CN105870303B - 一种全光谱的led光源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全光谱的LED光源，包括基板、封装于所述基板上的LED芯片及用于封装所述LED芯片的荧光胶，所述荧光胶由硅胶及荧光粉混合而成，其中，所述荧光粉由发射峰值波长为550‑565nm的黄粉、发射峰值波长为485‑495nm的蓝绿粉、发射峰值波长为515‑525nm的绿粉、发射峰值波长为530‑540nm的黄绿粉及发射峰值波长为650‑660nm的红粉组成，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：（0.1‑0.5）：（0.2‑0.4）：（0.15‑1.2）：（0.08‑0.5）。采用本发明，可使LED光源光谱与太阳光谱更加接近，显色性高、色温处于理想太阳光范围内。

Description

一种全光谱的LED光源
技术领域
本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种全光谱的LED光源。
背景技术
LED作为一种新型光源，具有环保节能、亮度高、寿命长、启动速度快、彩度高等特点，被广泛地应用在室外广告显示屏、室内照明灯和装饰灯及应急灯等。
自上世纪九十年代以来，LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，使得外延片和芯片技术日益成熟；同时，随着LED芯片效率的提升与LED封装应用技术的发展，LED固态照明技术的性能与效率不断超越传统照明技术，并得到了广泛应用。
然而，LED照明产品在使用中又存在显色指数无法达到自然光效果的实际问题。需要说明的是，显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，更符合人眼视觉偏好，相反，显色性低的光源对颜色表现较差，我们所见到的颜色容易失真或偏色，不适合人眼视觉偏好。因此，作为照明光源，除了要求发光效率高之外，还要求它发出的光具有良好的显色性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种全光谱的LED光源，所述LED光源的光谱与太阳光谱相近，显色性高、色温处于理想太阳光范围内。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全光谱的LED光源，包括基板、封装于所述基板上的LED芯片及用于封装所述LED芯片的荧光胶，所述荧光胶由硅胶及荧光粉混合而成，其中，所述荧光粉由发射峰值波长为550-565nm的黄粉、发射峰值波长为485-495nm的蓝绿粉、发射峰值波长为515-525nm的绿粉、发射峰值波长为530-540nm的黄绿粉及发射峰值波长为650-660nm的红粉组成，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：（0.1-0.5）：（0.2-0.4）：（0.15-1.2）：（0.08-0.5）。
作为上述方案的改进，所述LED芯片包括蓝光芯片，所述蓝光芯片的波段范围为450-460nm。
作为上述方案的改进，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.5：0.36：1.14：0.4。
作为上述方案的改进，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.18：0.27：0.18：0.32。
作为上述方案的改进，所述LED芯片包括蓝光芯片及红光芯片，所述蓝光芯片的波段范围为450-460nm，所述红光芯片的波段范围为620-660nm nm。
作为上述方案的改进，所述蓝光芯片与红光芯片的数量比为7：3。
作为上述方案的改进，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.48：0.36：1.1：0.02。
作为上述方案的改进，所述荧光粉总重量占荧光胶总重量的5%-25%。
作为上述方案的改进，所述硅胶由A胶及B胶组成，所述A胶与B胶的重量比为1：1。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明选用多种荧光粉，具体是发射峰值波长为550-565nm的黄粉，发射峰值波长为485-495nm的蓝绿粉，发射峰值波长为515-525nm的绿粉，发射峰值波长为530-540nm的黄绿粉以及发射峰值波长为650-660nm的红粉，将上述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉按特定比例混合，得到全光谱的荧光粉，在五种荧光粉的协同作用下，使得本发明的LED光源的色温为3000-6000K，显色指数大于90，从而使LED光源光谱与太阳光谱更加接近，并可使LED光源能够在节约资源前提下，发光均匀性提高、显色性提高、色温处于理想太阳光范围内，有利于人眼的健康，可灵活地融入家居、商业、户外以及各种特殊照明当中。
另外，本发明其使用蓝光芯片与红光芯片通过一定的比例搭配发光，通过红光芯片代替红色荧光粉，使其发射光谱接近于可见光全光谱的同时，可有效克服红色荧光粉激发效率低下而产生的低光效现象。
