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(dǎo)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(duì)物體的顯色能力稱為顯色性，顯色性采用顯色指數(shù)(CRI)來(lái)表征。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“光源顯色性評(píng)價(jià)方法GB/T5702-2003”以及CIE等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了光源顯色指數(shù)類似的評(píng)價(jià)方法，為了檢驗(yàn)物體在待測(cè)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(píng)價(jià)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(lái)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(dāng)光源光譜中很少或缺乏被照物體的某些顏色光譜時(shí)，被照物體反射光顏色會(huì)產(chǎn)生明顯的色移，色差程度也越大，光源對(duì)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(chǎng)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(wú)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(guó)能源之星標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，嚴(yán)重制約了 LED的市場(chǎng)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(duì)象的白光LED光源才是最好的光源?，F(xiàn)有的高顯色指數(shù)(Ra ^ 85) LED燈具，一類是通過(guò)LED熒光粉改進(jìn)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(dòng)控制的紅、綠、藍(lán)三色LED，配合發(fā)出高顯指白光。由于紅綠藍(lán)三色需要分路驅(qū)動(dòng)控制，使燈具驅(qū)動(dòng)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(shí)滿足高顯色指數(shù)和高光效的要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低廉。實(shí)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(gè)藍(lán)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(lán)光LED芯片串聯(lián)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述藍(lán)光、紅光、綠光LED芯片的個(gè)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(lán)光、紅光、綠光LED芯片的個(gè)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(lán)光、紅光、綠光LED芯片的個(gè)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(diǎn)I、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不增加驅(qū)動(dòng)線路，兼容現(xiàn)有流行驅(qū)動(dòng)方式。2、、制作方便、造價(jià)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(lán)光LED芯片中，巧妙串入紅光LED芯片進(jìn)行主要補(bǔ)償，輔以綠光LED芯片補(bǔ)償，提高白光集成及COB封裝LED光源顯色指數(shù)。3、同時(shí)具有高顯色指數(shù)和高光效；用于補(bǔ)償?shù)募t光和綠光LED芯片，選用與藍(lán)光LED芯片相當(dāng)功率、相近驅(qū)動(dòng)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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)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(shí)施例I采用紅光LED補(bǔ)償后的60W LED集成光源模塊示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例I采用紅光LED補(bǔ)償后的60W LED集成光源光譜圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的紅光和綠光LED補(bǔ)償?shù)?0W陶瓷COB光源模塊正面示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的紅光和綠光LED補(bǔ)償?shù)?0W陶瓷COB光源模塊背面示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例3同時(shí)包括紅光和綠光LED補(bǔ)償?shù)腎Ow鋁基板COB光源模塊
示意圖。圖中，無(wú)標(biāo)識(shí)的為藍(lán)光LED芯片，內(nèi)帶圓圈標(biāo)識(shí)的為紅光LED芯片，內(nèi)帶方框標(biāo)識(shí)為綠光LED芯片。
具體實(shí)施例方式一種高顯指LED集成光源，包括串聯(lián)的多個(gè)藍(lán)光LED芯片(無(wú)標(biāo)識(shí))，還包括紅光LED芯片(圓圈標(biāo)識(shí))和/或綠光LED芯片(方框標(biāo)識(shí))，所述紅光LED芯片(圓圈標(biāo)識(shí))和/或綠光LED芯片(方框標(biāo)識(shí))與所述藍(lán)光LED芯片(無(wú)標(biāo)識(shí))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(zhǎng)400nm-700nm之間輻射能量幾乎連續(xù)均勻分布，因此無(wú)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(qiáng)度來(lái)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(qiáng)度很弱，在490nm附近的藍(lán)綠光區(qū)域也相對(duì)較弱，當(dāng)這種光照射到紅顏色物體上時(shí)，只會(huì)顯示暗紅色，不能如實(shí)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(duì)可知，只有設(shè)法補(bǔ)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(duì)于LED光源，只能從其它顏色LED (不同分布光譜LED)考慮補(bǔ)償，這樣制作工藝及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)才容易兼容，可操作性強(qiáng)。商用藍(lán)色、綠色、黃色、紅色等彩色LED發(fā)光光譜，主波長(zhǎng)分別是465nm-485nm的藍(lán)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(qiáng)度很弱，需要補(bǔ)償紅色光譜，在490nm附近的藍(lán)綠光區(qū)域也相對(duì)較弱，但光譜段較短，這對(duì)顯色性影響有限，且綠光LED光譜主波長(zhǎng)為535nm，在535nm時(shí)冷白光LED光譜相對(duì)輻射還比較強(qiáng)，所以整體首先需要考慮對(duì)紅色630nm補(bǔ)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(duì)強(qiáng)度O. 4，那么補(bǔ)償時(shí)，假設(shè)630nm紅光從零補(bǔ)償?shù)絆. 4相對(duì)強(qiáng)度，那么需要紅光LED能量大約為IOnm+(600nm-430nm)=5. 5%，所以在補(bǔ)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(dá)到頻譜補(bǔ)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(lán)光光學(xué)功率分?jǐn)?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(gè)藍(lán)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(lán)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(lán)光、紅光、綠光LED芯片的個(gè)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(lán)光、紅光、綠光LED芯片的個(gè)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(lán)光、紅光、綠光LED芯片的個(gè)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(gè)藍(lán)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(lán)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(shí)滿足高顯色指數(shù)和高光效的要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低廉。
文檔編號(hào)F21V19/00GK102683336SQ20121014054
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)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(rùn)強(qiáng), 邢先鋒 申請(qǐng)人:常熟工大工業(yè)科技有限公司