Led灯及其采用的红发射无机发光材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED光源或者灯具，特别涉及一种白光LED灯及其采用的红发射无机 发光材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 首先介绍下显色指数：光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参 考或基准光源下物体外观颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色 可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波合成，对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光 色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。当光 源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差（color shift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。显色指数系数仍为目前定义光源显色 性评价的普遍方法。
[0003] 白光LED在室内普通照明的应用越来越多，目前，LED照明已经进入艺术馆、博物 馆和图书馆等场所。这些场所的照明对色彩的还原能力有特殊的要求，即要求高显色指数 的LED照明灯具。同时，普通室内照明也对高显色指数有一定的需求，所以，获得相对显色 指数大于90,饱和红色R9 (评价红色复现质量的指标）大于80的LED白光灯成为未来LED 照明的一个发展方向。然而，众所周知，蓝光LED+YAG荧光粉的二基色白光LED的显色指数 一直徘徊在60-80之间，其主要原因是在YAG光谱中，缺少红光部分的光谱，使获得的白光 LED的一般显色指数偏低。提高传统蓝光LED+YAG荧光粉的二基色白光LED显色指数的方 法是增加其白光光谱中的红光辐射成分，一般的做法是在特定的原始LED白光中，加入红 色荧光粉或者加入一个红光LED，通过调整电流来调整白光和红光的亮度，然后测量显色指 数等色度学参数，获得白光和红光的配比。这些方式的缺点是耗时繁琐，成本昂贵。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种显色指数大于90, R9大于80的LED灯。
[0005] -种LED灯，其包括电路板、设置在电路板上的白光LED灯珠及罩在LED灯珠上的 光学元件。所述白光LED灯珠外围还设置有用于光扩散或反光用的光处理元件，所述白光 LED灯珠通过蓝光LED激发至少一种荧光粉而发出白光。所述光学元件和光处理元件中的 一个上设置有红发射无机发光材料。所述红发射无机发光材料通过所述LED灯珠的光所激 励而发光，其发光峰值波长为610~665nm，半高宽为12~34nm，强度为所述蓝光LED发出的光 的峰值的I. 1~1. 5倍。
[0006] 在优选的实施例中，所述至少一种焚光粉包括受激发后发黄光的焚光粉。
[0007] 进一步的，所述LED灯的相对色温为2400~10000K时，发白光显色指数大于或等于 90, R9大于或等于80。所述红发射无机发光材料为三价铕离子掺杂的氧化锌微米球、三价 铕离子掺杂的
和X倍（〇 < X彡2 )二价铕离子掺杂的：
中的一种或多种，每种红发射无机发光材料中，铕离子的质量比都为〇. 1%~1〇%。。所述红发 射无机发光材料通过掺杂、喷涂、沉积和附着中的一种方法设置在所述光学元件和光处理 元件中的一个上。
[0008] 本发明还提供了一种上述LED灯使用的红发射无机发光材料的制备方法，该方法 包括以下步骤： 步骤一，以硝酸锌、六次甲基四胺、聚苯乙烯磺酸钠中的一种或多种为反应前驱物，以 硝酸铕和硝酸镝为掺杂剂，其中反应前驱物和掺杂剂的比例为（1~2) : (0. 1~0. 99)，将上述 物质溶于去离子水中并采用高温固相反应法均匀混合高温固相反应为溶液； 步骤二，将步骤一得到的溶液在500~800度温度下反应时间30~120分钟； 步骤三，过滤，将反应前驱物和掺杂剂过滤掉，留下所需要的三价铕离子掺杂物； 步骤四，用纯净水清洗步骤三得到的掺杂物，清洗后掺杂物成凝胶状； 步骤五，在100度的温度下降步骤四得到的凝胶物烘烤1. 6~3个小时，获得三价铕离子 掺杂的氧化锌微米球。
[0009] 本发明的LED灯直接用新式红发射无机发光材料配合现有二基色或二基色以上 的白光LED灯珠，显著改变混合后白光的显色指数，显色指数可大于90, R9大于80,大大提 高了 LED的光品质，拓宽了 LED灯的应用范围，提高了人们使用LED灯的舒适度。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明一实施例中原始白光、加入的红光及合成后白光的光谱图。
[0011] 图2为本发明另一实施例中原始白光、加入的红光及合成后白光的光谱图。
【具体实施方式】
[0012] 下面将结合具体实施例及附图对本发明LED灯具及其采用的红发射无机发光材 料的制备方法作进一步详细描述。
[0013] 本发明的LED灯主要包括电路板、设置在电路板上的白光LED灯珠及罩在LED灯 珠上的光学元件。一般来说，LED灯珠外围还设置有反光罩或具有反光作用的灯罩或具有光 扩散作用的灯罩，以实现光扩散和光反射的作用，为方便描述，统一将上述设置在白光LED 灯珠外围的、用于光扩散或反光用的元件称为光处理元件。而罩在LED灯珠上的光学元件 为透镜，起聚光的作用。本发明的LED灯的光处理元件和光学元件中的一个上设置有红发 射无机发光材料。该红发射无机发光材料通过掺杂、喷涂、沉积和附着中的一种方法设置在 光学元件和光处理元件中的一个上。需要说明的是，白光LED灯珠是通过蓝光LED激发至少 一种荧光粉而发出白光的。本实施例中，白光LED灯珠是通过蓝光LED激发YAG荧光粉而 发出白光的，YAG荧光粉受激发后发黄光，与蓝光LED发出的光混合后的显色指数为60~80 之间。其他实施例中，白光LED灯珠可通过蓝光LED激发其他类型的黄光系荧光粉，还可激 发两种或两种以上的荧光粉而发出白光。两种或两种以上的荧光粉除包括黄光系荧光粉， 如YAG荧光粉，还可能包括硅酸盐系列荧光粉，如（SrBa) 2Si04,或氮化物系列荧光粉，如 CaAlSiN3,或铝酸盐系列荧光粉，如YAG/ATG (SrBa)2Si04中的一种或多种。
[0014] 该红发射无机发光材料通过白光LED灯珠的光所激励而发光(主要为红光)，其发 光峰值波长为610~665nm，半高宽为12~34nm，强度为蓝光LED灯珠的光的峰值的I. 1~1· 5 倍，LED灯的相对色温为2400~10000K时，该光与上述显色指数小于80的白光混合后形成 显色指数大于90, R9大于80的白光。
[0015] 本实施例中，红发射无机发光材料为三价铕离子掺杂的氧化锌微米 球（ZnO: Eu3+)。其他实施例中，红发射无机发光材料还可为三价铕离子掺杂的
，或者为X倍（〇 < X彡2) 的二价铕离子掺杂的
纟:，也即
，或者为这三种材料 的两种或三种的混合物。且每种红发射无机发光材料中，铕离子的质量比都为〇. 1%