CN211238288U - 一种led光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED照明技术领域，提供了一种LED光源，其中，本实用新型的LED光源包括：芯片，所述芯片的峰值波长为400nm‑425nm；荧光层，所述荧光层涂覆于所述芯片的出光侧；所述LED光源产生的光线中，450nm‑500nm波段的相对光谱功率小于3％。本实用新型的LED光源能够满足家居照明的同时，尤其是卧室和客厅照明要求的同时，在夜间减少光源对褪黑素分泌抑制的影响，让人们有一个良好的睡前光源环境。

Description

一种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，是涉及一种LED光源。

背景技术

随着行业的继续发展，技术的飞跃突破，应用的大力推广，LED的光效也在不断提高，价格不断走低。新的组合式管芯的出现，也让单个LED管(模块) 的功率不断提高。通过同业的不断努力研发，新型光学设计的突破，新灯种的开发，产品单一的局面也有望在进一步扭转。

传统的紫外光源以灯管为主，紫外灯管在许多领域获得应用，与之相应的现存大量的设备采用紫外灯管实现相应的应用。灯管的发光方式为全角度发光，其相关配件也是围绕全角度发光的方式进行设计。然而随着LED光源的发展， LED取代传统灯管已经是大势所趋。

此外，在现有人造光源中，LED光源由于寿命长、光效高、无辐射与低功耗等优点已成为家居照明光源的主力军。目前市场上的家居照明光源大多采用的是单颗蓝光LED芯片激发单色或多色荧光粉得到，也有部分光源采用2个互补单色LED芯片或多个三基色LED芯片出光混合获得白光光源，这些光源大多都考虑了光源具有较高的光效，较高的显指以及合适的色温，满足人眼的舒适性，但是忽略了光源对人体生理因素的影响，尤其是光源在夜间对人体褪黑素分泌的影响。

医学专家经过研究发现，褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律，白天分泌受抑制，晚上分泌活跃，主要是波长在450nm-500nm左右波段的光会抑制人体褪黑色素的分泌。在夜间，褪黑素的正常分泌，能缩短睡前觉醒时间和入睡时间，改善睡眠质量；相反褪黑素的分泌受到抑制，不仅会影响睡眠质量，还影响人体的免疫力，甚至导致癌症的病发。因此对健康家居照明LED光源的实现技术和性能提出更高的要求。

为了使LED实现健康家居照明的技术和性能，有必要提出一种新的LED 光源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种LED光源，以解决现有LED光源影响人体健康的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种新的LED光源，本实用新型的LED光源能够满足家居照明的要求，尤其是卧室和客厅照明要求的同时，在夜间减少光源对褪黑素分泌抑制的影响，让人们有一个良好的睡前光源环境。

本实用新型提供的一种LED光源的有益效果在于：实现450-500nm波段占比很低的LED光源、实现暖色温(2700-4000K)、高光效的LED光源以及实现较高显色指数的光源。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种LED光源，其中，所述LED光源包括：一种LED光源，其特征在于：包括：

芯片，所述芯片的峰值波长为400nm-425nm；

荧光层，所述荧光层涂覆于所述芯片的出光侧；

所述LED光源产生的光线中，450nm-500nm波段的相对光谱功率小于3％。

如上所述的LED光源，其中：所述荧光层包括胶体和混合于所述胶体内部的荧光粉。

如上所述的LED光源，其中：所述荧光粉的激发波长为520nm-780nm。

如上所述的LED光源，其中：所述荧光粉包括铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物以及氟化物中的一种或多种。

如上所述的LED光源，其中：所述荧光粉均匀分散于所述封装胶内。

如上所述的LED光源，其中：所述LED光源还包括：支架，所述芯片和所述荧光层均设于所述支架内。

如上所述的LED光源，其中：所述支架包括水平部和凸设于所述水平部上的竖直部；所述竖直部远离所述水平部的一侧开设凹槽，所述芯片设于所述凹槽内，所述封装胶填充于所述凹槽中。

如上所述的LED光源，其中：所述芯片的结构为水平结构、倒装结构或垂直结构。

如上所述的LED光源，其中：所述LED光源产生的光线的色温为 2700K-4000K。

如上所述的LED光源，其中：所述LED光源产生的光线的显色指数大于 80。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的3000K色温下波长与强度之间的关系示意图；

图2为本实用新型实施例提供的LED光源的封装结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-芯片；

2-封装胶；

3-荧光粉；

4-支架；

41-水平部；

42-竖直部；

420-凹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图2，本实用新型提出了一种LED光源，其中，本实用新型的LED 光源包括芯片1和荧光层，其中，荧光层涂覆于芯片1的出光侧，本实用新型的LED光源产生的光线中，450nm-500nm波段的相对光谱功率小于3％。

