一种超高显色指数白光LED器件的制作方法

本发明涉及发光二极管的
技术领域：
，特别涉及一种超高显色指数白光led器件。
背景技术：
：发光二极管(light-emittingdiode，led)是一种基于p-n结电致发光原理的半导体发光器件，具有亮度高、低功耗、寿命长、启动快，功率小、无频闪、不容易产生视视觉疲劳等优点，已经在照明和背光显示领域得到了广泛的应用，如室内照明、汽车大灯、景观照明、视频屏幕和植物照明等多个领域。目前，最主要的实现白光led的方式为荧光粉转换led。市场最主流的技术手段是蓝光ingan芯片激发黄色yag(y3al5o12)荧光粉产生白光，即蓝光激发黄色荧光粉发出黄光，黄光与蓝光混合发白光，但是由于缺少红光成分，采用蓝光激发的技术手段存在显色指数低、色温高等缺点。因此，通常采用添加红色荧光粉的方法来增加光谱中缺少的红光成分，从而提高显色指数，但显色指数依然很难达到90。而白光led发射光谱中470nm至500nm的范围内的青光和650nm以上深红色光成分的缺失也是阻碍显色指数提升的重要因素，所以宽光谱的青色、深红色荧光粉的应用对提升白光led的显色指数也有至关重要的意义。技术实现要素：本发明的目的是提供一种超高显色指数白光led器件，以解决现有技术中白光led显色指数难以提升的问题。包括陶瓷基板，所述陶瓷基板上端面的边缘处固定有顶部开口的围坝，所述陶瓷基板的上端面于所述围坝内焊接有芯片，所述围坝内填充有覆盖所述芯片的荧光胶，所述荧光胶包含有质量为x的绿色荧光粉、质量为y的红色荧光粉以及质量为z的硅胶，其中，12.5≤x/y≤20.9，1.9≤z/(x+y)≤3.125。上述技术方案中，通过在上述范围内配比绿色荧光粉与红色荧光粉，以及二者混合后与硅胶进行配比，可以较为容易地使白光led显色指数超过90，且能得到绿色荧光粉与红色荧光粉在0.15/0.010的比例下，r9可高达98.89。进一步地，所述荧光胶为一层混合荧光层，通过将配比为x：y的绿色荧光粉与红色荧光粉加入到质量为z硅胶中，搅拌混合后形成。进一步地，所述荧光胶分为上下两层，包括红色荧光粉与硅胶搅拌形成的红色荧光层和绿色荧光粉与硅胶搅拌形成的绿色荧光层，所述红色荧光层位于绿色荧光层的上方。进一步地，所述红色荧光层中，红色荧光粉与硅胶的比例为0.012:0.25；所述绿色荧光层中，绿色荧光粉和硅胶的比例为0.15:0.25。进一步地，还包括位于所述陶瓷基板下表面的六角铜基板，所述陶瓷基板通过锡膏在150℃的条件下加热10秒后焊接在所述六角铜基板上，与所述六角铜基板之间形成热通路/电通路。进一步地，所述硅胶包括a胶和b胶，二者质量比为1：1，所述硅胶配比后进行搅拌混合，然后进行15min的抽真空处理，以排出硅胶中的空气。进一步地，绿色荧光粉为发射峰值波长为510nm～530nm的稀土荧光粉，红色荧光粉为发射峰值波长为640nm～660nm的氮化物荧光粉。进一步地，所述围坝的截面呈台阶状，所述荧光胶的上表面与所述围坝的上表面齐平。进一步地，所述荧光胶通过毛细玻璃管进行涂覆，并保持涂覆后荧光胶的上表面平整无气泡。进一步地，所述荧光胶涂覆后在120℃的条件下进行干燥，使荧光胶固化。附图说明图1为本发明白光led器件的结构示意图；图2为不同配比下白光led的cri特性图图3(a)为绿色荧光粉颗粒的sem图像；图3(b)为红色荧光粉颗粒的sem图像；图3(c)为绿色荧光粉和红色荧光粉的标准pl和ple光谱图；图4为不同配比下白光led的le特性图；图5为三种不同荧光胶的结构示意图；图6为三种不同荧光胶的白光led的cri特性图；图7位三种不同荧光胶的白光led的色度坐标。其中，1、六角铜基板；2、陶瓷基板；3、围坝；4、芯片；5、荧光胶。具体实施方式为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更为清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解此处描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例一参照图1，本实施例公开的一种超高显色指数白光led器件，依次包括六角铜基板1、陶瓷基板2、围坝3和位于围坝3内的芯片4。围坝3位于陶瓷基板2的上表面且与陶瓷基板2形成支架，围坝3呈圆环状且顶部开口，开口处呈台阶状。围坝3内填充有覆盖芯片4的荧光胶5，荧光胶5的上表面与围坝3的上表面齐平。其中，芯片4通过共晶焊接的方式被焊接在围坝3内陶瓷基板2的上表面，芯片4为蓝色led倒装芯片4。焊接了芯片4的支架然后在150℃下，通过锡膏粘接在六角铜基板1的上表面，与六角铜基板1之间形成热通路或电通路。