CN221279249U - 光源组件及发光设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种光源组件及发光设备，其中，光源组件，包括：光源结构，光源结构具有出光侧，光源结构包括波长在400nm至470nm之间的光源；荧光层，荧光层设置在光源结构的出光侧，荧光层包括发光峰值波长在600nm至660nm的红色荧光粉。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的以改善传统的光源节律效果不佳，无法有效促进褪黑素的形成的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及光源的技术领域，具体而言，涉及一种光源组件及发光设备。
背景技术
随着LED(Light Emitting Diode，发光二极管)技术的不断进步和广泛应用，照明行业经历了革命性的变化。传统的照明源，如白炽灯泡和荧光灯管，逐渐被LED光源所取代。这一变革主要得益于LED器件的不断成熟和价格的逐渐下降，使得LED光源价格竞争力更强，并且具备更长的寿命、更低的能耗和更高的光效。
然而，随着LED光源的广泛应用，人们开始逐渐关注照明质量和光环境对人体健康和生活质量的影响。传统的光源虽然能够提供基本的照明功能，但其光谱特性往往无法满足人体的生物节律和视觉需求。这促使LED产业不仅关注光效和性价比，还关注照明效果和光品质的提升。
LED产业逐渐迈向以人为本的照明时代，注重人因节律照明。人因节律照明是一种根据人体生物钟和生理需求调整光照的照明方式。它考虑到不同时间段人体对光的需求不同，因此能够有效促进褪黑素的形成，可以做到让人更加放松愉悦。改善生活环境，减轻睡眠问题和抑郁症等与光环境相关的健康问题。
然而，要实现人因节律照明，需要更加智能和精确的LED光源，能够根据不同时间段的需求提供合适的光谱和亮度。传统的LED光源在某种程度上满足了人因节律照明的需求，但其节律效果仍有待提高，无法有效促进褪黑素的形成。
实用新型内容
本申请提供了一种光源组件及发光设备，以解决现有技术中的以改善传统的光源节律效果不佳，无法有效促进褪黑素的形成的技术问题。
根据本申请提供的一种光源组件，包括：光源结构，光源结构具有出光侧，光源结构包括波长在400nm至470nm之间的光源；荧光层，荧光层设置在光源结构的出光侧，荧光层包括发光峰值波长在600nm至660nm的红色荧光粉。
进一步地，光源为LED光源。
进一步地，LED光源包括基板和芯片，芯片设置在基板上，荧光层设置在芯片的出光侧。
进一步地，芯片包括发射波长在430nm至470nm之间的蓝光芯片，和/或发射波长在400nm至430nm之间的紫光芯片。
进一步地，LED光源还包括封装层，封装层设置在基板上，并位于芯片的周向外侧，荧光层位于封装层形成的凹槽内；或者荧光层和芯片的出光侧之间还设置有透光层。
进一步地，封装层的高度高于芯片的高度，荧光层的内侧面与芯片相接触，荧光层的外侧面与封装层的外侧面齐平。
进一步地，封装层的内边缘倾斜设置，芯片的出射光的角度为90°。
进一步地，红色荧光粉为单一的红色荧光粉，或者多种混合物的荧光粉。
进一步地，红色荧光粉为多种混合物的荧光粉时，荧光粉包括质量百分比的70－90％硅胶和15－30％红色荧光粉。
根据本申请的另一方面，还提供了一种发光设备，发光设备包括发光设备主体和设置在发光设备主体上的光源组件，光源组件为上述的光源组件。
应用本申请的技术方案，红色荧光粉的发光峰值波长为600－660nm。光源结构包括波长在400nm至470nm之间的光源，使光源的颜色呈现自然、均匀的混合光，视觉上更舒适和真实。使光源适用于各种应用，如夜间照明和需要模拟夜间环境的场所。通过选择400－470nm的蓝光芯片或者紫光芯片还可以使人体非视觉效应曲线光谱极限降低，从而在夜间保持促进褪黑素的高水平。这样的光谱可以调整人体生物钟的节律，将其校准到与地球自转周期同步，有助于维持生理功能的规律运转。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的以改善传统的光源节律效果不佳，无法有效促进褪黑素的形成的技术问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例一的光源组件的截面结构示意图；
