CN102656688B - 带有暖白色的、特别是火焰式的白光的取代型led灯 - Google Patents

带有暖白色的、特别是火焰式的白光的取代型led灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于暖白色光的LED灯，所述LED灯具有LED模块，所述LED模块由至少一个颜色转换的蓝色或UV-LED以及至少一个单色的、优选红色LED组成，其中，混合光谱是在室温下色温CCT在1500K至2400K之间、优选在1700K至2100K之间的以及在LED灯的稳定的、例如在70℃和80℃之间的运行温度下色温在1800K至2400K之间、优选在2100K和2300K之间的白光。

Description

带有暖白色的、特别是火焰式的白光的取代型LED灯
技术领域
本发明总体涉及一种所谓的取代型LED灯。在本领域中取代型LED灯理解为这样的LED灯，这种LED灯设有灯头，该灯头使LED灯可作为替代发光器件安装在现有的用于卤素灯或白炽灯的标准灯座中。
背景技术
通过低压(例如12V/24V)交流电和直流电或通过100V/220V交流电保证这种灯的供电。这种类型的取代型LED灯的突出之处在于，即，用于LED灯中的一个或多个LED的转换电路或驱动电路设置在罩壳的内部、优选设置在LED灯的灯头的区域中。由于驱动电路和LED产生功率损失并且该功率损失导致灯的升温，必须用足够大的冷却体确保LED灯充分的散热和相应低的温度。在散热方面，这个问题特别是由此体现在，在已有的结构空间有限时并且即使在冷却体得到优化时也仅能将有限的损失功率的量传递到周围环境并且由此限制可由取代型LED灯产生的总光量。
发明内容
本发明的目的为，提供一种改进的取代型LED灯。
根据本发明，该目的通过各独立权利要求的特征实现，其中，各从属权利要求以特别有利的方式改进本发明的中心构思。
本发明的第一方面涉及一种与家用蜡烛相似的发射白光的LED灯，该LED灯具有由至少一个颜色转换的(farbstoffkonvertiert)蓝色或UV-LED以及至少一个单色的LED、优选红色LED组成的LED模块，其中，在室温下，混合光谱是具有在1500K和2400K、优选地1700K和2100K之间的相配色温的白光，而在LED灯的稳定的例如在70℃和80℃之间的运行温度下，混合光谱是具有在1800K和2400K之间、优选地2100K和2300K之间的相配色温的白光。
这种白色的光比常见的白炽灯光更“暖”并且与蜡烛或强烈调暗的白炽灯光的色温相似。
所述LED灯可具有E27螺纹灯头。
所述LED灯特别是可具有反射器，所述反射器环形地包围LED模块。
所述单色的LED可具有在600nm和635nm之间的主波长。
所述LED灯可具有大于75、优选地大于80、更优选地大于85的显色性指数CRI。
一透明的层可以液滴式(tropfenartig)地既遮盖蓝色LED也遮盖红色LED，其中，在红色LED上的透明的层不具有颜色转换材料，即使这不是不可能的。
所述LED灯特别是可以设计成卤素灯或白炽灯的取代型灯并且具有在罩壳中的驱动电路以及灯头，以用于以卤素灯或白炽灯的方式机械地固定以及用于供以DC或AC电。
所述LED灯可在一个电路板(或多个电路板)上具有一个或多个颜色转换的LED和一个或多个单色的LED，其中，可通过协调待实现的相关的色温与待应用的LED和颜色转换材料的功率数据进行选择。
在室温下，当LED电流大于300mA、例如为350mA时，LED灯可具有大于80lm/W、优选地大于85lm/W的效率。
颜色转换的LED可产生大于120lm350mA工作电流的光通量。单色的、特别是红色LED可产生大于50lm350mA工作电流的光通量。由此，在室温(25℃)下，当在共同的载体上每个LED类型存在两个LED时，在对于两个LED类型运行电流为350mA时LED灯的总光通量大于340lm。
本发明还涉及一种LED灯，这种LED灯具有由至少一个颜色转换的蓝色或UV-LED以及至少一个红色LED组成的LED模块，其中，混合光谱产生色温CCT在2500K以下的白光，并且除了主要的发出黄色的颜色转换材料，颜色转换材料具有另一种带有红色或绿色的发射光谱的颜色转换材料，借助于所述颜色转换材料可以使所形成的相配的色温在界线内与目标色温相匹配，并且在使用UV-LED时具有第三颜色转换材料，其发射在蓝色的范围中的光。
附图说明
现在参考几个附图描述本发明的优选的实施例。
图1示出用于取代型LED灯的LED模块，以及
图2与烛光的光谱相比显示了不同的根据本发明的LED模块的光谱。
具体实施方式
较为困难的是，特别地当显色性指数CRI以及还有效率(例如以流明/瓦特测量)应保持较高时，在取代型LED灯中实现具有非常地的、例如为1800K至2400K的色温(CCT)的白色光。肯定存在这样的可能性，即，将绿色的、黄色的和红色的颜色转换材料与蓝色的LED组合。这种解决方案的缺点在于，由于可使用的红色的磷的光谱上的限制，总效率可能非常低，并且由于有限的结构空间和有限的冷却能力不可产生有吸引力的可用的解决方案。
因此，原则上本发明设定，使用带有高的转换效率的颜色转换的蓝色或UV-LED，具体而言所述蓝色或UV-LED优选带有这样的颜色转换材料(“磷”)，如在色温例如为6500K的标准白色LED灯中使用的材料，然而接近完全地进行从蓝色光到颜色转换的光的转化。
根据本发明使用的颜色转换的LED可以具有对于一个色温为6500K的LED在90％-120％的范围内的效率。
如上所述，根据本发明，将该颜色转换的蓝色LED与单色的、特别是红色LED组合，从而得到具有在普朗克(Planck’schen)曲线附近或其上的色度(Farbort)的LED模块的混合光谱，并且如上所述，所述LED模块具有这样的效率，该效率接近色温例如为6500K的符合标准地使用的白光LED灯。
例如，红色LED可以具有在600nm至635nm的范围中的主波长(峰值)。
由附图的唯一一个图中所示，在根据本发明的取代型LED灯中可使用LED模块1，该LED模块使用电路板(PCB)2作为载体。在按图1的图示中，总共设置四个LED，即，两个蓝色的颜色转换的LED3、3′以及两个单色的、优选红色的LED4、4′。
优选地，在所有LED3、3′、4、4′上布置有液滴形的透明的层5。
此外，LED灯优选具有灯头以用于LED灯与灯座的机械和电的接触，其中，灯头可为E14、E17或E27螺旋灯头或G4、G5或G6销形灯头(Stiftsockel)或BA9或BA15卡口式灯头。
可使用掺杂的YAG:Ce作为颜色转换材料。必要时可至少以更小的量添加第二类型的颜色转换材料，例如具有在590nm-650nm之间的发光峰值的橘黄色/红色的颜色转换材料或者具有在500nm-540nm之间的发光峰值的绿色颜色转换材料。
载体2的表面可以涂覆高反射性的层(“白色覆层”)。该高反射性的层至少与LED芯片相邻接地在用封装的层涂覆的区域中延伸。该高反射性的层可包含色素，例如由TiO2，BaSO3，ZrO2，BaTiO3组成的色素。
图2与烛光的光谱相比示出不同的根据本发明的LED模块的光谱。在此，与烛光光谱相比示出LED模块的LED的以下实施例：
实施例1：红色LED和蓝色LED，带有黄绿色发光材料
实施例2：红色和蓝色LED，带有黄色发光材料
实施例3：红色LED和蓝色LED，带有黄红色发光材料。

