CN214753748U - 一种led器件及led灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于LED技术领域，涉及一种LED器件及LED灯具，该LED器件包括：支架、蓝光芯片、青光芯片、荧光层和光线调节层；蓝光芯片和青光芯片均设置于支架上；荧光层设置于蓝光芯片和青光芯片上，且混合形成荧光层的荧光粉包括黄色荧光粉和红色荧光粉；光线调节层设置于青光芯片和荧光层之间的位置，光线调节层用于反射和/或散射波长范围为475nm‑500nm的光。该LED器件及LED灯具提供的技术方案能够减少荧光粉种类的使用，仅通过蓝光芯片和青光芯片耦合黄色荧光粉和红色荧光粉，配合光线调节层即可实现生成连续性好、显色效果好的白光。

Description

一种LED器件及LED灯具

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED器件及LED灯具。

背景技术

LED光源作为一种节能环保、质量可靠、使用寿命长的发光元件，正逐步取代传统照明灯具，成为现在生活中常用的照明光源。LED器件是LED灯具中常用的单元，LED器件包括LED支架和安装在LED支架内的芯片。

目前，在全光谱技术中，现有的一种方式是采用蓝光LED芯片激发多色荧光粉形成白光光谱，由于460nm-480nm波段的缺失，导致光谱不连续；第二种方式是采用紫光LED芯片激发蓝、绿、红多种荧光粉可获得连续的光谱，更接近太阳光谱，显色性能更好，但光效低。此两种方案中采用了3种以上荧光粉，荧光粉种类多，封装一致性差，且荧光粉间存在重吸收，光效低。第三种方式是采用青光芯片(475nm-500nm)替代青色荧光粉，只用一种或两种荧光粉即可实现连续光谱。这种方案可以减少多种荧光粉的使用，提高器件光效、封装简易性及一致性。但是黄色或红色荧光粉对青光芯片发出的光的吸收比蓝光芯片 (450nm-475nm)的吸收低，进而导致蓝光+青光双芯片耦合荧光粉获得的全光谱白光光谱连续性较差，显指较低。

故此，亟需一种LED器件能够形成连续性的光谱，提高器件显色效果。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种LED器件及LED灯具，以解决现有 LED器件连续性较差、显色效果较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种LED器件，采用了如下所述的技术方案：

该LED器件包括：支架、蓝光芯片、青光芯片、荧光层和光线调节层；

所述蓝光芯片和所述青光芯片均设置于所述支架上；

所述荧光层设置于蓝光芯片和所述青光芯片上，且所述荧光层由荧光粉形成，所述荧光粉包括黄色荧光粉和红色荧光粉；

所述光线调节层设置于所述青光芯片和所述荧光层之间的位置，所述光线调节层用于反射和/或散射波长范围为475nm-500nm的光。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光线调节层包括透光层，所述透光层上嵌设有反射料和/或散射料，所述透光层设置于所述青光芯片和所述荧光层之间的位置，所述反射料和/或散射料用于反射和/或散射波长范围为 475nm-500nm的光。

作为上述技术方案的进一步改进，所述透光层为白色透光层或半透明透光层；所述透光层采用硅胶和环氧树脂中的至少一种制备材料制成。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光线调节层覆盖于所述青光芯片的顶面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光线调节层覆盖所述青光芯片顶面面积的20％～100％。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光线调节层背离所述青光芯片的一侧形成具有弧度的表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述黄色荧光粉包括稀土铝酸盐荧光粉，且所述黄色荧光粉的峰值波长范围为500nm-600nm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述红色荧光粉为氮化物红色荧光粉、硫化物红色荧光粉和氟化物红色荧光粉中的至少一种，且所述红色荧光粉的峰值波长范围为600nm-700nm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述蓝光芯片的峰值波长范围为 450nm-475nm；所述青光芯片的峰值波长范围为475nm-500nm。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供了一种LED灯具，采用如下所述的技术方案：所述LED灯具包括上述的LED器件。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的LED器件及LED灯具主要有以下有益效果：

该LED器件通过采用蓝光芯片和青光芯片，耦合黄色荧光粉和红色荧光粉形成的荧光层以实现生成全光谱白光，其中，通过在青光芯片和荧光层之间设置光线调节层将青光芯片射出的波长范围在475nm-500nm的光进行反射和/或散射，能够降低青光芯片垂直向上的发光强度，提高荧光层对青光芯片发出的光的吸收效率，最终提高该LED器件在蓝、青波段的光谱连续性和显色效果，得到显指≥90的全光谱白光。总之，该LED器件及使用该LED器件的LED灯具能够减少荧光粉种类的使用，仅通过蓝光芯片和青光芯片耦合黄色荧光粉和红色荧光粉，配合光线调节层即可实现生成连续性好、显色效果好的白光。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。其中：

图1是本实用新型一个实施例中LED器件的结构示意图。

附图中的标号如下：

100、LED器件；

1、支架；2、蓝光芯片；3、青光芯片；4、荧光层；5、光线调节层。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“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，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

需说明的是，该LED器件100具体可以为白光器件，具有蓝绿红三色连续光谱，更接近太阳光谱，具有颜色均匀性、一致性好的特点。当然，在其他实施例中，该LED器件100也可以通过具体调配形成其他光色的LED器件100，在此不作特别的限制。

本实用新型实施例提供一种LED器件100，如图1所示，该LED器件100 包括支架1、蓝光芯片2、青光芯片3、荧光层4和光线调节层5。蓝光芯片2 和青光芯片3均设置于支架1上；荧光层4设置于蓝光芯片2和青光芯片3上，具体设置于蓝光芯片2和青光芯片3的出光面上，且所述荧光层4由荧光粉形成，所述荧光粉包括黄色荧光粉和红色荧光粉。光线调节层5设置于青光芯片3 和荧光层4之间的位置，光线调节层5用于反射和/或散射波长范围为475nm-500nm的光(具体可以为青光)。需要说明的是，光线调节层5主要用于反射和/或散射波长范围为475nm-500nm的光(具体可以为青光)，而其他波长的光能够通过该光线调节层5进入荧光层4。

具体地，该光线调节层5主要用于反射和/或散射波长范围为475nm-500nm 的光的方案具体包括：通过光线调节层5反射波长范围为475nm-500nm的光；或，通过光线调节层5散射波长范围为475nm-500nm的光；或，通过光线调节层5反射和散射波长范围为475nm-500nm的光。可以理解地，通过将光线调节层5设置于青光芯片3和荧光层4之间的位置，即光线调节层5位于青光芯片3 的上方，青光芯片3射出的波长范围在475nm-500nm的光会被光线调节层5反射和/或散射。

可以理解地，该LED器件100的工作原理大致如下：该LED器件100通过采用蓝光芯片2和青光芯片3耦合黄色荧光粉和红色荧光粉进行发光，其中，由于青光芯片3的发光强度较高，导致光谱青光波段发光强度较高，因此通过设置光线调节层5将青光芯片3射出的波长范围在475nm-500nm的光进行反射和/或散射，光线调节层5只反射/散射475nm-500nm的青光，从而能够降低青光芯片3垂直向上的发光强度，提高荧光层4对青光芯片3发出的光的吸收效率，最终提高该LED器件100在蓝、青波段的光谱连续性，提高LED器件100 显色效果，实现生成白光。

综上，相比现有技术，该LED器件100至少具有以下有益效果：该LED器件100通过采用蓝光芯片2和青光芯片3，耦合黄色荧光粉和红色荧光粉形成的荧光层4以实现生成白光，其中，通过在青光芯片3和荧光层4之间设置光线调节层5将青光芯片3射出的波长范围在475nm-500nm的光进行反射和/或散射，能够降低青光芯片3垂直向上的发光强度，提高荧光层4对青光芯片3发出的光的吸收效率，最终提高该LED器件100在蓝、青波段的光谱连续性和显色效果，能够得到显指≥90的全光谱白光。总之，该LED器件100能够减少荧光粉种类的使用，仅通过蓝光芯片2和青光芯片3耦合黄色荧光粉和红色荧光粉，配合光线调节层5即可实现生成连续性好、显色效果好的白光。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在一些实施例中，如图1所示，光线调节层5包括透光层(图未示)和反射料(图未示)，反射料嵌设于透光层上，透光层设置于青光芯片3和荧光层4 之间的位置，反射料用于反射波长范围为475nm-500nm的光。需要说明的，具体在本实施例中，该反射料为粉状反射料，通过将该粉状反射料混合于透光层中形成能够进行反射波长范围为475nm-500nm的光的光线调节层5，即该光线调节层5可以反射青光芯片3发出的垂直向上的光，一方面降低青光芯片3垂直向上的发光强度，另一方面能够适当增加青光芯片3侧面发光强度，提高荧光层4对青光芯片3发出的光的吸收效率。因此，该光线调节层5可以调节LED 器件100最终青光部分的发光强度，使其与蓝光部分的连续性较好，从而获得连续的光谱。优选地，在本实施例中，该光线调节层5能够反射10％～80％的波长范围为475nm-500nm的光线，以调节该青光芯片3发光强度与蓝光芯片2的发光强度相适应，能够得到连续性的光谱。