本实施例提供的LED光源工作原理如下：在电流驱动下，采用峰值波长在 400nm-425nm之间的紫光芯片并搭配荧光层激发得到较高色温、高显指、高光效的光，且此光源在450nm-500nm附近波段占比很低，满足夜间家居照明所用的健康光源。

在本实用新型的具体实施例中，荧光层包括封装胶2和荧光粉3，其中，封装胶2内含有荧光粉3，即在芯片1上涂覆含有荧光粉3的封装胶2并固化以得到本实用新型的LED光源。在电流驱动下，采用峰值波长在400nm-425nm 之间的紫光芯片并搭配荧光粉3激发得到较高色温、高显指、高光效的光，且此LED光源在450-500nm附近波段占比很低，满足夜间家居照明所用的健康光源。在一优选实施例中，荧光粉3均匀地分散于封装胶2内，从而使产生的光线更加均匀地射出。

优选地，荧光粉3的激发波长为520nm-780nm，即在电流驱动下，芯片1 激发荧光粉3发射的光线的波长在520nm-780nm之间。

本实用新型的荧光粉3可以为单色荧光粉或多色荧光粉。优选地，在本实用新型的一实施例中，荧光粉3为多色荧光粉，多色荧光粉的颜色包含520-780 nm可见光范围的所有颜色。具体地，多色荧光粉主要包括绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等荧光粉。在此实施例中，运用紫光芯片在电流驱动下激发几种不同颜色的荧光粉，通过任意搭配得到暖色温的光源。紫光芯片所用波段主要在 400-425nm之间，荧光粉主要包括绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等荧光粉，所得光源色温一般在2700K-4000K。

进一步地，本实用新型的LED光源包括支架4，支架4包裹有上述芯片1 和封装胶2，通过选取可靠性好的支架4和封装胶2，通过进行合理有效的封装，从而增加本实用新型的LED光源的强度与封装性能。

具体地，本实用新型的实施例中的支架4包括水平部41和凸设于水平部 41上的竖直部42。在竖直部42上开设有凹槽420，芯片1设于凹槽420内，封装胶2设于填充在凹槽420内，从而将芯片1封装于支架4和封装胶2内，以保护芯片1，使本实用新型的LED光源寿命延长。

在一具体实施例中，芯片的结构为水平结构、倒装结构或垂直结构。对于倒装芯片结构，LED芯片通过凸点倒装连接到硅基上。这样大功率LED产生的热量不必经由芯片的衬底，而是直接传到热导率更高的硅或陶瓷衬底，再传到金属底座，由于其有源发热区更接近于散热体，可降低内部热沉热阻。这种结构的热阻理论计算最低可达到1.34K/W，实际做到6K/W-8K/W，出光率也提高了60％左右。对于垂直结构的芯片，垂直结构LED芯片是指两个电极分布在外延片的异侧，以图形化电极和全部的p型限制层作为第二电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，极少横向流动的电流。在一具体实施例中，垂直结构LED芯片可以按材料分为GaP基LED芯片、GaN基LED芯片和ZnO 基LED芯片。

本实用新型的具体实施例中，荧光粉3包括铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物以及氟化物中的一种或多种，通过选用这些材料中的一种或多种制备的荧光粉3可以更有利于达到实现暖色温(2700K-4000K)、高光效的 LED光源的效果。

在一些实施例中，单色荧光粉或多色荧光粉均匀地分散于封装胶3内，对于多色荧光粉来讲，先将多色荧光粉混合均匀，然后将混合均匀的多色荧光粉均匀地分布于封装胶3内，从而有利于本实用新型的LED光源各处发出的光更加均匀一致。

在一具体实施例中，本实用新型的LED光源构造成为450nm-500nm之间波段光功率占380nm-780nm之间波段光功率的比值小于3％，色温在 2700K-4000K之间，以及显色指数大于80。从而实现由此以满足家居照明，尤其是卧室和客厅照明要求的同时，在夜间减少光源对褪黑素分泌抑制的影响，让人们有一个良好的睡前光源环境。

通过计算表明，市场现有的家居照明光源450nm-500nm之间与 380nm-780nm之间光功率比值都要大于6％，这种现有的家居照明光源抑制褪黑素的分泌，不仅会影响睡眠质量，还影响人体的免疫力，甚至导致癌症的病发。因此对健康家居照明LED光源的实现技术和性能提出更高的要求。

