CN109817790B - 一种仿太阳光谱led灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿太阳光谱LED灯，由基板、紫光LED芯片、用于封装紫光LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有复合荧光粉，复合荧光粉由第一、第二和第三荧光粉组成，第一荧光粉的峰值波长为445‑455nm，主波长为485‑495nm；第二荧光粉的峰值波长445‑455nm、主波长为470‑480nm；第三荧光粉的峰值波长为650‑660nm、主波长为605‑615nm；紫光LED芯片的波长为405‑425nm。该仿太阳光谱LED灯是利用峰值波长相近、主波长相差10‑15nm、最佳激发波长与紫光LED芯片相匹配的第一、第二荧光粉的相互作用，从而形成连续的仿太阳光谱，显色值高，不易产生视觉疲劳。
Description
技术领域
本发明涉及LED光谱技术领域，尤其涉及一种仿太阳光谱LED灯。
背景技术
太阳光谱，是一种不同波长的连续光谱。太阳光谱的光谱可以称作为全光谱，光谱中包含紫外光、可见光和红外光。
太阳光具有明显生物效应，植物在太阳光作用下可发生合成作用，动物皮肤在太阳光作用下维生素D发生转换作用；红外线具有巨大的热效应，紫外线有明显杀菌作用等。
太阳光谱如图1所示，人类眼睛在太阳光下观察事物是感觉最舒适最清晰的，太阳光谱在350-800范围内的波长曲线具有缓和的过渡，从而能有效减少眼部疲劳。白光LED光谱图，在450-460nm处在一个突兀的蓝光峰，长期使用易对眼睛造成损害。荧光灯管发出的光包括360nm以下的紫外光，其能量非常高，易损坏视网膜。白炽灯发出的光为360-830nm以外的紫外光和红外光。
如图2所示，普通LED中蓝光光谱相对较高，缺少紫光、青光、短波绿光和长波红光部分，人们后来采用了多种荧光粉与蓝光芯片配合使用，通过加入紫光芯片或添加蓝峰和荧光粉峰之间凹陷区域波长的荧光粉来补全光谱。光谱范围、显色指数等参数都有所增长，肉眼看来是与太阳光相似，但与太阳光谱相比却仍然存在缺失的波长范围，在此方案的LED光源下工作会极其容易疲倦。
具有全光谱的太阳光和白炽灯虽然显色很高，但实际含有很多人眼难以辨别及对人眼有害的光谱。优质的照明光源需要保护好人眼视力，可以根据相对视敏曲线的规律将光源中人眼难以辨别及对人眼有害的光谱滤掉。假设所用照明光源只发出三条人眼最敏感的谱线，即：蓝、绿、红。这样似乎是达到了人眼对照明的需求同时防止了人眼无法察觉和有害射线对人眼视力的影响。但这个假设的光源的显色性会很差的。因此为了保证显色性，我们理想的光源还是需要有连续的背景光谱。
目前市面上的白光LED通常采用两种方法形成，第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。但蓝光激发由于蓝光峰值波长过高，容易对眼睛造成伤害；多单色混合的方法显色值不高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供非蓝光激发的仿太阳光谱LED灯，具有较高的显色程度，健康护眼。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种仿太阳光谱LED灯，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有复合荧光粉，复合荧光粉由第一荧光粉、第二荧光粉和第三荧光粉组成，第一荧光粉的峰值波长为445-455nm，主波长为485-495nm；第二荧光粉的峰值波长445-455nm、主波长为470-480nm；第三荧光粉的峰值波长为650-660nm、主波长为605-615nm；LED芯片为紫光LED芯片，其峰值波长为405-425nm。
进一步地，第一荧光粉的主波长与第二荧光粉的主波长的波长差Δλ1满足10nm≤Δλ1≤15nm。
进一步地，复合荧光粉由补足至100％的第一荧光粉、41-44％的第二荧光粉和3-8％的第三荧光粉组成。
进一步地，复合荧光粉由补足至100％的第一荧光粉、42-43％的第二荧光粉和3.5-7％的第三荧光粉组成。
进一步地，复合荧光粉由50％的第一荧光粉、43％的第二荧光粉和7％的第三荧光粉组成；
或由52％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和6％的第三荧光粉组成；
或由53％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和5％的第三荧光粉组成；
或由53.5％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和4.5％的第三荧光粉组成；
或由54％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和4％的第三荧光粉组成；
或由54.5％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和3.5％的第三荧光粉组成。
进一步地，荧光粉占封装胶的18-22wt％。
具体地，复合荧光粉由50％的第一荧光粉、43％的第二荧光粉和7％的第三荧光粉组成，复合荧光粉占封装胶的25％；
或由52％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和6％的第三荧光粉组成，复合荧光粉占封装胶的22％；
或由53％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和5％的第三荧光粉组成，复合荧光粉占封装胶的20％；
或由53.5％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和4.5％的第三荧光粉组成，复合荧光粉占封装胶的19％；
或由54％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和4％的第三荧光粉组成，复合荧光粉占封装胶的18％；
