CN204829359U - 一种四基色led光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种四基色LED光源，其特征在于：包括基板和白光单元，以及至少两个三基色发光单元；白光单元设置在基板的中央区域；各个三基色发光单元分别围绕中央区域布设；各个三基色发光单元分别包括支架杯一；各个支架杯一分别开设有容纳腔一，容纳腔一内设置有红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一。本实用新型光源节省电能，整体发光效果柔和，光色均匀。

Description

一种四基色LED光源

技术领域

本实用新型涉及LED照明技术领域，更具体地说，涉及一种四基色LED光源。

背景技术

LED(发光二极管)具有功耗小、使用寿命长、低成本等优点，已经被广泛地应用于照明、显示等领域。LED光源可以用作家居照明，舞厅、酒吧等场所场景调控。同时LED照明技术也被广泛应用于室内的环保方面，如采用LED光源作为室内空气净化杀菌装置的光源等。

四基色LED光源包含红、绿、蓝、白四种光色，常用的四基色LED光源是将红、绿、蓝、白四种光色集合在同一个发光单元中。白光可使光源发光更加柔和，但是红色发光芯片、绿色发光芯片、蓝色发光芯片和用于产生白光的发光芯片呈矩阵式排布，用于产生白光的发光芯片位于发光单元的一角，仅能与所在的发光单元的其它发光芯片进行光色混合，利用率低，造成了光资源浪费，不符合现今社会节能环保的趋势。

红、绿、蓝三种光色可由红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片产生。但是白光并不能由发光芯片直接产生，白光的产生原理是在蓝色发光芯片上面涂覆黄色荧光粉，通过蓝色发光芯片激发黄色荧光粉产生白光。现有的制作方法是：将红色发光芯片、绿色发光芯片和两个蓝色发光芯片集合在同一个单元中，之后在其中一个蓝色发光芯片的表面涂抹黄色荧光粉，从而使光源产生红、绿、蓝、白四种光色。这种类型光源的制作工艺复杂，生产效率低。同时由于黄色荧光粉对白光光色产生重要的影响；但是在实际生产中，单个蓝色发光芯片表面涂抹的黄色荧光粉用量少，涂抹区域小，因此黄色荧光粉的涂抹工艺难度大，导致白光光色一致性差，严重影响光源的发光效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种节能高效、整体发光效果柔和、光色均匀的四基色LED光源。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种四基色LED光源，其特征在于：包括基板和白光单元，以及至少两个三基色发光单元；白光单元设置在基板的中央区域；各个三基色发光单元分别围绕中央区域布设；各个三基色发光单元分别包括支架杯一；各个支架杯一分别开设有容纳腔一，容纳腔一内设置有红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一。

本实用新型光源将白光发光部分与其它三种发光颜色的发光部分分开设置，形成白光单元和三基色发光单元，之后再将白光单元和三基色发光单元布设在基板上，使光源达到产生四种基本光色的效果。传统四基色LED光源中，产生白光的发光芯片仅能与所在的发光单元的其它发光芯片进行光色混合，使所在的发光单元发出的光更加柔和，利用率低，造成了光资源浪费。本实用新型光源中，位于基板中央区域的白光单元可与围绕它设置的所有三基色发光单元的光色重合，使整体发光效果更加柔和，减少了用于产生白光的发光芯片数量，有利于节省电能，提高光源的能效。红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一设置在支架杯一中，容纳腔一腔壁对红光、绿光和蓝光具有反射作用，使红光、绿光和蓝光进行混合，减少光线色差，提高光色的均匀程度。

所述的白光单元设置在基板的中央区域是指采用如下两种情况之一：一、白光单元的数量为一个，白光单元设置在基板中心；二、白光单元的数量为多个，白光单元包括设置在基板中心的中心白光单元，以及围绕中心白光单元设置的外围白光单元，中心白光单元和外围白光单元均位于基板的中央区域。中心白光单元可与周围设置的三基色发光单元进行光色重合，使光源发光更加柔和；而外围白光单元可提高光源光色中白光所占的比例，使发光颜色更加灵活多变。

