提高led发光装置荧光粉利用率的方法及led发光装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，包括如下步骤：S01、在LED发光装置中设置LED光源、设置用于将LED光源发射的短波长光线转换成长波长光线的荧光转化层；S02、在LED发光装置中设置第一光学机构，用于将LED光源发射出的光线导向所述荧光转化层，得到第一混合光线；S03、在LED发光装置中设置第二光学机构，将所述第一混合光线导向所述荧光转化层，至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线，得到第二混合光线；……S0N、设置第N-1光学机构，将所述第N-2混合光线导向所述荧光转化层，得到第N-1混合光线（N≥3，N为整数）。本发明能提高荧光粉的利用率，不改变色温也能节省荧光粉的用量，减少LED发光装置的制作成本。
【专利说明】提高LED发光装置荧光粉利用率的方法及LED发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及提高LED发光装置荧光粉利用率的【技术领域】，尤其涉及一种提高LED发光装置荧光粉利用率的方法及LED发光装置。
【背景技术】
[0002]近年来，LED照明技术的应用越来越广泛。在LED发光装置如LED灯具中，LED芯片表面涂覆有荧光粉，这会影响LED芯片的散热，缩短LED芯片的寿命，而且灯具出光均匀度不高。为了解决这些问题，有人提出远程涂覆技术，即远程激发荧光粉的技术方案，具体来说是在LED芯片表面不涂覆荧光粉，而是把荧光转换材料置于灯具开口处，短波光源置于膜片后，LED光源发射蓝光，蓝光经过荧光粉层之后，部分蓝光激发荧光粉得到黄光，最终灯具发射出没被转换的蓝光和被转换后得到的黄光的混合光，即白光。目前，这种远程激发方案已经市场化，飞利浦等公司已经开始采用这种方案制造灯具。
[0003]但是，这种已经市场化的远程激发技术存在劣势:由于传统的远程激发荧光粉的转换效率不高，要用比较多的荧光粉才能使灯具发射出效果较好的混合光，而由于荧光粉的价格较高，所以传统的远程激发荧光粉的荧光粉涂布面积大，荧光粉用量多，使得使用这种技术的产品成本高，不利于市场推广。
[0004]由此可见，如何对现有技术中的这种远程激发技术进行改进，提供一种提高LED灯具等发光装置的荧光粉利用率的方法，使运用远程激发荧光粉的LED灯具中的荧光粉涂布面积小，荧光粉利用率高，这是本领域目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，提高荧光转化层的荧光粉利用率，使运用远程激发荧光粉的LED发光装置中的荧光粉用量小，达到节约成本的目的。基于此，本发明还提高一种提高荧光粉利用率的LED发光装置。
[0006]为解决以上技术问题，本发明的技术方案是:
[0007]一种提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，包括如下步骤:
[0008]S01、在LED发光装置中设置发射短波长光线的LED光源、设置用于将短波长光线转换成长波长光线的荧光转化层；
[0009]S02、在LED发光装置中设置第一光学机构，用于将所述LED光源发射出的光线导向所述荧光转化层，得到第一混合光线；
[0010]S03、在LED发光装置中设置第二光学机构，用于将所述第一混合光线导向所述荧光转化层，至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线，得到第二混合光线；
[0011]......
[0012]SON、在LED发光装置中设置第N_1光学机构，将所述第N_2混合光线导向所述荧光转化层，得到第N-1混合光线(N≥3，N为整数)。[0013]优选地,在LED发光装置设置壳体,在所述壳体内设置聚光杯,所述LED光源位于所述聚光杯的底部，所述壳体的上侧部设有出光面，所述荧光转化层设置于所述出光面与所述壳体的另一侧部之间，将与所述LED光源相向设置的壳体内壁的顶部作为第一光学机构，将壳体内壁的上侧部上荧光转化层与出光面之间的区域作为第二光学机构，将与所述第二光学机构相向设置的、壳体内壁另一侧的上侧部作为第三光学机构。
[0014]优选地，在LED发光装置反射杯，在所述反射杯的杯口处设置LED光源，将荧光转化层设置于所述反射杯的杯底与所述LED光源之间，在所述LED光源上方设置LED透镜，所述LED光源发射光线的方向朝向所述荧光转化层，其中，所述LED透镜作为第一光学机构；所述反射杯上从反射杯的杯底到所述荧光转化层之间的内表面作为第二光学机构。
[0015]优选地，所述LED光源发射蓝光光线。
[0016]优选地，所述荧光转化层由荧光粉和树脂混合制得。
[0017]本发明的一种提高荧光粉利用率的LED发光装置，包括发射短波长光线的LED光源、用于将短波长光线转换成长波长光线的荧光转化层、用于将所述LED光源发射出的光线导向所述荧光转化层得到第一混合光线的第一光学机构、用于将所述第一混合光线导向所述荧光转化层且至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线以得到第二混合光线的第二光学机构…….第N-1光学机构，用于将所述第N-2混合光线导向所述荧光转化层，得到第N-1混合光线(N > 3，N为整数)。
[0018]优选地，包括壳体、设置于所述壳体内部的聚光杯，所述LED光源位于所述聚光杯的底部，所述壳体的上侧部设有出光面，所述荧光转化层位于所述出光面与所述壳体另一侧部之间，与所述LED光源相向设置的壳体内壁的顶部作为第一光学机构，壳体内壁的上侧部上荧光转化层与出光面之间的区域作为第二光学机构，与所述第二光学机构相向设置的、壳体内壁另一侧的上侧部作为第三光学机构。
[0019]优选地，包括反射杯、位于所述反射杯的杯口处的LED光源、设置于所述反射杯的杯底与所述LED光源之间的荧光转化层以及位于所述LED光源上方的LED透镜，其中，所述LED光源发射光线的方向朝向荧光转化层，其中，所述LED透镜作为第一光学机构；所述反射杯上从反射杯的杯底到所述荧光转化层之间的内表面作为第二光学机构。
[0020]优选地，所述反射杯的杯口处设置一支架，所述LED光源设置在所述支架上。
[0021]优选地，所述支架包括支撑盘以及至少两个支撑条，所述支撑条的一端与所述支撑盘连接，另一端与所述反射杯的杯口内壁连接。
[0022]与现有技术相比，本发明的提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，通过步骤设置，使从LED光源发出的短波长光线至少两次导向荧光转化层进行转换，这样就大大提高荧光转化层中荧光粉的利用率，从而达到使用较少量的荧光粉，即可实现把部分短波长光线激发荧光粉得到长波长光线的目的，使LED发光装置发射出效果较好的混合光的目的，即在不改变色温的情况下节省荧光粉的用量，故能减少LED发光装置的制作成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明提高LED发光装置荧光粉利用率的方法实施例的流程图；
[0024]图2为本发明提高荧光粉利用率的LED发光装置实施例一的结构示意图；
[0025]图3为 图2的仰视示意图；[0026]图4为本发明提高荧光粉利用率的LED发光装置实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0028]本发明提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，具体包括以下步骤:
[0029]S01、在LED发光装置中设置发射短波长光线的LED光源、设置用于将短波长光线转换成长波长光线的荧光转化层；
[0030]S02、在LED发光装置中设置第一光学机构，用于将所述LED光源发射出的光线导向所述荧光转化层，得到第一混合光线；
[0031]S03、在LED发光装置中设置第二光学机构,用于将所述第一混合光线导向所述突光转化层，至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线，得到第二混合光线；
[0032]......[0033]SON、在LED发光装置中设置第N_1光学机构，将所述第N_2混合光线导向所述荧光转化层，得到第N-1混合光线(N≤3，N为整数)。
[0034]本发明的提高荧光粉利用率的LED发光装置，包括发射短波长光线的LED光源、用于将短波长光线转换成长波长光线的荧光转化层、用于将所述LED光源发射出的光线导向所述荧光转化层得到第一混合光线的第一光学机构、用于将所述第一混合光线导向所述荧光转化层且至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线以得到第二混合光线的第二光学机构…….第N-1光学机构，用于将所述第N-2混合光线导向所述荧光转化层，得到第N-1混合光线(N ^ 3，N为整数)。
[0035]提高LED发光装置荧光粉利用率的方法实施例
[0036]如图1所示，本实施例的提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，该方法具体包括以下步骤:
[0037]SO1、设置一发射短波长光线的LED光源、一突光转化层；
[0038]其中，该LED光源发射蓝光光线；
[0039]其中，该荧光转化层可以将接收的短波长光线转为波长更长的光线，本实施例中，荧光转化层是由荧光粉和树脂混合制得。
[0040]S02、设置第一光学机构,将所述LED光源发射出的光线导向所述突光转化层,得到第一混合光线；
[0041]具体地，所述第一光学机构将所述LED光源所发射出的短波长光线收集后，将收集后的短波长光线导向所述荧光转化层，使所述短波长光线第一次穿过所述荧光转化层，部分短波长光线进行波长转换，即所述短波长光线第一次穿过所述荧光转化层后得到第一混合光线，第一混合光线中既有短波长光线，又有长波长光线。
[0042]S03、设置第二光学机构，用于将所述第一混合光线导向所述荧光转化层，至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线，得到第二混合光线；
[0043]具体地，所述第二光学机构将步骤S02中得到的第一混合光线收集，并且将第一混合光线导向所述荧光转化层。第一次穿过所述荧光转化层没有被转换的光线，有一部分第二次穿过荧光转化层之后，发生波长转换，即所述第一混合光线穿过所述荧光转化层后得到第二混合光线；
[0044]S04、还提供最后一个光学机构，把最后一次穿过荧光转化层后得到的混合光导向LED发光装置的出射面，形成出射光。
[0045]本实施例通过设置的四个步骤，使从LED光源发出的短波长光线两次导向荧光转化层进行转换，这样就大大提高荧光粉的利用率，从而达到使用较少量的荧光粉，即可实现把部分短波长光线激发荧光粉得到长波长光线，使LED发光装置发射出效果较好的混合光的目的，即在不改变色温的情况下节省转换膜荧光粉的用量，故能减少LED发光装置的制作成本。
[0046]在其他实施例中，在步骤S03之后，步骤S04之前，还可以包括S04’，提供第三光线机构或者更多个光学机构，把光线多次导向突光转化层。
[0047]提高荧光粉利用率的LED发光装置实施例一
[0048]本实施例的提高荧光粉利用率的LED发光装置，采用以上方法制造，如图2和图3所示，包括反射杯1、位于所述反射杯I的杯口 11处的LED光源2、设置于反射杯11的杯底12与LED光源2之间的荧光转化层3以及位于LED光源2上方的LED透镜4，其中，LED光源2发射光线的方向朝向荧光转化层3。
[0049]本实施例中，LED透镜4作为第一光学机构，将LED光源2发射的光线导向荧光转化层得到第一混合光线；反射杯I上从荧光转化层3到反射杯I的杯底12这个区域的内表面13，作为第二光学机构，将所述第一混合光线再次导向荧光转化层3得到第二混合光线，从LED光源2发出的短波长光线到最终形成的第二混合光线，其光路为图2中所示的路线LI。
[0050]本实施例中还设置一支架5,用于将LED光源2固定在反射杯杯口 11处。该支架5包括两个支撑条51以及一个支撑盘52，两个支撑条51分别位于支撑盘52的两侧，支撑条51—端与支撑盘52连接，另一端与反射杯杯口 11连接。本实施例中，支撑条51和支撑盘52是透明陶瓷，在其他实施例中，支撑条和支撑盘还可以是金属或者其他材料，不限于本实施例。
[0051]其中，第一光学机构，即位于LED光源2上方的LED透镜4，包括一收容槽41，可以将所述LED光源2出光部分容纳在该收容槽41中，达到收集所述LED光源发出的光线，将其导向所述荧光转化层的作用。
[0052]在本实施例中，所述的第二光学机构是反射杯I在荧光转化层3到反射杯I的杯底12这个范围的反射杯I的内表面13，该第二光学机构可将第一混合光线再次导向荧光转化层3而得到第二混合光线。
[0053]本实施例中，通过将LED光源2设置于所述反射杯I的杯口 11处，将荧光转化层3设置于反射杯11的杯底12与LED光源2之间，在LED光源2上方设置LED透镜4，且使LED光源2发射光线的方向朝向荧光转化层3，这样就使得从LED光源2发出的短波长光线经过荧光转化层3两次转换，提高了荧光转化层中荧光粉的利用率，从而达到使用较少量的荧光粉，即可实现把部分短波长光线激发荧光粉得到长波长光线，使LED发光装置发射出效果较好的混合光的目的。[0054]提高荧光粉转换效率的LED发光装置实施例二
[0055]本实施例的提高荧光粉利用率的LED发光装置，采用以上方法制造，如图4所示，包括壳体5、设置在壳体5内部下端的聚光杯6,在聚光杯6的杯底设有LED光源2,在壳体的上侧设有一出光面7以及荧光转化层3，荧光转化层3位于出光面7与壳体5的另一侧之间，荧光转化层3竖直设置。设置的聚光杯6用于将LED光源2发出的光线聚拢投向壳体5内壁的顶部。
[0056]其中，与LED光源2相向设置的壳体5内壁的顶部作为第一光学机构gl，第一光学机构gl将LED光源2发出的短波长光线导向荧光转化层3，这些短波长光线穿过荧光转化层3形成含有一部分已转换成长波长光线的第一混合光线；位于突光转化层3与出光面7之间的壳体5内壁的上侧部作为第二光学机构g2，第二光学机构g2将第一混合光线导向荧光转化层3,第一混合光线穿过突光转化层3后形成第二混合光线,相比于第一混合光线，第二混合光线中的长波长光线增多；与第二光学机构g2相向设置的壳体5内壁的另一上侧部作为第三光学机构g3，第三光学机构g3将第二混合光线导向荧光转化层荧光转化层3，第二混合光线穿过突光转化层突光转化层后又有一部分短波长光线转换成长波长光线，最终形成第三混合光线，再由出光面7向外发出。本实施例中，从LED光源2发出的短波长光线到最终形成的第三混合光线，其光路为图4中所示的路线L2。
[0057]本实施例中的提高荧光粉利用率LED发光装置，通过设置第一光学机构gl、第二光学机构g2、第三光学机构g3,使LED光源2发出的短波长光线三次穿过突光转化层3,部分由荧光转化层3转换成长波长光线，这样就大大提高了荧光粉的利用率，从而达到使用较少量的荧光粉，即可实现把部分短波长光线激发荧光粉得到长波长光线，使LED发光装置发射出效果较好的混合光的目的。
[0058]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，其特征在于，包括如下步骤: 501、在LED发光装置中设置发射短波长光线的LED光源、设置用于将短波长光线转换成长波长光线的突光转化层； 502、在LED发光装置中设置第一光学机构,用于将所述LED光源发射出的光线导向所述荧光转化层，得到第一混合光线； 503、在LED发光装置中设置第二光学机构，用于将所述第一混合光线导向所述荧光转化层，至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线，得到第二混合光线； SON、在LED发光装置中设置第N-1光学机构，将所述第N-2混合光线导向所述荧光转化层，得到第N-1混合光线(N≥3，N为整数)。
2.根据权利要求1所述的提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，其特征在于，在LED发光装置设置壳体，在所述壳体内设置聚光杯，所述LED光源位于所述聚光杯的底部，所述壳体的上侧部设有出光面，所述荧光转化层设置于所述出光面与所述壳体的另一侧部之间，将与所述LED光源相向设置的壳体内壁的顶部作为第一光学机构，将壳体内壁的上侧部上荧光转化层与出光面之间的区域作为第二光学机构，将与所述第二光学机构相向设置的、壳体内壁另一侧的上侧部作为第三光学机构。
3.根据权利要求1所述的提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，其特征在于，在LED发光装置反射杯，在所述反射杯的杯口处设置LED光源，将荧光转化层设置于所述反射杯的杯底与所述LED光源之间，在所述LED光源上方设置LED透镜，所述LED光源发射光线的方向朝向所述荧光转化层，其中，所述LED透镜作为第一光学机构；所述反射杯上从反射杯的杯底到所述荧光转化层之间的内表面作为第二光学机构。
4.根据权利要求1所述的提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，其特征在于，所述LED光源发射蓝光光线。
5.根据权利要求1所述的提高LED发光装置荧光粉利用率的方法，其特征在于，所述荧光转化层由荧光粉和树脂混合制得。
6.一种提高荧光粉利用率的LED发光装置，其特征在于，包括发射短波长光线的LED光源、用于将短波长光线转换成长波长光线的荧光转化层、用于将所述LED光源发射出的光线导向所述荧光转化层得到第一混合光线的第一光学机构、用于将所述第一混合光线导向所述荧光转化层且至少将所述第一混合光线中一部分未被所述荧光转化层转换的光线转换成长波长光线以得到第二混合光线的第二光学机构…….第N-1光学机构，用于将所述第N-2混合光线导向所述荧光转化层，得到第N-1混合光线(N ^ 3, N为整数)。
7.根据权利要求6所述的提高荧光粉利用率的LED发光装置，其特征在于，包括壳体、设置于所述壳体内部的聚光杯，所述LED光源位于所述聚光杯的底部，所述壳体的上侧部设有出光面，所述荧光转化层位于所述出光面与所述壳体另一侧部之间，与所述LED光源相向设置的壳体内壁的顶部作为第一光学机构，壳体内壁的上侧部上荧光转化层与出光面之间的区域作为第二光学机构，与所述第二光学机构相向设置的、壳体内壁另一侧的上侧部作为第三光学机构。
8.根据权利要求6所述的提高荧光粉利用率的LED发光装置，其特征在于，包括反射杯、位于所述反射杯的杯口处的LED光源、设置于所述反射杯的杯底与所述LED光源之间的荧光转化层以及位于所述LED光源上方的LED透镜，其中，所述LED光源发射光线的方向朝向荧光转化层，其中，所述LED透镜作为第一光学机构；所述反射杯上从反射杯的杯底到所述荧光转化层之间的内表面作为第二光学机构。
9.根据权利要求8所述的提高荧光粉利用率的LED发光装置，其特征在于，所述反射杯的杯口处设置一支架，所述LED光源设置在所述支架上。
10.根据权利要求9所述的提高荧光粉利用率的LED发光装置，其特征在于，所述支架包括支撑盘以及至少两个支撑条，所述支撑条的一端与所述支撑盘连接，另一端与所述反射杯的杯口内壁 连接。
【文档编号】H01L33/50GK103500789SQ201310460573
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】何志宏, 蔡连章, 苏胜僖, 郑秋会 申请人:佛山市国星光电股份有限公司