本发明专利技术公开了一种全光谱LED荧光粉组合物以及高显色白光LED灯，该组合物包括在蓝光激发下发射峰值在500nm～550nm 的绿色荧光粉占比78％‑88％；在蓝光激发下发射峰值在625nm～670nm 的红色荧光粉占比12％‑22％。该荧光粉组合物在约2700K至6000K的CCT下具有大于95的一般显色指数，具有接近自然光的全光谱，能实现2700K‑6000K色温的封装，且成品率较高，可广泛应用于照明、印染、珠宝、化妆等辨别色别要求严格的场所。
Full spectrum LED fluorescent powder composition and high color rendering white LED lamp
The invention discloses a full spectrum of LED fluorescent powder composition and high color white LED lamp, comprising under blue light emission peak in the green phosphor 500nm ~ 550nm accounted for 78% 88%; under blue light emitting red phosphor peak at 625nm ~ 670nm accounted for 12% of the 22%. The fluorescent powder composition is greater than the general color rendering index of 95 in about 2700K to 6000K CCT, with all close to natural light spectrum, can realize the 2700K 6000K color package, and high rate of finished products, can be widely applied to Yu Zhaoming, printing and dyeing, jewelry, makeup and other color discrimination requires strict place.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及照明
，具体的说涉及一种全光谱LED荧光粉组合物以及高显色白光LED灯。
技术介绍
在国际上规定15个标准色样，并且由其平均值可计算更宽的CRI(R1-R15)，但通常将CRI定义为8个标准色样(R1-R8)的平均值，其通常称作一般显色指数，并简写为Ra。特别地，R9饱和红的显色性对于某些范围的应用是非常重要的。目前，主流的白光LED是利用InGaN蓝光芯片激发YAG:Ce3+荧光粉产生与蓝光互补的黄光，进而混合来实现的。但是，由于YAG:Ce3+荧光粉中，红光光谱能量约占总光谱能量的8～15％，远低于黄绿光的比例。因此，用这种方法制造的产品显色指数偏低，一般在70左右，并且色温偏高，基本在5500K以上，与人眼的最佳视觉要求(3000～5000K)存在一定偏差，因此无法用于家庭照明。为此，研究人员希望通过向YAG:Ce3+中添加红粉以达到提升显色指数的目的。但是现有的(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce体系中，YAG:Ce3+其发射光谱峰值波长范围为540-580nm，GAG体系峰值波长范围为515-550nm，LuAG体系峰值波长范围为515-545nm，这三种体系的半峰宽较宽，峰值波为黄绿色波段，若是同时达到全光谱、色温可调节、且显色指数高达90以上的目标，仅靠现有的黄粉+红粉的组合是不可能实现的。尽管这类LED适合于一些应用，但许多用户期望一种具有更高Ra值的光源，一种Ra值近似于95-100的白炽灯的光源。还有些LED，其采用了UV发射芯片和荧光体混合物，该荧光体混合物包括设计为将UV辐射转换成可见光的红色、绿色和蓝色荧光体。其光谱往往在光谱的深红区域中，尤其在650nm附近具有间隙(光谱强度基本为0)或较大缺失，这严重地降低了R9值。综上所述，开发新的具有全光谱(定义为在400到700nm之间没有间隙，即不存在发射光谱强度约为0的区域)，并具有高Ra值、R1-R15值的荧光体混合物及可靠的混粉方案有利于推动LED照明的快速发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种全光谱LED荧光粉组合物以及高显色白光LED灯，以解决现有技术所用荧光粉或其组合显色指数偏低，色温偏高，不适用于家庭照明LED的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种全光谱LED荧光粉组合物，包括质量百分比如下的组分：在蓝光激发下发射峰值在500nm～550nm的绿色荧光粉占比78％-88％；在蓝光激发下发射峰值在625nm～670nm的红色荧光粉占比12％-22％。所述绿色荧光粉组成为改良(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce，其为在常规(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce粉配方的基础上添加特殊元素，改变烧结工艺制得，其具有更低的峰值波长500-550nm。所述改良(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce的化学通式为Y3-a-bCeaAbAl5-c-2dGacSidMdO12；式中，A为Lu、La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sc中的至少一种，M为Mg、Ca、Sr、Ba中的至少一种；且0.003≤a≤0.3，0≤b≤2.997，0.001≤c≤4，0.001<d≤0.5。该荧光粉的制备方法包括以下步骤：a、按照化学通式Y3-a-bCeaAbAl5-c-2dGacSidMdO12中各元素化学计量比分别称取各元素的氧化物或碳酸盐原料，将称取的各原料在三维混料机中混合1h，然后称取原料总质量1％～15％的助熔剂(BaCl2与NaCl的混合物)，并将所称取的原料和助熔剂在三维混料机中再次混合2h；b、将步骤a制得的混合物在还原气氛条件下升温至1300～1450℃，并保温0.5～2.5h，之后降至室温，制得烧结产物；c、将烧结产物取出，经过球磨、酸洗、烘干后，即得该种改良绿色荧光粉，其峰值波长为500-550nm。所述改良(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce的化学通式为CexLu3-x-yMyAl5O12，式中，M为La、Gd、Pr、Nd、Sm、Eu、Ga、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sc中的至少一种，且0<x<0.1，0<y<0.05，x∶y＝2∶1。该荧光粉的制备方法包括以下步骤：a、按化学通式CexLu3-x-yMyAl5O12中各元素化学计量比称取含有Ce、Lu、M、Al元素的氧化物或碳酸盐，混合，研磨，得混合物；b、烧结：在混合物中加入所述混合物总质量0.5％-5％的助熔剂，助熔剂为H3BO3或BaF2中的一种或两种以任意比例组成的混合物，在还原气氛条件下以5-10℃的升温速率升温至1300-1500℃，并保温1-3h，之后自然降至室温，得荧光粉粗品；c、将所述荧光粉粗品经研磨，之后用质量百分比浓度为5％-20％的盐酸溶液洗涤、在40-80℃干燥2-3h后，即得该种改良绿色荧光粉，其峰值波长范围为510-550nm。所述红色荧光粉组成为SrLiAl3N4:Eu或者(Ca,Sr,Mg)AlSiN3:Eu。所述绿色荧光粉和红色荧光粉颗粒粒径均匀统一，其K值满足0.4≤K＝(D90-D50)/D10≤1.4。该荧光粉组合物的色点位于1931CIE色度图的黑体轨迹上或者色点在黑体轨迹上的偏差x＝±0.02，y＝±0.02。本专利技术还提供了一种高显色白光LED灯，该LED灯由上述荧光粉组合物搭配蓝光芯片做成，蓝光芯片波段范围为450nm-455nm。该LED灯具有大于95的平均显色指数Ra(R1-R8)和大于90的显色指数CRI(R1-R14)，CRI(R1-R14)指R1-R14的平均值。另外，该LED灯的白光具有2700K～6000K的相关色温和400nm～700nm的全光谱。本专利技术所提供的改良荧光粉组合物的发射光谱图显色性好，能实现2700K-6000K色温的封装。制作LED时只需要两种粉进行混合，较为方便且荧光粉颗粒之间匹配性高，出光均匀性好，可显著提高LED产品的落Bin率，粉体光谱衰减一致性好，且避免在高温下因为几种粉之间的性能差异而引起的色漂移现象。本专利技术所提供的LED灯成品率较高，可广泛应用于照明、印染、珠宝、化妆等辨别色别要求严格的场所，能减弱蓝光危害、保护视力、缓解视觉疲劳，提高工作和学习效率，达到光源的高品质要求。此外，所选用的SrLiAl3N4:Eu红粉还有助于提高灯珠的成品率。附图说明图1对比例1(5000K)的发射光谱图。图2实施例1(2700K)的发射光谱图。图3实施例4(5000K)的发射光谱图。图4是对比例1和实施例4的封装产品的出光均匀性测试结果。图5是对比例1和实施例4的双85测试Ra的变化曲线图。图6是对比例1和实施例4的双85测试CIEx色坐标的变化曲线图。图7是对比例1和实施例4的双85测试色温Tc的变化曲线图。图8是对比例2(5000K)双85测试随时间的光谱衰减曲线。图9是实施例4(5000K)双85测试随时间的光谱衰减曲线。具体实施方式实施例1蓝光芯片+全光谱荧光粉组合物：2700K色温一种2700K色温的全光谱荧光粉组合物，包括质量百分比如下的组分：蓝光激发下发射峰值在525nm的改良绿色荧光粉(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce：79.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全光谱LED荧光粉组合物，其特征在于，包括质量百分比如下的组分：在蓝光激发下发射峰值在500nm～550nm的绿色荧光粉占比78％‑88％；在蓝光激发下发射峰值在625nm～670nm的红色荧光粉占比12％‑22％。
【技术特征摘要】
1.一种全光谱LED荧光粉组合物，其特征在于，包括质量百分比如下的组分：在蓝光激发下发射峰值在500nm～550nm的绿色荧光粉占比78％-88％；在蓝光激发下发射峰值在625nm～670nm的红色荧光粉占比12％-22％。2.根据权利要求1所述的全光谱LED荧光粉组合物，其特征在于，所述绿色荧光粉组成为改良(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce。3.根据权利要求2所述的全光谱LED荧光粉组合物，其特征在于，所述改良(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce的化学通式为Y3-a-bCeaAbAl5-c-2dGacSidMdO12；式中，A为Lu、La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sc中的至少一种，M为Mg、Ca、Sr、Ba中的至少一种；且0.003≤a≤0.3，0≤b≤2.997，0.001≤c≤4，0.001<d≤0.5。4.根据权利要求2所述的全光谱LED荧光粉组合物，其特征在于，所述改良(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce的化学通式为CexLu3-x-yMyAl5O12，式中，M为La、Gd、Pr、Nd、Sm、Eu、Ga、T...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志平，路亚娟，蒋双双，刘学千，赵金鑫，
申请(专利权)人：河北利福光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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