所述红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一呈“品”字型排布。红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一呈“品”字型排布，排列紧凑，节省占用空间；同时红光、绿光和蓝光的光色叠加区域增大，光色叠加更均匀，光源整体发光效果好。

所述的红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一呈“品”字型排布是指，红色发光芯片和蓝色发光芯片一分别位于“品”字型的下部，绿色发光芯片位于“品”字型的上部；各个三基色发光单元分别以红色发光芯片所在的一侧靠近基板的中央区域设置。由于绿色发光芯片的亮度高于红色发光芯片和蓝色发光芯片的亮度，因此，蓝色发光芯片一设置在最外层，绿色发光芯片设置在中间层，红色发光芯片设置在较内层，可使绿光、红光和蓝光混合效果更好，光源发光均匀，避免投射形成的光斑边沿出现色差。

还包括控制器；各个红色发光芯片依次串联形成红色发光电路；各个绿色发光芯片依次串联形成绿色发光电路；各个蓝色发光芯片一依次串联形成蓝色发光电路一；所述红色发光电路、绿色发光电路和蓝色发光电路一的末端分别与电源负极电连接；所述红色发光电路、绿色发光电路和蓝色发光电路一的头端分别与控制器信号连接。采用控制器分别控制红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一的电流大小，可使光源形成多种发光颜色。

为便于加工，所述容纳腔一中还设有导电体一；所述支架杯一的两侧分别设有引脚一；所述红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一分别通过所述导电体一与引脚一电连接。这样设计的好处是：可将红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一稳固、密封地设置在容纳腔一中，有利于延长使用寿命，有利于将封装胶填充到容纳腔一中。

所述白光单元包括支架杯二；支架杯二分别开设有容纳腔二；容纳腔二内设置有蓝色发光芯片二，且蓝色发光芯片二的发光方向上覆盖有荧光封装胶。所述荧光封装胶是指由封装胶与黄色荧光粉混合制成的荧光封装胶。与传统的四基色LED光源相比，本实用新型光源将白光发光部分单独制作成白光单元，产生白光的方法可以由在蓝色发光芯片二上涂覆黄色荧光粉的制作方法变为在容纳腔二中填充荧光封装胶的制作方法，有利于降低加工难度，提高生产效率，提高白光光色的一致性；荧光封装胶可粘合在蓝色发光芯片二的表面上，有利于提高白光单元的密封程度，延长使用寿命。

所述黄色荧光粉和封装胶混合的重量比例为1：0.6～1。黄色荧光粉和封装胶之间采用1：0.6～1的比例混合，既可使荧光封装胶将蓝色发光芯片二进行完全密封，提高白光单元的密封程度；又可有充足的黄色荧光粉，使白光单元产生亮度较高的白光。

所述的蓝色发光芯片二的发光方向上覆盖有荧光封装胶是指，将蓝色发光芯片二设置在容纳腔二后，将蓝色发光芯片二与导电体二电连接，之后在容纳腔二中填充荧光封装胶直至容纳腔二的剩余空间率为0～10％，使蓝色发光芯片二的发光方向上覆盖有荧光封装胶。在容纳腔二中填充荧光封装胶直至容纳腔二的剩余空间率为0～10％，有利于提高白光单元的密封程度，同时有利于白光单元产生光色均匀的白光。

所述容纳腔二中还设有导电体二；所述支架杯二的两侧分别设有引脚二；所述蓝色发光芯片二通过所述导电体二与引脚二电连接。这样设计的好处是：可将蓝色发光芯片二稳固、密封地设置在容纳腔二中，有利于延长使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型光源中，位于基板中央区域的白光单元可与围绕它设置的所有三基色发光单元的光色重合，使整体发光效果更加柔和，减少了蓝色发光芯片二的数量，有利于节省电能，提高光源的能效；红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一设置在支架杯一中，容纳腔一腔壁对红光、绿光和蓝光具有反射作用，使红光、绿光和蓝光进行混合，减少光线色差，提高光色的均匀程度；

