CN102916005A - 基于绿光芯片补偿的高显色led光源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，包括光源基板，均匀排布在光源基板表面上的蓝光芯片和用于封装所述光源基板的黄色荧光粉，光源基板上还掺入有一定比例数量的绿光芯片，绿光芯片等间距地排列在蓝光芯片之间，通过发出的绿光激发黄色荧光粉产生红光，与蓝光芯片激发黄色荧光粉产生的色光互补，形成白光，显色指数大幅度的提高，同时也有效地提高光源的发光效率，封装结构简单，操作工艺容易，实用性强便于实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED光源，尤其是一种基于绿光芯片补偿的高显色LED光源。
背景技术
传统LED白光主要是通过蓝光芯片激发黄色荧光粉来实现的，而要实现显色性较高的白光大都是通过混入一定比例的蓝光激发的红色荧光粉，这种做法存在两个先天性不足，一是会大幅度降低白光的光效，二是荧光粉的光衰会增加。从发光材料的基本原理来说，主要是因为蓝光芯片与黄色荧光粉的发光交叠区域内（500nm－560nm）缺少一个有效的绿色激发光，因此造成光源显色性较差，发光效率低，尤其是照明产品用在人群较集中的地方，会给光源带来使用缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，通过绿光芯片激发补偿有效地拓宽红光光谱的范围，从而大幅度提高光源的显色指数，同时光源的光效也得到提高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，包括光源基板，均匀排布在所述光源基板表面上的蓝光芯片和用于封装所述光源基板的黄色荧光粉，所述光源基板上还掺入有一定比例数量的绿光芯片，所述绿光芯片等间距地排列在蓝光芯片之间，通过发出的绿光激发黄色荧光粉产生红光，与所述蓝光芯片激发黄色荧光粉产生的蓝黄光互补，形成白光，从发光材料的基本特性来看，在蓝光芯片与黄色荧光粉的发光交叠区域在缺少一个有效的绿色激发光，使得在发光交叠区域出现光波互补产生的波长谷值，会使颜色产生明显的色差程度越大，造成显色性越差。所以通过在LED芯片集成光源基板上按照一定排布规则，封装一定比例数量的绿光芯片，绿光芯片与蓝光芯片分别激发黄色荧光粉，两者发出的颜色光互补产生高显色白光，基本原理在于通过绿光激发补偿可以有效地拓宽红光光谱的范围，从而大幅度提高光源显色指数，同时也可以提高光源的光效。
优选地，所述绿光芯片的数量是所述蓝光芯片数量的10%-20%，按照绿光芯片数量是蓝光芯片数量的10%-20%的比例组合排列，所述绿光芯片激发黄色荧光粉所产生的补偿量获得较佳值，使得形成的白光显色指数高达95左右。
优选地，所述绿光芯片与所述蓝光芯片的排列间隔比例是1:10-1:5，按照绿光芯片与蓝光芯片的数量比例来确定两种芯片的排列间隔组合，使两者激发产生的颜色光互补达到较佳的效果。
优选地，所述绿光芯片激发黄色荧光粉产生的波长波峰区域与所述蓝光芯片激发黄色荧光粉产生的波长波谷区域重合互补，从而提高显色性。
优选地，所述绿光芯片发出的光波波长范围为520nm-545nm，所述蓝光芯片发出的光波波长范围为455nm-470nm，所述黄色荧光粉受蓝光芯片激发发出的光波波长范围为580nm-590nm，在封装LED光源时，荧光粉的主波长应选择能够被蓝光芯片和绿光芯片有效激发的黄色荧光粉来进行组合封装，大大提高激发光补偿的显色性。
优选地，所述光源基板上的绿光芯片与蓝光芯片采用统一供电电路连接，所述光源基板的工作功率范围为3W-250W，每个芯片的工作功率为0.3W左右，根据用户需求和光源基板的面积选择芯片的数量，对光源功率的大小进行设计和调整。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
本发明为了解决传统LED白光光源存在光效低、显色性差等问题，在光源基板上封装一定比例数量的绿光芯片，通过绿光激发拓宽LED红光光谱的范围进行补偿，蓝光芯片本身具有很高的光效同时作为激发补偿，两者芯片激发黄色荧光粉产生的颜色光进行互补，从而达到大幅度提高LED白光光源显色指数的要求，显色指数可以从目前的80左右提高到95左右，同时也有效地提高光源的发光效率，提高幅度达到15%—30%，封装结构简单，操作工艺容易，实用性强便于实现。
附图说明
图1是本发明的光源基板封装的结构示意图。
图2是本发明的光源基板封装的截面结构示意图。
图3是本发明的光波波长组合补偿原理示意图。
具体实施方式
参照图1和图2, 基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，包括光源基板1，均匀排布在光源基板1表面上的蓝光芯片2和用于封装光源基板1的黄色荧光粉3，蓝光芯片2本身具有很高的光效同时作为激发补偿，蓝光芯片2与黄色荧光粉3激发所产生的颜色光，缺乏红光光谱与其进行互补，从发光材料的基本特性来看，在蓝光芯片2与黄色荧光粉3的发光交叠区域会出现光波互补而产生的波长谷值，会导致颜色光产生明显的色差程度越大，造成显色性越差，其原因是缺少一个有效的绿光来激发，可以通过添加绿光芯片4激发黄色荧光粉3产生红光进行补偿，实施方式是通过在光源基板1上按照一定排布规则，还掺入有一定比例数量的绿光芯片4进行封装，绿光芯片4等间距地排列在蓝光芯片2之间，通过发出的绿光激发黄色荧光粉3产生红光，与蓝光芯片2激发黄色荧光粉3产生的蓝黄光互补，形成白光。
进一步的改进，绿光芯片4的数量是蓝光芯片2数量的10%-20%，按照绿光芯片4数量是蓝光芯片2数量的10%-20%的比例来确定两种芯片的排列间隔组合，绿光芯片4与蓝光芯片2排列在光源基板1上的间隔比例是1:10-1:5，按此比例排列组合进行封装，绿光芯片4激发黄色荧光粉3所产生的补偿量获得较佳值，与蓝光芯片2激发产生的颜色光互补达到很好的效果，形成的白光显色指数高达95左右。