在一些实施例中，如图1所示，光线调节层5包括透光层和散射料，散射料嵌设于透光层上，透光层设置于青光芯片3和荧光层4之间的位置，散射料用于散射波长范围为475nm-500nm的光。需要说明的，具体在本实施例中，该散射料为粉状散射料，通过将该粉状散射料混合于透光层中形成能够进行散射波长范围为475nm-500nm的光的光线调节层5，该光线调节层5以散射青光芯片3发出的垂直向上的光，一方面降低青光芯片3垂直向上的发光强度，另一方面能够适当增加青光芯片3侧面发光强度，提高荧光粉对青光芯片3发出的光的吸收效率。因此，该光线调节层5可以调节LED器件100最终青光部分的发光强度，使其与蓝光部分的连续性较好，从而获得连续的光谱。

在一些实施例中，如图1所示，光线调节层5包括透光层、反射料和散射料，反射料和散射料均嵌设于透光层上，透光层设置于青光芯片3和荧光层4 之间的位置，反射料和散射料用于反射和散射波长范围为475nm-500nm的光，以调节该LED器件100的青光芯片3的发光强度。

在一些实施例中，如图1所示，透光层为白色透光层；白色透光层采用硅胶和环氧树脂中的至少一种制备材料制成。可以理解地，设置白色并透光的透光层便于青光芯片3发出的光通过该透光层射向荧光层4以形成白光。具体在一个实施例中，通过将反射粉混合于硅胶、环氧树脂等形成白色胶体并涂覆于青光芯片3上形成光线调节层5，能够对青光芯片3发出的波长范围为 475nm-500nm的光进行反射。

在一些实施例，如图1所示，透光层为半透明透光层；半透明透光层采用硅胶和环氧树脂中的至少一种制备材料制成。可以理解地，设置半透明的透光层便于青光芯片3发出的光通过该透光层射向荧光层4以形成白光。具体在一个实施例中，通过将散射粉混合于硅胶、环氧树脂等形成半透明胶体并涂覆于青光芯片3上形成光线调节层5，能够对青光芯片3发出的波长范围为 475nm-500nm的光进行散射。

在一些实施例中，如图1所示，光线调节层5覆盖于青光芯片3的顶面。需要说明的是，常规的青光芯片3为六面体结构，其中青光芯片3的底面与支架1连接，因此该青光芯片3形成五面出光结构，与底面相对的一面为顶面，其中光线调节层5覆盖于青光芯片3的顶面，具体可以为部分覆盖于青光芯片3 的顶面或者完全覆盖于青光芯片3的顶面，以便该光线调节层5能够反射和/或散射垂直向上的光，降低青光芯片3垂直向上的发光强度，适当增加青光芯片3 侧面发光强度，提高荧光粉对青光芯片3发出的光的吸收效率。

在一些实施例中，为了调节该青光芯片3发光强度与蓝光芯片2的发光强度相配，得到连续性的光谱。光线调节层5覆盖青光芯片3顶面面积的 20％～100％，例如可以为20％、30％、50％、70％、80％、90％、100％等，具体可以根据实际情况进行调节，从而达到调节该青光芯片3发光强度与蓝光芯片2 的发光强度相配的效果。

在一些实施例中，光线调节层5背离青光芯片3的一侧形成具有弧度的表面。可以理解地，具有弧度表面的光线调节层5，能够增大光线调节层5的表面积，从而增大出光面积，进一步提高荧光层4对青光芯片3发出的光的吸收效率。

在一些实施例中，黄色荧光粉包括稀土铝酸盐荧光粉；具体地，该黄色荧光粉可以为YAG、LuAG、Ga-AG等物质；黄色荧光粉的峰值波长范围为500nm-600nm。当然，在其他实施例中，该黄色荧光粉也可以为其他物质，在此不作特别的限制。

在一些实施例中，红色荧光粉为氮化物红色荧光粉、硫化物红色荧光粉和氟化物红色荧光粉中的至少一种。具体地，该黄色荧光粉可以为CaAlSiN₃:Eu²⁺、 (Ca_1-xSr_x)AlSiN₃:Eu²⁺、CaS:Eu或Ca(GeS):Eu²⁺等物质。红色荧光粉的峰值波长范围为600nm-700nm。当然，在其他实施例中，该红色荧光粉也可以为其他物质，在此不作特别的限制。

在一些实施例中，蓝光芯片2的峰值波长范围为450nm-475nm。

在一些实施例中，青光芯片3的峰值波长范围为475nm-500nm。

在一些实施例中，如图1所示，该支架1具有一端开口的容置腔，该蓝光芯片2、青光芯片3、荧光层4和光线调节层5均位于该容置腔内，其中荧光层 4填充于容置腔中以密封该容置腔，且荧光层4背离容置腔底壁的上表面形成出光面。

基于上述的LED器件100，本实用新型实施例还提供一种LED灯具，其中，该LED灯具包括上述的LED器件100。

综上，相比现有技术，该LED灯具至少具有以下有益效果：该LED灯具通过采用上述的LED器件100，该LED器件100通过采用蓝光芯片2和青光芯片 3，耦合黄色荧光粉和红色荧光粉形成的荧光层4实现生成白光，其中，通过在青光芯片3和荧光层4之间设置光线调节层5将青光芯片3射出的波长范围在 475nm-500nm的光进行反射和/或散射，能够降低青光芯片3垂直向上的发光强度，提高荧光粉对青光芯片3发出的光的吸收效率，最终提高该LED器件100 在蓝、青波段的光谱连续性和显色效果，能够得到显指≥90的全光谱白光。总之，该LED灯具能够减少荧光粉种类的使用，仅通过蓝光芯片2和青光芯片3 耦合黄色荧光粉和红色荧光粉，配合光线调节层5即可实现生成连续性好、显色效果好的白光。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种LED器件，其特征在于，包括：支架、蓝光芯片、青光芯片、荧光层和光线调节层；

所述蓝光芯片和所述青光芯片均设置于所述支架上；

所述荧光层设置于蓝光芯片和所述青光芯片上，且所述荧光层由荧光粉形成，所述荧光粉包括黄色荧光粉和红色荧光粉；

所述光线调节层设置于所述青光芯片和所述荧光层之间的位置，所述光线调节层用于反射和/或散射波长范围为475nm-500nm的光。

2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述光线调节层包括透光层，所述透光层上嵌设有反射料和/或散射料，所述透光层设置于所述青光芯片和所述荧光层之间的位置，所述反射料和/或散射料用于反射和/或散射波长范围为475nm-500nm的光。

3.根据权利要求2所述的LED器件，其特征在于，所述透光层为白色透光层或半透明透光层；所述透光层采用硅胶和环氧树脂中的一种制备材料制成。

4.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述光线调节层覆盖于所述青光芯片的顶面。

5.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于，所述光线调节层覆盖所述青光芯片顶面面积的20％～100％。

6.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述光线调节层背离所述青光芯片的一侧形成具有弧度的表面。

7.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述黄色荧光粉包括稀土铝酸盐荧光粉，且所述黄色荧光粉的峰值波长范围为500nm-600nm。

8.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述红色荧光粉为氮化物红色荧光粉、硫化物红色荧光粉和氟化物红色荧光粉中的一种，且所述红色荧光粉的峰值波长范围为600nm-700nm。

9.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述蓝光芯片的峰值波长范围为450nm-475nm；所述青光芯片的峰值波长范围为475nm-500nm。

10.一种LED灯具，其特征在于，所述LED灯具包括如权利要求1至9任一项所述的LED器件。

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