[发明专利]白光LED及其照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及白光LED及其照明装置，详细地说，涉及具有发光效率高、显色性好和蓄光性的白光LED及其照明装置。

背景技术

传统上，在照明装置中一直使用荧光灯、金卤灯和白炽灯等，荧光灯和金卤灯虽然发光效率高，但含有水银等有害物质，白炽灯发光效率低，寿命短，发热显著。为了解决传统照明装置中存在的上述问题，提出了白光LED照明。近年来，作为白光LED照明所必要的高亮度蓝光、紫光、紫外LED的发光效率不断提高，白光LED照明正迅速实用化。白光LED照明具有以下优点：发光效率高，发热少，由于是固体发光元件，不会象白炽灯那样出现灯丝烧断等，因此寿命长，加上无水银等有害物质，因此是十分理想的照明装置。

为了实现白光LED照明，有两种方式：(1)第一种方式是使用红、绿、蓝光三种LED，(2)第二种方式是近年已开发成功的将蓝光、紫光、紫外LED芯片与通过蓝光、紫光、紫外LED芯片发出的蓝光、紫光、紫外光激发而发光的荧光粉进行组合。

前者使用红、绿、蓝光三种LED，因此照明装置中使用的LED数量多，所以存在电路及用于使红、绿、蓝光混色的光路复杂和成本高的问题。另外，由于红、绿和蓝光LED的发射光谱都较窄，所以由它们得到的白光的发射光谱与太阳光谱显著不同，因此显色性差。

后者通过单个LED芯片与荧光粉组合而得到白光LED，因此照明装置中使用的LED数量少，电路和光路简单，易于低成本化。另外，通过使用发射光谱较宽的荧光粉，能够获得比前者更好的白色发射光谱，所以显色性比前者好。

为了获得白光，在第二种方式中又有两种方法：第一种方法是将蓝光LED芯片与通过蓝光LED芯片发出的部分蓝光激发而发出黄光的黄色荧光粉进行组合，利用LED芯片发出的蓝光与黄色荧光粉发出的黄光的补色原理，获得白光。将峰值波长为450nm～475nm的蓝光LED芯片与黄色荧光粉Y₃Al₅O₁₂:Ce组合，可获得高发光效率的高亮度白光LED，这是目前制造白光LED的主要方法。但是，由于在可见光范围的红光区域内发光不足，因此仍然存在显色性较差的问题。

第二种方法是将紫光LED芯片或紫外LED芯片与通过紫光LED芯片或紫外LED芯片发出的紫光或紫外光激发而发出红光的红色荧光粉、发出绿光的绿色荧光粉和发出蓝光的蓝色荧光粉进行组合，将由红、绿、蓝色荧光粉发出的红、绿、蓝光进行混色，获得白光。在第二种方法中，由于通过红色荧光粉发出的红光、绿色荧光粉发出的绿光、蓝色荧光粉发出的蓝光进行混色而获得白光，因此可获得具有不同色调的白光，并且由于不是通过补色原理，而是通过红、绿、蓝光的混色原理，获得白光，因此具有较好的显色性。但是，与蓝光LED芯片相比，紫光LED芯片或紫外LED芯片的发光效率较低，因此通过第二种方法得到的白光LED的发光效率比第一种方法得到的白光LED低。另外，采用上述两种方法得到的白光LED的余辉亮度较低，发光颜色不多，都需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的白光LED及其照明装置中存在的问题，提供具有发光效率高、显色性好和蓄光性的白光LED及其照明装置。

本发明的目的通过以下措施达到，即：本发明的白光LED包括发出峰值波长在360nm～420nm的紫外～紫光的LED芯片以及形成于所述LED芯片的发光面上、并由在所述紫外～紫光激发下分别发出不同颜色的可见光的两种或两种以上的荧光粉构成的荧光粉层，其中至少一种荧光粉由最大峰值波长相等或大致相等、发光颜色相同、余辉不同的双组份荧光粉组成，一个组份具有蓄光性，另一组份具有非蓄光性，通过所述荧光粉分别发出的不同颜色的可见光混合而产生白光。

本发明的白光LED的荧光粉层可由红色荧光粉、绿色荧光粉和蓝色荧光粉构成。

另外，本发明的白光LED的荧光粉层可由蓝绿色荧光粉和选自红色荧光粉、橙色荧光粉中至少一种荧光粉构成，或者由黄色荧光粉和蓝色荧光粉构成。

另外，本发明的白光LED的荧光粉层还可由红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉和选自蓝绿色荧光粉、橙(或黄)色荧光粉中至少一种荧光粉构成。