荧光胶5为一层混合荧光层，由质量为x的绿色荧光粉、质量为y的红色荧光粉和质量为z的硅胶混合形成。绿色荧光粉为发射峰值波长为522nm的y3al3ga2o12:ce3+，红色荧光粉为发射峰值波长为656nm的caalsin3:eu2+。通过荧光光谱仪(fp-6500，jasco，日本)在室温下分析红色荧光粉和绿色荧光粉的光致发光发射(pl)和激发(ple)光谱，使用扫描电子显微镜(sem，novananosem450，fei，usa)观察红色荧光粉颗粒和绿色荧光粉颗粒的微观形貌。在积分球(haas-2000，everfine，中国)中通过光电分析系统(ata-1000，everfine，中国)获得白光led器件的电致发光(el)光谱，色温cct，显色指数cri，发光效率le，cie色度坐标和cie色度坐标偏差(duv)等特性。制作混合荧光层：先将质量比为1:1的a胶和b胶通过行星式搅拌机搅拌成质量为z的硅胶，然后对硅胶进行15min的抽真空处理，以排出硅胶中的空气，再依照表1的配比来称量多组实验的质量为x的绿色荧光粉与质量为y的红色荧光粉，其中，1.9≤z/(x+y)≤3.125。将配比后的绿色荧光粉和红色荧光粉混入硅胶中，进行搅拌混合。混合均匀后，使用毛细玻璃管将其涂覆在围坝3内的芯片4上，并保持涂覆后的上表面平整无气泡。涂覆完毕后，在120℃的条件下进行干燥，使荧光胶5固化。表1不同配比的绿色荧光粉与红色荧光粉实验序号绿色荧光粉/g红色荧光粉/g硅胶/gz/(x+y)10.150.0100.53.12520.150.0120.53.08630.150.0150.53.03040.200.0120.52.35850.220.0120.52.15560.250.0120.51.908使用上表中不同配比的绿色荧光粉和红色荧光粉，获得不同配比下白光led的ra、r9以及r13，结果如图2所示。通过实验1、2、3，随着红色荧光粉的重量从0.010g增加到0.012g，ra值达到了95.2。然而，继续添加红色荧光粉至0.015g，ra值迅速下降到91.3。因此，通过实验2、4、5、6，将红色荧光粉的重量保持在0.012g不变，将绿色荧光粉的重量从0.15g增加到0.25g，直到ra小于90。一般来说，高cri(ra)可以还原被照物体的自然颜色。r9和r13分别表示深红色和肤色。白光led不仅以0.15/0.012的比率获得超高的ra(95.2)，而且以0.15/0.010的比率获得高的r9(98.89)。可以发现，r13与ra的趋势基本一致，在0.15/0.012处达到98.64的峰值。图3中(a)和(b)分别为绿色荧光粉和红色荧光粉颗粒的sem图像，图3中(c)为绿色荧光粉和红色荧光粉的标准pl和ple光谱图，可以获得，绿色荧光粉在430nm到680nm之间产生一个很宽的发射带，在522nm处达到最强，绿色荧光粉与pl光谱与红色荧光粉的ple光谱之间存在450nm～650nm的大范围光谱重叠，容易导致重吸收效应。参照图4，为不同绿色荧光粉和红色荧光粉的质量配比下白光led的le值，由于红色荧光粉质量的增加，更多的蓝光和绿光被它重新吸收，因此绿色发射强度略有降低。le值显著下降，从67.41lm/w降至54.82lm/w，cct值也急剧下降，从5152k降至3994k。实施列二参照图5，将荧光胶5换为上下两层结构，包括质量比为0.017:0.011红色荧光层和绿色荧光层，根据实施例一获得的最佳比例来配置红色荧光层和绿色荧光层，绿色荧光层通过绿色荧光粉与硅胶配比混合制成，绿色荧光粉和硅胶的比例为0.15:0.25，红色荧光层通过红色荧光粉与硅胶配比混合制成，红色荧光粉和硅胶的比例为0.012:0.25。图6是荧光胶5为混合荧光层(r&gmix)、红色荧光层在绿色荧光层上方(rup/gdown)、绿色荧光层在红色荧光层上方(gup/rdown)的三种结构情况下白光led的cri特性。与r&gmix结构相比，rup/gdown结构的cri表现突出(ra＝95.8，r9＝92.4，r13＝98.2)，这意味着深红色和肤色颜色的显色性更明显。而gup/rdown结构光谱中三基色发射的不平衡导致cri相对较低(ra＝91.9，r9＝79.7，r13＝93.3)。图7是荧光胶5为上述三种情况下的色度坐标，显然，三种不同的荧光胶5，cie色度坐标都接近位于白光区的普朗克曲线，cri值都很好。但是，荧光胶5为rup/gdown结构的白光led实现了cie坐标(0.3279，0.3306)与(0.33，0.33)的高度匹配，达到了理想的白色发射。以上仅为本发明的若干个优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12