CN109860162B

CN109860162B - 一种仿太阳光谱led灯

Info

Publication number: CN109860162B
Application number: CN201811366229.1A
Authority: CN
Inventors: 谢锡龙
Original assignee: Guangzhou Juhong Optoelectronics Co ltd
Current assignee: Guangdong Juhong Optoelectronics Co ltd
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: CN109860162A

Abstract

本发明公开了一种仿太阳光谱LED灯，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的5‑30wt％；LED芯片包括360‑413nm的第一芯片、417‑425nm的第二芯片、430‑442nm的第三芯片、445‑455nm的第四芯片、458‑465nm的第五芯片、469‑478nm的第六芯片；荧光粉由5‑15％的490‑500nm、补足至100％的510‑550nm和4‑15％的620‑680nm的三种荧光粉组成。该仿太阳光谱LED灯具有连续的光谱背景，有效减少了对眼睛不利的480‑490nm的蓝光，具有较佳的显色性。

Description

一种仿太阳光谱LED灯

技术领域

本发明涉及LED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360-830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。

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一种具有连续光谱、有效抗疲劳的仿太阳光谱LED灯。

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，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的5-30wt％；

LED芯片包括：波长为360-413nm的第一芯片、波长为417-425nm的第二芯片、波长为430-442nm的第三芯片、波长为445-455nm的第四芯片、波长为458-465nm的第五芯片、波长为469-478nm的第六芯片；

荧光粉由5-15％的波长为490-500nm的第一荧光粉、补足至100％的波长为510-550nm的第二荧光粉和4-15％的波长为620-680nm的第三荧光粉组成。

进一步地，LED芯片包括波长为700-940nm的发射管。

进一步地，LED芯片中，第一芯片的发光强度小于第三芯片、第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度；第二芯片的发光强度小于第三芯片、第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度。

进一步地，LED芯片中，第三芯片的发光强度大于第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度。

进一步地，LED芯片还包括波长为480-489nm的第七芯片。

进一步地，LED芯片包括波长为700-940nm的发射管。

进一步地，LED芯片中，第一芯片、第二芯片、第三芯片和第七芯片中任一芯片的发光强度小于第四芯片、第五芯片和第六芯片中任一芯片的发光强度。

进一步地，LED芯片中，第四芯片或第五芯片的发光强度小于第三芯片的发光强度，且大于第一芯片、第二芯片、第六芯片、第七芯片中任一芯片的发光强度。

进一步地，第一芯片的波长为405-413nm、第二芯片的波长为420-425nm、第三芯片的波长为435-442nm、第四芯片的波长为445-455nm、第五芯片的波长为460-465nm、第六芯片的波长为470-475nm；第一荧光粉的波长为490-495nm、第二荧光粉的波长为520-530nm、第三荧光粉的波长为640-660nm。

进一步地，第一荧光粉、第二荧光粉和第三荧光粉的配比为5-6:84.5-88.5:6.5-8.5；荧光粉占封装胶的12-25wt％。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1)本申请提供一种仿太阳光谱LED灯，有别于传统的使用480-490nm的蓝光，而用430-478nm之间的芯片复合以及与波长为490-495nm的第一荧光粉相配合，以在剔除对眼睛不利的蓝光的同时保证了光谱背景的连续性，从而使该仿太阳光谱LED灯具有较佳的护眼作用和较好的显色性；

2)本申请提供的仿太阳光谱LED灯还可以进一步地使用发射管提高显色性、使用波长为480-489nm的第七芯片，以提高光谱的连续性和显色性，减少绿点的产生；

3)本申请提供的仿太阳光谱LED灯中430-478nm之间的芯片的发光强度增强后，光谱的连贯性和显色性大为增加，近似于太阳光谱。

附图说明

图1为太阳光谱图；

图2为普通LED灯光谱图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为实施例1的结构示意图；

图5为实施例1的光谱图；

图6为实施例2的结构示意图；

图7为实施例2的光谱图；

图8为实施例3的结构示意图；

图9为实施例3的光谱图；

图10为实施例4的结构示意图；

图11为实施例4的光谱图；

图12为实施例5的结构示意图；

图13为实施例5的光谱图；

图14为实施例6的结构示意图；

图15为实施例6的光谱图；

图16为实施例7的结构示意图；

图17为实施例7的光谱图；

图18为实施例8的结构示意图；

图19为实施例8的光谱图；

图20为实施例9的结构示意图；

图21为实施例9的光谱图；

图22为实施例10的结构示意图；

图23为实施例10的光谱图；

图24为实施例11的结构示意图；

图25为实施例11的光谱图；

图26为实施例12的结构示意图；

图27为实施例12的光谱图；

图28为实施例13的光谱图；

图29为实施例14的光谱图；

图30为实施例15的光谱图；

图31为实施例16的光谱图；

图32为实施例17的光谱图；

图33为实施例18的光谱图；

图34为实施例19的光谱图。

图中，各附图标记：1、基板；2、LED芯片；3、封装胶。

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。

一种仿太阳光谱LED灯，如图3所示，包括基板1、LED芯片2、封装胶3和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的5-30wt％；

荧光粉由5-15％的波长为490-495nm的第一荧光粉、补足至100％的波长为510-550nm的第二荧光粉和4-15％的波长为620-680nm的第三荧光粉组成。

本申请提供的仿太阳光谱，以较少波长分布于360-480nm之间的LED芯片相配合，剔除了波长在480-490nm常用的蓝光，用以少量的波长在490-500nm之间的第一荧光粉使波长为470-475nm的第六芯片之间形成平滑过渡，以使蓝光和绿光形成平滑的过渡，蓝光相对少，从而减少刺眼以及LED灯绿点等问题，有效减少眼睛疲劳。

以510-550nm的第二荧光粉的为主要荧光粉、以490-495nm的第一荧光粉和波长为620-680nm的第三荧光粉为补充，使得LED灯在绿色和红色之间形成连续均匀的光谱背景，以得到人眼具有较佳舒适感的以红、绿、蓝为基调、具有较佳的显色性的仿太阳光谱LED灯。

荧光粉占封装胶的比例对色温有一定的影响，当配比为5-9wt％时，色温为7000-12000K；当占比为12-25wt％时，色温为1800-5000K。

在该基础上，为了进一步地提高显色性，LED芯片还可以进一步地包括第发射管，发射管发射700-940nm之间的红色光谱，增大了红色的比例，形成一种暖色调，有效提高该仿太阳光谱LED灯的显色指数、清晰度和穿射力。

该仿太阳光谱LED灯的第一芯片的波长优选为405-413nm，第二芯片的波长优选为420-425nm；第三芯片的波长为435-442nm、第四芯片的波长为445-455nm、第五芯片的波长为460-465nm、第六芯片的波长为470-475nm；第一荧光粉的波长为490-495nm、第二荧光粉的波长为520-530nm、第三荧光粉的波长为640-660nm。

采用等数量的各芯片连接的情况下，可以采用以下方式提高显色性，第一芯片和第二芯片的发光强度(LM)为12-15n，即第一芯片和第二芯片的发光强度相等或相近；第四芯片、第五芯片、第六芯片的发光强度可以进一步地强于第一芯片或第二芯片，为22-30n；第三芯片的发光强度可以再进一步地强于第四芯片、第五芯片和第六芯片中的任一芯片，发光强度为50-60n。

第一芯片和第二芯片的发光强度相对于其它芯片的发光强度要小。也就是说第一芯片的发光强度小于第三芯片、第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度；第二芯片的发光强度小于第三芯片、第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度。发光强度可以通过对单个芯片的发光面积进行调整、也可以通过对基板上的芯片的数量进行调整。例如，第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片和第六芯片按1:1:2:2:2:2的配比连接，或优选地采用1:1:4:2:2:2的配比连接。上述配比连接方式还可以选择性配合发射管。

为了进一步地提高第六芯片与第一荧光粉的光谱连续性，减少泛绿问题的，本发明还可以进一步地包括波长为480-489nm的第七芯片；第七芯片的波长的范围优选为480-485nm。其中，发射管与第七芯片可同时存在。

