CN102878445A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光装置(10)，包括电路板(4)以及设置在所述电路板(4)一侧的LED发光芯片(1)，其特征在于，还包括围绕所述LED发光芯片(1)设置的荧光层(5)，所述荧光层(5)在不同的光出射角度处具有不同的厚度。根据本发明的发光装置可以获得显著改善的色温均匀性。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置。
背景技术
当今，发光二极管(LED)照明设备广泛地应用于日常生活中，这种照明设备能发出白光或近似白色的光。但是由于白光是一种混合光，因此根据现有技术主要通过在LED照明设备中的混光过程来获得理想的白光，被出射的白光直接穿过照明设备的外罩照射在物体上。
存在一种利用蓝光LED实现白光出射的技术构思。其通过设置蓝光LED和荧光层进行混光来获得白光，即蓝光LED发出的蓝光部分经过荧光层而转变成黄光，这些黄光和其余的蓝光混合成为白光。
现有技术中由于来自LED的光分布通常在所有的方向上不是均匀的，因此，当蓝光与荧光层作用形成白光的时候，蓝/黄比例在不同的方向上并不是固定的值，这导致了不均匀的CCT角位分布。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种发光装置，该发光装置可以实现均匀的角位的CCT分布。
根据本发明的发光装置包括电路板以及设置在所述电路板一侧的LED发光芯片，其特征在于，还包括围绕所述LED发光芯片设置的荧光层，所述荧光层在不同的光出射角度处具有不同的厚度。
本发明提出了一种通过调整荧光层厚度来实现对于CCT进行补偿的一种方案，从而实现了相对均匀的色温。发明人发现，在荧光层厚度不变的情况下，在各角位上的CCT的数值从光垂直出射位置至两侧水平出射位置是逐渐降低的，并且上述差异非常大。发明人首次提出通过调整在不同的光出射角度处的荧光层的厚度，调整了LED所产生的光/在荧光层受激发产生的光比例，从而实现均匀的色温。
优选地，所述荧光层的厚度随着射入所述荧光层的光强度的增加而增加。从而在光强度较高的位置处，荧光层的厚度较大，而在光强度较低的位置处，荧光层的厚度较低，从而调整了LED所产生的光/在荧光层受激发产生的光比例，实现了均匀的色温。
优选地，所述荧光层是弧形的。也可以考虑其它合适的形状。
优选地，LED发光芯片是LED蓝光芯片。从而调整了蓝光/黄光比例，实现了均匀的色温。当然也可以使用其它能够通过荧光混光产生白光的LED发光芯片。
优选地，荧光层的厚度与所述LED蓝光芯片的光分布相匹配，具有从90°的光出射角度位置向0°方向或180°方向逐渐减小的厚度分布。
优选地，在90°的光出射角度位置的所述荧光层的厚度的最大值可达1.5mm，并且在0°方向或180°光出射角度位置的厚度的最小值可达0.7mm。上述数值可以实现非常好的CCT分布。
优选地，所述荧光层分布在0-180°的光出射角度范围内。从而形成了半圆形的荧光层。
优选地，所述荧光层布置远离所述LED芯片一定距离。这意味着，荧光层到LED芯片之间存在一定距离，由此保证LED在工作状态中所发出的热较小地影响荧光层中荧光粉的温度。优选地，在设置多个LED发光芯片的情况下，该距离大于或者等于每两个LED发光芯片之间的距离。
根据本发明的一个优选方案，所述荧光层由掺杂荧光粉的塑料制成。适合于LED光源的荧光粉例如为YAG荧光粉、氮化物荧光粉、硅酸盐荧光粉。
这种设计可以有利地减轻照明装置的自身重量及减少光出射时所经过的界面。
根据本发明的一个替换优选方案，还包括透光罩体，所述透光罩体在朝向所述LED发光芯片的内表面上涂覆有所述荧光层。从而使得制造过程上相对简单。
优选地，所述荧光层包括荧光粉和环氧有机硅。
优选地，发光装置还包括热沉，所述热沉设置在所述电路板的另一侧，与所述荧光层或者涂覆有所述荧光层的透光罩体啮合在一起，限定出容纳设置有LED发光芯片的所述电路板的封闭腔体。通过塑料的荧光层弹性啮合在所述热沉中，实现了结构简单、卡锁力较强的结构。
优选地，所述热沉与所述荧光层或者涂覆有所述荧光层的透光罩体一起限定出管状的轮廓。从而获得了结构简单、外观较好、通用性较强的方案。
优选地，在所述热沉和所述电路板之间设置有导热胶，从而可以简单的方式固定所述热沉和所述电路板并实现较好的导热性能。
根据本发明的发光装置可以实现均匀的角位的CCT分布，对于发光装置的性能有显著的改进。
应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。
附图说明
以下参照附图示例性地说明根据本发明的多个优选的实施方式。图中示出：
图1是一个典型的LED光强分布图；
图2示出了在使用带有具有均匀厚度的荧光层的发光装置时的CCT数值的另一变化曲线图；
图3示出了根据本发明的发光装置的立体图；
图4示出了根据本发明的发光装置的端面放大图，其中清楚地示出了荧光层的结构；
图5示出了根据本发明的发光装置的CCT分布，其中清楚地示出了通过根据本发明的发光装置获得了均匀的CCT分布。
具体实施方式
图1是一个典型的LED光强分布图(朗伯型分布)，由图可以看出LED的光强在各个方向是不同的，通常在垂直角位光强最大，水平角位光强最小。粗黑线示意的是均匀的荧光层，可以看出在不同的方向，LED光强与荧光粉的比例是不同的，从而导致色温的不均匀。
图2示出了在使用带有荧光层的发光装置时的CCT数值的另一变化曲线图；其中可以看到从垂直角位到两侧的水平角位的色温的差值高达500K，这导致了明显不均匀的CCT分布。
图3示出了根据本发明的发光装置10的立体图。该发光装置10仅仅用于示意出发光装置的整体布局，根据本发明提出的在不同的光出射角度处具有不同的厚度的荧光层5在图中清楚地显示了出来(图4中也看到这一点)。根据本发明的发光装置1包括电路板4，设置在所述电路板4一侧的LED发光芯片1以及设置在电路板4的另一侧的热沉2，热沉2与荧光层5啮合在一起，限定出管状的轮廓并限定出容纳设置有LED发光芯片1的所述电路板4的封闭腔体。热沉2和电路板4之间设置有导热胶3以实现粘结并且散热的功能。其中LED发光芯片1优选是LED蓝光芯片，从而通过荧光层5激发产生黄光，经混合后发出白光。由于荧光层5的厚度为非均匀设计并且随着光强的不同而变化，因此，可以得到较好的CCT分布。
根据本发明的发光装置可以设计为管状，具有广泛的通用性。当然，也可以根据应用领域的不同设计其它不同的形状。
图4示出了根据本发明的发光装置10的端面放大图，其中清楚地示出了荧光层5的结构。荧光层5的厚度为非均匀设计。即该厚度并不是恒定的，而是随着角位的不同而不断变化的。根据图1，2可知，在使用厚度恒定的荧光层时，垂直角位的色温远高于靠近水平角位的色温。为了使得垂直角位和水平角位的色温差值减小，本发明的荧光层在从垂直角位到水平角位的厚度是不断降低的。垂直角位处的厚度设计为最大值，从而通过调整蓝光/黄光比率获得较低的色温值。
荧光层5可以设计为形成在封闭至少一个LED发光芯片的透明罩体6上。该透明罩体6朝向LED发光芯片3的内表面上涂覆有包括荧光粉和环氧有机硅的荧光层，或荧光层5可以由掺杂荧光粉的塑料制成。涂覆有荧光层5的透明罩体6或者由掺杂荧光粉的塑料制成的荧光层5可以设计成弧状或拱形等适合的形状并且具有锁定部分，以和热沉2构成封闭空间，形成对LED发光芯片1的封装结构。
图5示出了根据本发明的发光装置的CCT分布，其中清楚地示出了通过根据本发明的发光装置获得了均匀的CCT分布。从垂直角位到两侧的水平角位的色温的差值仅有80K，这样的色温的差值是不会被人眼察觉到的。
以上仅为本发明的优选实施例而已，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。
参考标号表
1    LED发光芯片
2    热沉
3    导热胶
4    电路板
5    荧光层
6    透光罩体
10   发光装置

Claims (15)

1.一种发光装置(10)，包括电路板(4)以及设置在所述电路板(4)一侧的至少一个LED发光芯片(1)，其特征在于，还包括围绕所述LED发光芯片(1)设置的荧光层(5)，所述荧光层(5)在不同的光出射角度处具有不同的厚度。
2.根据权利要求1所述的发光装置(10)，其特征在于，所述荧光层(5)的厚度随着射入所述荧光层(5)的光强度的增加而增加。
3.根据权利要求2所述的发光装置(10)，其特征在于，所述LED发光芯片(1)是LED蓝光芯片。
4.根据权利要求3所述的发光装置(10)，其特征在于，所述荧光层(5)的厚度与所述LED蓝光芯片的光分布相匹配，具有从90°的光出射角度位置向0°方向或180°方向逐渐减小的厚度分布。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置(10)，其特征在于，在90°的光出射角度位置的所述荧光层(5)的厚度的最大值可达1.5mm，并且在0°方向或180°方向的光出射角度位置的厚度的最小值可达0.7mm。
6.根据权利要求1所述的发光装置(10)，其特征在于，所述荧光层(5)分布在0-180°的光出射角度范围内。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的发光装置(10)，其特征在于，所述荧光层(5)布置远离所述LED发光芯片(3)一定距离。
8.根据权利要求7所述的发光装置(10)，其特征在于，所述LED发光芯片的数量为多个，所述距离大于或者等于两个LED发光芯片之间的距离。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的发光装置(10)，其特征在于，所述荧光层(5)是弧状的。
10.根据权利要求1所述的发光装置(10)，其特征在于，所述荧光层(5)由掺杂荧光粉的塑料制成。
11.根据权利要求1所述的发光装置(10)，其特征在于，还包括透光罩体(6)，所述透光罩体(6)在朝向所述LED发光芯片(1)的内表面上涂覆有所述荧光层(5)。
12.根据权利要求11所述的发光装置(10)，其特征在于，所述荧光层包括荧光粉和环氧有机硅。
13.根据权利要求10或11所述的发光装置(10)，其特征在于，还包括热沉(2)，所述热沉设置在所述电路板(4)的另一侧，与所述荧光层(5)或者涂覆有所述荧光层(5)的透光罩体(6)啮合在一起，限定出容纳设置有LED发光芯片(1)的所述电路板(4)的封闭腔体。
14.根据权利要求13所述的发光装置(10)，其特征在于，所述热沉(2)与所述荧光层(5)或者涂覆有所述荧光层(5)的透光罩体(6)一起限定出管状的轮廓。
15.根据权利要求13所述的发光装置(10)，其特征在于，在所述热沉(2)和所述电路板(4)之间设置有导热胶(3)。
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