一种远程荧光粉led灯的制作方法
【专利摘要】一种远程荧光粉LED灯，涉及LED灯。设有蓝光LED、反光杯、荧光粉材料层和扩散板；蓝光LED固定在反光杯顶端，反光杯内表面涂覆白色反射材料层，荧光粉材料层设在反光杯内；扩散板设在反光杯底部。改变了扩散板和荧光粉层的位置，增加了灯具的出光率，提高了荧光粉的激发效率，显著提高白光LED的光视效能。降低了同等电流下远程荧光粉LED灯的色温，更加适合室内照明。使白光LED灯的空间色温分布更加均匀，使其更加适用于通用室内照明。结合具体灯具实验，改变扩散板和荧光粉间距，得到优化的LED灯光视效能的最佳间距，为后续远程荧光粉LED灯具的设计提供参考。
【专利说明】一种远程荧光粉LED灯
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及LED灯，尤其是涉及一种远程荧光粉LED灯。
【背景技术】
[0002] 在过去的几年里，发光二极管（LED)照明技术得到了快速发展，广泛应用于背 光源、交通信号灯及通用照明等领域（[l]Sameer Chhajed，Wonseok Lee，Jaehee Cho，E. Fred Schubert, and Jong Kyu Kim, Appl. Phys. Lett. 98, 071102(2011) ；[2]Dong-Yul Lee, Sang-Heon Han, Dong-Ju Lee, Jeong ffook Lee, Dong-Joon Kim, Young Sun Kim, and Sung-Tae Kim, Appl.Phys.Lett.100, 041119(2012) ； [3]Toshiharu Makino, Kiyoshi Yoshino,Norihiro Sakai, Kouji Uchida, Satoshi Koizumi, Hiromitsu Kato, Daisuke Takeuchi, Masahiko Ogura,Kazuhiro Oyama, Tsubasa Matsumoto, Hideyo Okushi, and Satoshi Yamasaki, Appl. Phys. Lett. 99, 061110(2011))。特别是白光 LED,由于它适应于 通用照明，具有更大的实用性而得到更大更快的发展。目前，大体有三种工艺来制备白光 LED[尹长安，赵成久，刘学彦，等.白光LED的最新进展[J]发光学报，2000,，21(4): 380.]。一种是利用红、绿、蓝三基色LED混合后得到白光；第二种方法是通过紫外芯片激发 三基色荧光粉或者通过紫外-近紫外芯片激发单基质白色荧光粉获得白光；第三种方法是 通过蓝光芯片激发涂抹在芯片表面的黄光荧光粉得到蓝黄光混合的白光。第三种方法因效 率高且成本低，已经实现了大规模生产并已商业化。目前，最新研究获得白光LED产品的的 方法，是利用多个有源层，使LED直接发白光，即多量子阱法。
[0003] 就当前市场分析，主流的白光LED还是以蓝光LED添加荧光粉实现白光LED为主。 基于这种方法的白光LED，由于荧光粉的材料、添加方法以及其他整灯的结构不同，彼此性 能存在差异。换句话说，基于荧光粉的白光LED整体性能还有待改善和提高，特别是在荧光 粉激发效率、LED光视效能、显色指数以及色温值等方面还有待提高，以便使整灯更加节能， 寿命更长，更具实用性。最早的荧光粉LED，是直接将荧光粉涂在LED芯片表面，荧光粉与芯 片的紧密接触，使得LED芯片发射的光子在荧光粉内表面产生反射，同时在荧光粉内部散 射，绝大多数光子都被反射回芯片并被芯片吸收；且LED过高的结温，引起荧光粉在高温下 激发效率降低。所以，后来LED厂商慢慢改变了这种做法，将荧光粉涂在透镜或者是其他离 LED芯片有一段距离的地方上，把这种结构的突光粉LED,称之为远程突光粉LED。传统远 程荧光LED的基本结构为：一个蓝光LED套在内腔涂满反射材料的圆锥形反光杯的小口顶 部，反光杯大口径底部再放一个扩散板，最后在圆锥形反光杯内部添加一个圆形荧光粉层。 蓝光LED发光后，部分蓝光激发突光粉发光，突光粉发射光与剩余的蓝光混合成白光，最后 经扩散板得到较理想光源。传统结构的远程荧光粉LED灯还有值得改进的地方，主要表现 在：
[0004] 1、此种结构下荧光粉发光效率还有待提高，以便最大限度利用荧光粉。
[0005] 2、该结构白光LED的光视效能不高。
[0006] 3、对于通用室内照明白光LED，更低的色温，以及更均匀的色温空间分布可以使其 成为更加理想的光源，因此传统远程荧光粉LED灯还有优化的空间。
[0007] 4、荧光粉层与扩散板间距的选择会影响整体灯具的照明效果，传统的远程荧光粉 LED灯的这些参数没有一个可参考的标准。
【发明内容】
[0008] 本实用新型的目的在于针对传统远程荧光粉LED灯存在的问题，提供一种远程荧 光粉LED灯。
[0009] 本实用新型设有蓝光LED、反光杯、突光粉材料层和扩散板；
[0010] 蓝光LED固定在反光杯顶端，反光杯内表面涂覆白色反射材料层，荧光粉材料层 设在反光杯内；扩散板设在反光杯底部。
[0011] 所述反光杯可采用圆锥形反光杯。
[0012] 所述荧光粉材料层可采用圆形荧光粉材料层。
[0013] 本实用新型与传统远程荧光粉LED灯的主要不同在于，为了提高LED灯的性能，特 别是提高荧光粉的激发效率以及LED的光视效能，使蓝光LED发出的光先经过扩散板后再 照到荧光粉材料层上，并通过改变扩散板和荧光粉层之间的距离的实验，得到整体白光LED 灯光视效能和色温达到最优化的结果。由于采用上述结构，本实用新型具有如下优点：
[0014] 1、本实用新型改变了扩散板和荧光粉层的位置，增加了灯具的出光率，提高了荧 光粉的激发效率，显著提高白光LED的光视效能。
[0015] 2、降低了同等电流下远程荧光粉LED灯的色温，更加适合室内照明。
[0016] 3、使白光LED灯的空间色温分布更加均匀，使其更加适用于通用室内照明。
[0017] 4、结合具体灯具实验，改变扩散板和荧光粉间距，得到优化的LED灯光视效能的 最佳间距，为后续远程荧光粉LED灯具的设计提供参考。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型实施例的结构组成示意图；
[0019] 图2为本实用新型实施例的结构组成示意图与传统远程荧光粉LED灯在350mA电 流下的发光光谱图；
[0020] 图3为本实用新型实施例的结构组成示意图与传统远程荧光粉LED灯的光视效能 对比图；
[0021] 图4为传统远程突光粉LED色温空间分布图；
[0022] 图5为本实用新型色温空间分布图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和实施例对本实用新型做详细说明。
[0024] 如图1所示，本实用新型设有蓝光LED1、圆锥形反光杯2、圆形荧光粉材料层3和 扩散板4。蓝光LED1固定在圆锥形反光杯2顶端，圆锥形反光杯2内表面涂覆白色反射材 料层，圆形荧光粉材料层3设在圆锥形反光杯2内；扩散板4设在圆锥形反光杯2底部。
[0025] 本实用新型的基本原理是：蓝光LED1固定在圆锥形反光杯2顶端，通电发光后，圆 锥形反光杯2由于内表面涂满白色反射材料，所以LED发出的蓝光会被聚集到固定直径的 扩散板，蓝光经扩散后到达锥形反光杯底部固定直径的圆形荧光粉层，从而激发荧光粉发 光，部分蓝光再与荧光粉所发出的光混合得到白光。相较于传统的远程荧光粉LED灯，先让 蓝光通过荧光粉层，再通过扩散板的封装设计，本实用新型LED灯具有更加理想的光源特 征。扩散板4设在圆锥形反光杯2底部，圆形荧光粉材料层3设在圆锥形反光杯2内。
[0026] 以下给出本实用新型与传统LED灯的比较：
[0027] 1)将本实用新型热沉温度用控温夹具控制在25°C，并将LED灯固定在积分球入光 口处。
[0028] 2)点亮LED灯，光经过积分球收集后通过光纤探头连接到光谱仪中，再结合计算 机软件处理，可以得到LED灯的发光光谱，如图2所示为两种远程荧光粉LED灯在350mA电 流下的光谱。实验中，改变电流值从100至700mA，每隔50mA测量一次，得到两者光视效能 对比数据如表1所示，对比图如图3所示。
[0029] 3)再将本实用新型固定在光强角分布仪的旋转基台上，整灯处于暗室环境中。
[0030] 4)点亮并旋转LED灯，光通过光纤探头连接到光谱仪中，再结合计算机软件处理， 可以得到LED灯的色温空间分布，如图4为传统远程荧光粉LED色温空间分布图和图5为 本实用新型色温空间分布图。
[0031] 表1两种远程荧光粉LED灯光视效能
【权利要求】
1. 一种远程突光粉LED灯，其特征在于设有蓝光LED、反光杯、突光粉材料层和扩散 板； 蓝光LED固定在反光杯顶端，反光杯内表面涂覆白色反射材料层，荧光粉材料层设在 反光杯内；扩散板设在反光杯底部。
2. 如权利要求1所述一种远程荧光粉LED灯，其特征在于所述反光杯采用圆锥形反光 杯。
3. 如权利要求1所述一种远程荧光粉LED灯，其特征在于所述荧光粉材料层采用圆形 荧光粉材料层。
【文档编号】F21V9/10GK203868787SQ201420321602
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】朱丽虹, 黄伟林, 肖华, 吕毅军, 高玉琳, 陈国龙, 陈忠 申请人:厦门大学