2、本实用新型光源红光、绿光和蓝光的光色叠加区域大，光色叠加均匀，光源整体发光效果好；投射形成的光斑边沿不会出现色差；

3、本实用新型光源采用控制器分别控制红色发光芯片、绿色发光芯片、蓝色发光芯片一和蓝色发光芯片二的电流大小，可使光源形成多种发光颜色；

4、本实用新型光源将白光发光部分单独制作成白光单元，产生白光的方法可以由在蓝色发光芯片二上涂覆黄色荧光粉的制作方法变为在容纳腔二中填充荧光封装胶的制作方法，有利于降低加工难度，提高生产效率，提高白光光色的一致性；荧光封装胶可粘合在蓝色发光芯片二的表面上，有利于提高白光单元的密封程度，延长使用寿命；

5、本实用新型光源采用荧光封装胶将蓝色发光芯片二完全封装，白光单元的密封性更佳；既可使荧光封装胶将蓝色发光芯片二进行完全密封，提高白光单元的密封程度；又可有充足的黄色荧光粉，使白光单元产生亮度较高、均匀的白光。

附图说明

图1是本实用新型光源的结构示意图；

图2是本实用新型光源的三基色发光单元的结构示意图；

图3是本实用新型光源的白光单元的结构示意图；

图4是本实用新型光源的电路原理图；

图5是实施例二光源的结构示意图；

其中，10为基板、20为三基色发光单元、21为红色发光芯片、22为绿色发光芯片、23为蓝色发光芯片一、24为支架杯一、25为导电体一、26为引脚一、30为白光单元、31为蓝色发光芯片二、32为支架杯二。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例光源可应用于LED球泡灯等LED灯具中，也可应用于室内空气净化杀菌装置等技术领域。光源的结构如图1所示；包括基板10、三基色发光单元20和白光单元30。本实施例以三个三基色发光单元20和一个白光单元30为例进行说明。实际应用中，三基色发光单元20在两个以上即可，并不限于三个；白光单元30的数量为两个以上。

白光单元30设置在基板10中心；各个三基色发光单元20分别围绕白光单元30布设。各个三基色发光单元20分别包括支架杯一24，如图2所示；各个支架杯一24分别开设有容纳腔一，容纳腔一内设置有红色发光芯片21、绿色发光芯片22和蓝色发光芯片一23。白光单元30包括支架杯二32，如图3所示。支架杯二32开设有容纳腔二；容纳腔二内设置有蓝色发光芯片二31，且蓝色发光芯片二31的发光方向上覆盖有荧光封装胶。

本实用新型光源将三基色发光部分集合在一个发光单元中，形成三基色发光单元20；将白光发光部分独立设置为一个发光单元，形成白光单元30。将两种发光单元设置在基板10上形成光源，使光源达到产生四种基本光色的效果。

目前常用的四基色LED光源是将三基色发光部分和白光发光部分集合在同一个发光单元中。而现时白光的产生原理是通过蓝色发光芯片激发黄色荧光粉产生白光；因此需要在蓝色发光芯片上面涂覆黄色荧光粉制成白色发光芯片；加工工艺技术要求高，生产效率低，白光光色一致性差。本实用新型将白光发光部分单独制作成白光单元30，产生白光的方法可以由在蓝色发光芯片二31上涂覆黄色荧光粉的制作方法变为在容纳腔二中填充荧光封装胶的制作方法，有利于降低加工难度，提高生产效率，提高白光光色的一致性。荧光封装胶可粘合在蓝色发光芯片二31的表面上，有利于提高白光单元30的密封程度，延长使用寿命。传统四基色LED光源中，产生白光的发光芯片仅能与所在的发光单元的其它发光芯片进行光色混合，使所在的发光单元发出的光更加柔和，利用率低，造成了光资源浪费。本实用新型光源中，位于基板中心的白光单元可与围绕它设置的所有三基色发光单元的光色重合，使整体发光效果更加柔和，减少了蓝色发光芯片二的数量，有利于节省电能，提高光源的能效。红色发光芯片21、绿色发光芯片22和蓝色发光芯片一23设置在支架杯一24中，容纳腔一腔壁对红光、绿光和蓝光具有反射作用，使红光、绿光和蓝光进行混合，减少光线色差，提高光色的均匀程度。

为便于加工，容纳腔一中还设有导电体一25；支架杯一24的两侧分别设有引脚一26；红色发光芯片21、绿色发光芯片22和蓝色发光芯片一23分别通过导电体一25与引脚一26电连接。容纳腔一中还填充有封装胶。容纳腔二中还设有导电体二；支架杯二32的两侧分别设有引脚二；蓝色发光芯片二31通过导电体二与引脚二电连接。该设计可将红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一以及蓝色发光芯片二稳固、密封地设置，有利于延长使用寿命，同时便于封装胶和荧光封装胶的填充。

荧光封装胶是指由封装胶与黄色荧光粉混合制成的荧光封装胶。封装胶可采用现有的A胶和B胶混合调配形成。传统工艺中，通常是将黄色荧光粉涂覆在蓝色发光芯片二31上，再填充普通封装胶进行封装。与传统工艺相比，本实用新型光源将封装胶与黄色荧光粉混合形成荧光封装胶后再进行填充，荧光封装胶可紧密粘合在蓝色发光芯片二31的表面，将蓝色发光芯片二31完全封装，可使白光单元30具有更好的密封性。白光单元制备工艺简单，生产效率高，具有良好的一致性。

黄色荧光粉和封装胶混合的重量比例为1：0.6～1。黄色荧光粉和封装胶之间采用1：0.6～1的比例混合，既可使荧光封装胶将蓝色发光芯片二进行完全密封，提高白光单元的密封程度；又可有充足的黄色荧光粉，使白光单元产生亮度较高的白光。

蓝色发光芯片二31的发光方向上覆盖有荧光封装胶是指，将蓝色发光芯片二31设置在容纳腔二后，将蓝色发光芯片二31与导电体二电连接，之后在容纳腔二中填充荧光封装胶直至容纳腔二的剩余空间率为0～10％，使蓝色发光芯片二31的发光方向上覆盖有荧光封装胶。在容纳腔二中填充荧光封装胶直至容纳腔二的剩余空间率为0～10％，有利于提高白光单元30的密封程度，同时有利于白光单元30产生光色均匀的白光。

红色发光芯片21、绿色发光芯片22和蓝色发光芯片一23呈“品”字型排布。红色发光芯片21、绿色发光芯片22和蓝色发光芯片一23两两相邻，排列紧凑，节省容纳空间。同时红光、绿光和蓝光的光色叠加区域增大，光色叠加更均匀，光源整体发光效果好。具体地说，红色发光芯片21和蓝色发光芯片一23分别位于“品”字型的下部，绿色发光芯片22位于“品”字型的上部；各个三基色发光单元20分别以红色发光芯片21所在的一侧靠近基板10的中央区域设置。虽然红光、绿光和蓝光已在容纳腔一中进行混合，但仍可能由于混合不充分而出现光色不均匀的现象；因此需要采用进一步的方案来确保光源达到光色均匀的照明效果。由于绿色发光芯片22的亮度高于红色发光芯片21和蓝色发光芯片的亮度，因此，将蓝色发光芯片一23设置在最外层，绿色发光芯片22设置在中间层，红色发光芯片21设置在较内层，可使绿光、红光和蓝光混合效果更好，光源发光均匀，避免投射形成的光斑边沿出现色差。

光源还包括控制器；如图4所示，各个红色发光芯片21依次串联形成红色发光电路；各个绿色发光芯片22依次串联形成绿色发光电路；各个蓝色发光芯片一23依次串联形成蓝色发光电路一；蓝色发光芯片二31形成蓝色发光电路二；红色发光电路、绿色发光电路、蓝色发光电路一和蓝色发光电路二的末端分别与电源负极电连接；红色发光电路、绿色发光电路、蓝色发光电路一和蓝色发光电路二的头端分别与控制器信号连接。采用控制器分别控制红色发光芯片21、绿色发光芯片22、蓝色发光芯片一23和蓝色发光芯片二31的电流大小，可使光源形成多种发光颜色。

实施例二

本实施例光源的结构如图5所示，与实施例一的区别在于：白光单元30的数量为多个，白光单元30包括设置在基板中心的中心白光单元，以及围绕中心白光单元设置的外围白光单元，中心白光单元和外围白光单元均位于基板的中央区域。中心白光单元可与周围设置的三基色发光单元进行光色重合，使光源发光更加柔和；而外围白光单元可提高光源光色中白光所占的比例，使发光颜色更加灵活多变。本实施例其余结构与实施例一相同。

实施例三

本实施例光源，包括基板、至少两个三基色发光单元和至少一个白光单元；白光单元设置在基板的中央区域；各个三基色发光单元分别围绕中央区域布设；各个三基色发光单元分别包括支架杯一；各个支架杯一分别开设有容纳腔一，容纳腔一内设置有红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一。本实施例光源达到产生四种基本光色的效果；位于基板中央区域的白光单元可与围绕它设置的所有三基色发光单元的光色重合，使整体发光效果更加柔和，减少了蓝色发光芯片二的数量，有利于节省电能，提高光源的能效。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四基色LED光源，其特征在于：包括基板和白光单元，以及至少两个三基色发光单元；白光单元设置在基板的中央区域；各个三基色发光单元分别围绕中央区域布设；各个三基色发光单元分别包括支架杯一；各个支架杯一分别开设有容纳腔一，容纳腔一内设置有红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一。

2.根据权利要求1所述的四基色LED光源，其特征在于：所述的白光单元设置在基板的中央区域是指采用如下两种情况之一：一、白光单元的数量为一个，白光单元设置在基板中心；二、白光单元的数量为多个，白光单元包括设置在基板中心的中心白光单元，以及围绕中心白光单元设置的外围白光单元，中心白光单元和外围白光单元均位于基板的中央区域。

3.根据权利要求1所述的四基色LED光源，其特征在于：所述红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一呈“品”字型排布。

4.根据权利要求3所述的四基色LED光源，其特征在于：所述的红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一呈“品”字型排布是指，红色发光芯片和蓝色发光芯片一分别位于“品”字型的下部，绿色发光芯片位于“品”字型的上部；各个三基色发光单元分别以红色发光芯片所在的一侧靠近基板的中央区域设置。

5.根据权利要求1所述的四基色LED光源，其特征在于：还包括控制器；各个红色发光芯片依次串联形成红色发光电路；各个绿色发光芯片依次串联形成绿色发光电路；各个蓝色发光芯片一依次串联形成蓝色发光电路一；所述红色发光电路、绿色发光电路和蓝色发光电路一的末端分别与电源负极电连接；所述红色发光电路、绿色发光电路和蓝色发光电路一的头端分别与控制器信号连接。

6.根据权利要求1所述的四基色LED光源，其特征在于：所述容纳腔一中还设有导电体一；所述支架杯一的两侧分别设有引脚一；所述红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一分别通过所述导电体一与引脚一电连接。

7.根据权利要求1所述的四基色LED光源，其特征在于：所述白光单元包括支架杯二；支架杯二分别开设有容纳腔二；容纳腔二内设置有蓝色发光芯片二，且蓝色发光芯片二的发光方向上覆盖有荧光封装胶；所述荧光封装胶是指由封装胶与黄色荧光粉混合制成的荧光封装胶。

8.根据权利要求7所述的四基色LED光源，其特征在于：所述黄色荧光粉和封装胶混合的重量比例为1：0.6～1。

9.根据权利要求7所述的四基色LED光源，其特征在于：所述的蓝色发光芯片二的发光方向上覆盖有荧光封装胶是指，将蓝色发光芯片二设置在容纳腔二后，将蓝色发光芯片二与导电体二电连接，之后在容纳腔二中填充荧光封装胶直至容纳腔二的剩余空间率为0～10％，使蓝色发光芯片二的发光方向上覆盖有荧光封装胶。

10.根据权利要求7所述的四基色LED光源，其特征在于：所述容纳腔二中还设有导电体二；所述支架杯二的两侧分别设有引脚二；所述蓝色发光芯片二通过所述导电体二与引脚二电连接。