CN102135240A

CN102135240A - 暖光led光源及其实现方法

Info

Publication number: CN102135240A
Application number: CN2010101015256A
Authority: CN
Inventors: 文国军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-07-27

Abstract

本发明揭示了一种暖光LED光源及其实现方法，利用至少一个波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED进行混光，得到暖光LED。由于波长在580-780nm的LED的引入，避开了低效率红色荧光粉的使用，使得暖光LED光源的整体发光效率比较高。得到的暖光LED光源在光效、显色性和成本优势等方面得到极大地提高。

Description

暖光LED光源及其实现方法

技术领域

本发明涉及半导体照明技术领域，特别是涉及一种暖光LED光源及其实现方法。

背景技术

随着半导体技术的飞速发展，以半导体光源取代传统光源已成为未来发展的趋势。其中发光二极管(Lighting Emitting Diode，LED)以其节能、环保、寿命长、体积小等优点成为半导体照明领域的主要技术手段。

LED是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

目前，LED照明的核心在于暖光LED，现有制作暖光LED的方法有红、绿、蓝三基色LED合成、蓝光LED+黄色荧光粉、紫外LED+三基色荧光粉以及多层有机电致发光(OLED)等。考虑到技术和成本的优势，目前，蓝光LED芯片+荧光粉成为暖光LED技术的主流。

然而，通过荧光粉转换的暖光LED技术，由于该荧光粉的发射光谱中缺少红光成分，难以同时实现低色温和高显色性。但人们在日常生活中已经习惯了低色温(3000K左右)的照明光源，而低色温LED技术发展缓慢，在现有技术条件之下，低色温LED在红光区域荧光粉的激发效率较低，导致发光效率与高色温相比相差30％；另外，红光的不足同时导致了色彩还原程度较差，显色性不高，如果要达到较高的发光效率与色彩还原度，其成本会大大提高。

例如，现有技术中，采用大功率蓝光LED芯片同时激发黄色荧光粉和红色荧光粉，通过调整荧光粉中红粉的比例，可以得到不同色温和显色指数的暖光LED。但这种实现方式存在以下缺点：

随着荧光粉中红粉含量的增加，更多的红色荧光粉吸收LED芯片产生的蓝光后发生辐射跃迁并发出红光，导致了相对光谱的红移，同时色温逐渐降低，而LED显色指数升高。但是，由于所用红色荧光粉的量子效率较低，要产生较多的红光就必须吸收更多的蓝光，这导致了器件光谱中的蓝光和黄光成分减少，器件整体光输出减少。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中低色温LED的显色性与发光效率不足等技术问题。

有鉴于此，本发明提供一种暖光LED光源的实现方法，包括：利用至少一个波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED进行混光，得到暖光LED。

进一步的，利用以上LED额定电流的60％到80％驱动以上各个LED。

进一步的，所述波长在580-780nm的LED选用红光LED或琥珀光LED。

进一步的，所述多个LED选用黄绿光LED、绿白光LED或白光LED。

进一步的，所述波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED的以交替或环绕方式排布。

本发明另提供一种暖光LED光源，包括基板以及设置于基板上的多个LED，其还包括：至少一个波长在580-780nm的LED，设置于所述基板上。

进一步的，以上波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED的驱动电流为其额定电流的60％到80％。

进一步的，所述波长在580-780nm的LED为红光LED或琥珀光LED。

进一步的，所述多个LED为黄绿光LED、绿白光LED或白光LED。

进一步的，所述波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED的排布方式为交替或环绕排布。

以上暖光LED光源及其实现方法，利用波长在580-780nm的LED进行补偿，来实现低色温和高显色性暖光LED，避开了低效率红色荧光粉的使用，使得暖光LED光源的整体发光效率比较高。得到的暖光LED光源在光效、显色性和成本优势等方面得到极大地提高。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的暖光LED光源的结构示意图。

图2为本发明实施例二所提供的暖光LED光源的结构示意图。

图3为本发明实施例三所提供的暖光LED光源的结构示意图。

图4为本发明实施例四所提供的暖光LED光源的结构示意图。

图5为本发明实施例五所提供的暖光LED光源的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术特征更明显易懂，下面结合附图，给出具体实施例，对本发明做进一步的描述。

