CN108417697A - 一种可调光谱光源实现白光的方法 - Google Patents

一种可调光谱光源实现白光的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可调光谱光源实现白光的方法，方法一包括如下步骤：1)将多颗不同光色的LED芯片表面涂覆不同颜色的荧光粉；2)通过电流驱动并激发所述LED芯片产生不同的发射光谱；任何可实现白光的多种不同发射光谱叠加形成白光；或，方法二包括如下步骤：1)将多颗相同光色的LED芯片及其他光源表面涂覆不同颜色的荧光粉；2)通过电流驱动并激发所述LED芯片产生不同的发射光谱；任何可实现白光的多种不同发射光谱叠加形成白光。本发明特别强调多种不同的发射光谱(区别于芯片单独发光的光谱半峰宽)进行相应的组合产生白光，实现了可任选光谱形状任选色温任选显指任选亮度的照明光源。

Description

一种可调光谱光源实现白光的方法
技术领域
本发明属于半导体照明技术领域。更具体地，涉及一种可调光谱光源实现白光的方法。
背景技术
随着照明终端用户对LED光源的光效、寿命、显色性的要求日益提高，这对作为白光LED不可或缺的荧光粉的技术和性能提出更高的要求。
目前实现白光类型主要有以下两种：第一种方法是用单颗LED芯片激发或多颗LED芯片共同激发多种荧光粉实现白光；例如：蓝色LED芯片上涂覆能被蓝光激发的黄色荧光粉；蓝色LED芯片上同时涂覆能被蓝光激发激发的绿色及红色等多种荧光粉；紫光或紫外LED芯片涂敷三基色或多种颜色的荧光粉实现白光。但是该方法存在一定的局限性，例如，难以调和的显色与光效矛盾，存在荧光粉之间的转换吸收的问题，以及紫光芯片与蓝色荧光粉的转换效率低等问题。第二种实现方法是通过红绿蓝三基色LED多芯片组合实现白光。但是该方法对芯片要求较高、用于照明显色性较低且三基色芯片由于长时间使用会出现光衰差异的现象，进而导致色温不稳定等问题。
鉴于上述问题，本发明提供一种可调光谱光源实现白光的方法。该方法可使得任选色温任选显指任选亮度任选光谱形状的照明光源得以实现。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于提供一种可调光谱光源实现白光的方法。该方法解决不同荧光粉之间因再吸收所导致光功率下降的问题，减少了荧光粉封装后的湿、热要求，简化了测试条件、减少了测试设备，提高LED灯珠利用率。
本发明的第二个目的在于提供一种LED照明光源。该方法将多种不同的发射光谱进行相应叠加产生白光，可实现任选色温任选显指任选亮度任选光谱形状，也可解决显色性与流明率之间的矛盾。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可调光谱光源实现白光的方法，方法一包括如下步骤：
1)将多颗不同光色的LED芯片表面涂覆不同颜色的荧光粉；
2)通过电流驱动并激发所述LED芯片产生不同的发射光谱；任何可实现白光的多种不同发射光谱组合形成白光；
或，方法二包括如下步骤：
1)将多颗相同光色的LED芯片或其他光源表面涂覆不同颜色的荧光粉；
2)通过电流驱动并激发所述LED芯片产生不同的发射光谱；任何可实现白光的多种不同发射光谱组合形成白光。
优选地，在多颗LED芯片组合中的每颗LED芯片上涂覆含有单色荧光粉的封装胶并固化，然后在相同或不同的电流驱动下激发所述涂覆不同颜色荧光粉的LED芯片组合形成白光；本发明多颗LED芯片的组合方式不限于LED芯片的搭配个数以及荧光粉的搭配方式和种类，只要产生的多种光谱能组合形成白光即可。
优选地，所述电流驱动并激发每个LED芯片上的单色荧光粉产生与荧光粉颜色相同的单色发射光谱；所述单色发射光谱叠加形成白光。
优选地，所述LED芯片的波长包括UV、紫光、蓝光或激光的波段。
优选地，所述荧光粉的颜色包含380-780nm可见光范围的所有颜色。
优选地，所述荧光粉为铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物、镧硅氮或氟化物体系的荧光粉。
优选地，所述单色发射光谱的半峰宽不同于LED芯片单独发光的半峰宽；所述单色发射光谱的半峰宽≥30nm；例如，所述氟化物的红色荧光粉的半峰宽小于LED芯片单独发光的半峰宽。
优选地，所述LED芯片的结构为垂直结构、水平结构或倒装结构。
优选地，采用该方法可用于形成任选色温任选显指任选亮度任选光谱形状的LED照明光源。
优选地，所述涂覆方式为点涂、铸模、喷涂或远离涂覆。
一种LED照明光源的封装结构，包括支架、LED芯片和荧光粉；所述荧光粉涂覆在所述LED芯片的外表面，所述LED芯片通过DOB、COB、7070、5630、5050、3030或多颗CSP组合形式封装在所述支架的内部。
所述支架为PPA、PCT、EMC、SMC或陶瓷的支架；优选地，所述支架具有良好的导热特性，支架碗杯截面形状可为圆形、矩形、梯形或不规则形状，支架内金属镀层可以为Ag、Cu、Au或其他合金镀层。
进一步，所有组合方式不限于荧光粉的搭配方式、种类以及搭配个数。
进一步，固定在支架中的芯片为多颗单一波长芯片组成或者为多颗不同波长的芯片组成。进一步，所述LED封装结构中包括一种或多种实现全光谱白光的LED的阵列。
本发明所述其他光源可以为激光等。
本发明的有益效果如下：
1、本发明可调光谱光源实现白光的方法不仅可实现任选色温任选显指任选亮度任选光谱形状的LED照明光源的制备；而且该方法简化了测试条件、减少了测试设备，提高了LED照明光源的利用率。