Claims (18)

1.一种LED灯，
所述LED灯具有LED模块，所述LED模块具有至少一个颜色转换的蓝色LED或UV-LED以及至少一个红色LED，
其中，至少两个LED的混合光谱为在室温下色温在1500K至2400K之间的以及在LED灯的稳定的运行温度下色温在1800K至2400K之间的白光；
所述蓝色LED或UV-LED的发出黄色的颜色转换材料至少以更小的量加入第二类型的颜色转换材料，所述第二类型的颜色转换材料的峰值波长与所述红色LED的主波长相差至少10nm或15nm。
2.根据权利要求1所述的LED灯，其中，所述至少两个LED的混合光谱为在室温下色温在1700K至2100K之间的以及在LED灯的稳定的运行温度下色温在1800K至2400K之间的白光。
3.根据权利要求1所述的LED灯，其中，所述至少两个LED的混合光谱为在室温下色温在1500K至2400K之间的以及在LED灯的稳定的、在70℃和80℃之间的运行温度下色温在1800K至2400K之间的白光。
4.根据权利要求1所述的LED灯，其中，所述至少两个LED的混合光谱为在室温下色温在1500K至2400K之间的以及在LED灯的稳定的运行温度下色温在2100K和2300K之间的白光。
5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，该LED灯具有反射器。
6.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，所述红色的LED具有在600nm和635nm之间的主波长。
7.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，该LED灯具有大于75的显色性指数CRI。
8.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，一透明的层液滴式地既遮盖蓝色LED也遮盖红色LED。
9.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，该LED灯设计成卤素灯或白炽灯的取代型灯，并且具有在罩壳中的驱动电路以及灯头，以用于按卤素灯或白炽灯的方式机械地固定并用于用DC或AC电供电。
10.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，所述LED灯在电路板PCB上具有两个颜色转换的LED和两个红色的LED。
11.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，所述LED灯在室温下当LED电流大于300mA时具有大于80lm/W的效率。
12.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，不使用YAG作为颜色转换材料。
13.根据权利要求12所述的LED灯，其中，所述第二类型的颜色转换材料为氮基的红色颜色转换材料。
14.根据前述权利要求1-4中任一项所述的LED灯，其中，各LED的共同的载体的表面用高反射性的层涂覆。
15.根据前述权利要求7所述的LED灯，其中，该LED灯具有大于80的显色性指数CRI。
16.根据权利要求13所述的LED灯，其中，所述红色颜色转换材料具有在650nm的发光峰值。
17.一种LED灯，所述LED灯具有LED模块，所述LED模块由至少一个颜色转换的蓝色LED或UV-LED以及至少一个红色LED组成，其中，混合光谱产生色温低于2500K的白光，并且，除了黄色的颜色转换材料，颜色转换材料具有另一种带有红色的发射光谱的颜色转换材料，其峰值波长与红色LED的主波长相差至少5nm。
18.根据权利要求17所述的LED灯，其中，所述峰值波长与红色LED的主波长相差10nm或15nm。
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