本实用新型的LED光源能够克服现有技术中的上述缺陷，现结合本实用新型的一具体实施例进行详细地阐述，其中，该具体实施例并非旨于对本实用新型进行限制，其目的在于使本实用新型清楚。

如图1和图2所示，本实用新型的LED光源包括通过搭配芯片1、荧光粉 3、支架4、封装胶2实现LED光源450nm-500nm之间波段光功率与 380nm-780nm之间光功率占比小于3％，通过计算，市场现有的家居照明光源450nm-500nm之间与380nm-780nm之间光功率比值都要大于6％。此以满足家居照明，尤其是卧室和客厅照明要求的同时，在夜间减少光源对褪黑素分泌抑制的影响，让人们有一个良好的睡前光源环境。

具体地，在一些实施例中，封装胶2为硅胶，其更能将LED芯片封装于支架内。

进一步地，本实用新型的LED光源采用400nm-425nm之间的紫光芯片，搭配多色荧光粉(绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等)，其中绿色荧光粉发射光谱光功率分布主要在500nm以上。优选地，通过选取可靠性好的支架和硅胶，进行合理有效的封装。紫光芯片在电流的驱动下得到高光效，色温在 2700K-4000K之间的暖色温LED光源，显色指数在80以上。此LED光源不仅能满足人们在夜间照明的需求，同时能够极大避免光源对人体健康带来的影响。

本实用新型涉及实现更加安全、高品质的健康家居照明LED光源，此LED 光源区别于传统LED照明光源，相对现有的家居照明光源对人体更加安全健康，降低光源对人体昼夜节律的影响，通过搭配荧光粉、芯片、支架等，避免所得的LED光源中出现较多450nm-500nm之间波段的光。由于荧光粉及芯片种类、峰形、半峰宽等选择繁多，可细分为多种实现方式。实现方式具体举例如下，但不仅限于以下实现方式：

运用紫光芯片在电流驱动下激发几种不同颜色的荧光粉，通过任意搭配得到暖色温的光源。紫光芯片所用波段主要在400nm-425nm之间，荧光粉主要包括绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等荧光粉，所得的LED光源色温一般在 2700K-4000K之间。由图1所示，由峰值波长在415nm左右的紫光芯片激发荧光粉得到色温(简称为CCT)在3000K的暖色温光源，在450nm-500nm附近波段范围内占比较低，通过计算表明，本实用新型的LED光源450nm-500nm之间波段光功率与380nm-780nm之间光功率占比为1.7％，而市场现有的家居照明光源450nm-500nm之间与380nm-780nm之间光功率比值都要大于6％，显然相对于现有家居照明光源，450nm-500nm之间波段光有明显降低。能使用户在夜晚使用此LED光源时减少褪黑素分泌的抑制，同时该LED光源有较高的显色指数(Ra>80)。

图2为本实用新型实施例提供的LED光源的封装结构示意图。如图2所示，本实用新型的LED光源包括芯片1、诸如硅胶的封装胶2、荧光粉3以及支架 4，其中，该芯片1的峰值波长在400nm-425nm之间，荧光粉3均匀地分散于封装胶2内，支架4包括水平部41和凸设于水平部41上的竖直部42，即水平部41上设有的竖直部42。在竖直部42上开设有凹槽420，芯片1设于凹槽420 内，使得水平部41位于芯片1的背光侧(即图2中的下侧)，并且含有荧光粉 3的封装胶2位于芯片1的出光侧(即图2中的上侧)，从而将芯片1封装于支架4和封装胶2内，以保护芯片1，使本实用新型的LED光源寿命延长。

更进一步地，本实用新型的LED光源的包含有荧光粉3的封装胶2完全填充于凹槽420内，使得固化之后，封装胶2的上表面与竖直部42的上表面相齐平，从而有利于本实用新型的LED光源的平整性。

在该实施例中，荧光粉3可以为单色的荧光粉或多色的荧光粉。即将芯片 1上涂覆含有单色荧光粉或多色荧光粉的封装胶2并进行固化。在电流驱动下，芯片1激发荧光粉得到较高色温、高显指、高光效的光，且此LED光源在 450nm-500nm附近波段占比很低，满足夜间家居照明所用的健康光源。

在本实用新型的一优选实施例中，本实用新型的凹槽420呈倒梯形状，即凹槽420的上底长度大于下底的长度，此构造有利于该LED光源的光向外扩散，从而使安装有该LED光源的环境更加明亮。

进一步，荧光粉3包括铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物以及氟化物中的一种或多种，通过选用这些材料中的一种或多种制备的荧光粉3可以更有利于本实用新型的LED光源达到实现暖色温(2700K-4000K)、高光效的 LED光源的效果。

通过计算表明，市场现有的家居照明光源450nm-500nm之间与 380nm-780nm之间光功率比值都要大于6％。本实用新型的LED通过峰值波长在400nm-425nm之间的LED芯片、荧光粉、支架、硅胶实现LED光源 450nm-500nm之间波段光功率与380nm-780nm之间光功率占比小于3％，从而实现照明要求的同时，在夜间减少光源对褪黑素分泌抑制的影响，让人们有一个良好的睡前光源环境。

在本实施例中，本实用新型的LED光源实现了更加安全、高品质的健康家居照明光源，此LED光源区别于传统LED照明光源，相对现有的家居照明光源对人体更加安全健康，降低光源对人体昼夜节律的影响，通过搭配荧光粉、芯片、支架等，避免所得光源中出现较多450nm-500nm之间波段的光。由于荧光粉及芯片种类、峰形、半峰宽等选择繁多，可细分为多种实现方式。实现方式具体举例如下：运用紫光芯片在电流驱动下激发几种不同颜色的荧光粉，通过任意搭配得到暖色温的光源。紫光芯片所用波段主要在400nm-425nm之间，荧光粉主要包括绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等荧光粉，所得光源色温一般在2700K-4000K。例如，由峰值波长在415nm左右的紫光芯片激发荧光粉得到色温在3000K的暖色温光源，在450nm-500nm附近波段范围内占比较低，能使用户在夜晚使用此光源时减少褪黑素分泌的抑制，同时该光源的显色指数 Ra>80。

本实用新型的LED光源构造成为满足在450nm-500nm之间波段光功率与 380-780nm之间光功率占比小于3％，色温在2700K-4000K之间，并且显色指数大于80。其封装方式并不在本实用新型中收到限制，其封装方式适用于已知的LED封装形式及未开发的封装形式。

如上述实施例中所述的LED光源，其中，该芯片波长包含紫光芯片，芯片峰值波长在400nm-425nm之间；芯片结构可以为水平结构、倒装结构或垂直结构。

此外，荧光粉颜色包含520nm-780nm可见光范围的所有颜色。荧光粉种类包含铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物、氟化物中的一种或多种，采取该材料的荧光粉更有利于提高本实用新型的LED光源的显色指数及改善本实用新型的LED光源的色温。

进一步地，将芯片上涂覆含有单色荧光粉或多色荧光粉的封装胶并固化。在电流驱动下，LED芯片激发荧光粉得到较高色温、高显指、高光效的光，且此光源在450nm-500nm附近波段占比很低，满足夜间家居照明所用的健康光源。

本实用新型的LED光源旨在解决如何实现450nm-500nm波段占比很低的 LED光源；此外，还能够解决如何实现暖色温(2700K-4000K)、高光效的LED 光源，并能够解决荧光粉、芯片、支架等搭配问题，还解决如何实现较高显色指数。

通过本实用新型公开的上述实施例的LED光源，能够实现如下技术效果；

(1)实现所得LED光源在450nm-500nm附近波段占比很低，减少人工光源对人体生理节律的不利影响，满足家居照明健康光源的要求。

(2)实现高显指，高光效的暖色温光源，满足人们在夜间对光源照明的需求，也能使人眼在夜间感觉舒适，营造温馨的氛围，同时有一个良好的睡前光源环境。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LED光源，其特征在于：包括：

芯片，所述芯片的峰值波长为400nm-425nm；

荧光层，所述荧光层涂覆于所述芯片的出光侧；

所述LED光源构造成450nm-500nm之间波段光功率占380nm-780nm之间波段光功率的比值小于3％，色温在2700K-4000K之间，以及显色指数大于80。

2.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于：所述荧光层包括胶体和混合于所述胶体内部的荧光粉。

3.如权利要求2所述的LED光源，其特征在于：所述荧光粉的激发波长为520nm-780nm。

4.如权利要求2所述的LED光源，其特征在于：所述荧光粉包括铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物以及氟化物中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的LED光源，其特征在于：所述荧光粉均匀分散于所述胶体内。

6.如权利要求2所述的LED光源，其特征在于：所述LED光源还包括：

支架，所述芯片和所述荧光层均设于所述支架内。

7.如权利要求6所述的LED光源，其特征在于：所述支架包括水平部和凸设于所述水平部上的竖直部；

所述竖直部远离所述水平部的一侧开设凹槽，所述芯片设于所述凹槽内，所述胶体填充于所述凹槽中。

8.如权利要求1至7中任一项所述的LED光源，其特征在于：所述芯片的结构为水平结构、倒装结构或垂直结构。

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