附图说明
图1是普通的LED光源的光谱图；
图2是本发明全光谱的LED光源的第一、二实施例的封装结构示意图；
图3是本发明全光谱的LED光源的第一实施例的光谱图；
图4是本发明全光谱的LED光源的第二实施例的光谱图；
图5是本发明全光谱的LED光源的第三实施例的封装结构示意图；
图6是本发明全光谱的LED光源的第三实施例的光谱图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
参见图2及图5，本发明提供了一种全光谱的LED光源，所述LED光源包括基板、封装于所述基板上的LED芯片及用于封装所述LED芯片的荧光胶。具体地，所述基板上设有LED光源发光区，所述LED光源发光区包括固晶区及公共电路，所述LED芯片封装于所述固晶区内并与所述公共电路电性连接；所述荧光胶由硅胶及荧光粉混合而成，其中：
所述硅胶由A胶及B胶组成，所述A胶与B胶的重量比为1：1。
所述荧光粉总重量占荧光胶总重量的5%-25%。所述荧光粉由下述组分组成：
发射峰值波长为550-565nm的黄粉；
发射峰值波长为485-495nm的蓝绿粉；
发射峰值波长为515-525nm的绿粉；
发射峰值波长为530-540nm的黄绿粉；
发射峰值波长为650-660nm的红粉。
所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：（0.1-0.5）：（0.2-0.4）：（0.15-1.2）：（0.08-0.5）。
需要说明的是，所用荧光粉为含YAG（YAG是钇铝石榴石的简称，化学式为Y3Al5O12）、LuYAG（LuYAG是在YAG的基础上增加Lu的成分）、硅酸盐以及氮化物成分的黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉及红粉。上述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉包括但不限于以上体系，只要是各个颜色符合相应规定的波长范围即可。
本发明通过选用多种荧光粉，具体是发射峰值波长为550-565nm的黄粉，发射峰值波长为485-495nm的蓝绿粉，发射峰值波长为515-525nm的绿粉，发射峰值波长为530-540nm的黄绿粉以及发射峰值波长为650-660nm的红粉，并将上述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉按特定比例混合，得到全光谱的荧光粉，在五种荧光粉的协同作用下，使得本发明的LED光源能够在节约资源前提下，达到高色域、高显色指数（大于90）、并且达到可见光全光谱的效果，突破传统LED光源光谱色域低、显色指数低的问题，满足健康照明的需求，可灵活地融入家居、商业、户外以及各种特殊照明当中。
所述LED芯片可以为全蓝光芯片（参见图2），也可以为由蓝光芯片及红光芯片通过一定比例搭配而成的蓝红光芯片（参见图5）。其中，所述蓝光芯片的波段范围为450-460nm，所述红光芯片的波段范围为620-660nm nm。蓝光芯片及红光芯片结构不限，可为正装、倒装或者垂直结构。
需要说明的是，当使用全蓝光芯片时，搭配经一定比例混合的黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉，即可保证LED光源发射光谱接近于可见光全光谱；当使用蓝光芯片与红光芯片通过一定的比例搭配发光时，可用红光芯片代替红粉，以减少红粉的含量，在保证LED光源发射光谱接近于可见光全光谱的同时，可克服红粉激发效率低下而产生的低光效现象。
所述荧光粉可以应用到各种类型的LED光源的封装胶，如贴片式LED、COB LED等。相应的，本发明还提供一种全光谱的LED光源的制备方法，该方法包括：
（1）准备LED 支架，在LED 支架上设置LED 芯片，将LED 芯片与LED 支架通过金属线相连接；
（2）按配方选用及混合黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉及硅胶，得到荧光胶；
（3）将荧光胶均匀涂覆于LED 支架的LED芯片上，并使所述荧光胶覆盖LED 芯片和金属线；
（4）将封装后的LED 支架进行烘烤，得到成品。
需要说明的是，制备方法中，所述荧光粉和LED芯片的选用原则同上所述，在此不再赘述。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
采用19mm×19mm镜面铝基板作为支架，选用主波长为455-457.5nmd的正装蓝光芯片1作为激发光源，采用传统封装方式，使用固晶胶将蓝光芯片1固定在支架上并利用金线2键合导通，然后对固晶区发光面进行围坝3并加热固化。配合使用黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉及红粉进行调配并与硅胶搅拌配制成荧光胶4，然后进行点胶并加热固化（具体封装结构参见图2）。其中，所述荧光粉由英特美YAG05黄粉、宏大490蓝绿粉、英特美G2762绿粉、科恒YG535黄绿粉及有研07655红粉混合而成，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.5：0.36：1.14：0.4。
