CN203013719U - 一种白光led光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种白光LED光源，包括一个或多个LED芯片组和表面扩散板，所述LED芯片组由一个或多个高光效低显色性的白光LED芯片和一个或多个低光效高显色性的白光LED芯片构成，所述高光效低显色性的白光LED芯片和低光效高显色性的白光LED芯片进行适当比例和适当结构地混合，形成均匀分布，可以改变光源的整体光效和显色性。所述表面扩散板的表面进行处理后，可以使光源发出的光线均匀。试验表明，适当比例的混合可使混合光源的光效接近于高光效的光源，而显色性则接近于高显色性的光源。

Description

一种白光LED光源

技术领域

本实用新型涉及一种白光LED光源，属于照明技术领域。 

背景技术

随着发光二极管(LED)芯片和封装技术的成熟，白光LED作为普通照明光源逐步受到人们的青睐。它具有低压、低功耗、高可靠性、长寿命等一系列优点，已广泛应用于普通照明领域，有望逐步取代目前各类荧光灯和白炽灯。然而，白光LED光源的光效和显色性存在着矛盾，人们为了提高白光LED光源的光效往往损失了显色性，或者为了提高显色性而牺牲了光效，这样都不利于白光LED光源的发展。 

目前，如何提高白光LED光源的光效是LED照明业界的研究热点，包括LED晶片的掺杂与结晶技术、三基色稀土荧光粉的技术与封装技术等，现在单从光源的光效看，白光LED照明已经可以取代传统的荧光照明灯具。 

业界关于提高白光LED显色性的研究主要集中在单个白光LED器件以内，通过对稀土荧光粉和LED晶片技术的改善来提高显色性。在单颗LED芯片内对改变LED晶片的控制，由于不同颜色LED芯片的量子效率不同，各自随温度和驱动电流的变化也不一样，且随时间的衰减也不同，所以输出白光的色度不稳定。为了使其稳定，需要对三种颜色分别加反馈电路进行补偿，这样将导致封装结构及电路的复杂化，实际制造成本很高，目前很难进行商业应用。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种白光LED光源，该光源基于目前的LED芯片和封装技术，利用已经封装的白光LED器件，通过将不同显色指数和不同光效的白光LED器件进行混合使用，在维持较高光效的同时可以显著提高白光LED光源的显色性。 

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种白光LED光源，包括一个或多个LED芯片组和扩散板，所述LED芯片组发出的光线通过扩散板后形成强度均匀、显色性一致的光线。所述LED芯片组由一个或多个高光效低显色性的白光LED芯片和1个或多个低光效高显色性的白光LED芯片构成，所述高光效低显色性的白光LED芯片和低光效高显色性的白光LED芯片处于同一平面，并形成均匀分布。 

将两种不同类型的白光LED芯片进行一定比例的组合，形成混合光源。其中的一种白光LED芯片为高光效低显色指数，而另一种白光LED芯片为低光效高显色指数，将两种芯片进行适当比例和适当结构地混合，可以改变输出光线的整体光效和显色性。试验表明，适当比例的混合可使混合光源的光效接近于高光效的光源，而显色性接近于高显色性的光源。 

根据试验结果，所述高光效低显色性的白光LED芯片的发光角度α、低光效高显色性白光LED芯片的发光角度β、两种芯片之间的距离L、LED芯片所在平面到扩散板的距离D之间在符合L/D≤tan(α/2)+tan(β/2)关系时，混合效果最为显著。LED芯片的发光角度， 理论上满足0°＜α＜180°，就目前的LED封装技术而言，用于照明的LED芯片封装角度一般在30°-135°之间。 

根据试验结果，两种不同种类的芯片形成混合光源后，总光通量约等于所有芯片发出的光通量之和，所以综合光效取决于高光效芯片的比例，而显色性则受两种芯片的综合影响，其中高显色性芯片对混合光源的显色性有显著影响，所述高光效低显色性的白光LED芯片与低光效高显色性的白光LED芯片比例为1:1—12。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

