CN101915369A - Led白光光源模块 - Google Patents

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徐光明
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Abstract

本发明公开了一种LED白光光源模块，包括一基板，基板上设有数个白光LED灯珠和数个红光LED灯珠，白光LED灯珠与红光LED灯珠的个数比为2∶1，白光LED灯珠内设有蓝光LED芯片，蓝光LED芯片上涂布有黄、绿色荧光粉混合胶体，红光LED灯珠内设有红光LED芯片。该LED白光光源模块利用蓝光LED芯片发出的蓝光激发黄绿色荧光粉产生黄绿光，该黄绿光再与蓝光LED芯片激发荧光粉后剩余的蓝光、红光LED芯片发出的红光混合而获得高光效底色温高显色性的白光光源。该LED白光光源模块只需使用两种不同的LED灯珠混光即可得到高质量的白光光源，结构简单，制造方便，特别是产品量产时的一致性较为容易控制。

Description

LED白光光源模块
技术领域
本发明涉及一种LED白光光源模块，特别涉及一种高光效低色温高显色性的LED白光光源模块。
背景技术
自从蓝光LED芯片出现以后，LED灯得到了迅速发展。由于LED具有发光效率高、节能效果好、无污染、寿命长等特点，被誉为替代荧光灯和白炽灯的***照明光源。
实现白光LED有以下三种方法：
1、蓝光LED加YAG荧光粉，由蓝光LED激发涂布在其上方的黄色YAG荧光粉，荧光粉被激发后产生的黄光与剩余的蓝光互补而产生白光；
2、紫外光或紫光(300～400nm)LED加RGB荧光粉，其原理与日光灯的发光原理类似；
3、利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合生成白光。
由于LED光源需要对光通量、光效、色温以及显色指数进行评价，其中显色指数是反映光源质量好坏的重要特性，其值是由光源的光谱能量分布所决定的。利用“蓝光LED+YAG荧光粉”方法获得白光，制作工艺相对简单，成本也较低。但是，采用这种方法获得的白光光谱中缺少红光和绿光部分的辐射，这样就会限制光源的发光质量，导致光源的显色指数偏低，从而限制了白光LED在某些需要更高显色指数的场合的应用，为此在这些场合必须想办法提高白光LED的显色指数。
目前，提高白光LED显色指数的一个有效方法是增加其光谱中缺少的颜色辐射，尤其增加红色波段的辐射，其效果最为明显。这在实际操作中有两个途径实现：第一，在YAG荧光粉中添加红色荧光粉组分(如专利CN 1677695A、CN 101414604A和CN 101195742A)或采用YAG荧光粉层与红色荧光粉层相结合的多层荧光粉方式(如专利CN 1953216A)；第二，在同一LED内封装了白光LED芯片和红光LED芯片(如专利CN 1937222A)，利用红光LED芯片发出的红光来弥补白光缺少红光辐射的局限。对于前种方法，红色荧光粉发光效率偏低，引起总体光通量的下降，另外，批量产品的一致性有待提高。对于后一种方法，由于目前蓝光LED芯片采用GaN系材料，而红光LED芯片采用AlGaInP系材料，不同材料造成衰减系数不一致，峰值波长也会漂移，长时间使用后高显色性难以保持，色温也难于稳定。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种高光效低色温高显色性的LED白光光源模块。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种LED白光光源模块，包括一基板，所述基板上设有数个白光LED灯珠和数个红光LED灯珠，所述白光LED灯珠与所述红光LED灯珠的个数比为2∶1，所述白光LED灯珠内设有蓝光LED芯片，所述蓝光LED芯片上涂布有黄、绿色荧光粉混合胶体，所述红光LED灯珠内设有红光LED芯片。
优选的，所述蓝光LED芯片的峰值波长为440～480nm，所述红光LED芯片的峰值波长为600～670nm，所述黄色荧光粉的激发波长为540～560nm，所述绿色荧光粉的激发波长为510nm～540nm。
优选的，所述蓝光LED芯片的峰值波长为450～470nm，所述红光LED芯片的峰值波长为620～650nm。
优选的，所述黄、绿色荧光粉混合胶体中黄色荧光粉与绿色荧光粉的重量比在5∶1～3∶1的范围之内。
优选的，所述黄、绿色荧光粉混合胶体中黄色荧光粉与绿色荧光粉的重量比为4∶1。
优选的，所述白光LED灯珠、红光LED灯珠采用铜基支架或陶瓷支架封装，所述基板为铝基板。
优选的，所述数个白光LED灯珠和数个红光LED灯珠均匀、对称的分布在所述基板上。
优选的，所述数个白光LED灯珠布置在所述数个红光LED灯珠周围。
优选的，所述白光LED灯珠、红光LED灯珠的功率为0.5W、1W、3W或5W。
优选的，该LED白光光源模块上安装有雾面玻璃或PC扩散板。
上述技术方案具有如下有益效果：该LED白光光源模块利用蓝光LED芯片发出的蓝光激发黄绿色荧光粉产生黄绿光，该黄绿光再与蓝光LED芯片激发荧光粉后剩余的蓝光、红光LED芯片发出的红光混合而获得高光效底色温高显色性的白光光源。该LED白光光源模块只需使用两种不同的LED灯珠混光即可得到高质量的白光光源，结构简单，制造方便，特别是产品量产时的一致性较为容易控制。
附图说明
图1、2是本发明实施例1中LED灯珠的两种排布方式。
图3是本发明LED白光光源模块测试的相对光谱图。
图4、5、6是本发明实施例2中LED灯珠的三种排布方式。
图7、8、9是本发明实施例3中LED灯珠的三种排布方式。
其中
Figure BSA00000198081100031
表示白光LED灯珠，
Figure BSA00000198081100032
表示红光LED灯珠，外圈表示基板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。
实施例1
如图1、2所示，该LED白光光源模块的基板上设有4个白光LED灯珠和2个红光LED灯珠，白光LED灯珠与红光LED灯珠的个数比为2∶1，白光LED灯珠内设有蓝光LED芯片，红光LED灯珠内设有红光LED芯片。蓝光LED芯片上涂布有黄、绿色荧光粉混合胶体，黄、绿色荧光粉混合胶体中黄色荧光粉与绿色荧光粉的重量比在5∶1～3∶1的范围之内，优选的，黄色荧光粉与绿色荧光粉的重量比为4∶1。蓝光LED芯片的峰值波长为440～480nm，红光LED芯片的峰值波长为600～670nm，黄色荧光粉的激发波长为540～560nm，绿色荧光粉的激发波长为510nm～540nm。其中蓝光LED芯片的峰值波长最好在450～470nm范围之内，红光LED芯片的峰值波长最好在620～650nm范围之内。该白光LED灯珠、红光LED灯珠均采用铜基支架或陶瓷支架封装，基板采用铝基板，采用这种封装方法工艺成熟，生产成本较低。
白光LED灯珠和红光LED灯珠应均匀、对称的分布在基板上，最好白光LED灯珠布置在所述数个红光LED灯珠周围，这样可使得到的白光的光效更高、显色性更好。白光LED灯珠和红光LED灯珠的分布方法可以如图1所示，2个红光LED灯珠放置在铝基板的中部位置，而4个白光LED灯珠均匀放置在2个红光LED灯珠***；也可如图2所示，4个白光LED灯珠放置在铝基板的中部位置，而2个红光LED灯珠放置在两侧。白光LED灯珠、红光LED灯珠的功率一般为0.5W、1W、3W或5W。白光LED灯珠、红光LED灯珠均采用相同电流驱动，这样可方便驱动电路的制作，电路连接可选择6串或3串2并的方式，实现非常的方便。
该LED白光光源模块利用蓝光LED芯片发出的蓝光激发黄绿色荧光粉产生黄绿光，该黄绿光再与蓝光LED芯片激发荧光粉后剩余的蓝光、红光LED芯片发出的红光混合而获得高光效底色温高显色性的白光光源。该LED白光光源模块的相对光谱图如图3所示，测试的光通量、显色性、色温等数据分别如下表所示：
 色温(K)   色坐标x/y   显色指数(Ra)   光通量(lm)   光效(lm/W)
 3072   0.4324/0.4034   89   504   91.6
由上表数据可见该LED白光光源模块光效高、显色性好，非常适合于普通照明光源。该LED白光光源模块在显色性、寿命以及环保等方面优于普通白炽灯和三基色荧光灯，对今后的普通照明的发展意义重大。该LED白光光源模块只需使用两种不同的LED灯珠混光即可得到高质量的白光光源，结构简单，特别是产品量产时的一致性较为容易控制，制造方便，适合批量生产。
实施例2：