或由54.5％的第一荧光粉、42％的第二荧光粉和3.5％的第三荧光粉组成，复合荧光粉占封装胶的17％。
具体地，第一荧光粉的峰值波长为450±1nm，主波长为491.1±0.2nm。
具体地，第二荧光粉的峰值波长为450±1nm，主波长为476.2±0.2nm。
具体地，第三荧光粉的峰值波长为655±1nm、主波长为610.3±0.2nm。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明使用具有相同峰值波长、主波长相差满足一定条件的第一荧光粉和第二荧光粉进行复合，采用紫光作为激发光源，使蓝光的峰值降低，从而得到连续的光谱的仿太阳光谱LED灯，高显色程度的同时对眼睛伤害小。
附图说明
图1为太阳光谱图；
图2为普通LED灯光谱图；
图3为第一荧光粉的光谱图；
图4为第二荧光粉的光谱图；
图5为第三荧光粉的光谱图；
图6为实施例1的光谱图；
图7为实施例2的光谱图；
图8为实施例3的光谱图；
图9为实施例4的光谱图；
图10为实施例5的光谱图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
以下具体实施方式中，所使用的第一、第二和第三荧光粉均可以通过市售的途径获得，以下为示例的荧光粉。
本发明提供一种仿太阳光谱LED灯，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有复合荧光粉，复合荧光粉由第一荧光粉、第二荧光粉和第三荧光粉组成，第一荧光粉的峰值波长为445-455nm，主波长为485-495nm；第二荧光粉的峰值波长445-455nm、主波长为470-480nm；第三荧光粉的峰值波长为650-660nm、主波长为605-615nm；LED芯片为紫光LED芯片，其峰值波长为405-425nm。
本发明中，第一荧光粉和第二荧光粉在紫光的激发下，形成蓝绿光之间的连续光谱，为了使第一荧光粉和第二荧光粉共振形成蓝光。
本发明是利用激发波段与紫光LED芯片相匹配、峰值波长相近的第一荧光粉和第二荧光粉形成共振，现通过主波长的相匹配，以形成400-500nm之间的连续发射光谱，从而有效避免了常规的蓝光激发白光的峰值过高，减少对眼睛的刺激，有效减少视觉疲劳。
第一荧光粉与第二荧光粉的主波长的波长差Δλ1满足10nm≤Δλ1≤15nm，在此波长差下，能形成共振，以形成连续的光谱波长，对于r1-r15的显色指数均较高，尤其是最难显色的r9和r12，均能达到以超过96％的显色指数。第一荧光粉与第二荧光粉的峰值波长的Δλ2满足0.5nm≤Δλ2≤3nm，以使第一荧光粉与第二荧光粉的发射光谱较好地融合。第一荧光粉与第二荧光粉的最佳激发波段与紫光LED芯片的峰值波长相匹配，以使第一荧光粉与第二荧光粉能成功地发射指定小波长的光谱。
其中第一荧光粉的发射光谱图如图3所示，第一荧光粉呈现蓝绿色，最佳激发波长为400-420nm，峰值波长为450±1nm，主波长为491.1±0.2nm，中值粒径为15.0±1.0μm；
其中第二荧光粉的发射光谱图如图4所示，第二荧光粉呈蓝绿色，最佳激发波长为400-420nm，峰值波长为450±1nm，主波长为476.2±0.2nm，中值粒径为15.7±1.0μm；
其中第三荧光粉的发射光谱图如图5所示，第三荧光粉呈红色，激发波段为450-475nm，峰值波长为655±1nm，主波长为610.3±0.2nm，中值粒径为13.0±1.0μm。
以下具体实施方式中，所使用的紫光LED芯片的峰值波长在410±1nm。
实施例1：
一种仿太阳光谱LED灯，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有25wt％的复合荧光粉，复合荧光粉由50％第一荧光粉、43％第二荧光粉和7％第三荧光粉组成。
该仿太阳光谱LED灯的发射光谱图如图6所示，该仿太阳光谱LED灯的色温为1800K。该仿太阳光谱LED灯的在380-780nm的波长范围内具有连续的光谱图，其中，在640-654nm波长段，其发射光谱达到峰值，r9的显色指数高于98％。
实施例2
一种仿太阳光谱LED灯，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有22wt％的复合荧光粉，复合荧光粉由52％第一荧光粉、42％第二荧光粉和6％第三荧光粉组成。
该仿太阳光谱LED灯的发射光谱图如图7所示，该仿太阳光谱LED灯的的色温为3000K，该LED灯在380-780nm的波长范围内具有连续的光谱图，其中，在640nm附近，其发射光谱达到峰值，r9的显色指数高于98％。
实施例3：
一种仿太阳光谱LED灯，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有20wt％的复合荧光粉，复合荧光粉由53wt％第一荧光粉、42wt％第二荧光粉和5wt％第三荧光粉组成。
该仿太阳光谱LED灯的发射光谱图如图8所示，该仿太阳光谱LED灯的色温为3600K。该仿太阳光谱LED灯的在380-780nm的波长范围内具有连续的光谱图，其中，在630nm波长附近其发射光谱达到峰值，r9的显色指数高于98％。
实施例4：
一种仿太阳光谱LED灯，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有19wt％的复合荧光粉，复合荧光粉由53.5％第一荧光粉、42％第二荧光粉和4.5％第三荧光粉组成。
该仿太阳光谱LED灯的发射光谱图如图9所示，该仿太阳光谱LED灯的色温为4000K。该仿太阳光谱LED灯的在380-780nm的波长范围内具有连续的光谱图，其中，在625nm波长附近发射光谱达到峰值，r9的显色指数高于98％。
实施例5：
一种仿太阳光谱LED灯，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，封装胶内掺有18wt％的复合荧光粉，复合荧光粉由54％第一荧光粉、42％第二荧光粉和4％第三荧光粉组成。
