CN219873578U - 贴片式led灯珠及cob led器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种贴片式LED灯珠及COB LED器件，其发光单元采用蓝光峰值波长为432nm～463nm的LED芯片单元，具体的发光单元由串联或并联的第一LED芯片单元和第二LED芯片单元组成，且第一LED芯片单元的蓝光峰值波长与第二LED芯片单元的蓝光峰值波长不同，第二LED芯片单元中的第二LED芯片的辐射功率小于等于第一LED芯片单元中的第一LED芯片的辐射功率，实现平衡蓝光能量的分布；再通过LED芯片单元与封装胶中的荧光粉之间的光谱耦合，可降低贴片式LED灯珠及COB LED器件在光谱中的蓝光峰值，改善光谱的连续性，提升与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED(l ight-emitt ing d iode，发光二极管)领域，尤其涉及一种贴片式LED灯珠及COB(Ch ip On Board，板上芯片封装技术)LED器件。
背景技术
全光谱LED光源在照明领域有着广泛的应用。例如在办公照明、家用照明或教育照明等领域，全光谱LED光源发射光谱越接近自然光，其对人体的健康照明效果越好。在植物照明领域，全光谱LED光源发射光谱越接近自然光，越利于植物的生长。目前的全光谱LED光源一味追求国际照明委员会CI E对颜色的评价体系中的显指Ra及R9参数，而忽视光谱的连续性和与自然光光谱的相似度。导致现有的全光谱LED光源存在光谱的连续性较差，蓝光峰值较高，与自然光的相似度差。
实用新型内容
鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种贴片式LED灯珠及COB LED器件，旨在解决现有全光谱LED光源存在光谱的连续性较差，蓝光峰值较高，与自然光的相似度差的问题。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种贴片式LED灯珠，包括围坝，至少一个发光单元、以及混合有荧光粉的封装胶；所述围坝设有容纳腔，所述发光单元设于所述容纳腔底部，所述封装胶的至少一部分填充于所述容纳腔内将所述发光单元覆盖；
所述发光单元的蓝光峰值波长为432nm～463nm，所述发光单元由蓝光峰值波长不同的第一LED芯片单元和第二LED芯片单元组成，所述第一LED芯片单元与所述第二LED芯片单元串联或并联，所述第二LED芯片单元中的第二LED芯片的辐射功率小于等于所述第一LED芯片单元中的第一LED芯片的辐射功率。
可选地，所述第一LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为432nm～442nm的第一LED芯片，所述第二LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为453nm～463nm的第二LED芯片。
可选地，所述第一LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为432nm～437nm的第一LED芯片组成，所述第二LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为458nm～463nm的所述第二LED芯片组成。
可选地，所述第一LED芯片的半波宽范围为15nm～25nm，所述第二LED芯片的半波宽范围为10nm～20nm。
可选地，所述贴片式LED灯珠包括至少两个所述发光单元；所述围坝还包括设于所述容纳腔底部，将各所述发光单元隔离的反射挡墙。
基于同样的发明构思，本申请还提供了一种COB LED器件，包括基板，至少一个发光单元、以及混合有荧光粉的封装胶；所述发光单元设于所述基板的一面上，所述封装胶设于所述基板上将所述发光单元覆盖；
所述发光单元的蓝光峰值波长为432nm～463nm，所述发光单元由蓝光峰值波长不同的第一LED芯片单元和第二LED芯片单元组成，所述第一LED芯片单元与所述第二LED芯片单元串联或并联，所述第二LED芯片单元中的第二LED芯片的辐射功率小于等于所述第一LED芯片单元中的第一LED芯片的辐射功率。
可选地，所述第一LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为432nm～442nm的第一LED芯片，所述第二LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为453nm～463nm的第二LED芯片。
可选地，所述第一LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为432nm～437nm的第一LED芯片组成，所述第二LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为458nm～463nm的所述第二LED芯片组成。
可选地，所述第一LED芯片的半波宽范围为15nm～25nm，所述第二LED芯片的半波宽范围为10nm～20nm。
可选地，所述COB LED器件包括至少两个所述发光单元；所述COB LED器件还包括设于所述基板上，将各所述发光单元隔离的反射挡墙。
有益效果
本申请提供了一种贴片式LED灯珠及COB LED器件，贴片式LED灯珠及COB LED器件的发光单元采用蓝光峰值波长为432nm～463nm的LED芯片单元，具体的发光单元由串联或并联的第一LED芯片单元和第二LED芯片单元组成，所需的LED芯片种类以及数量少，结构简单成本低，且第一LED芯片单元的蓝光峰值波长与第二LED芯片单元的蓝光峰值波长不同，第二LED芯片单元中的第二LED芯片的辐射功率小于等于第一LED芯片单元中的第一LED芯片的辐射功率，实现平衡蓝光能量的分布；再通过LED芯片单元与封装胶中的荧光粉之间的光谱耦合，可降低贴片式LED灯珠及COB LED器件在光谱中的蓝光峰值，改善光谱的连续性，提升与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光。