图2示出了图1的光源组件的单个光源结构的示意图；
图3示出了图1的光源组件的多个光源结构的示意图；
图4示出了本申请实施例二的光源组件的截面结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、光源结构；11、基板；12、芯片；13、封装层；20、荧光层；30、透光层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1至图3所示，实施例一的光源组件，包括：光源结构10和荧光层20。光源结构10具有出光侧，光源结构10包括波长在400nm至470nm之间的光源。荧光层20设置在光源结构10的出光侧，荧光层20包括发光峰值波长在600nm至660nm的红色荧光粉。
应用实施例一的技术方案，红色荧光粉的发光峰值波长为600－660nm。光源结构10包括波长在400nm至470nm之间的光源，使LED光源的颜色呈现自然、均匀的混合光，视觉上更舒适和真实。使LED光源适用于各种应用，如夜间照明和需要模拟夜间环境的场所。通过选择400－470nm的蓝光芯片或者紫光芯片还可以使人体非视觉效应曲线光谱极限降低，从而在夜间保持促进褪黑素的高水平。而且LED发光的光谱中去除了人体非视觉效应曲线光谱，从而在夜间保持促进褪黑素的高水平。这样的光谱可以调整人体生物钟的节律，将其校准到与地球自转周期同步，有助于维持生理功能的规律运转。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的以改善传统的LED光源节律效果不佳，无法有效促进褪黑素的形成的技术问题。需要说明的是，光源结构10发出的光的波长可以为400nm，410nm，420nm，430nm，440nm，450nm，460nm和470nm，根据芯片的型号进行选择即可。荧光层20的发光峰值波长可以为600nm，610nm，620nm，630nm，640nm，650nm和660nm。
在实施例一的技术方案中，光源为LED光源。这样的光源容易设置需要的波长，操作方便。
在实施例一的技术方案中，LED光源包括基板11和芯片12，芯片12设置在基板11上，荧光层20设置在芯片12的出光侧。上述结构紧凑。
在实施例一的技术方案中，芯片12包括发射波长在430nm至470nm之间的蓝光芯片，和/或发射波长在400nm至430nm之间的紫光芯片。上述波长的芯片能够更好的满足非视觉效应曲线光谱的要求。
在实施例一的技术方案中，LED光源还包括封装层13，封装层13设置在基板11上，并位于芯片12的周向外侧，荧光层20位于封装层13形成的凹槽内。上述结构设置紧凑。
在实施例一的技术方案中，封装层13的高度高于芯片12的高度，荧光层20的内侧面与芯片12相接触，荧光层20的外侧面与封装层13的外侧面齐平。这样结构的封装层13容易对芯片12形成保护，荧光层20的外侧面与封装层13的外侧面齐平，一方面起到保护的作用，另一方面使得外观美观，容易设置其它零部件。需要说明的是，荧光层20的外侧面高于封装层13的外侧面，或者荧光层20的外侧面低于封装层13的外侧面均是可以的。
在实施例一的技术方案中，封装层13的内边缘倾斜设置，芯片12的出射光的角度为90°。上述角度的设置，既能够保证光源组件具有较好的照射范围，又保证了光线的强度。
在实施例一的技术方案中，红色荧光粉为单一的红色荧光粉，或者多种混合物的荧光粉。
在实施例一的技术方案中，红色荧光粉为多种混合物的荧光粉时，荧光粉包括质量百分比的70－90％硅胶和15－30％红色荧光粉。