该仿太阳光谱LED灯的发射光谱图如图10所示，该仿太阳光谱LED灯的色温为4500K。该仿太阳光谱LED灯的在380-780nm的波长范围内具有连续的光谱图，其中，在517nm附近以及615nm附近产生两个峰值，r9的显色指数高于98％。
由图5-图10的比较可知，当荧光粉的掺量超过22wt％时，400-500nm波长之间的峰值过小，造成光谱显色色彩不均衡，偏红色；而当荧光粉的掺量在18-20wt％时，445-448nm处的峰值波长为40-75，蓝色峰值低，能有效缓解用眼疲劳，显色相对均衡，没有偏色。当荧光粉掺量在17wt％时，蓝光的峰值达到近90％，持续长时间使用将造成用眼疲劳。即本申请中，荧光粉的掺量优选为18-22wt％。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种仿太阳光谱LED灯，其特征在于，由基板、LED芯片、用于封装LED芯片的封装胶组成，所述封装胶内掺有复合荧光粉，所述复合荧光粉由第一荧光粉、第二荧光粉和第三荧光粉组成，所述第一荧光粉的峰值波长为445-455nm，主波长为485-495nm；所述第二荧光粉的峰值波长445-455nm、主波长为470-480nm；所述第三荧光粉的峰值波长为650-660nm、主波长为605-615nm；所述LED芯片为紫光LED芯片，其峰值波长为405-425nm；所述第一荧光粉的主波长与第二荧光粉的主波长的波长差Δλ1满足10nm≤Δλ1≤15nm。
2.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述复合荧光粉由补足至100wt%的第一荧光粉、41-44wt %的第二荧光粉和3-8wt %的第三荧光粉组成。
3.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述复合荧光粉由补足至100wt%的第一荧光粉、42-43wt %的第二荧光粉和3.5-7wt %的第三荧光粉组成。
4.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述复合荧光粉由50 wt %的第一荧光粉、43wt %的第二荧光粉和7 wt %的第三荧光粉组成；
或由52 wt %的第一荧光粉、42 wt %的第二荧光粉和6 wt %的第三荧光粉组成；
或由53wt %的第一荧光粉、42wt %的第二荧光粉和5 wt %的第三荧光粉组成；
或由53.5wt %的第一荧光粉、42wt %的第二荧光粉和4.5wt %的第三荧光粉组成；
或由54wt %的第一荧光粉、42 wt %的第二荧光粉和4 wt %的第三荧光粉组成；
或由54.5wt %的第一荧光粉、42 wt %的第二荧光粉和3.5 wt %的第三荧光粉组成。
5.如权利要求4所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述复合荧光粉占封装胶的18-22wt%。
6.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述复合荧光粉由50wt%的第一荧光粉、43wt%的第二荧光粉和7wt%的第三荧光粉组成，所述复合荧光粉占封装胶的25wt%；
或由52wt%的第一荧光粉、42wt%的第二荧光粉和6wt%的第三荧光粉组成，所述复合荧光粉占封装胶的22wt%；
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7.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述第一荧光粉的峰值波长为450±1nm，主波长为491.1±0.2nm。
8.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述第二荧光粉的峰值波长为450±1nm，主波长为476.2±0.2nm。
9.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述第三荧光粉的峰值波长为655±1nm、主波长为610.3±0.2nm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 511400 Shop 301, Building 5, No. 9, Shizhong 3rd Road, Guankeng Village, Dashi Street, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee after: Guangdong Juhong Optoelectronics Co.,Ltd. Address before: 511400 Room 301, building e, industrial park, No. 168, Shizhong Third Road, guankeng, Dashi street, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee before: GUANGZHOU JUHONG OPTOELECTRONICS Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A solar inspired spectral LED lamp Granted publication date: 20210813 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guangzhou Panyu branch Pledgor: Guangdong Juhong Optoelectronics Co.,Ltd. Registration number: Y2024980008861 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |