一种背光模组的制作方法

文档序号:15997116发布日期:2018-11-20 18:58阅读:153来源:国知局

本发明属于背光技术领域,特别涉及一种背光模组。



背景技术:

随着电子产品的普遍使用,用于电子产品中提供显示功能的显示面板已经受到越来越多的关注和开发。现有的液晶显示装置中,液晶本身不发光,其依靠的是背光模组提供的面光源来显示影像。背光模组中的光源发出的光线经扩散等进入液晶,经过折射进入人眼。

现有的背光模组按照光源入射方式的不同分为侧入式和直下式两种。不论对于哪一种,都采用白光LED光源。但目前的背光模组采用的光源存在相差较大的缺陷。如,显色性较低,产生图像色彩失真,对比度低,蓝光相对光谱的比例较高,伤害眼睛,参见图12。最为重要的一点,蓝光的波长约为450至495nm之间,它会加速视网膜里的黃斑区的感光细胞和视网膜色素上皮细胞的氧化压力而导致损伤,对人眼视力的影响和损伤不可逆,其中,以440nm的蓝光对视网膜损害尤其严重。尤其是对于青少年儿童的视力损害比较明显,会导致儿童色弱,降低儿童的辨色能力,并且导致未成年人近视率的攀升。随着电子产品的普及、功能多样化,其使用者也趋于低龄化,因此,有必要对电子产品的背光模组的白光光源进行进一步优化,以降低其对电子产品使用者,尤其是低龄使用者的视力伤害。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种背光模组,旨在解决现有背光模组对视力伤害严重以及视觉感受不佳的技术问题。

本发明是这样实现的,一种背光模组,包括背板、设于背板内的光源组件,以及导光组件,所述光源组件包括一个或多个LED光源,所述LED光源发出的光提供至导光组件,所述导光组件提供均匀的面光源用于显示;所述LED光源发出近自然光;所述近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60;所述近自然光中青色光的相对光谱功率大于0.30;所述近自然光中蓝色光的相对光谱功率小于0.75;所述近自然光中蓝光色比小于5.7%;所述近自然光中440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65。

所述背板包括底板以及连接于所述底板边缘的多个侧板,所述底板和多个所述侧板围成容纳腔,所述光源组件设于所述容纳腔内。

所述导光组件包括导光板,所述导光板设于所述容纳腔内;所述光源组件对应设于所述导光板的至少一侧,每一所述LED光源朝向所述导光板的侧面,所述导光板的侧面作为入光面。

所述光源组件呈与导光板的侧面对应的条状,包括条状的PCB板和排列于所述PCB板上的一个或多个LED光源。

所述导光组件包括扩散板,所述扩散板承载于所述背板的多个侧板上;所述容纳腔内还设有反射片,所述光源组件设于所述反射片上,每一所述LED光源朝向所述扩散板的底面,所述扩散板的底面作为入光面。

每一所述LED光源包括基底层、设置于所述基底层上的至少一组发光组件,以及与所述发光组件电连接的电路;每组所述发光组件包括白光发光体和红光发光体,所述白光发光体包括蓝光芯片和覆盖所述蓝光芯片的荧光膜,所述红光发光体包括红光芯片;所述白光发光体发射的白光与所述红光发光体发射的红光混合,所述红光用于补偿所述白光相对于自然光谱缺失的红光部分,形成近自然光。

所述白光发光体和红光发光体通过相同的驱动电流统一驱动。

所述近自然光的色温为2700K-3000K时,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.50;

所述近自然光的色温为4000K-4200K时,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.60;

所述近自然光的色温为5500K-6000K时,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65。

所述蓝光芯片的波长范围为457.5-480nm;所述红光芯片的波长范围为640-700nm。

所述近自然光中橙色光的相对光谱功率大于0.55;

所述近自然光中黄色光的相对光谱功率大于0.50;

所述近自然光中绿色光的相对光谱功率大于0.35;

所述近自然光中紫色光的相对光谱功率小于0.10。

本发明提供的背光模组,使用LED光源形成光源组件,LED光源发出近自然光并提供给导光板,该近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60,青色光的相对光谱功率大于0.30,蓝色光的相对光谱功率小于0.75,蓝光色比小于5.7%,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65,与现有人造白光光源相比,降低了蓝光色比和440nm蓝光的相对光谱功率,光谱连续、显指较高,可有效降低对背光模组使用者的视力伤害,防止长期注视电子产品而造成视觉疲劳、色弱、近视等问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的背光模组的结构分解示意图;