附图说明
图1-1为现有全光谱光源的光谱示意图；
图1-2为常规Ra90光源的光谱示意图；
图1-3为现有全光谱光源、常规Ra90光源和自然光的光谱对比示意图；
图2为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠结构示意图一；
图3为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠结构示意图二；
图4为图2或图3中贴片式LED灯珠A1-A1的剖视图；
图5-1为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠结构示意图三；
图5-2为图5-1中贴片式LED灯珠A2-A2的剖视图；
图6-1为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠结构示意图四；
图6-2为图6-1中贴片式LED灯珠A3-A3的剖视图；
图7-1为本实用新型实施例提供的发光单元的光谱示意图；
图7-2为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠在5000K色温下的光谱示意图；
图7-3为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠的光谱对比示意图；
图7-4为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠的Rf-Rg示意图；
图7-5为本实用新型实施例提供的Rf色调示意图；
图7-6为本实用新型实施例提供的现有全光谱光源的色彩矢量示意图；
图7-7为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠的色彩矢量示意图；
图7-8为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠在2700K色温下的光谱示意图；
图7-9为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠在3000K色温下的光谱示意图；
图7-10为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠在4000K色温下的光谱示意图；
图7-11为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠在5700K色温下的光谱示意图；
图7-12为本实用新型实施例提供的贴片式LED灯珠在6500K色温下的光谱示意图；
图8-1为本实用新型实施例提供的COB LED器件结构示意图一；
图8-2为本实用新型实施例提供的COB LED器件结构示意图一；
图8-3为图8-1或图8-2中COB LED器件A4-A4的剖视图；
图9-1为本实用新型实施例提供的COB LED器件结构示意图二；
图9-2为图8-1中COB LED器件A5-A5的剖视图；
图10为本实用新型实施例提供的COB LED器件结构示意图三；
图11-1为本实用新型实施例提供的COB LED器件结构示意图四；
图11-2为图11-1中COB LED器件A6-A6的剖视图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
对于目前市面上的贴片式LED灯珠(以下称之为“现有全光谱光源”)，发明人在研发过程中发现，该贴片式LED灯珠5000K作为典型色温的光谱见图1-1所示，而常规的Ra90的LED器件(以下称之为“常规Ra90”)的光谱见图1-2所示，二者典型的显指参数参见以下表1所示。其中图1-1、图1-2中，横坐标为波长，纵坐标为相对光谱强度值，此处的相对光谱强度是指以光谱强度的最高峰值为1为基准进行光谱归一化而生成的光谱示意图。本实施例中图6-1也是采用相同的原理生成，后续不再赘述。
表1
| 显指参数 | 现有全光谱光源 | 常规Ra90 |
| Ra | 98.6 | 91.7 |
| R1 | 98.79 | 91.12 |
| R2 | 99.33 | 93.23 |
| R3 | 99.5 | 93.89 |
| R4 | 98.83 | 91.32 |
| R5 | 98.63 | 89.77 |
| R6 | 97.86 | 89.24 |
| R7 | 97.8 | 96.47 |
| R8 | 97.48 | 88.24 |
| R9 | 97.06 | 65.89 |
| R10 | 98.26 | 83.12 |
| R11 | 97.39 | 90.42 |
| R12 | 81.11 | 63.93 |
| R13 | 98.76 | 91.55 |
| R14 | 99.36 | 96.55 |
| R15 | 96.93 | 89.03 |
参见表1中的Ra及R9参数，现有全光谱光源相比常规Ra90产品确实有所提升。为了便于理解，下面引入I ES(I l l uminat ing Engineer ing Society of North America，北美照明工程协会)TM-30-15标准的Rf(保真度，或称之为色域值)及Rg(饱和度)评价体系，将图1-1和图1-2所示的光谱图纳入同一SPD(Spectra l Power Di str ibut ion，光谱功率分布)图中进行对比说明，参见图1-3所示，其中的Reference source为参考自然光，横坐标为波长，纵坐标为SPD，该图是以被对比光谱(即图中的Reference source)的能量为1作为基准进行能量归一化后生成的被对比光谱和对比光谱(即图中的主流全光谱和常规Ra90)的光谱图；本实施例中图6-2、图6-3、图6-8至图6-12也是采用相同的原理生成，后续不再赘述。在TM-30-15标准下测得的色调参数参见表2所示。