本实施例是由6个白光LED灯珠和3个红光LED灯珠安装在铝基板上组成的，可选择如图4、5、6三种排布方式。在图4中3个红光LED灯珠放置在铝基板的中部位置，而6个白光LED灯珠放置在3个红光LED灯珠***；在图5中3个白光LED灯珠放置在铝基板的中部位置，而3个红光LED灯珠和另外的3个白光LED灯珠放置在其***；在图5中3个白光LED灯珠也放置在铝基板的中部位置，而3个红光LED灯珠和另外的3个白光LED灯珠放置在其***，但与图5不同之处是最***放置的是3个红光LED灯珠。电路连接方面可选择9串或3串3并的方式。
实施例3：
本实施例是由8个白光LED灯珠和4个红光LED灯珠安装在铝基板上组成的，可选择如图7、8、9三种排布方式。在图7中4个红光LED灯珠放置在铝基板的中部位置，而8个白光LED灯珠放置在4个红光LED灯珠***；在图8中4个白光LED灯珠放置在铝基板的中部位置，而4个红光LED灯珠和另外的4个白光LED灯珠放置在其***；在图9中4个白光LED灯珠也放置在铝基板的中部位置，而4个红光LED灯珠和另外的4个白光LED灯珠放置在其***，但与图8不同之处是最***放置的是4个红光LED灯珠。电路连接方面可选择12串、6串2并或3串4并的方式。
采用上述实施例制得的LED白光光源模块可用于制作各种不同的照明灯具，如低色温的筒灯、低色温的吸顶灯、低色温的照明灯泡和低色温的路灯等。在制作照明灯具时，为了消除因不同LED灯珠发不同颜色光带来的视觉差异和眩光，可以在LED白光光源模块上安装雾面玻璃或PC扩散板，以使其达到均匀混光的效果，进而使照明灯具具有更好的光效性和显色性。
以上对本发明实施例所提供的LED白光光源模块进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED白光光源模块，包括一基板，其特征在于：所述基板上设有数个白光LED灯珠和数个红光LED灯珠，所述白光LED灯珠与所述红光LED灯珠的个数比为2∶1，所述白光LED灯珠内设有蓝光LED芯片，所述蓝光LED芯片上涂布有黄、绿色荧光粉混合胶体，所述红光LED灯珠内设有红光LED芯片。
2.根据权利要求1所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述蓝光LED芯片的峰值波长为440～480nm，所述红光LED芯片的峰值波长为600～670nm，所述黄色荧光粉的激发波长为540～560nm，所述绿色荧光粉的激发波长为510nm～540nm。
3.根据权利要求2所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述蓝光LED芯片的峰值波长为450～470nm，所述红光LED芯片的峰值波长为620～650nm。
4.根据权利要求1所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述黄、绿色荧光粉混合胶体中黄色荧光粉与绿色荧光粉的重量比在5∶1～3∶1的范围之内。
5.根据权利要求4所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述黄、绿色荧光粉混合胶体中黄色荧光粉与绿色荧光粉的重量比为4∶1。
6.根据权利要求1所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述白光LED灯珠、红光LED灯珠采用铜基支架或陶瓷支架封装，所述基板为铝基板。
7.根据权利要求1所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述数个白光LED灯珠和数个红光LED灯珠均匀、对称的分布在所述基板上。
8.根据权利要求7所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述数个白光LED灯珠布置在所述数个红光LED灯珠周围。
9.根据权利要求1所述的LED白光光源模块，其特征在于：所述白光LED灯珠、红光LED灯珠的功率为0.5W、1W、3W或5W。
10.根据权利要求1所述的LED白光光源模块，其特征在于：该LED白光光源模块上安装有雾面玻璃或PC扩散板。
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