参照图3,基本原理在于通过绿光激发可以有效地拓宽红光光谱的范围，使得绿光芯片4激发黄色荧光粉3产生的波长峰值与蓝光芯片2激发黄色荧光粉3产生的波长谷值重合互补，两者的波长峰值区域与谷值区域互补抵消，达到补偿的效果，获得高显色性的白光，所以在封装LED光源时，荧光粉的波长应选择能够被蓝光芯片2和绿光芯片4有效激发的黄色荧光粉3来进行组合封装，基于此原理所采用的芯片发光波长分别为，绿光芯片4发出的光波波长范围为520nm-545nm，蓝光芯片2发出的光波波长范围为455nm-470nm，黄色荧光粉3受蓝光芯片2激发发出的光波波长范围为580nm-590nm，在蓝光芯片2与黄色荧光粉3的发光交叠区域内补充一个绿光芯片4激发补偿，通过绿光芯片4和蓝光芯片2与黄色荧光粉3组合封装的结构，产生的补偿效果大幅度提高光源显色指数，同时也提高光源的光效，获得高显色性的白光光源。
进一步的改进，绿光芯片4与蓝光芯片2共同排布在光源基板1上，采用统一连接供电，光源基板1的工作功率范围为3W-250W，绿光芯片4和蓝光芯片2的工作功率都为0.3W，根据用户需求和光源基板1的几何面积来选择芯片的数量，对光源功率的大小进行设计和调整，取值范围广，可靠性和安全性较强。
本发明通过在光源基板1上封装一定比例数量的绿光芯片4来解决传统LED白光光源光效低、显色性差等问题，其封装结构简单，操作工艺容易，实用性强便于实现。在通过绿光激发拓宽红光光谱的范围进行补偿，蓝光芯片2本身具有很高的光效同时作为激发补偿，两者芯片激发黄色荧光粉3产生的颜色光进行互补，从而达到大幅度提高LED白光光源显色指数的要求，显色指数可以从传统白光光源的80左右提高到95左右，同时也有效地提高光源的发光效率，提高幅度达到15%—30%，很好地解决光源的使用缺陷，广泛适用于工业照明、隧道照明、投射灯照明等领域。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，包括光源基板（1），均匀排布在所述光源基板（1）表面上的蓝光芯片（2）和用于封装所述光源基板（1）的黄色荧光粉（3），其特征在于：所述光源基板（1）上还掺入绿光芯片（4），所述绿光芯片（4）等间距地排列在所述蓝光芯片（2）之间，通过发出的绿光激发黄色荧光粉（3）产生红光，与所述蓝光芯片（2）激发黄色荧光粉（3）产生的色光互补，形成白光。
2.根据权利要求1所述的基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，其特征在于:所述绿光芯片（4）的数量是所述蓝光芯片（2）数量的10%-20%。
3.根据权利要求2所述的基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，其特征在于:所述绿光芯片（4）与所述蓝光芯片（2）的排列间隔比例是1:10-1:5。
4.根据权利要求1所述的基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，其特征在于:所述绿光芯片（4）激发黄色荧光粉（3）产生的波长波峰区域与所述蓝光芯片（2）激发黄色荧光粉（3）产生的波长波谷区域重合互补。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，其特征在于:所述绿光芯片（4）发出的光波波长范围为520nm-545nm。
6.根据权利要求1所述的基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，其特征在于:所述蓝光芯片（2）发出的光波波长范围为455nm-470nm。
7.根据权利要求1所述的基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，其特征在于:所述黄色荧光粉（3）受蓝光芯片（2）激发发光的波长范围为580nm-590nm。
8.根据权利要求1所述的基于绿光芯片补偿的高显色LED光源，其特征在于:所述光源基板（1）上的绿光芯片（4）与蓝光芯片（2）采用统一供电电路连接，光源基板（1）的工作功率范围为3W-250W。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108613022A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-10-02 | 佛山市香港科技大学Led-Fpd工程技术研究开发中心 | 低蓝光危害led光源及其制作方法和灯具 |
| CN109860162A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-06-07 | 广州市巨宏光电有限公司 | 一种仿太阳光谱led灯 |
| CN110544686A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-06 | 宁波升谱光电股份有限公司 | 一种光源装置 |
| CN112664908A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-16 | 广东省科学院半导体研究所 | 用于增强白光led特定波长强度的方法、光源系统及显微镜 |
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2012
- 2012-10-29 CN CN 201210421639 patent/CN102916005A/zh active Pending
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