表2
| 色调参数 | 现有全光谱光源 | 常规Ra90 |
| Rg | 99 | 98 |
| Rf | 92 | 89 |
| 1 | 94.1 | 88.9 |
| 2 | 97.3 | 93.1 |
| 3 | 93.6 | 90.3 |
| 4 | 90.1 | 91.4 |
| 5 | 89.1 | 91.4 |
| 6 | 94.7 | 95.5 |
| 7 | 92.3 | 93.9 |
| 8 | 90.4 | 90.2 |
| 9 | 90.3 | 87.9 |
| 10 | 90.3 | 81.9 |
| 11 | 89.3 | 80.3 |
| 12 | 93.2 | 88.1 |
| 13 | 92.8 | 91.4 |
| 14 | 93.9 | 92.2 |
| 15 | 84.7 | 81.4 |
| 16 | 94.4 | 89 |
TM-30-15标准中，Rf用来表征各标准色在测试光源照射下与在参考光源照射下相比的相似程度，数字从0～100，数值越高色彩真实度越佳。Rf等于100为最大值，代表与自然光源下的颜色无色差，色彩效果逼真；Rf等于0为最小值，代表与自然光源下的颜色色差最大，色彩效果失真。Rg用来表征各标准色在测试光源照射下与参考光源相比的饱和程度，指数100代表饱和度最佳。Rg大于100，代表光源过度饱和；Rg小于100，代表光源色彩饱和度不足。
从图1-3中的光谱对比可以看出，现有全光谱光源与背景参考自然光的光谱相比，其光谱的连续性，以及与自然光的相似度较差，且蓝光峰值较高。
为了便于理解连续性的问题，此处引入ASD(Average Spectra l Difference，光谱差异度)的概念，ASD表示被测光源与标准光源的光谱差异面积与标准光源光谱面积的比值，是衡量光谱连续性的一个指标，越小越好，最小值为0。ASD值的计算如以下公式(1)：
ASD＝∫λ λ 2 1∣A(λ)-S(λ)∣/S(λ)dλ………………(1)；
其中A(λ)为目标光谱，S(λ)为自然光光谱。设λ1＝400nm，λ2＝700nm，根据上述公式(1)计算出来的ASD值见表3。
表3
| 参数 | 现有全光谱光源 | 常规Ra90 |
| ASD | 23.62％ | 28.01％ |
从表3中可看出，现有全光谱光源的ASD值相比常规Ra90的ASD值有下降，但与自然光相比，仍有不少差距。即与自然光的目标光谱相比，相似度(也可称之为拟合度)仍不够好。
可见，现有全光谱光源光谱的连续性差，蓝光峰值较高，与自然光的相似度也较差。基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
针对上述问题，经研究发现，从图1-3的光谱对比可看出，蓝光400nm～500nm部分是光谱连续性指标最具改善效果的波段范围。因此本实施例针对LED器件蓝光波段部分做了全新的设计，使蓝光峰值极大下降，可有效解决蓝光部分连续性差的问题，使之最大限度趋近自然光，从而使LED器件能达到更好的连续性效果，也达到了更好的护眼和色彩效果。
实施例一
本实施例提供的光谱连续性好，蓝光峰值低，与自然光的相似度高,且结构简单成本低的贴片式LED灯珠参见图2和图4所示，其包括围坝1，至少一个发光单元2、以及混合有荧光粉的封装胶3(也可称之为荧光胶)；围坝1设有容纳腔11(也可称之为碗杯或反射腔)，发光单元2设于容纳腔1底部，封装胶3的至少一部分填充于容纳腔11内将发光单元2覆盖。发光单元2的蓝光峰值波长为432nm～463nm。本实施例中，发光单元2由第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22组成，且第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22的蓝光峰值波长不同，第一LED芯片单元21与第二LED芯片单元22串联(当然，第一LED芯片单元21与第二LED芯片单元22也可并联，例如参见图3所示)，第二LED芯片单元22中的第二LED芯片的辐射功率小于等于第一LED芯片单元21中的第一LED芯片的辐射功率，实现平衡蓝光能量的分布；再通过与覆盖在第一LED芯片单元21与第二LED芯片单元22上的封装胶中的荧光粉之间的光谱耦合，可降低贴片式LED灯珠在光谱中的蓝光峰值，改善光谱的连续性，提升与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光。且本实施例中贴片式LED灯珠所需的LED芯片的种类以及数量少，结构简单且成本低，易于制作。
本实施例中的封装胶3包括胶体以及混合于胶体内的荧光粉，应当理解的是，本实施例中的荧光粉可为任意能通过与以上第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22的搭配，以降低LED灯珠在光谱中的蓝光峰值，改善LED灯珠光谱的连续性，提升LED灯珠与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光的荧光粉组合。例如，一种示例中，荧光粉可包括但不限于青粉、绿粉、黄粉及红粉；另一些示例中，荧光粉可由青粉、绿粉、黄粉及红粉组成，此时所需的荧光粉种类少且成本低，混合比例简单。在本实施例中，具体可设置所选用的青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm～510nm，绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm～540nm，黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm～590nm，红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm～660nm。当然，应当理解的是，在一些应用示例中，也可将青粉、绿粉、黄粉及红粉中的至少之一等同替换为对应的QD(Quantum dot，量子点)。当然，在本实施例中的其他示例中，荧光粉包括青粉、绿粉、黄粉及红粉外，还可包括蓝绿光粉、黄绿粉、粉红粉、深红粉中的至少之一。或将荧光粉包括的青粉、绿粉、黄粉及红粉中的至少之一替换为其他具有对应性能的荧光粉，在此不再一一赘述。
