CN110285389A - 一种全光谱led光源及含有该光源的led灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全光谱LED光源及含有该光源的LED灯具，全光谱LED光源包括紫光全光谱灯珠和单色远红光灯珠，紫光全光谱灯珠和单色远红光灯珠的数量比为(8‑10)：1，单色远红光灯珠均匀分布在紫光全光谱灯珠之间；紫光全光谱灯珠包括紫外芯片和混合荧光粉，混合荧光粉为峰值波长位于470‑480nm蓝色荧光粉、峰值波长位于510‑520nm和540‑550nm的绿色荧光粉和峰值波长位于650‑660nm的红色荧光粉；单色远红光灯珠包括蓝光芯片和峰值波长位于670‑680nm红色荧光粉。本发明所述的全光谱LED光源从紫光至红光区间内光谱更为接近同等色温太阳光，光效和稳定性好，光谱连续性好。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，具体地，涉及一种全光谱LED光源及含有该光源的LED灯具。
背景技术
全光谱，指的是光谱中包含紫外光、可见光、红外光的光谱曲线，并且在可见光部分中红绿蓝的比例与阳光近似，显色指数接近于100的光谱。LED光源的全光谱研发，在国际上已持续多年，但目前技术基本是仅限于研发可见光部分的各波段做到连续光谱，提高显色指数，但紫外光和红外光部分很难做到连续光谱。现有全光谱技术是在可见光范围内实现，但在紫光和远红光区域光谱缺乏，现有技术也有通过添加红光芯片来实现，但是由于红光芯片光谱较窄且尖锐，光谱耦合后会有凸起，连续性差，且成本较高。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种全光谱LED光源，所述全光谱LED光源从紫光至红光(400-700nm)区间内光谱更为接近同等色温太阳光，光效和稳定性好，光谱连续性好。
本发明的另一目的在于提供一种全光谱LED灯具。
本发明采取的技术方案如下：
一种全光谱LED光源，包括紫光全光谱灯珠和单色远红光灯珠，所述紫光全光谱灯珠和单色远红光灯珠的数量比为(8-10)：1，单色远红光灯珠均匀分布在紫光全光谱灯珠之间；所述紫光全光谱灯珠包括紫外芯片和混合荧光粉，所述混合荧光粉为峰值波长位于470-480nm蓝色荧光粉、峰值波长位于510-520nm和540-550nm的绿色荧光粉和峰值波长位于650-660nm的红色荧光粉；所述蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的重量比为1：(0.3-0.5)：(0.03-0.07)；所述单色远红光灯珠包括蓝光芯片和峰值波长位于670-680nm红色荧光粉。
本申请通过调控紫光全光谱灯珠匹配单色远红光灯珠实现全光谱，从紫光至红光(400-700nm)区间内光谱更为接近同等色温太阳光；其中，红光灯珠采用蓝光芯片激发红色荧光粉实现，蓝光芯片能够补充灯具在450-460nm的光，避免了现有紫光技术全光谱采用蓝色荧光粉光谱窄的不足，其光效和稳定性会得到提升，其次，采用蓝光芯片激发红色荧光粉光谱较宽，白光和红光混合后光谱连续性好。所述紫光激发全光谱灯珠的荧光粉为蓝色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉的组合。其蓝色荧光粉峰值波长位于470-480nm，半峰宽为60-70nm；其绿色荧光粉峰值波长位于510-520nm和540-550nm，其中510nm绿粉的半峰宽为100-110nm之间，其540nm半峰宽为50-55nm之间，采用这种窄带和宽带绿粉组合一方面能提升光谱的连续性，一方面能提升灯珠的光效。其红色荧光粉为峰值波长位于650-655nm，其峰值波长位于85-90nm。
优选地，所述单色远红光灯珠包括蓝光芯片、红光芯片和峰值波长位于670-680nm红色荧光粉，蓝光芯片和红光芯片的数量比为1:1。当单色远红光灯珠中进一步使用红光芯片时，红光芯片和红色荧光粉的搭配使用，能够在光谱连续情况下进一步大幅度提升红光强度。
优选地，所述蓝光芯片和红光芯片串联，且蓝光芯片与红光芯片的辐射功率比为(2-4)：1。红光辐射功率太高会引起光谱出现凸起尖峰，辐射功率太低会造成红光强度提升不明显，按此设定蓝光芯片与红光芯片的辐射功率比后，红光芯片和红色荧光粉耦合后不会出现光谱凸起，光谱连续性好。
优选地，所述紫外芯片的峰值波长位于410-420nm、所述蓝光芯片的峰值波长位于450-460nm，所述红光芯片的峰值波长位于600-610nm。
优选地，所述单色远红光灯珠中蓝光峰值强度和红光最高峰值强度比为1:(3-5)。
优选地，所述蓝色荧光粉为BaMgAl11O17:Eu或Sr5(PO4)3Cl：Eu，所述绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce和β-SiAlON，所述峰值波长位于650-660nm的红色荧光红粉为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu，所述峰值波长位于670-680nm的红色荧光红粉为CaAlSiN3:Eu。
优选地，所述紫光全光谱灯珠的色容差位于7-9阶，且位于中心色区偏左。本申请光源全光谱是由两种光谱耦合而成，通过比例控制，紫光芯片色容差及色区位置在上述区间内，最终耦合的光谱在色区中心点位置附近，色容差在5阶之内。
一种LED灯具，包括所述的全光谱LED光源。灯具可以是台灯、线条灯、面板灯、射灯、筒灯等。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本申请通过采用紫光全光谱灯珠匹配单色远红光灯珠实现全光谱，紫光至红光区间内光谱更为接近同等色温太阳光，光效和稳定性好，光谱连续性好。
附图说明
图1为实施例1-10和实施例12全光谱LED光源的结构图。
图2为实施例1全光谱LED光源的发射光谱图。
图3为对比例1LED光源的发射光谱图。
图4为对比例2LED光源的发射光谱图。
附图说明：111为紫光全光谱灯珠，112为单色远红光灯珠。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，一种全光谱LED光源，包括紫光全光谱灯珠111和单色远红光灯珠112，所述紫光全光谱灯珠111和单色远红光灯珠112的数量比为8：1，单色远红光灯珠112均匀分布在紫光全光谱灯珠111之间；所述紫光全光谱灯珠包括紫外芯片和混合荧光粉，所述混合荧光粉为峰值波长位于472nm蓝色荧光粉、峰值波长位于515nm的宽带绿色荧光粉和峰值波长位于540nm窄带绿色荧光粉和峰值波长位于652nm的红色荧光粉；所述蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的重量比为1：0.4：0.05，宽带绿色荧光粉和窄带绿色荧光粉的重量比为2：1。具体地，本实施例中所述单色远红光灯珠包括蓝光芯片、红光芯片和峰值波长位于675nm红色荧光粉，蓝光芯片和红光芯片的数量比为1:1，蓝光芯片和红光芯片串联，且蓝光芯片与红光芯片的辐射功率比为3：1。所述紫外芯片的峰值波长位于412nm、所述蓝光芯片的峰值波长位于450nm，所述红光芯片的峰值波长位于610nm。所述单色远红光灯珠中蓝光峰值强度和最强红光峰值强度比为1:4。所述蓝色荧光粉为BaMgAl11O17:Eu，所述绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce和β-SiAlON，所述峰值波长位于652nm的红色荧光红粉为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu，所述峰值波长位于675nm的红色荧光红粉为CaAlSiN3:Eu。所述紫光全光谱灯珠的色容差位于7-9阶，且位于中心色区偏左。
本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示，其LED光谱如图1所示。
实施例2
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例2中，所述紫光灯珠中蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的重量比为1：0.5：0.03。本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例3
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例3中，所述紫光灯珠中蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的重量比为1：0.3：0.07。本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例4
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例4中，所述紫光灯珠中蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的重量比为1：0.4：0.06。本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例5
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例5中，蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的峰值波长分别为478nm蓝色荧光粉、峰值波长位于520nm的宽带绿色荧光粉和峰值波长位于545nm窄带绿色荧光粉和峰值波长位于657nm的红色荧光粉，本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例6
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例6中，蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的峰值波长分别为474nm蓝色荧光粉、峰值波长位于510nm的宽带绿色荧光粉和峰值波长位于540nm窄带绿色荧光粉和峰值波长位于656nm的红色荧光粉，本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例7
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例7中，紫外芯片、蓝光芯片、红光芯片的峰值波长分别位于416nm、455nm和605nm，本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例8
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例8中，紫外芯片、蓝光芯片、红光芯片的峰值波长分别位于418nm、458nm和602nm，本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例9
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例9中，单色远红光灯珠中的红色荧光粉的峰值波长位于672nm，蓝光芯片与红光芯片的辐射功率比为4：1，蓝光峰值强度和最强红光峰值强度比为1:5。
实施例10
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例10中，单色远红光灯珠中的红色荧光粉的峰值波长位于678nm，蓝光芯片与红光芯片的辐射功率比为2：1，蓝光峰值强度和最强红光峰值强度比为1:3。
实施例11