实施例2
采用19mm×19mm镜面铝基板作为支架，选用主波长为455-457.5nmd的正装蓝光芯片1作为激发光源，采用传统封装方式，使用固晶胶将蓝光芯片1固定在支架上并利用金线2键合导通，然后对固晶区发光面进行围坝3并加热固化。配合使用黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉及红粉进行调配并与硅胶搅拌配制成荧光胶4，然后进行点胶并加热固化（具体封装结构参见图2）。其中，所述荧光粉由英特美YAG05黄粉、宏大490蓝绿粉、英特美G2762绿粉、科恒YG535黄绿粉及有研07655红粉混合而成，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.18：0.27：0.18：0.32。
实施例3
采用19mm×19mm镜面铝基板作为支架，选用主波长为455-457.5nmd的蓝光芯片1及主波长为620-625nmd的红光芯片5作为激发光源，所述蓝光芯片1与红光芯片5的数量比为7：3，采用传统封装方式，使用固晶胶将蓝光芯片1及红光芯片5固定在支架上并利用金线2键合导通，然后对固晶区发光面进行围坝3并加热固化。配合使用黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉及红粉进行调配并与硅胶搅拌配制成荧光胶4，然后进行点胶并加热固化（具体封装结构参见图5）。其中，所述荧光粉由英特美YAG05黄粉、宏大490蓝绿粉、英特美G2762绿粉、科恒YG535黄绿粉及有研07655红粉混合而成，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.48：0.36：1.1：0.02。
将实施例1-3做技术检测和光谱分析，结果如下：
项目 色温 显色指数
实施例1 3030K 97
实施例2 5684K 97
实施例3 3021K 90
结合图1、3、4、6及上表可知，本发明实施例1-3中LED光源的发射光谱接近于可见光全光谱，色温为3000-6000K，显色指数大于90，光谱范围宽，为类太阳光谱，有利于人眼的健康。与普通LED光源相比，本发明LED光源的显色指数高出普通LED光源20-30，因此，本发明具有更好的显色性，有利于人眼的健康。
综上所述，本发明通过选用黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉以及红粉进行调配，使得LED光源能够在节约资源前提下，达到高色域、高显色指数、并且达到可见光全光谱的效果，突破传统LED光源光谱色域低、显色指数低的问题，满足各健康照明需求，可灵活地融入家居、商业、户外以及各种特殊照明当中。另外，本发明使用蓝光芯片与红光芯片通过一定的比例搭配发光，用红光芯片代替红色荧光粉，使其发射光谱接近于可见光全光谱，克服红色荧光粉激发效率低下而产生的低光效现象。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种全光谱的LED光源，所述LED光源包括基板、封装于所述基板上的LED芯片及用于封装所述LED芯片的荧光胶，所述荧光胶由硅胶及荧光粉混合而成，其特征在于，所述荧光粉由发射峰值波长为550-565nm的黄粉、发射峰值波长为485-495nm的蓝绿粉、发射峰值波长为515-525nm的绿粉、发射峰值波长为530-540nm的黄绿粉及发射峰值波长为650-660nm的红粉组成，其中，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：(0.1-0.5)：(0.2-0.4)：(0.15-1.2)：(0.08-0.5)；所述LED芯片包括蓝光芯片，所述蓝光芯片的波段范围为450-460nm。
2.如权利要求1所述的全光谱的LED光源，其特征在于，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.5：0.36：1.14：0.4。
3.如权利要求1所述的全光谱的LED光源，其特征在于，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.18：0.27：0.18：0.32。
4.如权利要求1所述的全光谱的LED光源，其特征在于，所述LED芯片包括蓝光芯片及红光芯片，所述蓝光芯片的波段范围为450-460nm，所述红光芯片的波段范围为620-660nm。
5.如权利要求4所述的全光谱的LED光源，其特征在于，所述蓝光芯片与红光芯片的数量比为7：3。
6.如权利要求5所述的全光谱的LED光源，其特征在于，所述黄粉、蓝绿粉、绿粉、黄绿粉、红粉之间的重量配比为1：0.48：0.36：1.1：0.02。
7.如权利要求1所述的全光谱的LED光源，其特征在于，所述荧光粉总重量占荧光胶总重量的5％-25％。
8.如权利要求1所述的全光谱的LED光源，其特征在于，所述硅胶由A胶及B胶组成，所述A胶与B胶的重量比为1：1。
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