本实施例中的第一LED芯片和第二LED芯片，其蓝光的波长是和其I n组分的含量直接相关，I n组分可以通过在LED芯片的外延层的量子阱GaN/I nGaN生长时对I n通入的量和生长温度进行控制，从而实现I n组分的控制。例如I n含量越多LED芯片的波长越长；温度越高I n挥发越多，I n含量变少，LED芯片的波长越短。因此本实施例中可通过控制LED芯片的I n组分实现对LED芯片的蓝光峰值波长的设定。相应的，不同蓝光峰值波长的LED芯片的结构也不同；也即本实施例中第一LED芯片和第二LED芯片的结构存在不同。
应当理解的是，本实施例中的第一LED芯片和第二LED芯片从尺寸上区分可均为Min i LED芯片，Micro LED芯片或普通的大尺寸LED芯片，也可一部分为Min i LED芯片，Micro LED芯片和普通的大尺寸LED芯片中的一种，另一部分为剩余两种中的至少之一；根据第一LED芯片和第二LED芯片的电极分布区分，本实施例中的第一LED芯片和第二LED芯片可均为正装LED芯片，倒装LED芯片或垂直LED芯片，也可一部分为正装LED芯片，倒装LED芯片和垂直LED芯片中的一种，另一部分为剩余两种中的至少之一；具体可根据应用需求灵活设置，通用性好。
为了进一步提升本示例中的贴片式LED灯珠的光谱连续性，在本示例的一些应用场景中，可进一步设置第二LED芯片单元22中的第二LED芯片的辐射功率小于等于第一LED芯片单元21中的第一LED芯片的辐射功率，从而更好的实现蓝光能量分布的平衡。例如可设置第二LED芯片单元22的第二LED芯片的辐射功率为第一LED芯片单元21的第一LED芯片的辐射功率的60％至100％。本示例中的辐射功率又称光辐射通量，指单位时间内通过某一截面的辐射能，是以辐射形式发射、传播或接收的功率，其绝对值单位为mW。也即在本示例中，设第一LED芯片的辐射功率为100％的基础上，第二LED芯片的辐射功率则为60％至100％，二者组合后所得到的发光单元的蓝光光谱图参见图7-1所示。因此在本示例中，第二LED芯片单元22中LED芯片的尺寸可小于第一LED芯片单元21中LED芯片的尺寸，这种大小尺寸晶片的搭配一方面更利于晶片的灵活布局，另一方面还可降低成本。
在本实施例中，为了进一步提升贴片式LED灯珠的光谱连续性，还可进一步设置第一LED芯片单元21的半波宽为15nm～25nm，第二LED芯片单元22的半波宽为10nm～20nm。本示例中的半波宽范围为能量跃迁时能带跃迁的幅度表征，能够跃迁的能带越多，半波宽范围越大。对应就是LED芯片生长速率越慢，半波宽范围越小；LED芯片生长速率越快，半波宽范围越大，因此可以通过控制LED芯片的生长速率来灵活的设置LED芯片对应的半波宽范围。通过本示例中以上第一LED芯片单元21的第一LED芯片和第二LED芯片单元22的第二LED芯片的波段及半波宽范围的搭配，可以得到蓝光光谱部分按所需辐射通量比例分布的LED器件。
相应的，在本示例中，为了更进一步提升贴片式LED灯珠的光谱连续性，还可设置荧光粉的青粉在蓝光激发下的半波宽为30nm～40nm，绿粉在蓝光激发下的半波宽为95nm～115nm，黄粉在蓝光激发下的半波宽为40nm～70nm，红粉在蓝光激发下的半波宽为80nm～100nm。
在本实施例中，通过上述第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22和封装胶的组合，能得到有效合成色温范围极宽的光源。由于LED芯片对荧光粉的激发效率随波长的增大而减小，且不同荧光粉有固定的激发效率曲线，因此本实施例中通过设计LED芯片的光谱能量与波长的搭配，实现低蓝光、光谱连续性及与自然光相似度高的贴片式LED灯珠。为了便于理解，本实施例下面以几种具体的LED芯片搭配示例进行说明。
示例一
在本示例中，可设置第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22各自包括的LED芯片的数量相同。且第一LED芯片单元21包括至少一颗蓝光峰值波长为432nm～442nm的第一LED芯片，第二LED芯片单元22包括至少一颗蓝光峰值波长为453nm～463nm的第二LED芯片。第一LED芯片单元21的第一LED芯片的半波宽为15nm～25nm，第二LED芯片单元22的第二LED芯片的半波宽为10nm～20nm；第一LED芯片单元21的第一LED芯片辐射功率为100％，第二LED芯片单元22的第二LED芯片辐射功率为60％至100％。贴片式LED灯珠选用的荧光粉的青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm～510nm，在蓝光激发下的半波宽为30nm～40nm；绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm～540nm，在蓝光激发下的半波宽为95nm～115nm；黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm～590nm，在蓝光激发下的半波宽为40nm～70nm；红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm～660nm，在蓝光激发下的半波宽为80nm～100nm。通过上述LED芯片单元和封装胶的组合得到的贴片式LED灯珠，经测试在有效合成2700K至6500K范围的色温范围内，光谱连续性以及与自然光的相似度明显得到了更大的改善，蓝光峰值极大下降，且Rf和Rg均得到了较大的提升。具体的，参见图2(或图3)和图4所示，在本示例中，贴片式LED灯珠的第一LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为432nm～437nm的第一LED芯片组成，第二LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为458nm～463nm的第二LED芯片组成，通过两颗LED芯片搭配封装胶即可实现全光谱光源。可将贴片式LED灯珠的结构做到极简化，且芯片成本做到最低。但应当理解的是，根据实际需求，可以设置第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22均包括两颗以上的LED芯片，且各LED芯片单元包括的两颗以上的LED芯片可串联或并联或串并联结合。本示例中，对于围坝1的结构以及容纳腔11的具体形状、尺寸不做限制。本示例中，图2和图3所示的贴片式LED灯珠的色温为2700K或3000K时，荧光粉与胶体的质量比为1:1至2:1，贴片式LED灯珠的色温为4000K时，荧光粉与胶体的质量比为1:2至1:1，贴片式LED灯珠的色温为5000K、5700K或6500K时，荧光粉与胶体的质量比为1:3至1:1；参见以下表4所示；在以上各色温下，荧光粉的青粉、绿粉、黄粉和红粉比例参见以下表4所示。
表4
图2和图3所示的贴片式LED灯珠具有低蓝光、光谱连续性及与自然光相似度高等优点。为了便于理解，下面以其5000K色温下的光性能进行示例说明。在TM-30-15标准下，图2和图3中贴片式LED灯珠(以下称之为“新光源”)的5000K色温下的评价情况参见图7-2至图7-3所示。其中7-2所示为该贴片式LED灯珠的光谱功率分布图，图7-3为在图1-3的基础上加入图7-2中的光谱对比图；其中的Reference source为参考自然光，在TM-30-15标准下测得的色调参数参见表5所示。图7-4所示为Rf-Rg示意图，其中的黑圆点代表参考光源(也即自然光)，图7-5为Rf色调图。由图7-5可知，新光源在各标准色(图中的横坐标所示)下对应的Rf均远大于90，且基本都处于95至100之间；结合图7-4中所示的Rf与Rg的对应关系可知，Rg的取值也基本都处于95至100之间，同时参见表5的测试结果，在Rf的为98时，Rg的取值可达到100。由此可明显看出，图2和图3中的该贴片式LED灯珠的光谱连续性以及与自然光的相似度明显得到了更大的改善，蓝光峰值极大下降，且Rf和Rg均得到了较大的提升。
表5
| 色调参数 | 现有全光谱光源 | 常规Ra90 | 新光源 |
| Rg | 99 | 98 | 100 |
| Rf | 92 | 89 | 98 |
| 1 | 94.1 | 88.9 | 98 |
| 2 | 97.3 | 93.1 | 99 |
| 3 | 93.6 | 90.3 | 98 |
| 4 | 90.1 | 91.4 | 97 |
| 5 | 89.1 | 91.4 | 97 |
| 6 | 94.7 | 95.5 | 98 |
| 7 | 92.3 | 93.9 | 98 |
| 8 | 90.4 | 90.2 | 98 |
| 9 | 90.3 | 87.9 | 97 |
| 10 | 90.3 | 81.9 | 98 |
| 11 | 89.3 | 80.3 | 97 |
| 12 | 93.2 | 88.1 | 97 |
| 13 | 92.8 | 91.4 | 96 |
| 14 | 93.9 | 92.2 | 98 |
| 15 | 84.7 | 81.4 | 95 |
| 16 | 94.4 | 89 | 97 |
图7-6为现有全光谱光源的色彩矢量图，A0圆圈代表参考光源(自然光)，由参考光源的16个颜色分类所组成，A1圆圈代表被测光源。黑色圆圈内的任何红线都表示被测光源的这些颜色与参考光源相比更暗淡，A0圈外的任何一条线都表示被测光源的这些颜色与参考光源相比过度饱和了。当A0、A1两个圆圈完美重叠时，表示被测光源和参考光源的这些颜色是相同的，两个光源之间的显色性没有区别。而图7-7为图2和图3中贴片式LED灯珠的色彩矢量图，其中的A0、A1两个圆圈完美重叠，也即图2和图3中的贴片式LED灯珠射出的光与参考光源(自然光)显色性基本没有区别；换而言之，图2和图3中贴片式LED灯珠射出的光可最大限度趋近自然光，从而使其能达到更好的连续性效果，其与自然光的相似度大幅度提升，也达到了更好的护眼和色彩效果；根据上述公式(1)计算出来的图2和图3中贴片式LED灯珠射出的ASD值见表6所示，其从另一方面也对此进行了验证。
表6
| 参数 | 现有全光谱光源 | 常规Ra90 | 新光源 |
| ASD | 23.62％ | 28.01％ | 16.94％ |
图2和图3所示的贴片式LED灯珠在2700K、3000K、4000K、5700K和6500K下的光谱功率分布图分别参见图7-8至图7-12所示(具体参见图中新方案所示的曲线)。可在该贴片式LED灯珠在以上各色温下也均具有低蓝光、光谱连续性及与自然光相似度高等优点。
示例二
参见图5-1和图5-2所示，本示例中的贴片式LED灯珠相对于上述示例一，主要区别在于该贴片式LED灯珠包括至少两个发光单元2(图中所示为图2所示的发光单元2，也可将其中至少一部分替换为图3所示的发光单元2)。在本示例中，贴片式LED灯珠包括的至少两个发光单元2可串联、并联或串并联结合。当然，在一些应用场景中，贴片式LED灯珠包括的至少两个发光单元2之间也可绝缘设置。也即各发光单元2单独供电控制。且本实施例中各发光单元2的LED芯片可呈行分布，或呈列分布，或呈阵列分布。当然，也可采用交错分布、旋转对称分布，具体分布方式可根据具体应用需求灵活设置。在本示例中，荧光胶3可整体覆盖于各发光单元2，也即各发光单元2之上覆盖的荧光胶可连接为一体。当然，在一些应用场景中，也可设置各发光单元2之上的荧光胶之间相互分离，具体也可根据具体需求灵活设置。
在本示例的一些应用场景中，参见图6-1和图6-2所示，贴片式LED灯珠的围坝1还可包括设于容纳腔底部，将各发光单元2(图中所示为图3所示的发光单元2，也可将其中至少一部分替换为图2所示的发光单元2)隔离的反射挡墙5。反射挡墙5的设置可避免相邻发光单元2之间的串光，从而保证贴片式LED灯珠的整体出光效果。本应用场景中的反射挡墙5可与围坝1一体成型，从而提升围坝1的一体性，简化其结构；当然反射挡墙5与围坝1也可为非一体结构。反射挡墙5的设置还可提升围坝1整体的强度，从而提升贴片式LED灯珠的耐用性和可靠性。本应用场景中对于反射挡墙5的具体材质、形状和尺寸不做具体限制。
实施例二
本实施例提供了一种COB LED器件，参见图8-1和图8-3所示，与上述贴片式LED灯珠相比，相同点也在于包括至少一个发光单元2，以及混合有荧光粉的封装胶3，发光单元2的蓝光峰值波长为432nm～463nm，发光单元2由蓝光峰值波长不同的第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22组成，第一LED芯片单元21与第二LED芯片单元22串联(也可并联，参见图8-2所示)，第二LED芯片单元22中的第二LED芯片的辐射功率小于等于第一LED芯片单元21中的第一LED芯片的辐射功率，实现平衡蓝光能量的分布。主要区别在于，COB LED器件省略了围坝，而是采用基板4，发光单元2设于基板4的一面(正面或背面)上，封装胶3设于基板4上将发光单元2覆盖，通过与发光单元2之间的光谱耦合，可降低COB LED器件在光谱中的蓝光峰值，改善光谱的连续性，提升与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光。且本实施例中COB LED器件所需的LED芯片的种类以及数量少，结构简单且成本低，易于制作。另外采用基板4代替围坝，既能进一步简化结构，又能进一步降低成本。
应当理解的是，本实施例中封装胶3中的荧光粉种类可采用但不限于上述实施例中所示的荧光粉。本实施例中的第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22也可采用但不限于上述实施例中所示的第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22。为了便于理解，下面以几种示例进行说明。
示例一
本示例中的COB LED器件，参见图8-1和图8-2所示，第一LED芯片单元21的蓝光峰值波长为432nm～437nm，第二LED芯片单元22的蓝光峰值波长为458nm～463nm，例如第一LED芯片单元21包括至少一颗蓝光峰值波长为432nm～442nm的第一LED芯片，第二LED芯片单元22包括至少一颗蓝光峰值波长为453nm～463nm的第二LED芯片，第一LED芯片单元21的第一LED芯片的半波宽为15nm～25nm，第二LED芯片单元22的第二LED芯片的半波宽为10nm～20nm，第一LED芯片单元21的第一LED芯片的辐射功率为100％，第二LED芯片单元22的第二LED芯片辐射功率为60％至90％；荧光粉的青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm～510nm，在蓝光激发下的半波宽为30nm～40nm；绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm～540nm，在蓝光激发下的半波宽为95nm～115nm；黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm～590nm，在蓝光激发下的半波宽为40nm～70nm；红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm～660nm，在蓝光激发下的半波宽为80nm～100nm。本示例中的第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22可均仅包括一颗LED芯片，此时仅需两颗蓝光芯片的组合，例如第一LED芯片单元21由一颗蓝光峰值波长为432nm～437nm的第一LED芯片组成，第二LED芯片单元22由一颗蓝光峰值波长为458nm～463nm的所述第二LED芯片组成，可将COB LED器件的结构做到极简化，且芯片成本做到最低。但应当理解的是，根据实际需求，可以设置第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22中的至少之一包括两颗以上的LED芯片，且某一LED芯片单元包括两颗以上的LED芯片时，其包括的LED芯片之间可串联或并联或串并联结合；本示例中可设置第一LED芯片单元21和第二LED芯片单元22包括的LED芯片数相同。本示例中对于基板4的结构、是柔性板还是刚性板以及具体形状、尺寸不做限制。图8-1和图8-2所示的COB LED器件的色温为2700K或3000K时，荧光粉与胶体的质量比为1:2至1:1，COB LED器件的色温为4000K时，荧光粉与胶体的质量比为1:3至1:1，COB LED器件的色温为5000K、5700K或6500K时，荧光粉与胶体的质量比为1:4至1:1。在以上各色温下，荧光粉的青粉、绿粉、黄粉和红粉比例参见以下表7所示。
表7
示例二
