CN103050615B - 一种高显色性白光led器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高显色性白光LED器件，包括封装体、以及设置在散热基板上的红光、蓝光、绿光LED芯片，所述的LED芯片设置在封装体中，其特征在于：所述封装体的内壁表面为设有荧光粉层的锥形反光杯，反光杯的凹槽中填充透光封装层，所述红光、蓝光、绿光LED芯片数量的比例为2:1:2；所述散热基板的各侧面分别与底面呈120°；所述的蓝光LED芯片设置在散热基板的底面，红光和绿光LED芯片交错排列设置在散热基板的侧面上。这种白光LED器件成本较低、显色指数高、色温稳定，且可减少对人眼视网膜的伤害，适用于台灯等近距离照明灯具。

Description

一种高显色性白光LED器件

技术领域

本发明涉及LED光源技术，特别是一种基于RGB三基色混合原理的高显色性白光LED器件。

背景技术

随着国家逐步淘汰白炽灯路线图的发布，这一传统光源已经逐渐告别市场，取而代之的是具有节能环保的新一代绿色光源—LED光源。作为新一代照明光源进入市场，必须要求LED光源具有较高发光效率，高显色指数，相对高的光通量。

目前白光LED器件的结构主要有三种，第一种是利用蓝宝石衬底覆盖黄色荧光粉，混合发出白光。这种结构的白光LED器件市场占有率很高，成本相对较低，但是显色指数不高，色温不稳定，由于要改善显色性，要增加价格昂贵的适量红色荧光粉，绿色荧光粉，然而荧光粉的用量以及荧光粉与硅胶混合均匀度等工艺难点一直无法控制，而其带来的可靠性差、光学性能不高等问题，直接影响了LED的销量；第二种是利用红色、绿色、蓝色三原色混合形成白光，由于混合出光区域较窄，混合色温不稳定，不适宜用于照明灯具；第三种是利用UV紫外光加荧光粉激发形成白光LED。第二种和第三种结构制造白光LED由于目前技术不成熟，成本较高，也一直无法得到广泛应用。由于温度的变化会带来波长的变化，导致色温的漂移，以上三种结构都无法在不同使用环境下维持稳定的光学性能。因此，如何在不大幅提高成本的同时，提高 LED的显色指数、保持色温的稳定已经成为目前业界的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种成本较低、显色指数高、色温稳定的高显色性白光LED器件。

本发明的目的是通过下述的技术方案来实现的：

一种高显色性白光LED器件，包括封装体、以及设置在散热基板上的红光、蓝光、绿光LED芯片，所述的LED芯片设置在封装体中，与现有技术不同的是：所述封装体的内壁表面为设有荧光粉层的锥形反光杯，反光杯的凹槽中填充透光封装层，所述红光、蓝光、绿光LED芯片数量的比例为2:1:2。

所述散热基板形成凹槽，凹槽的各侧面分别与底面呈120°。

所述的蓝光LED芯片设置在所述散热基板的凹槽的底面，红光和绿光LED芯片交错排列设置在所述散热基板的凹槽的侧面上。

本器件根据红光、蓝光、绿光三基色混合成白光的原理，采用荧光粉涂覆在反光杯的表面，替代传统硅胶与荧光粉混合的方式，充分地利用了三基色芯片混合白光区域外的蓝绿光和黄绿光，蓝绿光和黄绿光激发了涂覆在反光杯表面上的荧光粉后混合成白光，进一步扩大了白光区域，使色温更加稳定，进而提高了显色指数，解决了传统结构中荧光粉的用量对色温及显色指数的影响、荧光粉与硅胶分层、荧光粉因过高温度引起的激发效率降低等问题；传统白光LED中荧光粉的用量对出光效率和显色性有着很大影响，但在制作过程中很难控制，而本器件反光杯中荧光粉层的主要作用是稳定色温，提高显色性，所以荧光粉的用量很少，在降低了成本的同时也解决了工艺上的难题；

在红光、蓝光、绿光LED芯片的配比上增加了绿光和红光芯片的比例，也就是增加了黄绿光的比例，红光、蓝光、绿光按照2:1:2的比例进行混合，大大提高了普通三基色混合成白光的显色指数；

由于蓝光波长较短，能量很高，长时间使用对人眼视网膜伤害很大，所以传统方法制作的白光LED不适合近距离照明，而本器件采用红光、蓝光、绿光按照2:1:2混合成白光，大大减少了蓝光比例，可适用于台灯等近距离照明灯具，减少对人眼视网膜的伤害；

LED芯片固晶于散热基板金属热沉上，发明人研究发现蓝光LED芯片与红光、绿光LED芯片呈120°放置，很大程度的增加了混合后的白光区域，提高了出光效率及显色性。

附图说明

图1为实施例的剖面结构示意图；

图2为实施例的俯视结构示意图。

图中，1.电极 2.封装体 3.透光封装层 4.LED芯片 5.散热基板 6.反光杯 7.荧光粉层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

实施例：

参照图1图2，一种高显色性白光LED器件，包括封装体2、以及设置在散热基板5上的红光、蓝光、绿光LED芯片4， LED芯片4设置在封装体2中，LED芯片4为垂直型结构，封装体2的内壁表面为设有荧光粉层7的锥形反光杯6，反光杯6的凹槽中填充透光封装层3，红光、蓝光、绿光LED芯片数量的比例为2:1:2。

散热基板5形成凹槽，凹槽的各侧面分别与底面呈120°，增加了混合后的白光区域，提高了出光效率及显色性。

蓝光LED芯片设置在所述散热基板5的凹槽的底面，红光和绿光LED芯片交错排列设置在所述散热基板5的凹槽的侧面上。

本器件在红光、蓝光、绿光LED芯片的配比上增加了绿光和红光LED芯片的比例，也就是增加了黄绿光的比例，红光、蓝光、绿光按照2:1:2的比例进行混合，大大提高了普通三基色混合成白光的显色指数；减少了蓝光比例，可适用于台灯等近距离照明灯具，减少对人眼视网膜的伤害。

采用荧光粉涂覆在反光杯6表面的方式，充分地利用了三基色芯片混合白光区域外的蓝绿光和黄绿光，蓝绿光和黄绿光激发了涂覆在反光杯6表面上的荧光粉后混合成白光，进一步扩大了白光区域，使色温更加稳定，进而提高了显色指数。

散热基板5为AlN热沉，AlN热沉导电陶瓷是集金属电学性质和陶瓷结构特性于一体的高性能功能材料，具有突出的导电导热性能，在本器件中起到导电导热的作用。AlN热沉作为器件片负极，芯片的正极则采用引线键合方式引到铜电极1上，电极1内嵌于塑料封装体2中。

荧光粉为钇铝石榴石荧光粉。

透光封装层3的材质为硅胶、聚甲基丙烯酸甲酯、塑胶类或玻璃类。

白光LED器件还需设置封装透镜以保护芯片，并可以利用芯片与空气之间的折射率提高芯片出光效率，透镜为树脂或玻璃。

所述的LED芯片4除本例中的垂直型结构LED芯片外，还可采用水平结构LED芯片、倒装结构LED芯片。

Claims (1)

1.一种高显色性白光LED器件，包括封装体、以及设置在散热基板上的红光、蓝光、绿光LED芯片，所述的LED芯片设置在封装体中，其特征在于：所述封装体的内壁表面为设有荧光粉层的锥形反光杯，反光杯的凹槽中填充透光封装层，所述红光、蓝光、绿光LED芯片数量的比例为2:1:2；

所述散热基板形成凹槽，凹槽的各侧面分别与底面呈120°；

所述的蓝光LED芯片设置在所述散热基板的凹槽的底面，红光和绿光LED芯片交错排列设置在所述散热基板的凹槽的侧面上。