO4水溶液中，静置得到K2SiF6:Mn4+。所述的蓝光芯片可采用现有技术，如GaN、InGaN等，进一步优化可为GaN芯片。所述的还原气氛可为氮气或氮氢混合气，进一步优化为氮氢混合气，即由体积百分比95％的N2和5％的H2组成。所述的退化处理是在马弗炉中进行，烧结温度为400℃～600，时间为1～3h，进一步，烧结温度为500℃，时间为2h，主要能通过低温烧结去除因高温碳管炉煅烧而带来的碳粉等杂质，提高样品的纯度。本专利技术在红色荧光粉、绿色荧光粉和蓝光芯片封装中加入K2SiF6:Mn4+粉体能有效地提高白光LED的显色指数，提高LED的照明质量，对LED光学照明的发展起到重要的推进作用。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术中通过加入一定量的K2SiF6:Mn4+粉体，与红色荧光粉和绿色荧光粉一起涂敷在蓝光芯片上进行封装，能在保持较好的发光效率的前提下，有效地提高饱和红光显色指数R9，并进而提高白光的显色指数，解决目前市面上蓝光芯片封装技术中白光LED出现的红色区域显色不足的问题。同时，采用本专利技术的封装方式，能在一定范围内降低白光LED的色温，使LED发出的光让人感觉更加的温暖。本专利技术使用的粉体主要有Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+荧光粉、Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉和K2SiF6:Mn4+粉体，三种粉体具有稳定的物理性能，能在长时间的能量辐射下保持良好的光学性能。而且三种粉体所采用的制备工艺简本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓝光芯片的封装材料，其特征在于，由以下重量百分重量的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种用于蓝光芯片的封装材料，其特征在于，由以下重量百分重量
的原料制成：
2.根据权利要求1所述的用于蓝光芯片的封装材料，其特征在于，由
以下重量百分重量的原料制成：
3.根据权利要求1或2所述的用于蓝光芯片的封装材料，其特征在于，
所述的绿色荧光粉为Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+。
4.根据权利要求1或2所述的用于蓝光芯片的封装材料，其特征在于，
所述的红色荧光粉为Sr2Si5N8:Eu2+。
5.根据权利要求1或2所述的用于蓝光芯片的封装材料，其特征在于，
所述的灌封胶为环氧树脂、硅胶中的一种或两种。
6.一种白光LED封装方法，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所
述的用于蓝光芯片的封装材料，包括以下步骤：
将绿色荧光粉、红色荧光粉和K2SiF6:Mn4+粉体与灌封胶均匀混合，然
后均匀涂敷在蓝光芯片上，进行封装，得到白光LED。
7.根据权利要求6所述的白光LED封装方法，其特征在于，所述的绿
色荧光粉为Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+，所述的制备方法包括：按照化学计量比
Lu2.98Al5O12:0.02Ce3+，称量Lu2O3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，潘桦滟，罗东，陈如标，吴拓，李旸晖，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33