以下实施例利用至少两种颜色的LED进行混光，实现低色温和高显色性暖光LED，其引入波长在580-780nm的LED来避免传统的低效率红色荧光粉的使用，以提高混光后LED模块的整体发光效率，且大大降低了暖色LED的制造成本。即利用至少一个波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED进行混光，得到暖光LED。

其中，波长在580-780nm的LED可以为红光LED或琥珀色LED，相应的可以选用黄绿光LED、绿白光LED、白光LED中的一种或两种来实现混光。

通常，由于红光LED、黄绿光LED等构成的是相对独立的发光体，就单个器件来说可能存在空间颜色不均匀，但可以通过适当的排布方式解决这一问题。

例如，波长在580-780nm的LED与其他颜色的LED的配比为1∶2，且排布方式为：其他颜色的LED环绕设置于波长在580-780nm的LED的周围。波长在580-780nm的LED与其他颜色的LED的配比为2∶1，且排布方式为：波长在580-780nm的LED环绕设置于其他颜色的LED的周围。波长在580-780nm的LED与其他颜色的LED的配比为N+1∶N，且其中一个波长在580-780nm的LED设置于基板中央，其它波长在580-780nm的LED与其他颜色的LED交替设置于位于基板中央的波长在580-780nm的LED的周围。波长在580-780nm的LED与其他颜色的LED的配比为N∶N+1，且其中其他颜色的LED之一设置于基板中央，剩余其他颜色的LED与波长在580-780nm的LED交替设置于位于基板中央的LED的周围。

具体通过以下实施例加以详细描述：

实施例一：

请参考图1，其为本发明实施例一所提供的暖光LED光源的结构示意图。如图所示，该暖光LED光源包括基板10，基板上设置有多个LED 12和至少一个波长在580-780nm的LED 14。

在本实施例中，波长在580-780nm的LED 14选用红光LED，相应的LED 12选用黄绿光LED。其中，黄绿光的光谱集中在450nm与570nm，发光效率很高，但是色彩还原度差，红光LED的光谱集中在630nm，以此进行补偿，提高整体LED模块的色彩还原度。其中，红光LED与黄绿光LED的配比为1∶2，排布方式为红光LED在基板的中心，黄绿光LED均匀环绕在红光LED的周围。如图，基板中央具有三颗红光LED，其外围均匀分布有六颗黄绿光LED。

选择0.9～1.1W的红光LED，0.6W～0.8W的黄绿光LED，且其额定电流为200mA～350mA。点亮之后整个模块发出的光线经测量，整体效率达到了普通白光高色温LED的发光效率水平，显色性达到87，比普通白光LED高出10％以上，而成本大大降低，约为普通白光LED的一半。

值得一提的是，在使用中，可以仅利用额定电流的60％到80％进行驱动，可以达到同样的效果，且大大提高了整个LED模块的寿命。

当然，以上黄绿光LED可以用绿白光LED来代替。另外，红光LED可以利用琥珀光LED来代替，相应的可以选取白光LED来代替黄绿光LED。其实现原理与上面相同，在此不再赘述。

实施例二：

请参考图2，其为本发明实施例二所提供的暖光LED光源的结构示意图。如图所示，该暖光LED光源包括基板20，基板上设置有多个LED 22和至少一个波长在580-780nm的LED 24。

在本实施例中，波长在580-780nm的LED 24选用红光LED，相应的LED 22选用黄绿光LED。其中，黄绿光的光谱集中在450nm与570nm，发光效率很高，但是色彩还原度差，红光LED的光谱集中在630nm，以此进行补偿，提高整体LED模块的色彩还原度。其中，红光LED与黄绿光LED的配比为2∶1，排布方式为黄绿光LED在基板的中心，红光LED均匀环绕在黄绿光LED的周围。如图，基板中央具有三颗黄绿光LED，其外围均匀分布有六颗红光LED。

此时，选择0.4～0.6W的红光LED，1.3W～1.5W的黄绿光LED，且其额定电流为200mA～350mA。点亮之后整个模块发出的光线经测量，整体效率达到了普通白光高色温LED的发光效率水平，显色性高于80，比普通白光LED高出10％以上，而成本大大降低，约为普通白光LED的一半。

值得一提的是，在使用中，可以仅利用驱动电流的60％到80％进行驱动，可以达到同样的效果，且大大提高了整个LED模块的寿命。

实施例三：

请参考图3，其为本发明实施例三所提供的暖光LED光源的结构示意图。如图所示，该暖光LED光源包括基板30，基板上设置有多个LED 32和至少一个波长在580-780nm的LED 34。