图1为本实用新型的平面光源用白光LED芯片组的结构示意图。 

图2为本实用新型的管型光源用白光LED芯片组的结构示意图。 

图3为本实用新型的圆形光源用白光LED芯片组的结构示意图。 

图4为白光LED芯片组和扩散板之间的距离关系的示意图。 

图5为本实用新型的圆形光源产品示意图。 

具体实施方式

图1所示的是采用本实用新型的技术方案进行设计的平面型白光LED芯片组，主要由两种不同的白光LED芯片组成，其中一种为高光效低显色性的白光LED芯片A，光效为110lm/W，显色指数Ra为75，另一种为低光效高显色性的白光LED芯片B，光效为92lm/W，显色指数Ra为85，按照1:4的比例将两种光源进行适当地混合，组成矩阵方式的平面LED芯片组，实际测试使用该LED芯片组的光源输出 光效可达107lm/W，显色指数Ra为82，可以在基本维持较高光效的情况下提高混合光源的显色性，满足普通照明的显色性要求。 

图2所示的是采用本实用新型的技术方案进行设计的管型白光LED芯片组，主要由两种不同的白光LED芯片组成，其中一种高光效低显色性的白光LED芯片，光效为110lm/W，显色指数Ra为75，另一种为低光效高显色性的白光LED芯片，光效为92lm/W，显色指数Ra为85，按照1:3的比例将两种芯片进行适当地混合，通过SMD工艺按照图示结构焊接在印刷线路板上，成为LED芯片组，可以安装在管形结构的灯具内，并在表面安装扩散板，形成LED日光灯。实际测试该光源的输出光效可达105lm/W，显色指数Ra为84，在适当牺牲光效的情况下，显著提高了混合光源的显色性。 

图3所示的是采用本实用新型的技术方案进行设计的圆形白光LED芯片组，主要由两种不同的白光LED芯片组成，其中一种高光效低显色性的白光LED芯片，光效为110lm/W，显色指数Ra为70，另一种为低光效高显色性的白光LED芯片，光效为92lm/W，显色指数Ra为85，按照1:12的比例将两种光源进行混合，其中低光效高显色性的芯片位于混合光源的中心，高光效低显色性的芯片均匀分布于四周，形成圆形LED芯片组，表面通过扩散板后可以形成混合白光LED光源，做成LED筒灯或灯泡型LED灯。实际测试该光源的输出光效为110lm/W，显色指数Ra为78，可以在基本维持高光效的情况下，有效改善混合光源的显色性。 

图4是说明两种白光LED芯片的间距以及芯片和扩散板之间距离的示意图，高光效低显色性的白光LED芯片A的发光角度为α，低光效高显色性的白光LED芯片B的发光角度为β，两种白光LED芯片处于同一平面，该平面与扩散板呈平行关系，与扩散板之间的距离D与两种芯片之间的距离L存在以下关系： 

L/D≤tan(α/2)+tan(β/2)。 

图5所示的是采用本实用新型的技术方案进行设计的圆形LED光源，包括混合白光LED芯片组1、表面扩散板2和结构件3，所述LED芯片组由12只高光效低显色性的白光LED芯片均匀分布在1只低光效高显色性的白光LED芯片周围组成，两种白光LED芯片的发光角度均为120°，周围芯片和中心芯片的间距均为16mm，所述表面扩散板2到白光LED芯片表面的距离为15mm，所述白光LED芯片组1发出的光线透过所述表面扩散板2发射出来后形成强度均匀、显色性一致的光线，所述混合白光LED芯片组1和表面扩散板2固定在结构件3上，所述结构件3同时还为混合白光LED芯片组1提供散热。 

上述实施例不以任何方式限制本实用新型，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。 

Claims (4)

1.一种白光LED光源，包括一个或多个LED芯片组和扩散板，其特征在于：所述LED芯片组发出的光线通过扩散板后形成强度均匀、显色性一致的光线。 

2.根据权利要求1所述的白光LED光源，其特征在于：所述LED芯片组由一个或多个高光效低显色性的白光LED芯片和一个或多个低光效高显色性的白光LED芯片构成，所述高光效低显色性的白光LED芯片和低光效高显色性的白光LED芯片处于同一平面，并且形成均匀分布。 

3.根据权利要求2所述的白光LED光源，其特征在于：所述高光效低显色性的白光LED芯片的发光角度α、低光效高显色性白光LED芯片的发光角度β、两种芯片之间的距离L、LED芯片所在平面到扩散板的距离D之间呈相关关系，L/D≤tan(α/2)+tan(β/2)。 

4.根据权利要求2所述的白光LED光源，其特征在于：所述高光效低显色性的白光LED芯片与低光效高显色性的白光LED芯片比例为1:1—12。 

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