褪黑素是一种人体内的荷尔蒙，也被称为“睡眠激素”，它对我们的生物钟和睡眠周期起着重要作用。褪黑素的分泌受到光的影响，尤其是特定波长的光。在自然界中，白天的光线，尤其是在蓝天的时候，包含大量的蓝光波段(440－490nm)，这个波段的光谱在人体内部的视杆细胞中有着特殊的光感受器。当这些视杆细胞受到蓝光的刺激时，它们向脑下丘发送信号，抑制了褪黑素的分泌。这就是为什么在白天，褪黑素的水平通常会相对较低，使我们保持清醒和警觉。然而，在夜晚或低光条件下，没有足够的蓝光刺激视杆细胞，褪黑素的分泌开始增加，这是我们进入睡眠状态的信号。因此，本申请选择波长在400－430nm的紫光或者430－470nm的蓝光LED芯片和单一或多种红色荧光粉的协同作用，减少了在480nm附近的光谱覆盖范围，有效降低了470－490nm之间的光谱高度，解决了该类LED光源降低M/P值的问题，能够促进褪黑素的形成，可以做到让人更加放松愉悦。
人因照明中的节律照明细分领域逐渐被人们所知悉掌握，相关标准陆续出台。2018年国际照明委员会发布了标准CIE S 026/E：2018标准《光敏视网膜神经节细胞受光响应的光辐射计量系统》。次年美国DLC(Design Lights Consort)标准提出，计划对光质量和光谱质量部分的照明要求，需支持警醒、睡眠和健康的生理调节功能，并在灯具报告中报告节律照明关注的黑视素通量(Melanopic Flux)、M/P比率(M/P Ratio)、黑视素等效日光效率(MDER)，以及380－780nm范围内以1nm为间隔的光谱能量分布。美国Well标准(V2版)的建筑标准，已经将部分节律照明参数纳入其中。
国际照明委员会(CIE)2020年4月2日推出了一款工具箱，用于支持国际标准《CIES026：2018System for Metrology of Optica lRadiation for ipRGC－InfluencedResponses to Light光敏视网膜神经节细胞受光响应的光辐射计量系统》的实施。2019年在关于这个计量系统的研讨会上，与参会者分享了工具箱的测试版。经进一步测试后，现在推出该工具箱来支持标准的实施。
非视觉效应的计算公式如下：
M/P值计算公式：蓝光能量占比为光谱中415nm～460nm能量总和占380nm～780nm能量总和的占比。各符号表示的意义，其中，Smel(λ)为黑视素敏感曲线，计算公式：在相同的光通量下，M/P比值越高，越能抑制褪黑素的形成，M/P比值越低，越能促进褪黑素的形成。
LED芯片的出光面覆盖有一层荧光层；荧光层包括以下质量百分比组分：70－90％硅胶、15－30％红色荧光粉；LED芯片包括并排设置的发射波长在400－430nm的紫光或者430－470nm的蓝光LED芯片，LED芯片产生的蓝光(400－430nm和430－470nm)在覆盖荧光层时，可以激发荧光层中的不同波长的荧光粉，获得较高的激发效率。本申请中荧光粉包括红色荧光粉。当蓝光LED发光后会激发红色荧光粉重新辐射出相应波长的光，就可以形成一个宽谱的光源。而且，通过选择400－470nm的蓝光芯片或者紫光芯片还可以使人体非视觉效应曲线光谱极限降低，从而在夜间保持促进褪黑素的高水平。本申请中荧光粉包括波长为600－660nm的单一或者混合红色荧光粉。当蓝光芯片发光，并激发红色荧光粉发光形成混合的低色温光源。而且LED发光的光谱中去除了人体非视觉效应曲线光谱，从而在夜间保持促进褪黑素的高水平。这样的光谱可以调整人体生物钟的节律，将其校准到与地球自转周期同步，有助于维持生理功能的规律运转。LED光源在不同色温下的MP值平均小于0.1。
本申请实施例中，红色荧光粉包括但不限于(Sr，Ca)AlSiN3：Eu，上述红色荧光粉中掺杂了Europium(Eu)等元素，这些元素能够高效地吸收蓝光激发并产生红光发射。这意味着LED光源能够以相对较低的能量投入产生鲜艳的红光，有助于提高光源的色彩饱和度和亮度。使其更适用于夜间应用。
在本申请的实施例中，根据产品的类型，芯片的数量为一个或多个，对此本申请不作限定，可以调整LED光源的数量来调整总体光源的亮度。这使得LED光源能够更好地匹配特定的照明需求，例如人因节律照明。
本申请实施例还提供了一种人因节律照明用LED光源的制备方法，包括：
(1)准备荧光粉混合物
将单一或者多款红色荧光粉按照预定比例混合，得到混合荧光粉。
(2)制备荧光胶；
将步骤(1)中的混合荧光粉与硅胶混合，并进行充分的搅拌，使两者混合均匀。随后，将混合物置于真空条件下，进行真空脱泡，最终得到荧光胶。真空脱泡是通过减压来去除混合物中的气泡，使最终的荧光胶中没有气泡存在，从而提高荧光效率。
(3)涂覆荧光胶
取峰值波长为400－430nm的紫光或430－470nm的蓝光LED芯片，将步骤(2)中制备的荧光胶均匀地涂覆在这些LED芯片的出光面上，使荧光粉混合物被均匀涂敷至芯片表面。
(4)形成LED光源
将荧光胶涂敷至支架平杯，最终形成LED光源。通常通过点胶或其他精确的涂覆技术来完成这一步骤，以使涂层更加均匀。
如图4所示，实施例二的技术方案与实施例一的区别在于，荧光层20和芯片12的出光侧之间还设置有透光层30。需要说明的是，透光层30只要能够透光即可，可以为玻璃材质、塑料材质或者硅胶等材质制成。透光层30可以起到保护芯片的作用，即透光层30可以设置在LED的表面(透光层30与LED相接触)，也可以为透光层30与LED具有一定的距离(透光层30与LED不接触)，透光层可以设置在LED表面或者上方，例如光灯的外壳上涂覆荧光层20。
本申请还提供了一种发光设备。发光设备包括发光设备主体和设置在发光设备主体上的光源组件，光源组件为上述的光源组件。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光源组件，其特征在于，包括：
光源结构(10)，所述光源结构(10)具有出光侧，所述光源结构(10)包括波长在400nm至470nm之间的光源；
荧光层(20)，所述荧光层(20)设置在所述光源结构(10)的出光侧，所述荧光层(20)包括发光峰值波长在600nm至660nm的红色荧光粉。
2.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述光源为LED光源。
3.根据权利要求2所述的光源组件，其特征在于，所述LED光源包括基板(11)和芯片(12)，所述芯片(12)设置在所述基板(11)上，所述荧光层(20)设置在所述芯片(12)的出光侧。
4.根据权利要求3所述的光源组件，其特征在于，所述芯片(12)包括发射波长在430nm至470nm之间的蓝光芯片，和/或发射波长在400nm至430nm之间的紫光芯片。
5.根据权利要求3所述的光源组件，其特征在于，所述LED光源还包括封装层(13)，所述封装层(13)设置在所述基板(11)上，并位于所述芯片(12)的周向外侧，所述荧光层(20)位于封装层(13)形成的凹槽内；或者荧光层(20)和所述芯片(12)的出光侧之间还设置有透光层。
6.根据权利要求5所述的光源组件，其特征在于，所述封装层(13)的高度高于所述芯片(12)的高度，所述荧光层(20)的内侧面与所述芯片(12)相接触，所述荧光层(20)的外侧面与所述封装层(13)的外侧面齐平。
7.根据权利要求5所述的光源组件，其特征在于，所述封装层(13)的内边缘倾斜设置，所述芯片(12)的出射光的角度为90°。
8.一种发光设备，其特征在于，所述发光设备包括发光设备主体和设置在所述发光设备主体上的光源组件，所述光源组件为权利要求1至7中任一项所述的光源组件。
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2023
- 2023-10-27 CN CN202322906931.5U patent/CN221279249U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant |