一种紫光转换白光led灯及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种紫光转换白光LED灯及其制造方法，由转光板(1)、荧光粉层(2)、散热器(3)、绝缘件(4)、LED紫光光源(5)、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组成，采用可被紫光LED激发的荧光粉，通过转光板的方式来制备白光LED灯，将大部分的紫光转换为可见光，提高了灯的光生物安全性，在大功率和长时间照射时无光生物危害，同时采用宽光谱可被紫光激发的磷铝酸盐荧光粉，制备出的LED灯显色性高，一致性好，具有较好的应用价值。
【专利说明】一种紫光转换白光LED灯及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明光源，具体涉及一种紫光转换白光LED灯及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着LED技术的快速发展，白光LED由于其光效高，环保、寿命等储多优点已成为世界各国研究的焦点。在现有的【技术领域】，比较成熟的白光LED的实现方式是通过蓝光芯片激发荧光材料的方法，但是光谱中红光较少，制成的白光LED显色性不高，难以满足对照明高显色性光源的要求，同时因为芯片的蓝光较强，在大功率、长时间照射时存在光生物危害。
[0003]紫光转换白光LED的技术已在兴起，利用紫光LED激发得到白光的机理是通过紫光LED发出的紫外和近紫外光(300?400nm)激发荧光粉发光，荧光粉所发出的光通过混合得到白光，为了进一步改进提高紫光LED转换白光的发光效率、显色指数等，使其达到实用化，近几年紫光LED的研究得到了飞跃的发展，成为了目前研究最活跃的一个领域。
[0004]本发明的目的是为了改进现有的白光LED灯显色性不高，存在光生物危害的缺点而提供一种紫光转换白光LED灯，实现绿色照明，资源节约，节能环保、光生物安全的目的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种紫光转换白光LED灯，由转光板(I)、荧光粉层(2)、散热器(3)、绝缘件(4)、LED紫光光源(5)、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组成，其中所述的荧光粉由磷铝酸盐荧光粉组成，所述的荧光粉层由磷铝酸盐荧光粉和纳米氧化铝组成。
[0006]所述的磷铝酸盐荧光粉可被紫光LED有效激发，发射光谱范围为400?700nm，其化学式为MaAlb (PO4)6: Sb。，Rd，其中:M为Ca，Sr，Ba，Mg四种元素中的一种或几种，R为Y，La，Eu，Ce，Tb，Dy，Mn中的至少一种，a, b，c，d为摩尔系数，其范围是:3〈a〈6，2〈b〈4，0.005〈c〈0.5,0.01<d<l.6。
[0007]所述荧光粉层由磷铝酸盐荧光粉和纳米氧化铝组成，粘结剂为聚氧化乙烯，溶剂为去离子水，所述的荧光粉涂层浆料其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比为磷铝酸盐荧光粉60?80%，纳米氧化铝为5?10%，粘结剂为0.5?5%，溶剂为14.5?25%
[0008]所述转光板由玻璃、亚克力、PMMA中的一种制成。
[0009]本发明还提供了上述的紫光转换白光LED灯的制备方法，其具体步骤为:
[0010]A.荧光粉的制备:按照化学式MaAlb (PO4)6: Sb。，Rd，按各元素的摩尔配比称取原材料，原材料溶于水的直接溶于去离子水中，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剂，混合均匀后，放入500?700°C马福炉中，灼烧5?30min后，从马福炉中取出，冷却后，过筛，得到前趋体，在制得的前驱体中，加入助熔剂，混合均匀后，放入高温灼烧电炉中，在900?1100°C的焙烧2?5hr，将焙烧好的材料冷却至室温，进行粉碎，过筛，得到磷铝酸盐荧光粉；
[0011]B.荧光粉层的制备:将占荧光粉浆料总质量百分比60?80%的荧光粉，5?10%的纳米氧化铝，0.5~5%的粘结剂，14.5~25%的溶剂加入带搅拌机的容器内，打开搅拌机，控制转速180~220转/min，搅拌4~8hr ;将配制好的荧光粉浆涂敷到转光板(I)上，将涂敷有荧光粉的转光板(I)放在烘干机上烘干，然后放入烤箱中，在500~540°C烘烤10~20min，制得涂有荧光粉层的转光板(I)；
[0012]C.将LED紫光光源(5)与散热器(3)、绝缘件⑷、基板(6)、灯头(7)、驱动⑶组装在一起，最后装上涂有荧光粉层的转光板(I)，制成紫光转换白光LED灯。
[0013]有益效果:
[0014]本发明采用可被紫光LED激发的宽光谱磷铝酸盐荧光粉，通过转光板的方式来制备白光LED灯，将大部分的紫光转换为可见光，提高了灯的光生物安全性，在大功率和长时间照射时无光生物危害，同时磷铝酸盐荧光粉发射范围宽(400~700nm)，发射主峰可调，制备出的LED灯显色性高，一致性好，具有较好的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明专利的结构示意图，其中I转光板，2荧光粉层，3散热器，4绝缘件，5LED紫光光源，6基板，7灯头，8驱动；
[0016]图2为LED紫光光源光谱图；
[0017]图3为磷铝酸盐荧光粉光谱图；
[0018]图4为实施例4紫光转换白光LED灯光谱图。
【具体实施方式】
[0019]实施例1.[0020]A.荧光粉的制备:称取 Ca(NO3)2.4Η208.2653g，Al(NO3)3.9Η2010.5036g，Sb2O30.1458g, MnCO30.574 8g, Eu2O30.8798g, (NH4)2HP047.9233g,以上原料均为优级纯，将Ca (NO3) 2.4H20、Al (NO3)3.9H20、(NH4)2HPO4 —起混合溶于去离子水中；将 Sb203、MnCO3> Eu2O3放入100ml烧杯中，混合均匀，加入去离子水，使混合物成为均匀的糊状物，滴加浓硝酸，使糊状物全部溶解，然后加入Ca(NO3)2.4H20、Al (NO3)3- 9H20、(NH4)2HPO4的混合溶液中；另取一个100ml烧杯，加入30g助燃剂，加入20ml去离子水，使之全部溶解，然后将溶液和前述的混合液一起加入100ml刚玉坩埚中，放入升温至550°C的马福炉中，灼烧15min，取出，冷却后，过筛，得到前趋体；在制得的前驱体中，加入助熔剂0.15g，混合均匀后，放入高温灼烧电炉中，在950°C焙烧3h ;将焙烧好的材料冷却至室温，粉碎，过筛，即得到化学式为Ca3.5A12.8 (PO4)6: Sb。.1; Mn0.5，Eu0.5 的磷铝酸盐荧光粉；
[0021]B.荧光粉层的制备:称取磷铝酸盐荧光粉1.1g, 0.12g纳米氧化铝，0.03g聚氧化乙烯,0.40g去离子水加入带搅拌机的容器内，打开搅拌机,控制转速200转/min,搅拌6hr ；将配制好的荧光粉浆涂敷到转光板(I)上，将涂敷有荧光粉的转光板(I)放在烘干机上烘干，然后放入烤箱中，在530°C烘烤15min，制得涂有荧光粉层的转光板(I)；
[0022]C.LED灯制备:将LED紫光光源(5)与散热器(3)、绝缘件⑷、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组装在一起，最后装上涂有荧光粉层的转光板(I)，组装成紫光转换白光LED灯。
[0023]实施例2:
[0024]A.荧光粉的制备:称取 Sr (NO3)29.5233g, Al (NO3) 3.9H207.8777g, Sb2O30.0233g,Tb4O70.4573g, CeO20.5163g, NH4H2P046.90 1 8g,将 Sr (N03)2, Al (NO3)3.9H20、NH4H2PO4 一起混合溶于去离子水中，将Sb203、Tb4O7, CeO2放入IOOml烧杯中，混合均匀，加入去离子水，使混合物成为均匀的糊状物，滴加浓硝酸，使糊状物全部溶解，然后加入Sr (N03)2、Al (NO3) 3.9H20、NH4H2PO4 混合溶液中，另取一个 IOOml 烧杯，加入 76.8232gCH6N40，加入 20ml去离子水，使之全部溶解，将该溶液和前述的混合液一起加入IOOml刚玉坩埚中，放入升温至600°C的马福炉中，灼烧lOmin，取出，冷却后过筛，得到前趋体；在制得的前驱体中，加入
0.6g助熔剂，混合均匀后，放入高温灼烧电炉中，在1000°C焙烧4h ;将焙烧好的材料冷却至室温，进行粉碎，过筛，即得到化学式为Sr45Alu(PO4)6 = Sbai6, Tb0.5, Ce0.3的磷铝酸盐荧光粉；
[0025]B.荧光粉层的制备:称取磷铝酸盐荧光粉2.1g, 0.25g纳米氧化铝，0.15g聚氧化乙烯,0.70g去离子水加入带搅拌机的容器内，打开搅拌机,控制转速220转/min,搅拌4hr ；将配制好的荧光粉浆涂敷到转光板(I)上，将涂敷有荧光粉的转光板(I)放在烘干机上烘干，然后放入烤箱中，在520°C烘烤20min，制得涂有荧光粉层的转光板(I)；
[0026]C.LED灯制备:将LED紫光光源(5)与散热器(3)、绝缘件⑷、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组装在一起，最后装上涂有荧光粉层的转光板(I)，组装成紫光转换白光LED灯。
[0027]实施例3
[0028]A.荧光粉的制备:称取 BaC037.894g, Al (NO3) 3.9Η2012.0042g, Sb2O30.2915g,Eu2O30.8798g, Dy2O30.1865g, (NH4) 2HP047.9233g,将 Al (NO3)3.9H20、(NH4)2HPO4 一起混合溶于去离子水中，将BaC03、Sb2O3> Eu2O3> Dy2O3放入IOOml烧杯中，混合均匀，加入去离子水，使混合物成为均匀的糊状物，滴加浓硝酸，使糊状物全部溶解，加入Al (NO3) 3- 9H20、NH4H2PO4的混合溶液中，另取一个IOOml烧杯，加入85gCH6N40，加入20ml去离子水，使之全部溶解，然后将溶液和前述的混合液一起加入IOOml刚玉坩埚中，放入升温至650°C的马福炉中，灼烧8min，取出，冷却后，过筛，得到前趋体；.在制得的前驱体中，加入0.5g助熔剂，混合均匀后，放入高温灼烧电炉中，在1100°C焙烧3hr ;将焙烧好的材料冷却至室温，进行粉碎，过筛，即得到化学式为Ba4Al3.2(PO4)6:Sba2，Eua4，Dyai的磷铝酸盐荧光粉；
[0029]B.荧光粉层的制备:称取磷铝酸盐荧光粉1.1g, 0.12g纳米氧化铝，0.03g聚氧化乙烯,0.40g去离子水加入带搅拌机的容器内，打开搅拌机,控制转速200转/min,搅拌6hr ；将配制好的荧光粉浆涂敷到转光板(I)上，将涂敷有荧光粉的转光板(I)放在烘干机上烘干，然后放入烤箱中，在530°C烘烤15min，制得涂有荧光粉层的转光板(I)；
[0030]C.LED灯制备:将LED紫光光源(5)与散热器(3)、绝缘件⑷、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组装在一起，最后装上涂有荧光粉层的转光板(I)，组装成紫光转换白光LED灯。
[0031]实施例4
[0032]A.荧光粉的制备:称取 Ca(NO3)2.4Η203.542g，MgCO31.68g，Al (NO3) 3.9Η2010.5036g, Sb2O30.4373g, MnCO30.4598g, La2O30.6516g, NH4H2P046.9018g,将Ca(NO3)2.4H20、Al (NO3)3.9H20、NH4H2PO4 一起混合溶于去离子水中，将 BaCO3> Sb2O3' MnCO3>La2O3放入IOOml烧杯中，混合均匀，加入去离子水，使混合物成为均匀的糊状物，滴加浓硝酸，使糊状物全部溶解，加入Ca(NO3)2.4H20、Al (NO3)3- 9H20、NH4H2PO4的混合溶液中，另取一个IOOml烧杯，加入56gCH6N40，加入20ml去离子水，使之全部溶解，然后将溶液和前述的混合液一起加入IOOml刚玉坩埚中，放入升温至600°C的马福炉中，灼烧15min，取出，冷却后，过筛，得到前趋体；在制得的前驱体中，加入0.8g助熔剂，混合均匀后，放入高温灼烧电炉中，在1050°C焙烧3hr ;将焙烧好的材料冷却至室温，进行粉碎，过筛，即得到化学式为Ca1.5Mg2Al2.8 (PO4)6: Sb0.3, La0.2，Mn0.4 的磷铝酸盐荧光粉；
[0033]B.荧光粉层的制备:称取磷铝酸盐荧光粉2.1g, 0.25g纳米氧化铝，0.15g聚氧化乙烯,0.70g去离子水加入带搅拌机的容器内，打开搅拌机,控制转速220转/min,搅拌4hr ；将配制好的荧光粉浆涂敷到转光板(I)上，将涂敷有荧光粉的转光板(I)放在烘干机上烘干，然后放入烤箱中，在520°C烘烤20min，制得涂有荧光粉层的转光板(I)；
[0034]C.LED灯制备:将LED紫光光源(5)与散热器(3)、绝缘件⑷、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组装在一起，最后装上涂有荧光粉层的转光板(I)，组装成紫光转换白光LED灯。
[0035]以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种紫光转换白光LED灯，由转光板⑴、荧光粉层(2)、散热器(3)、绝缘件⑷、LED紫光光源(5)、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组成，其中所述的荧光粉由磷铝酸盐荧光粉组成，所述的荧光粉层由磷铝酸盐荧光粉和纳米氧化铝组成。
2.根据权利要求1所述的紫光转换白光LED灯，其特征在于所述的磷铝酸盐荧光粉可被紫光LED有效激发，发射光谱范围为400~700nm，其化学式为MaAlb (PO4)6: Sb。，Rd，其中:M为Ca，Sr, Ba, Mg四种元素中的一种或几种，R为Y, La, Eu, Ce, Tb, Dy, Mn中的至少一种，a,b, c，d 为摩尔系数，其范围是:3〈a〈6，2〈b〈4，0.005〈c〈0.5,0.01〈d〈l.6。
3.根据权利要求1所述的紫光转换白光LED灯，其特征在于所述荧光粉层由磷铝酸盐荧光粉和纳米氧化铝组成，粘结剂为聚氧化乙烯，溶剂为去离子水，所述的荧光粉涂层浆料其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比为磷铝酸盐荧光粉60~80%，纳米氧化铝为5~10%，粘结剂为0.5~5%，溶剂为14.5~25%。
4.根据权利要求1所述的紫光转换白光LED灯，其特征在于所述转光板由玻璃、亚克力、PMMA中的一种制成。
5.根据权利要求1所述的紫光转换白光LED灯的制备方法，是通过以下步骤实现的: A.荧光粉的制备:按照化学式MaAlb(P04)6:Sb。，Rd，按各元素的摩尔配比称取原材料，原材料溶于水的直接溶于去离子水中，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剂，混合均匀后，放入500~700°C马福炉中,灼烧5~30min后，从马福炉中取出，冷却后，过筛，得到前趋体，在制得的前驱体中，加入助熔剂，混合均匀后,放入高温灼烧电炉中,在900~1100°C的焙烧2~5hr，将焙烧好的材料冷却至室温，进行粉碎，过筛，得到磷铝酸盐荧光粉； B.荧光粉层的制备:将占荧光粉浆料总质量百分比60~80%的磷铝酸盐荧光粉，5~10%的纳米氧化铝，0.5~5%的粘结剂，14.5~25%的溶剂加入带搅拌机的容器内，打开搅拌机，控制转速180~220转/min,搅拌4~8hr ;将配制好的突光粉衆涂敷到转光板(I)上，把涂敷有荧光粉的转光板(I)放在烘干机上烘干，然后放入烤箱中，在500~540°C烘烤10~20min，制得涂有荧光粉层的转光板(I)； C.LED灯制备:将LED紫光光源(5)与散热器(3)、绝缘件(4)、基板(6)、灯头(7)、驱动(8)组装在一起，最后装上涂有荧光粉层的转光板(I)，组装成紫光转换白光LED灯。
【文档编号】F21Y101/02GK103775873SQ201410007358
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】王海波, 朱月华, 施丰华, 刘光熙, 卓宁泽, 尹娟, 李登宇 申请人:南京琦光光电科技有限公司