專利名稱：高顯指led集成光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導體固體照明技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于現(xiàn)有集成封裝(包括COB等其它多芯片集成封裝)工藝及設(shè)備的高顯指LED集成光源。
背景技術(shù)：
光源對物體的顯色能力稱為顯色性，顯色性采用顯色指數(shù)(CRI)來表征。中國國家標準“光源顯色性評價方法GB/T5702-2003”以及CIE等國際標準都規(guī)定了光源顯色指數(shù)類似的評價方法，為了檢驗物體在待測光源下所顯現(xiàn)的顏色與在參照光源下所顯現(xiàn)的顏色相符的程度，采用“一般顯色性指數(shù)Ra”作為定量評價指針，顯色性指數(shù)最高為100。顯色性指數(shù)的高低，表示物體在該光源下“變色”和“失真”的程度。能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù)(CRI)高的光源，其數(shù)值接近100，顯色性最好，這樣的光源具有比較完整、均勻、連續(xù)光譜，當光源光譜中很少或缺乏被照物體的某些顏色光譜時，被照物體反射光顏色會產(chǎn)生明顯的色移，色差程度也越大，光源對該色的顯色性越差，光源的顯色指數(shù)就低。目前，白光大功率LED具有極高的發(fā)光效率，商用IW的LED已做到1301m/W左右的光效，LED集成光源或者COB封裝光源光效也可做到1001m/W及以上，高的光效意味著LED燈更節(jié)能，更有市場前景。但普遍地高光效LED (色溫在4500K以上)，其顯色指數(shù)較低，普遍RaS 70，無法滿足光效室內(nèi)等更廣闊商業(yè)照明領(lǐng)域應(yīng)用。美國能源之星標準明確要求室內(nèi)LED照明產(chǎn)品，顯指必須大于85。低顯色指數(shù)這一缺點，嚴重制約了 LED的市場發(fā)展。高光效和高顯色性是LED光源的關(guān)鍵，LED光源的高光效(彡1001m/ff)和高顯色指數(shù)(Ra ^ 90)且符合照明環(huán)境或照明作業(yè)對象的白光LED光源才是最好的光源。現(xiàn)有的高顯色指數(shù)(Ra ^ 85) LED燈具，一類是通過LED熒光粉改進顯色指數(shù)，但卻使LED光源光效降低，普遍為80 Im /W，另一類是采用三基色原理，每顆LED內(nèi)封裝分路驅(qū)動控制的紅、綠、藍三色LED，配合發(fā)出高顯指白光。由于紅綠藍三色需要分路驅(qū)動控制，使燈具驅(qū)動電路復(fù)雜化，極大增加了燈具成本，制約了這類燈具的普及。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于現(xiàn)有LED集成光源封裝工藝及設(shè)備的高顯指LED集成光源，其能同時滿足高顯色指數(shù)和高光效的要求，而且結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低廉。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種高顯指LED集成光源，包括串聯(lián)的多個藍光LED芯片，還包括紅光和/或綠光LED芯片，所述紅光和/或綠光LED芯片與所述藍光LED芯片串聯(lián)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述藍光、紅光、綠光LED芯片的個數(shù)比例為15 3 :0。作為本發(fā)明的又一優(yōu)選方案，所述藍光、紅光、綠光LED芯片的個數(shù)比例為18 2 O0作為本發(fā)明的再一優(yōu)選方案，所述藍光、紅光、綠光LED芯片的個數(shù)比例為30 4 Io本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點I、結(jié)構(gòu)簡單不增加驅(qū)動線路，兼容現(xiàn)有流行驅(qū)動方式。2、、制作方便、造價低廉，便于推廣利用現(xiàn)有LED集成及COB封裝工藝及設(shè)備，在藍光LED芯片中，巧妙串入紅光LED芯片進行主要補償，輔以綠光LED芯片補償，提高白光集成及COB封裝LED光源顯色指數(shù)。3、同時具有高顯色指數(shù)和高光效；用于補償?shù)募t光和綠光LED芯片，選用與藍光LED芯片相當功率、相近驅(qū)動電流的芯片，這樣LED光源應(yīng)用中，既發(fā)揮LED的高光效，又提高整體顯色指數(shù)，使Ra > 90。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
圖I是白熾燈、熒光燈、日光的光譜比較示意圖。圖2是現(xiàn)有的典型冷白光LED發(fā)光光譜示意圖。圖3是本發(fā)明實施例I采用紅光LED補償后的60W LED集成光源模塊示意圖。圖4是本發(fā)明實施例I采用紅光LED補償后的60W LED集成光源光譜圖。圖5是本發(fā)明實施例2的紅光和綠光LED補償?shù)?0W陶瓷COB光源模塊正面示意圖。圖6是本發(fā)明實施例2的紅光和綠光LED補償?shù)?0W陶瓷COB光源模塊背面示意圖。圖7是本發(fā)明實施例3同時包括紅光和綠光LED補償?shù)腎Ow鋁基板COB光源模塊
示意圖。圖中，無標識的為藍光LED芯片，內(nèi)帶圓圈標識的為紅光LED芯片，內(nèi)帶方框標識為綠光LED芯片。
具體實施例方式一種高顯指LED集成光源，包括串聯(lián)的多個藍光LED芯片(無標識)，還包括紅光LED芯片(圓圈標識)和/或綠光LED芯片(方框標識)，所述紅光LED芯片(圓圈標識)和/或綠光LED芯片(方框標識)與所述藍光LED芯片(無標識)串聯(lián)。圖I為顯色指數(shù)大于85的三種光源光譜圖，其中日光和白熾燈光源顯色指數(shù)接近100。觀察三者光譜，除熒光燈外，在可見光范圍內(nèi)光譜連續(xù)且比較均勻，特別是日光光譜，可見光波長400nm-700nm之間輻射能量幾乎連續(xù)均勻分布，因此無論照射在什么顏色的物體上，物體反射光的光譜都具有足夠的強度來顯色。同圖I中三者光譜相比，圖2現(xiàn)有的典型冷白光LED發(fā)光光譜是不連續(xù)光譜，在630nm-700nm處的紅光區(qū)域強度很弱，在490nm附近的藍綠光區(qū)域也相對較弱，當這種光照射到紅顏色物體上時，只會顯示暗紅色，不能如實反映出物體本身的顏色，顯色性較差，因此其顯色指數(shù)比較低。比對可知，只有設(shè)法補償白光LED光譜中自身所缺失的光譜段，才能使整體光源光譜均勻連續(xù)，提高顯色性。對于LED光源，只能從其它顏色LED (不同分布光譜LED)考慮補償，這樣制作工藝及驅(qū)動設(shè)計才容易兼容，可操作性強。商用藍色、綠色、黃色、紅色等彩色LED發(fā)光光譜，主波長分別是465nm-485nm的藍光LED光譜、520nm_535nm的綠光LED光譜、585nm-595nm的黃色LED光譜，以及610nm_630nm紅光LED光譜。白光LED光譜中在620nm-700nm處的紅光區(qū)域強度很弱，需要補償紅色光譜，在490nm附近的藍綠光區(qū)域也相對較弱，但光譜段較短，這對顯色性影響有限，且綠光LED光譜主波長為535nm，在535nm時冷白光LED光譜相對輻射還比較強，所以整體首先需要考慮對紅色630nm補償。紅光LED光譜能量分布為620nm-630nm集中分布，集中能量的光譜寬度大約IOnm,而白光LED光譜能量分布從430nm_600nm之間比較集中，平均相對強度O. 4，那么補償時，假設(shè)630nm紅光從零補償?shù)絆. 4相對強度，那么需要紅光LED能量大約為IOnm+(600nm-430nm)=5. 5%，所以在補償?shù)臒艟週ED矩陣中，需要占總功率5%左右的紅光LED，才能達到頻譜補償目的，從而提高整體LED矩陣的顯色指數(shù)。附表，三基色白光中，紅綠藍光光學功率分數(shù)
與色溫CCT和顯色指數(shù)Ra關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種高顯指LED集成光源，包括串聯(lián)的多個藍光LED芯片，還包括紅光和/或綠光LED芯片，其特征在于所述紅光和/或綠光LED芯片與所述藍光LED芯片串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高顯指LED集成與COB光源，其特征在于所述藍光、紅光、綠光LED芯片的個數(shù)比例為15 :3 :0。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高顯指LED集成光源，其特征在于所述藍光、紅光、綠光LED芯片的個數(shù)比例為18 2 :0。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高顯指LED集成光源，其特征在于所述藍光、紅光、綠光LED芯片的個數(shù)比例為30 :4 :1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高顯指LED集成光源，包括串聯(lián)的多個藍光LED芯片，還包括紅光和/或綠光LED芯片,所述紅光和/或綠光LED芯片與所述藍光LED芯片串聯(lián)。本集成光源基于現(xiàn)有封裝工藝及設(shè)備，同時滿足高顯色指數(shù)和高光效的要求，而且結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低廉。
文檔編號F21V19/00GK102683336SQ20121014054
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者于忠, 張潤強, 邢先鋒 申請人:常熟工大工業(yè)科技有限公司