参见图9-1和图9-2所示，本示例中的COB LED器件相对于上述示例一，主要区别在于该COB LED器件包括至少两个图8-1中所示发光单元2(图中所示为图8-1所示的发光单元2，也可将其中至少一部分替换为图8-2所示的发光单元2)。在本示例中，COB LED器件包括的至少两个发光单元2可串联、并联或串并联结合。当然，在一些应用场景中，COB LED器件包括的至少两个发光单元2之间也可绝缘设置。也即各发光单元2单独供电控制。且本实施例中各发光单元2的LED芯片可呈行分布，或呈列分布，或呈阵列分布，例如参见图10所示。当然，也可采用交错分布、旋转对称分布，具体分布方式可根据具体应用需求灵活设置。在本示例中，各发光单元2之上覆盖的荧光胶可连接为一体。当然，在一些应用场景中，也可设置各发光单元2之上的荧光胶之间相互分离，具体也可根据具体需求灵活设置。
在本示例的一些应用场景中，参见图11-1和图11-2所示，COB LED器件还可包括设于基板4上将各发光单元2(图中所示为图8-1所示的发光单元2，也可将其中至少一部分替换为图8-2所示的发光单元2)隔离的反射挡墙5。反射挡墙5的设置可避免相邻发光单元2之间的串光，从而保证COB LED器件的整体出光效果。反射挡墙5的设置还可提升围坝1整体的强度，从而提升COB LED器件的耐用性和可靠性。本应用场景中对于反射挡墙5的具体材质、形状和尺寸不做具体限制。
图8-1至图11-2所示的COB LED器件也具有低蓝光、光谱连续性及与自然光相似度高等优点。经测试，图8-1至图11-2所示的COB LED器件和图2所示的贴片式LED灯珠在2700K、3000K、4000K、5000K、5700K和6500K色温下的光性能基本一致。
实施例三
本实施例的一种示例中，可将上述实施例中贴片式LED灯珠或COB LED器件的第一LED芯片单元21的蓝光峰值波长替换为432nm～445nm，第二LED芯片单元22的蓝光峰值波长替换为446nm～463nm；第一LED芯片单元21的半波宽范围替换为15nm～25nm，第二LED芯片单元22的半波宽范围替换为10nm～20nm；第一LED芯片单元21的辐射功率为100％，第二LED芯片单元22的辐射功率为70％至90％。选用的荧光粉的青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm～510nm，在蓝光激发下的半波宽为30nm～40nm；绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm～540nm，在蓝光激发下的半波宽为95nm～115nm；黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm～590nm，在蓝光激发下的半波宽为40nm～70nm；红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm～660nm，在蓝光激发下的半波宽为80nm～100nm。
本实施例的另一种示例中，可将上述实施例中贴片式LED灯珠或COB LED器件的第一LED芯片单元21的蓝光峰值波长替换为435nm～440nm，第二LED芯片单元22的蓝光峰值波长替换为442nm～463nm；第一LED芯片单元21的半波宽范围替换为15nm～25nm，第二LED芯片单元22的半波宽范围替换为10nm～20nm；第一LED芯片单元21的辐射功率为100％，第二LED芯片单元22的辐射功率为60％至80％。COB LED器件选用的荧光粉的青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm～510nm，在蓝光激发下的半波宽为35nm～40nm；绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm～540nm，在蓝光激发下的半波宽为100nm～115nm；黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm～590nm，在蓝光激发下的半波宽为45nm～70nm；红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm～660nm，在蓝光激发下的半波宽为85nm～100nm。
本实施例的又一种示例中，上述实施例中贴片式LED灯珠或COB LED器件的第一LED芯片单元21的蓝光峰值波长替换为432nm～437nm，第二LED芯片单元22的蓝光峰值波长替换为458nm～463nm；第一LED芯片单元21的半波宽范围替换为15nm～20nm，第二LED芯片单元22的半波宽范围替换为10nm～18nm；第一LED芯片单元21的辐射功率为100％，第二LED芯片单元22的辐射功率为60％至90％。COB LED器件选用的荧光粉的青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm～510nm，在蓝光激发下的半波宽为35nm～40nm；绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm～540nm，在蓝光激发下的半波宽为100nm～115nm；黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm～590nm，在蓝光激发下的半波宽为45nm～70nm；红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm～660nm，在蓝光激发下的半波宽为85nm～100nm。
通过上述各示例中的发光单元和封装胶的组合得到的贴片式LED灯珠或COB LED器件，经测试在有效合成2700K至6500K范围的色温范围内的出光效果与图2至图11-2所示的贴片式LED灯珠或COB LED器件基本一致，也即均能提升光谱连续性以及与自然光的相似度，能降低蓝光峰值，且Rf和Rg均得到了较大的提升。