一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例11中，所述紫光全光谱灯珠和单色远红光灯珠的数量比为10：1，本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
实施例12
如图1所示，一种全光谱LED光源，其结构和组成与实施例1基本相似，区别在于，本实施例12单色远红光灯珠仅包括蓝光芯片和峰值波长位于675nm红色荧光粉，本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
对比例1
一种全光谱LED光源，无单色远红光灯珠，全部为紫光全光谱灯珠。其它具体参数同实施例1相同，本实施例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
对比例2
一种LED光源，包括蓝光全光谱灯珠，具体为蓝光芯片和荧光粉组合，具体地蓝光芯片峰值波长位于450-455nm，其荧光粉组合为青色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉，其峰值波长分别位于495nm、518nm、652nm；其荧光粉质量配比为0.2：1：0.3，改灯珠的坐标位于色区中心点附件，色容差在3阶以内，本对比例所述全光谱LED光源的光色性能如表1所示。
表1实施例及对比例光色性能对比
| 相对光效 | 色容差 | CRI | Rf | Rg | 光衰 | 光谱相似率 | |
| 实施例1 | 113 | 0.8 | 98 | 98 | 101 | 1％ | 98 |
| 实施例2 | 109 | 0.9 | 96 | 95 | 98 | 1.5％ | 96 |
| 实施例3 | 105 | 1.0 | 96 | 96 | 99 | 1.9％ | 95 |
| 实施例4 | 110 | 1.5 | 97 | 97 | 100 | 1.2％ | 97 |
| 实施例5 | 108 | 1.1 | 97 | 97 | 100 | 1.1％ | 97 |
| 实施例6 | 106 | 1.0 | 97 | 97 | 99 | 0.9％ | 96 |
| 实施例7 | 105 | 1.3 | 96.5 | 98 | 100 | 1.2％ | 97 |
| 实施例8 | 109 | 0.9 | 97.5 | 98 | 100 | 1.1％ | 97 |
| 实施例9 | 111 | 1.1 | 97 | 98 | 101 | 1.1％ | 97.5 |
| 实施例10 | 112 | 1.0 | 97 | 98 | 100 | 1.3％ | 97.5 |
| 实施例11 | 116 | 3 | 96 | 97 | 99 | 2.0％ | 96 |
| 实施例12 | 111 | 1.5 | 96 | 96 | 99 | 1.5％ | 96 |
| 对比例1 | 80 | 1.2 | 95 | 93 | 98 | 3.1％ | 93 |
| 对比例2 | 100 | 1.1 | 95 | 90 | 97 | 2.1％ | 90 |
注：以上测试数据均为灯具测试，其灯珠数量不变，色温4500K。光衰测试条件为85℃/85％湿度条件下测试的发光强度衰减，其光谱相似率反映的是灯具光谱和太阳光谱的光谱形状及辐射功率的相似程度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全光谱LED光源，其特征在于，包括紫光全光谱灯珠和单色远红光灯珠，所述紫光全光谱灯珠和单色远红光灯珠的数量比为(8-10)：1，单色远红光灯珠均匀分布在紫光全光谱灯珠之间；
所述紫光全光谱灯珠包括紫外芯片和混合荧光粉，所述混合荧光粉为峰值波长位于470-480nm蓝色荧光粉、峰值波长位于510-520nm和540-550nm的绿色荧光粉和峰值波长位于650-660nm的红色荧光粉；所述蓝色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉的重量比为1：(0.3-0.5)：(0.03-0.07)；
所述单色远红光灯珠包括蓝光芯片和峰值波长位于670-680nm红色荧光粉。
2.根据权利要求1所述的全光谱LED光源，其特征在于，所述单色远红光灯珠包括蓝光芯片、红光芯片和峰值波长位于670-680nm红色荧光粉，蓝光芯片和红光芯片的数量比为1:1。
3.根据权利要求2所述的全光谱LED光源，其特征在于，所述蓝光芯片和红光芯片串联，且蓝光芯片与红光芯片的辐射功率比为(2-4)：1。
4.根据权利要求2所述的全光谱LED光源，其特征在于，所述紫外芯片的峰值波长位于410-420nm、所述蓝光芯片的峰值波长位于450-460nm，所述红光芯片的峰值波长位于600-610nm。
5.根据权利要求2所述的全光谱LED光源，其特征在于，所述单色远红光灯珠中蓝光峰值强度和红光最高峰值强度比为1:(3-5)。
6.根据权利要求2所述的全光谱LED光源，其特征在于，所述蓝色荧光粉为BaMgAl11O17:Eu或Sr5(PO4)3Cl：Eu，所述绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce和β-SiAlON，所述峰值波长位于650-660nm的红色荧光红粉为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu，所述峰值波长位于670-680nm的红色荧光红粉为CaAlSiN3:Eu。
7.根据权利要求1所述的全光谱LED光源，其特征在于，所述紫光全光谱灯珠的色容差位于7-9阶，且位于中心色区偏左。
8.一种LED灯具，其特征在于，包括权利要求1-7任一权利要求所述的全光谱LED光源。
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