在本实施例中，波长在580-780nm的LED 34选用红光LED，相应的LED 32选用黄绿光LED。其中，黄绿光的光谱集中在450nm与570nm，发光效率很高，但是色彩还原度差，红光LED的光谱集中在630nm，以此进行补偿，提高整体LED模块的色彩还原度。其中，红光LED与黄绿光LED的配比为N+1∶N，排布方式为一个红光LED在基板的中心，其余红光LED与黄绿光LED交替分布，且均匀环绕在中心的红光LED的周围。如图，基板中央具有一颗红光LED，其周围交错分布有三颗黄绿光LED和三颗红光LED。

此时，选择0.7～0.8W的红光LED，1.3W～1.5W的黄绿光LED，且其额定电流为200mA～350mA。点亮之后整个模块发出的光线经测量，整体效率达到了普通白光高色温LED的发光效率水平，显色性高于80，比普通白光LED高出10％以上，而成本大大降低，约为普通白光LED的一半。

实施例四：

请参考图4，其为本发明实施例四所提供的暖光LED光源的结构示意图。如图所示，该暖光LED光源包括基板40，基板上设置有多个LED 42和至少一个波长在580-780nm的LED 44。

在本实施例中，波长在580-780nm的LED 44选用红光LED，相应的LED 42选用黄绿光LED。其中，黄绿光的光谱集中在450nm与570nm，发光效率很高，但是色彩还原度差，红光LED的光谱集中在630nm，以此进行补偿，提高整体LED模块的色彩还原度。其中，红光LED与黄绿光LED的配比为N∶N+1，排布方式为一个黄绿光LED在基板的中心，红光LED与其余黄绿光LED交替分布，且均匀环绕在中心的黄绿光LED的周围。如图，基板中央具有一颗黄绿光LED，其周围交错分布有三颗黄绿光LED和三颗红光LED。

此时，选择0.9～1.1W的红光LED，0.9W～1.1W的黄绿光LED，且其额定电流为200mA～350mA。点亮之后整个模块发出的光线经测量，整体效率达到了普通白光高色温LED的发光效率水平，显色性高于80，比普通白光LED高出10％以上，而成本大大降低，约为普通白光LED的一半。

实施例五：

以上实施例均是采用多颗小功率的LED进行混光，当然也可以将多颗小功率的LED利用一颗稍大功率的LED代替来实现混光。如图5所示，在基板50的中央设置有一颗3W左右的红光LED，在其周围设置六颗0.7W左右的LED，同样也可以获得暖光LED模块。

综上所述，以上暖光LED光源利用波长在580-780nm的LED进行补偿，来实现低色温和高显色性暖光LED，避开了低效率红色荧光粉的使用，使得暖光LED光源的整体发光效率比较高。采用该模块的LED光源在光效、显色性和成本优势等方面得到极大地提高。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种暖光LED光源的实现方法，其特征是，包括：

利用至少一个波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED进行混光，得到暖光LED。

2.根据权利要求1所述的暖光LED光源的实现方法，其特征是，利用以上LED额定电流的60％到80％驱动以上各个LED。

3.根据权利要求1所述的暖光LED光源的实现方法，其特征是，所述波长在580-780nm的LED选用红光LED或琥珀光LED。

4.根据权利要求1所述的暖光LED光源的实现方法，其特征是，所述多个LED选用黄绿光LED、绿白光LED或白光LED。

5.根据权利要求1所述的暖光LED光源的实现方法，其特征是，所述波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED的以交替或环绕方式排布。

6.一种暖光LED光源，包括基板以及设置于基板上的多个LED，其特征是，还包括：

至少一个波长在580-780nm的LED，设置于所述基板上。

7.根据权利要求6所述的暖光LED光源，其特征是，以上波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED的驱动电流为其额定电流的60％到80％。

8.根据权利要求6所述的暖光LED光源，其特征是，所述波长在580-780nm的LED为红光LED或琥珀光LED。

9.根据权利要求6所述的暖光LED光源，其特征是，所述多个LED为黄绿光LED、绿白光LED或白光LED。

10.根据权利要求6所述的暖光LED光源，其特征是，所述波长在580-780nm的LED与多个其他颜色的LED的排布方式为交替或环绕排布。