图2是本发明第一实施例提供的背光模组的剖面结构示意图;

图3是本发明第二实施例提供的背光模组的结构分解示意图;

图4是本发明第二实施例提供的背光模组的剖面结构示意图;

图5是本发明实施例提供的LED光源的立体结构示意图;

图6是本发明实施例提供的LED光源的俯视图;

图7是本发明实施例提供的LED光源的A-A向剖视图;

图8是本发明实施例提供的LED光源的仰视图;

图9是本发明实施例提供的近自然光的光谱示意图;

图10是图9所示近自然光的光谱测试报告图;

图11是本发明实施例提供的近自然光光源和自然光的光谱对比图;

图12是现有近自然光光源和自然光的光谱对比图;

图13是本发明实施例提供的白光发光体的光谱图;

图14是本发明实施例提供的采用452.5-455nm蓝光芯片的白光光谱图;

图15是现有技术中近自然光光源的一种光谱图。

图中标记的含义为:

背光模组100,背板1,容纳腔10,底板11,侧板12,胶框4,导光组件30,导光板31,扩散板32,光源组件2,LED光源22,PCB板21,反射片6,散热片7,光学膜片组5,扩散片51,棱镜片52;

白光发光体221,红光发光体222,电路板230,第一引脚231,第二引脚232,基底层210,反射杯211,反光面2111。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案,以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图2至图5以及图11,本发明提供一种背光模组100,包括背板1以及设于背板1内的光源组件2和导光组件30,光源组件2包括一个或多个LED光源22,LED光源22发出的光提供至导光组件30,导光组件30提供均匀的面光源用于显示;LED光源22发出近自然光,该近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60,青色光的相对光谱功率大于0.30,蓝色光的相对光谱功率小于0.75;近自然光中蓝光色比小于5.7%。

本发明实施例提供的背光模组100,通过使用能够发出近自然光的LED光源22形成光源组件2,近自然光提供给导光组件30以形成均匀的面光源用于显示,该近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60,青色光的相对光谱功率大于0.30,蓝色光的相对光谱功率小于0.75,且蓝光色比小于5.7%,与现有人造白光光源相比,降低了蓝光色比和440nm蓝光的相对光谱功率,光谱连续、显指较高,可有效降低对背光模组100使用者的视力伤害,防止长期注视电子产品而造成视觉疲劳、色弱、近视等问题。

具体地,请参阅图2和图3,为本发明提供的一种侧入式的背光模组100。背板1是由底板11以及连接于底板11周缘的多个侧板12构成,多个侧板12依次相接,限定出容纳腔10。底板11的材料可以是金属,如铝、不锈钢等,保证一定强度以及良好的散热性能。

侧入式背光模组100中,导光组件30为导光板31,导光板31的材料可以是透光玻璃,也可以是PMMA、PC、PS、PP、PBT、PA等塑料材料,经切割或注塑工艺加工出来。导光板31的厚度在1至10mm之间,通常为1至5mm,根据背光模组100的不同尺寸或规格,导光板31的厚度可以不同。

导光板31的底面(朝向底板11的那一面)上设有多个反射网点(未图示),用于使导光板31内的光线向前方传输和出射。反射网点可以通过激光雕刻形成,也可以通过印刷等方式制作。

导光板31的侧面作为入光面,远离底面的一侧为出光面。光源组件2对应导光板31的侧面设置,呈长条状。具体可包括呈条状的PCB板21和设置于PCB板21上依次间隔排列的一个或多个LED光源22。

光源组件2可以设置于导光板31的一侧,也可以设置于相对的两侧,还可以是四侧均设置。优选方案是,光源组件2设置于导光板31相对的两侧,为双侧入光式结构。

反射片6是设于导光板31的底面与背板1的底板11之间,用于使光线反射后从出光面出射,防止光线从底面射出而损失。反射片6与背板1之间进一步设有散热片7,用于使来自光源组件2的热量传递至背板1。散热片7的材料为金属材料,如铝等。

导光板31的出光面上设有光学膜片组5。在本实施例中,光学膜片组5包括一扩散片51以及设于扩散片51上的棱镜片52。在其他实施例中,还可以是多组扩散片51和棱镜片52的组合。

背光模组100还包括设于光学膜片组5的边缘上方或者是导光板31的边缘上方的用于与背板1卡合的胶框4,胶框4的设置进一步保护了导光板31和光学膜片组5,避免导光板31、光学膜片组5等在边缘处因其他结构与背板1的配合而受力损坏。

请参阅图2和图3,为本发明提供的一种直下式的背光模组100。直下式背光模组100中,导光组件30包括扩散板32,扩散板32靠近底板11的一侧(底面)为入光面,与入光面相对的另一侧为出光面,扩散板32承载于背板1的侧板12上。光源组件2设于背板1的容纳腔10内。容纳腔10内还设有反射片6,光源组件2设置于反射片6上,一个或多个LED光源22朝向扩散板32的底面。近自然光从扩散板32的底面折射进入扩散板32,在扩散板32内向前传输至由出光面出射。光源组件2包括PCB板21和设置于PCB板21上均匀排布的多个LED光源22。对于仅有一个LED光源22的情况下,优选位于PCB板21的中心位置。扩散板32上同样设有光学膜片组5,可以是一扩散片51以及设于扩散片51上的棱镜片52,还可以是多组扩散片51和棱镜片52的组合,扩散片51和棱镜片52交替设置。

接下来将具体描述本发明的LED光源22的结构。

技术术语的解释说明:

1.相对光谱功率:

一种光源所发射的光谱往往不是单一的波长,而是由许多不同波长的混合辐射所组成。光源的光谱辐射按波长顺序和各波长强度分布称为光源的光谱功率分布。

用于表征光谱功率大小的参数分为绝对光谱功率和相对光谱功率。进而绝对光谱功率分布曲线:指以光谱辐射的各种波长光能量绝对值所作的曲线;

相对光谱功率分布曲线:指将光源辐射光谱的各种波长的能量进行相互比较,作归一化处理后使辐射功率仅在规定的范围内变化的光谱功率分布曲线。辐射功率最大的相对光谱功率为1,其他波长的相对光谱功率均小于1。

2.色比:

任何白光均可由红、绿、蓝三原色以相应比例混合得到,为了表示R、G、B三原色各自在白光总量中的相对比例,引入色度坐标r、g、b,其中,r=R/(R+G+B),g=G/(R+G+B),b=B/(R+G+B),r+g+b=1,r、g、b分别为红光色比、绿光色比、蓝光色比。

请参阅图1至图4,LED光源包括基底层210、设置于基底层210上的至少一组发光组件,以及与发光组件电连接的电路板230;每组发光组件包括白光发光体221白光发光体221和红光发光体222,白光发光体221白光发光体221包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的荧光膜,红光发光体222包括红光芯片;白光发光体221发射的白光与红光发光体222发射的红光混合,红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的红光部分,形成近自然光;近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60;近自然光中青色光的相对光谱功率大于0.30;近自然光中蓝色光的相对光谱功率小于0.75。

进一步地,蓝光中440nm的蓝光对视力的伤害最大,作为进一步的优化方案,本实施例还将440nm蓝光的相对光谱功率作为待检测的光学参数。在蓝光色比低于5.7%的情况下,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65。在本发明的近自然光的色温为2700K-3000K时,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.50,近自然光的色温为4000K-4200K时,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.60,近自然光的色温为5500K-6000K时,440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65。这是现有的背光模组难以实现的。现有的背光模组中,其蓝光色比虽然较低,但是其中对人眼伤害最大的440nm蓝光的抑制并不明显,护眼功能微乎其微。而蓝光中的其他波段成分对视力发育是必要的,大幅度抑制蓝光不仅护眼效果不明显,还会对儿童、幼儿等人群的视力发育造成不良影响,例如由于蓝光成分的过分缺失,导致色弱,辨色能力下降等问题。本实施例在将蓝光色比降低至5.7%以下的基础上,重点抑制440nm蓝光的强度,能够真正的起到保护视力的作用。

进一步地,本发明的LED光源在光谱和光参数均满足要求的情况下,640-700nm红光的相对光谱功率得到了明显提升。如图6,波长为680~690nm的红光相对光谱功率大于0.80;波长为622~680nm的红光相对光谱功率大于0.60。如图9和图14,传统近自然光光源会在640nm之后的波段出现明显下降的趋势。

具体地,如上所述,本发明的LED光源的基本支撑结构为基底层210,发光组件设置在基底层210上,发光组件的数量为一组、两组或更多组,各发光组件的结构和功能都是一致的。本实施例优选为一组。每一组发光组件都包括白光发光体221和红光发光体222,即,本发明的LED光源发出近自然光是通过白光和红光的混合实现的。其中,红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的那部分,进而形成接近自然光的近自然光。该白光发光体221包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的荧光膜,红光发光体222至少包括红光芯片,通过荧光膜将蓝光芯片发出的单色光进行波长转换,产生其他色光,多种色光混合后形成白光,该白光和红光混合后形成近自然光。该近自然光具有如下光谱参数,红色光的相对光谱功率大于0.60;青色光的相对光谱功率大于0.30;蓝色光的相对光谱功率小于0.75。每组发光组件都可以发出近自然光,因此在本发明的LED光源包含了多组发光组件的情况下,同样能够发出近自然光。

可见光中各种色光的波长范围如下:红色光(622~700nm),橙色光(597~622nm),黄色光(577~597nm),绿色光(492~577nm),青色光(475~492nm),蓝色光(435~475nm),紫色光(380~435nm)。

如图6至图8,分别示意了近自然光的光谱图和光谱测试数据,通过该图可以看出,该光谱满足上述红光、青光和蓝光的光谱参数,另外,蓝光的比例被降低,在接近自然光的同时还有利于健康。参考图9,现有的近自然光光谱和自然光光谱仍然差距较大,蓝光成分较高,同时在红光部分和青光部分出现明显的不足。这种光源用于背光模组,会导致图像色度对比度较低,色彩不真实等问题。

本发明实施例提供的背光模组至少具有如下效果:

第一,该背光模组采用的LED光源发出近自然光,相比于传统白光照明,更加接近自然光,蓝光更低,视觉感受更加舒适,有利于保护视力,尤其是幼儿和儿童视力,还有利于减少由于蓝光过高导致的亚健康问题。

第二,该背光模组能够在保持高色温的情况下控制蓝光相对光谱功率处于较低水平,可兼顾护眼和提升图像的显示效果。

第三,在降低蓝光的同时提升了青光相对光谱功率,使得近自然光更加接近真实自然光,也使得显色指数进一步提升,图像色彩更真实。

在本实施例中,该蓝光芯片的波长范围为450-480nm;红光芯片的波长范围为640-700nm,红光芯片的中心波长优选为690±5nm。优选地,蓝光芯片的波长范围为457.5-480nm,至少为457.5-460nm。本发明实施例突破传统惯例(采用450-455nm蓝光芯片),选择了457.5nm-480nm的蓝光芯片,结合荧光膜,双管齐下使得青光的相对光谱功率得到明显提升。同时由于青光的提升,同时提升显指R12。如图13,传统近自然光中的青光相对光谱功率低于0.3,如图8和图9,本实施例中的青光相对光谱功率达到0.4以上。

进一步参考图13和图14,图12所示为本实施例中白光发光体221的光谱,采用457.5nm-460nm的蓝光芯片时,青光相对光谱功率已经达到0.5以上,如采用457.5nm-480nm的蓝光芯片,青光相对光谱功率可以进一步提升。图14中采用452.5-455nm蓝光芯片时,青光相对光谱仅为0.35-0.38之间。

荧光膜包括胶体和混合于胶体内部的荧光粉,荧光粉包括红粉、绿粉和黄绿粉;红粉的色坐标为X:0.660~0.716,Y:0.340~0.286;绿粉的色坐标为X:0.064~0.081,Y:0.488~0.507;黄绿粉的色坐标为X:0.367~0.424,Y:0.571~0.545;红粉、绿粉和黄绿粉的重量比为:红粉:绿粉:黄绿粉=(0.010~0.035):(0.018~0.068):(0.071~0.253);荧光膜的浓度为17%~43%。红粉、绿粉和黄绿粉的粒径均小于15μm,优选为13±2μm。