对于含有第七芯片的LED灯，LED芯片中，第一芯片、第二芯片、第三芯片和第七芯片中任一芯片的发光强度小于第四芯片、第五芯片和第六芯片中任一芯片的发光强度。或者，LED芯片中，第四芯片或第五芯片的发光强度小于第三芯片的发光强度，且大于第一芯片、第二芯片、第六芯片、第七芯片中任一芯片的发光强度。即除了通过等比连接的外，第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片和第七芯片按1:1:1:2:2:2:1的配比连接，或优选地采用1:1:4:2:2:1:1的配比连接。上述配比连接方式还可以选择性配合发射管。

本发明中，第一荧光粉、第二荧光粉和第三荧光粉的优选配比为5-6:84.5-88.5:6.5-15；荧光粉占封装胶的12-25wt％。

实施例1：

一种仿太阳光谱LED灯，如图4所示，包括基板1、LED芯片2、封装胶3和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

LED芯片包括：波长为405-413nm的第一芯片、波长为420-425nm的第二芯片、波长为435-442nm的第三芯片、波长为450-455nm的第四芯片、波长为460-465nm的第五芯片、波长为470-475nm的第六芯片；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片和第六芯片按等比连接；

荧光粉由5％的波长为490-495nm的第一荧光粉、补足至100％的波长为520-530nm的第二荧光粉和8.5％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成。

实施例1的光谱图如图5所示。

实施例2：

一种仿太阳光谱LED灯，如图6所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

LED芯片包括：波长为405-413nm的第一芯片、波长为420-425nm的第二芯片、波长为435-442nm的第三芯片、波长为450-455nm的第四芯片、波长为460-465nm的第五芯片、波长为470-475nm的第六芯片和波长为700-940nm的发射管；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片和发射管按等比连接；

实施例2的光谱图如图7所示。

实施例3：

一种仿太阳光谱LED灯，如图8所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

LED芯片包括：波长为405-413nm的第一芯片、波长为420-425nm的第二芯片、波长为435-442nm的第三芯片、波长为450-455nm的第四芯片、波长为460-465nm的第五芯片和波长为470-475nm的第六芯片；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片和第六芯片按1:1:2:2:2:2的数量比连接；

实施例3的光谱图如图9所示。

实施例4：

一种仿太阳光谱LED灯，如图10所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片和发射管按1:1:2:2:2:2:1的数量比连接；

实施例4的光谱图如图11所示。

实施例5：

一种仿太阳光谱LED灯，如图12所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片和第六芯片按1:1:4:2:2:2的数量比连接；

实施例5的光谱图如图13所示。

实施例6：

一种仿太阳光谱LED灯，如图14所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片和发射管按1:1:4:2:2:2:1的数量比连接；

实施例6的光谱图如图15所示。

实施例7：

一种仿太阳光谱LED灯，如图16所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

LED芯片包括：波长为405-413nm的第一芯片、波长为420-425nm的第二芯片、波长为435-442nm的第三芯片、波长为450-455nm的第四芯片、波长为460-465nm的第五芯片、波长为470-475nm的第六芯片和波长为480-485nm的第七芯片；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片和第七芯片按等比连接；

实施例7的光谱图如图17所示。

实施例8：

一种仿太阳光谱LED灯，如图18所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

LED芯片包括：波长为405-413nm的第一芯片、波长为420-425nm的第二芯片、波长为435-442nm的第三芯片、波长为450-455nm的第四芯片、波长为460-465nm的第五芯片、波长为470-475nm的第六芯片、波长为480-485nm的第七芯片和波长为700-940nm的发射管；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片、发射管和第七芯片按等比连接；

实施例8的光谱图如图19所示。

实施例9：

一种仿太阳光谱LED灯，如图20所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片和第七芯片按1:1:2:2:2:2:1的数量比连接；

实施例9的光谱图如图21所示。

实施例10：

一种仿太阳光谱LED灯，如图22所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

LED芯片包括：波长为405-413nm的第一芯片、波长为420-425nm的第二芯片、波长为435-442nm的第三芯片、波长为450-455nm的第四芯片、波长为460-465nm的第五芯片、波长为470-475nm的第六芯片、波长为700-940nm的发射管和波长为480-485nm的第七芯片；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片、发射管和第七芯片按1:1:2:2:2:2:1:1的数量比连接；

实施例10的光谱图如图23所示。

实施例11：

一种仿太阳光谱LED灯，如图24所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片和波长为480-485nm的第七芯片按1:1:4:2:2:2:1的数量比连接；

实施例11的光谱图如图25所示。

实施例12：

一种仿太阳光谱LED灯，如图26所示，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片、发射管和第七芯片按1:1:4:2:2:2:1:1的数量比连接；

实施例12的光谱图如图27所示。

实施例13：

一种仿太阳光谱LED灯，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的15wt％；

荧光粉由5％的波长为490-495nm的第一荧光粉、补足至100％的波长为520-530nm的第二荧光粉和7.5％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成。

实施例13的LED灯的色温为4000K，光谱图如图28所示。

实施例14：

一种仿太阳光谱LED灯，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的12wt％；

荧光粉由6％的波长为490-495nm的第一荧光粉、补足至100％的波长为520-530nm的第二荧光粉和6.5％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成。

实施例14的LED灯的色温为5000K，光谱图如图29所示。

实施例15：

一种仿太阳光谱LED灯，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的7wt％；

荧光粉由6％的波长为490-495nm的第一荧光粉、90％的波长为520-530nm的第二荧光粉和4％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成。

实施例15的LED灯的色温为7000K，光谱图如图30所示。

实施例16：

一种仿太阳光谱LED灯，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的25wt％；

第一芯片、第二芯片、第三芯片、第四芯片、第五芯片、第六芯片、发射管和第七芯片按1:1:4:2:2:2:1的数量比连接；

荧光粉由5％的波长为490-495nm的第一荧光粉、80％的波长为520-530nm的第二荧光粉和15％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成。

实施例16的LED灯的色温为1800K，光谱图如图31所示。

实施例17：

一种仿太阳光谱LED灯，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，LED芯片通过封装胶封装于基板上，荧光粉分散于封装胶内，荧光粉占封装胶的18wt％；

实施例17的LED灯的色温为3000K，光谱图如图32所示。

实施例18：

荧光粉由5％的波长为490-495nm的第一荧光粉、补足至87.5％的波长为520-530nm的第二荧光粉和7.5％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成。

实施例18的LED灯的色温为4000K，光谱图如图33所示。

实施例19：

荧光粉由6％的波长为490-495nm的第一荧光粉、87.5％的波长为520-530nm的第二荧光粉和6.5％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成。

实施例19的LED灯的色温为5000K，光谱图如图34所示。

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

1.一种仿太阳光谱LED灯，其特征在于，包括基板、LED芯片、封装胶和荧光粉，所述LED芯片通过封装胶封装于基板上，所述荧光粉分散于所述封装胶内，荧光粉占封装胶的5-30wt％；

所述LED芯片包括：波长为405-413nm的第一芯片、波长为420-425nm的第二芯片、波长为435-442nm的第三芯片、波长为445-455nm的第四芯片、波长为460-465nm的第五芯片、波长为470-475nm的第六芯片；

所述荧光粉由5-15％的波长为490-495nm的第一荧光粉、补足至100％的波长为520-530nm的第二荧光粉和4-15％的波长为640-660nm的第三荧光粉组成；

其中，所述第一荧光粉、第二荧光粉和第三荧光粉的配比为5-6:84.5-88.5:6.5-8.5；荧光粉占封装胶的12-25wt％。

2.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述LED芯片包括波长为700-940nm的发射管。

3.如权利要求1或2所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述LED芯片中，第一芯片的发光强度小于第三芯片、第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度；第二芯片的发光强度小于第三芯片、第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度。

4.如权利要求3所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述LED芯片中，第三芯片的发光强度大于第四芯片、第五芯片或第六芯片中任一芯片的发光强度。

5.如权利要求1所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述LED芯片还包括波长为480-489nm的第七芯片。

6.如权利要求5所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述LED芯片包括波长为700-940nm的发射管。

7.如权利要求5或6所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述LED芯片中，第一芯片、第二芯片、第三芯片和第七芯片中任一芯片的发光强度小于第四芯片、第五芯片和第六芯片中任一芯片的发光强度。

8.如权利要求5或6所述的仿太阳光谱LED灯，其特征在于，所述LED芯片中，第四芯片或第五芯片的发光强度小于第三芯片的发光强度，且大于第一芯片、第二芯片、第六芯片、第七芯片中任一芯片的发光强度。