2、本发明的方法降低了对荧光粉的湿、热要求，实现了任意白光的光谱分布，可解决显色性与流明率之间的矛盾以及不同荧光粉之间的再吸收光功率损失问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明实施例1形成的白光光谱图。
图2示出了本发明实施例2形成的白光光谱图。
图3示出了本发明实施例3形成的白光光谱图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
通过电流驱动多颗涂覆有不同颜色荧光粉的不同LED芯片产生不同的发射光谱，发射光谱组合叠加后实现白光。所有组合方式不限于芯片及荧光粉的搭配方式、种类、搭配个数，也不限于芯片的组合阵列方式。
实施例1
一种可调光谱光源实现白光的方法，包括如下步骤：
步骤一：在紫光LED芯片上涂覆蓝色荧光粉并产生相应的蓝光发射光谱；其他四颗蓝光LED芯片上分别涂覆青色、绿色、黄色、红色荧光粉并产生相应的青光、绿光、黄光、红光的发射光谱；
步骤二：通过电流驱动混合不同的发射光谱形成相应的白光。
如图1所示，图a和图b为在相同的色温及显指下，青光发射光谱的半峰宽及峰形的不同导致叠加后的白光光谱不同。
本发明不同光色的LED芯片激发不同波长范围(峰形、半峰宽、材料基质)的荧光粉实现光谱相近的白光，可满足任选色温任选显指任选亮度任选光谱形状的白光需求。
实施例2
一种可调光谱光源实现白光的方法，包括如下步骤：
步骤一：在紫光LED芯片上涂覆蓝色荧光粉并产生相应的蓝光发射光谱；其他两颗蓝光LED芯片上分别涂覆绿色、红色荧光粉并产生绿光，红光发射光谱；
步骤二：通过电流驱动混合不同的发射光谱形成相应的白光。
由图2中的(a)和(b)可知，蓝光和绿光发射光谱的半峰宽(峰形)不同，使得组合叠加后呈现的白光光谱、显指及亮度不同。
通过相同电流驱动多颗涂覆有不同颜色荧光粉的相同光色LED芯片产生不同的发射光谱，发射光谱叠加后实现白光。
实施例3
一种可调光谱光源实现白光的方法，包括如下步骤：
步骤一：在蓝光LED芯片上涂覆透明胶并产生相应的蓝光发射光谱；其他四颗蓝光LED芯片上分别涂覆青色、绿色、黄色、红色荧光粉并产生相应的青光、绿光，黄光、红光发射光谱；
步骤二：通过电流驱动混合不同的发射光谱形成相应的白光。
由图3中的(a)和(b)可知，红色发射光谱的峰值波长及半峰宽的差异使得叠加后的光谱差异，进一步体现在显指、色温及亮度的不同，满足任选色温任选显指任选亮度任选光谱形状的白光需求。
实施例4
一种可调光谱光源实现白光的方法，包括如下步骤：
步骤一：在五颗紫光LED芯片上分别涂覆蓝色、青色、绿色、黄色、红色荧光粉并产生相应的蓝光、青光、绿光、黄光、红光发射光谱或在三颗蓝光LED芯片上分别涂覆绿色、黄色、红色荧光粉并产生相应的绿光、黄光、红光发射光谱；步骤二：通过电流驱动混合不同的发射光谱形成相应的白光。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种可调光谱光源实现白光的方法，其特征在于，方法一包括如下步骤：
1)将多颗不同光色的LED芯片表面涂覆不同颜色的荧光粉；
2)通过电流驱动并激发所述LED芯片产生不同的发射光谱；任何可实现白光的多种不同发射光谱叠加形成白光；
或，方法二包括如下步骤：
1)将多颗相同光色的LED芯片及其他光源表面涂覆不同颜色的荧光粉；
2)通过电流驱动并激发所述LED芯片及其他光源产生不同的发射光谱；任何可实现白光的多种不同发射光谱叠加形成白光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在多颗LED芯片组合中的每颗LED芯片上涂覆含有单色荧光粉的封装胶并固化，然后在相同或不同的电流驱动下激发所述涂覆不同颜色荧光粉的LED芯片组合形成白光。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电流驱动并激发每个LED芯片上的单色荧光粉产生与荧光粉颜色相同的单色发射光谱；所述单色发射光谱组合形成白光。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述LED芯片的波长包括UV、紫光、蓝光或激光的波段。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述荧光粉的颜色包含380-780nm可见光范围的所有颜色。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单色发射光谱的半峰宽不同于LED芯片单独发光的半峰宽；所述单色发射光谱的半峰宽≥30nm。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述荧光粉为铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物、镧硅氮或氟化物体系的荧光粉。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LED芯片的结构为垂直结构、水平结构或倒装结构。
9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，采用该方法可用于形成任选色温任选显指任选亮度任选光谱形状的LED照明光源。
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