通过选择上述蓝光芯片和荧光膜,可以获得白光,其光谱如图10所示。其具有如下光学参数:色温为2700K-3000K时,480-500nm波段的相对光谱功率大于0.30;500-640nm波段的相对光谱功率大于0.70;色温为4000K-4200K时,480-500nm波段的相对光谱功率大于0.45;500-640nm波段的相对光谱功率大于0.65;色温为5500K-6000K时,480-500nm波段的相对光谱功率大于0.4;500-640nm波段的相对光谱功率大于0.60。这种白光发光体221与上述红光发光体222组合,可以得到LED光源,能够发出近自然光。

进一步地,参考图8和图9,本发明的LED光源的光谱在其他波段也和自然光极其相似,而现有近自然光光源则难以实现。如图6和图7,近自然光中橙色光的相对光谱功率大于0.55;黄色光的相对光谱功率大于0.50;绿色光的相对光谱功率大于0.35;紫色光的相对光谱功率小于0.10,均与自然光接近。用于背光模组,能够为用户提供更加舒适的视觉感受,不易疲劳。

另外,本发明的LED光源在各波段光谱更为优化的同时,还具有严格的光学参数要求,如色温,色容差,显色指数Ra、显色指数R9、显色指数R12以及蓝光色比等等。具体地,近自然光的色温包含2500K-6500K,色容差小于5,蓝光色比小于5.7%。显指Ra大于95,其中,R9的显指大于90,R12的显指大于80。根据图7可以确定本发明的LED光源能够满足上述要求,并且本发明的LED光源的蓝光色比可以降低到5.5%以下,显色指数Ra提高到97以上,显色指数R9达到95以上,显色指数R12达到了83,在其他测试报告中,显色指数R12可以达到87。

本发明优选采用微型的白光发光体221和红光发光体222,根据光通量比和安装空间的大小选择小规格且性价比较高的蓝光芯片和红光芯片,优先选择尽量少的红光发光体222和白光发光体221,制作成单颗光源,一颗光源设置一组发光组件。由于该光源可以直接发出近自然光,进而可以用于各种灯具中,任意组合,均可保证其较佳的发光效果,适应性强。当然,也可以将多组发光组件集成于一颗光源内,此时仍可保证较佳的出光效果,仅尺寸增大。

优选地,白光发光体221和红光发光体222可以采用满足性能要求的微型发光体,光源整体为一微型灯珠,可多个灯珠以任意形式布置于各种灯具的电路板230上,由于其体积小巧,可设置于电路板230的任意位置,应用灵活,灯具整体发光均匀,照明效果好,应用于背光模组中,能够实现超薄、超窄边框等设计。

具体地,该白光发光体221的光通量和红光发光体222的光辐射量之比为2-10:1,优选为2-3:1。在不同的色温下,该比例略有浮动。在一个实施例中,白光发光体221的数量和红光发光体222的数量比为1-8:1,进一步优选为1-4:1。实际红光发光体222的光辐射量为80-160mW,白光发光体221的总光通量为200-350lm。

在一种实施例中,白光发光体221有四个,红光发光体222有一个,四个白光发光体221设置于红光发光体222的周围且均匀分布。

在另一种实施例中,白光发光体221有两个,红光发光体222有一个,两个白光发光体221对称地设置于红光发光体222的两侧。

关于芯片的安装方式,优选将蓝光芯片和红光芯片倒装于基底层210的表面,倒装芯片有利于和基底层210上的电路板230有效连接,有利于高效散热,可以通过设备在芯片上统一成膜,保证不同产品的荧光膜一致性好,进而可以避免正装芯片的点胶过程造成一致性差的问题,同时,使得不同产品在色温相同时处于同一BIN位,色温一致性好。

另外,倒装芯片也使得白光发光体221的体积进一步减小,有利于光源尺寸控制。在本实施例中,白光发光体221的宽度小于0.8mm,高度小于0.3mm,红光发光体222可控制在同样范围内。相邻的白光发光体221和红光发光体222间距为1mm以下。本发明的LED光源的长度小于或等于6mm,宽度小于3mm。

当然,本发明不局限于采用倒装芯片,采用正装芯片也是可行的。

在一种实施例中,基底层210优选为非金属材料制作的片层结构,基底层210上设有反射杯211,白光发光体221、红光发光体222设置于反射杯211中,电路板230形成于基底层210的表面,且包裹于基底层210的正反两面,并在反射杯211之外形成引脚,反射杯211的底部露出部分电路板230,用于与白光发光体221和红光发光体222连接。

更进一步地,反射杯211的内壁设有反光面2111,反射杯211内部还填充有封装胶体(图未示),反光面2111用于将白光和红光进行反射,封装胶体用于保护反射杯211内部结构和使光源结构更加稳定,并对光线进行折射调整。白光和红光充分混合后经过封装胶体输出。具体地,白光发光体221和红光发光体222的发光角度可以为160°左右至180°,光源的出光角度为120°左右。整个光源为小型均匀发光的近自然光灯珠。

在本实施例中,电路板230具有若干组正负极引脚,可以每个发光体对应一组正负极引脚,或者若干个发光体对应一组正负极引脚。在驱动方式上,有两种实施例,其一,白光发光体221和红光发光体222分别连接不同的正负极引脚,单独驱动,此时各自的驱动电流不同,可以配合控制芯片进行控制。其二,白光发光体221和红光发光体222串联,即连接相同的正负极引脚,统一相同电流驱动,不需控制芯片进行控制。统一驱动的方式显然具有明显的优势,其不需要针对不同发光体配置不同的驱动电流,不需要增加控制电路板230,仅需要按照其对应的电流供电即可。因此,在结构上更为简化,体积进一步减小,应用更加简便灵活,成本更低。此为本发明优选的电路板230连接方案。

参考图1和图2,两个白光发光体221和一个红光发光体222串联,两个白光发光体221分别连接一个第一引脚231,第一引脚231自反射杯211底部伸出,用于连接外部电源。红光发光体222串联于两个白光发光体221之间。

进一步地,该光源还可以设有第二引脚232,该第二引脚232不用于连接外部电源,而是用于散热,以及提升光源整体的对称性,提升强度和安装于电路板230上的稳定性。

以下,简要说明该LED光源的优化过程。

针对相同驱动电流的优化过程包括下述步骤:

步骤S101,选取第一发光体,所述第一发光体用于发出白光;

步骤S102,优化第一发光体的光谱分布,将白光优化为第一近自然光;

步骤S103,根据第一近自然光的光谱分布以及自然光的光谱分布,确定所述第一近自然光的待优化波段;

步骤S104,根据所述待优化波段选择第二发光体;

步骤S105,确定第一发光体和第二发光体的初始光通量比;

步骤S106,通过调节第一发光体和第二发光体的光谱分布,优化第一发光体和第二发光体的组合光谱,获得近自然光且所述第一发光体和第二发光体的驱动电流相同或二者之差在预定范围内;其中,对第一发光体和第二发光体的光谱分布的调节至少包括对驱动电流的调节。

在优化过程的前五步骤中,首先,选取白光发光体作为第一发光体,以该白光发光体作为主发光体,主发光体所包含的波长范围较大,至少包括400-640nm波段。将白光优化为第一近自然光,使得该白光尽可能的接近自然光,在优化过程中,使白光的相对光谱功率尽可能的提高,这样,使后续第二发光体的类型选择更为简单,并且有利于对两发光体组合光谱的优化,优化后的白光发光体产生的第一近自然光具有前文所述的特征。

参考该第一近自然光光谱,可以确定需要补充640-700nm红光。进而选择发红光的第二发光体。

在第五步中,在确定第一发光体和第二发光体后,可以根据两发光体的光谱,选择合理的光通量比,即第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量之比,此处称之为“初始光通量比”,根据上述第一近自然光和红光的波长范围以及光谱特征,可以初步确定该初始光通量比在2-10:1的范围内是可行的。进一步地,通过实验可以进一步确定该初始光通量比在2-5:1的范围内,然后按照预设的初始光通量比点亮相应数量的第一发光体和相应数量的第二发光体,进行优化组合光谱的过程。

第二种优化方式中的第六步骤:

不仅要获得近自然光,还要满足驱动电流一致,或者在允许的小范围内略有差别,使得在实际工作时,采用相同电流驱动时不会导致光谱和光参数的明显变化。以下详细说明第二种优化方式的第六步骤:

该第六步骤S106包括下述子步骤:

S11:调节第一发光体和第二发光体的驱动电流,并实时监控组合光谱,当组合光谱的相对光谱功率达到预定范围时,进行步骤S12,否则重复进行步骤S11;

S12:检测组合光谱的光学参数,当光学参数达到预定范围时,进行步骤S13,否则返回进行步骤S11;

S13:调节第一发光体和/或第二发光体的驱动电流,使两驱动电流趋于一致;

S14:根据组合光谱的相对光谱功率的变化,调整第一发光体的光通量和/或第二发光体的光辐射量,并实时监控组合光谱,当组合光谱的相对光谱功率符合预定范围时,进行步骤S15,否则进行步骤S11;

S15:检测组合光谱的光学参数,当光学参数达到预定范围时,确认获得近自然光,进行步骤S16,否则进行步骤S11;

S16:记录第一发光体和第二发光体的实际驱动电流、第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量的实际比例以及近自然光的光学参数。

以上步骤揭示了步骤S106的具体实现过程,首先,根据初始光通量比点亮相应数量的第一发光体和第二发光体,通过调节驱动电流分别调节第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量,此时组合光谱会发生变化,经过若干次调试之后,组合光谱的形状(即各波段的相对光谱功率)与自然光接近到允许范围内,此时确认光谱满足要求。

在此基础上,查看光学参数,如果光学参数满足预设的范围,则确定获得。

在光谱和光参数均符合要求后,此时驱动电流通常是不一致的,为了实现统一驱动,需进行后续的调整,该调整过程是漫长且复杂的。首先进行步骤S13:调节第一发光体和/或第二发光体的驱动电流,使两驱动电流趋于一致;当电流一致时,组合光谱必然发生变化。进而,进行步骤S14:根据组合光谱的相对光谱功率的变化,进一步调整第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量,并实时监控组合光谱,此步骤中调整的对象为光通量或者光辐射量,当组合光谱的相对光谱功率符合预定范围时,检测组合光谱的光学参数,当光学参数达到预定范围时,确认获得近自然光。这是理想情况。

然而,调整光通量后,相对光谱功率难于符合预定范围,光学参数也容易出现波动。因此,还需要重复进行步骤S11至S15,重新调节驱动电流(此时为微调即可),使相对光谱功率和光学参符合预定范围。由于在重复步骤S11-S15的过程中,每次调试均会进行将驱动电流调为一致的步骤,因此,在多次的调整中,电流将逐渐趋于一致,对光通量和电流的调整幅度将逐渐减小,最终会得到在驱动电流一致的情况下获得满足要求的近自然光。

进一步地,在组合光谱的优化过程中,可能存在如下情况:经过较多次调节驱动电流,仍不能使光谱或者光参数满足要求,此时,进行步骤S10:

调整荧光膜的配方和/或浓度和/或厚度,然后再进行步骤S11;

或者,

调整第二发光体的中心波长,然后进行步骤S11;

或者,

增加中心波长不同于第二发光体中心波长的第三发光体,然后进行步骤S11。

在实际的优化过程中,涉及到荧光膜的调整、红光发光体222的调整以及反复多次的驱动电流和光通量的调整,才能获得最终的结果。

最后,调试结束后需要记录相应参数,该数据用于为光源的生产制造提供必要的信息。

经过上述优化过程,确定了上述的白光发光体221和红光发光体222,且白光发光体221的光通量和红光发光体222的光辐射量的实际比例为2-3:1,电流为20-100mA之间,优选为60mA。优选1-4个白光发光体221和1-2个红光发光体222串联构成一个光源,单颗光源的功率为0.5W左右。色温不同的情况下,实际数据略有不同。可以根据需要确定几种色温的相应数据,制造相应产品。例如,用于办公场所的灯具,通常选择色温较高的产品,用于家居的灯具,通常选择色温较低的产品。

目前的近自然光LED光源,其光谱和光参数均接近自然光已经不易,而采用相同电流驱动更是难上加难。不同的芯片组合在一起,若要获得某种光,需要调整电流来达到预设的要求,几种芯片的驱动电流通常是不同的,若统一驱动、光谱形状、光参数均符合要求,寻找白光和红光的类型和光通量及电流的平衡点是最大的技术困难,本实施例解决了该领域内长期以来的技术难题。体现在光源产品上,即通过简单的两脚驱动配合上述发光组件的布置,即可发射近自然光,照明品质和适用性得以极大提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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