由此可知，在本实施例所给定的上述发光单元的各性能参数范围以及荧光粉的各性能范围，以及荧光粉与胶体的质量比范围内，可根据需求进行灵活调整以得到相应的贴片式LED灯珠或COB LED器件，且得到的贴片式LED灯珠或COB LED器件的光谱连续性以及与自然光的相似度以及Rf和Rg参数均能得到提升，且蓝光峰值均有所降低。在此不再一一赘述。且本实施例中，第一LED芯片单元和第二LED芯片单元的蓝光峰值波长范围优选为无重叠，从而保证出光效果。但在能解决本实施例所要解决的上述技术问题的基础上，也可根据需求调整为第一LED芯片单元和第二LED芯片单元的蓝光峰值波长范围部分重叠，这种设置方式也在本实施例的保护范围内。且应当理解的是，本实施例中第一LED芯片单元和第二LED芯片单元各自包括的LED芯片的数量相同，也可不同。
应当理解的是，上述各本实施例中的青粉可采用但不限于氮氧化物BaSi2O2N2:Eu2+；绿粉可采用但不限于铝酸盐Lu3Al5O12:Ce3+；黄粉可采用但不限于硅酸盐Ba2SiO4:Eu2+或SiAlON:Eu2+等；以及红粉可采用但不限于氮化物Sr,CaAlSiN3:Eu2+；本实施例对青粉、绿粉、黄粉和红粉的具体材质不做限制。
本实施例还提供了一种照明设备，该照明设备为可但不限于各种灯具，其包括照明设备主体(例如灯座)，以及设于照明设备主体上的至少一颗上述各实施例中所示的贴片式LED灯珠和/或COB LED器件。该照明设备可用于但不限于家用照明、医用照明、教育照明、植物照明、装饰照明领域、交通照明领域等。当然，该贴片式LED灯珠和/或COB LED器件还可作为手机、计算器、键盘等具有按键设备的按键背光或照明光源；或制作成摄像头的闪光灯或补光灯等。上述应用仅仅是本实施例所示例的几种应用，并不限于上述示例的几种领域，在此不再一一赘述。
本实施例还提供了一种显示设备，其包括多颗上述各实施例中所示的贴片式LED灯珠和/或COB LED器件，其可应用于背光显示屏作为背光光源，也可应用于直显显示屏作为直显光源。
应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种贴片式LED灯珠，其特征在于，包括围坝，至少一个发光单元、以及混合有荧光粉的封装胶；所述围坝设有容纳腔，所述发光单元设于所述容纳腔底部，所述封装胶的至少一部分填充于所述容纳腔内将所述发光单元覆盖；
所述发光单元的蓝光峰值波长为432nm～463nm，所述发光单元由蓝光峰值波长不同的第一LED芯片单元和第二LED芯片单元组成，所述第一LED芯片单元与所述第二LED芯片单元串联或并联，所述第二LED芯片单元中的第二LED芯片的辐射功率小于等于所述第一LED芯片单元中的第一LED芯片的辐射功率。
2.如权利要求1所述的贴片式LED灯珠，其特征在于，所述第一LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为432nm～442nm的第一LED芯片，所述第二LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为453nm～463nm的第二LED芯片。
3.如权利要求2所述的贴片式LED灯珠，其特征在于，所述第一LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为432nm～437nm的第一LED芯片组成，所述第二LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为458nm～463nm的所述第二LED芯片组成。
4.如权利要求1-3任一项所述的贴片式LED灯珠，其特征在于，所述第一LED芯片的半波宽范围为15nm～25nm，所述第二LED芯片的半波宽范围为10nm～20nm。
5.如权利要求4所述的贴片式LED灯珠，其特征在于，所述贴片式LED灯珠包括至少两个所述发光单元；
所述围坝还包括设于所述容纳腔底部，将各所述发光单元隔离的反射挡墙。
6.一种COB LED器件，其特征在于，包括基板，至少一个发光单元、以及混合有荧光粉的封装胶；所述发光单元设于所述基板的一面上，所述封装胶设于所述基板上将所述发光单元覆盖；
所述发光单元的蓝光峰值波长为432nm～463nm，所述发光单元由蓝光峰值波长不同的第一LED芯片单元和第二LED芯片单元组成，所述第一LED芯片单元与所述第二LED芯片单元串联或并联，所述第二LED芯片单元中的第二LED芯片的辐射功率小于等于所述第一LED芯片单元中的第一LED芯片的辐射功率。
7.如权利要求6所述的COB LED器件，其特征在于，所述第一LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为432nm～442nm的第一LED芯片，所述第二LED芯片单元包括至少一颗蓝光峰值波长为453nm～463nm的第二LED芯片。
8.如权利要求6所述的COB LED器件，其特征在于，所述第一LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为432nm～437nm的第一LED芯片组成，所述第二LED芯片单元由一颗蓝光峰值波长为458nm～463nm的所述第二LED芯片组成。
9.如权利要求6-8任一项所述的COB LED器件，其特征在于，所述第一LED芯片的半波宽范围为15nm～25nm，所述第二LED芯片的半波宽范围为10nm～20nm。
10.如权利要求9所述的COB LED器件，其特征在于，所述COB LED器件包括至少两个所述发光单元；
所述COB LED器件还包括设于所述基板上，将各所述发光单元隔离的反射挡墙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |