发光器件及具有其的灯具的制作方法

本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种发光器件及具有其的灯具。

背景技术：

随着人们对光品质的要求增加，越来越多的应用会对发光器件光色的要求提升，显色指数90(r90)以上的需求也在逐步增加；然而，对于能够实现r90以上的发光器件，由于其发光效率偏低，从而导致发光器件的应用范围的受到限制。

同时，对于采用荧光粉作为发光材料的发光器件而言，由于荧光粉波段的限制，显色指数在高色温如6500k只能做到r95/96，现有技术中也会使用蓝绿荧光粉，通过提升480～520nm的光谱，来提升显色指数，但是由于蓝色荧光粉只能少部分的地收蓝光，从而造成发光效率降低地更加迅速，同时现有技术中的荧光粉混合导致荧光粉之间的混合不均匀，重吸收等导致器件的发光效率降低。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种发光器件及具有其的灯具，以解决现有技术中采用荧光粉的发光器件无法同时保证显色指数与发光效率的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发光器件，包括：光源；第一荧光材料层，第一荧光材料层中的至少部分设置于光源的出光侧，用于吸收光源的出射光并发出第一颜色光；第二荧光材料层，设置于第一荧光材料层远离光源的一侧，用于吸收光源的出射光并发出第二颜色光，且第二荧光材料层的发光峰值波长小于第一荧光材料层的发光峰值波长；光源为蓝光光源，形成第一荧光材料层的第一荧光材料为红色荧光粉，形成第二荧光材料层的第二荧光材料为黄色荧光粉和/或黄绿色荧光粉。

进一步地，第一荧光材料的发光峰值波长在620nm～660nm的范围内。

进一步地，第一荧光材料的发光峰值波长在650nm～660nm的范围内。

进一步地，第一荧光材料的粒径为10μm～30μm。

进一步地，第一荧光材料包括氮化物和/或硫化物。

进一步地，第一荧光材料选自caalsin3:eu、sralsin3:eu、(ca1-xsrx)alsin3:eu、cas:eu和ca(ges):eu中的任一种或多种。

进一步地，第二荧光材料的发光峰值波长在530nm～550nm的范围内。

进一步地，第二荧光材料的粒径为15μm～50μm。

进一步地，第二荧光材料包括la3si6n11:ce:y3al5o12:ce、lu3al5o12:ce和(y1-x/gax)3al5o12:ce中的任一种或多种。

进一步地，第一荧光材料与荧光材料总和的重量百分比为1％～10％。

进一步地，发光器件还包括透明材料层，透明材料层位于第一荧光材料层与第二荧光材料层之间，第一荧光材料层与透明材料层的厚度之和为第二荧光材料层的1/4～1/2。

进一步地，第一荧光材料层的厚度为50μm～250μm，透明材料层的厚度为100μm～200μm，第二荧光材料层的厚度为400μm～1000μm。

根据本发明的另一方面，提供了一种灯具，包括至少一个上述的发光器件。

应用本发明的技术方案，提供了一种发光器件，包括光源、第一荧光材料层和第二荧光材料层，第一荧光材料层中的至少部分设置于光源的出光侧，第二荧光材料层设置于第一荧光材料层远离光源的一侧，第二荧光材料层与第一荧光材料层吸收光源的出射光并发出不同颜色的光，且第二荧光材料层的发光波长小于第一荧光材料层的发光波长。现有技术中的发光器件通常是采用长波的荧光粉(如红色荧光粉)吸收短波蓝光led芯片发光，而红粉荧光粉不仅会吸收蓝光，也会吸收短波的荧光粉(如黄绿色荧光粉)发出的光，不同的荧光粉混合在一起则荧光粉之间会相互吸收，从而造成光能量的损失。而本发明通过将荧光粉分层，使靠近光源的第一荧光材料层先吸收光源的出射光，由于位于上层的第二荧光材料层的发光波长小于第一荧光材料层的发光波长，从而减少其发出的光被第一荧光材料层吸收，因此极大地提升了器件亮度；并且，通过将荧光粉分层，降低第一荧光材料层与第二荧光材料层之间的相互吸收，表现在光谱上各层发光颜色的成分会增加，从而与传统的混粉工艺相比，提升了相应的显色指数和亮度，能够使器件实现更高的显色指数和亮度。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明所提供的一种发光器件的结构示意图；

图2示出了本发明所提供的另一种发光器件的结构示意图；

图3示出了本发明所提供的实施例1与对比例1中发光器件的相对光谱以及太阳光谱相对值的对比示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光源；20、第一荧光材料层；30、第二荧光材料层；40、透明材料层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术所介绍的，现有技术中采用荧光粉的发光器件无法同时保证显色指数与发光效率。为了解决如上技术问题，本发明提出了一种发光器件，如图1和2所示，包括光源、第一荧光材料层20和第二荧光材料层30，第一荧光材料层20中的至少部分设置于光源的出光侧，用于吸收光源的出射光并发出第一颜色光；第二荧光材料层30设置于第一荧光材料层20远离光源的一侧，用于吸收光源的出射光并发出第二颜色光，且第二荧光材料层30的发光峰值波长小于第一荧光材料层20的发光峰值波长。

本发明通过将荧光粉分层，使靠近光源的第一荧光材料层20先吸收光源的出射光，由于位于上层的第二荧光材料层30的发光波长小于第一荧光材料层20的发光波长，从而使其发出的光不会被第一荧光材料层20吸收，因此极大地提升了器件亮度；并且，通过将荧光粉分层，减少第一荧光材料层20与第二荧光材料层30之间的相互吸收，表现在光谱上各层发光颜色的成分及发光效率会增加，从而与传统的混粉工艺相比，提升了相应的显色指数及亮度，能够使器件实现更高的显色指数。

在本发明的上述发光器件中，由于发光器件中通常采用蓝光光源，因此，为了保证第一荧光材料层20与第二荧光材料层30能够在光源的激发下发出不同颜色的光，第二荧光材料层30第一荧光材料层20在一种优选的实施方式中，光源为蓝光光源，形成第一荧光材料层20的第一荧光材料为红色荧光粉，形成第二荧光材料层30的第二荧光材料为黄色荧光粉和/或黄绿色荧光粉。更为优选地，第一荧光材料的发光峰值波长在620nm-660nm的范围内，第二荧光材料的发光峰值波长在530nm-550nm的范围内。

在上述优选的实施方式中，为了实现第一层荧光粉与第二层荧光粉分层激发效率的最优，同时出光的一致性强，更为优选地，第一荧光材料的粒径为10μm～30μm；第二荧光材料的粒径为15μm～50μm。

当上述第一荧光材料为红色荧光粉时，优选地，第一荧光材料包括氮化物和/或硫化物，红色荧光粉选自caalsin3:eu、sralsin3:eu、(ca1-xsrx)alsin3:eu、cas:eu和ca(ges):eu中的任一种或多种；当上述第二荧光材料为黄色荧光粉和/或黄绿色荧光粉时，第二荧光材料包括la3si6n11:ce:y3al5o12:ce、lu3al5o12:ce和(y1-x/gax)3al5o12:ce中的任一种或多种。选择上述材料能够使形成的第一荧光材料和第二荧光材料具有较好的发光性能，上述第一荧光材料和第二荧光材料并不局限为上述优选的材料，本领域技术人员可以根据实际需求进行选取。

在本发明的上述发光器件中，优选地，第一荧光材料占荧光材料总重量的重量百分比为1％～10％。采用上述优选的两种荧光材料的比重，优化了上述发光器件的发光光谱组成，进一步提升了发光器件的显色指数。

在一种优选的实施方式中，发光器件还包括透明材料层40，如图1所示，透明材料层40位于第一荧光材料层20与第二荧光材料层30之间。上述透明材料层40通过将第一荧光材料层20与第二荧光材料层30隔离，能够有效地防止分层后的第一荧光材料层20与第二荧光材料层30由于材料扩散而造成的混色；并且，上述透明材料层40还能够保证来自光源和第二荧光材料层30的出射光的透射。为了保证上述透明材料层40的高透过率，形成上述透明材料层40的材料可以选自硅胶、硅树脂和环氧树脂等中的任一种或多种，但并不局限于上述种类，本领域技术人员可以根据现有技术进行合理选取。

在上述优选的实施方式中，为了保证第一层荧光粉和第二层荧光粉之间的相互吸收光作用减少，以及保证蓝光可以有效的激发第二层荧光粉提升光效，更为优选地，第一荧光材料层20与透明材料层40的厚度之和为第二荧光材料层30的1/4～1/2，更为优选地，第一荧光材料层20的厚度为50μm～250μm，透明材料层40的厚度为100μm～200μm，第二荧光材料层30的厚度为400μm～1000μm。

根据本发明的另一方面，提供了一种灯具，包括至少一个上述的发光器件。

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。

实施例1

本实施例发光器件构造的技术方案如下：

本实施例的发光器件包括光源、第一荧光材料层、第二荧光材料层和透明材料层，第一荧光材料层设置于光源的出光侧，第二荧光材料层设置于第一荧光材料层远离光源的一侧，透明材料层位于第一荧光材料层与第二荧光材料层之间。其中，第一荧光材料为红色荧光粉，发光峰值波长范围为650nm～660nm，粒径为10μm；第二荧光材料为黄绿色荧光粉，发光峰值波长范围波长为530nm～540nm，粒径为15μm；第一荧光材料与第二荧光材料的重量比为10:90，第一荧光材料层的厚度为50μm，透明材料层的厚度为100μm，第二荧光材料层的厚度为400μm。

实施例2

本实施例的发光器件与实施例1的区别在于：

第一荧光材料发光波长的发光峰值波长范围为620nm～630nm，第一荧光材料的粒径为30μm；

第二荧光材料发光波长的发光峰值波长范围为530nm～540nm，第二荧光材料的粒径为50μm。

实施例3

本实施例的发光器件与实施例1的区别在于：

第一荧光材料发光波长的发光峰值波长范围为650nm～660nm，第一荧光材料的粒径为5μm；

第二荧光材料发光波长的发光峰值波长范围为530nm～540nm，第二荧光材料的粒径为10μm。

实施例4

本实施例的发光器件与实施例1的区别在于：

第一荧光材料与荧光粉总量的重量百分比为1％。

实施例5

本实施例的发光器件与实施例1的区别在于：

第一荧光材料与荧光粉总量的重量百分比为5％。

实施例6

本实施例的发光器件与实施例1的区别在于：

第一荧光材料与荧光粉总量的重量百分比为15％。

实施例7

本实施例的发光器件与实施例1的区别在于：

第一荧光材料层的厚度为40μm，透明材料层的厚度为100μm，第二荧光材料层的厚度为600μm。

实施例8

本实施例的发光器件与实施例1的区别在于：

第一荧光材料层的厚度为250μm，透明材料层的厚度为200μm，第二荧光材料层的厚度为1000μm。

实施例9

本实施例发光器件构造的技术方案如下：

本实施例的发光器件包括光源、第一荧光材料层、第二荧光材料层和透明材料层，第一荧光材料层设置于光源的出光侧，第二荧光材料层设置于第一荧光材料层远离光源的一侧，透明材料层位于第一荧光材料层与第二荧光材料层之间。其中，第一荧光材料为红色荧光粉，发光峰值波长在650nm～655nm范围内，粒径为20μm；第二荧光材料为黄绿色荧光粉，发光峰值波长在530nm～540nm，粒径为30μm；第一荧光材料与第二荧光材料的重量比为10:90，第一荧光材料层的厚度为150μm，透明材料层的厚度为100μm，第二荧光材料层的厚度为600μm。

对比例1

本对比例发光器件构造的技术方案如下：

本对比例的发光器件包括光源、荧光材料层，荧光材料层设置于光源的出光侧，荧光材料层由第一荧光材料与第二荧光材料混合制成。其中，第一荧光材料为红色荧光粉，发光峰值波长在650nm～655nm范围内，粒径为10μm；第二荧光材料为黄绿色荧光粉，发光峰值波长在530nm～540nm范围内，粒径为15μm；第一荧光材料与第二荧光材料的重量比为10:90，荧光材料层的厚度为1mm。

上述实施例1至9、对比例1中发光器件的亮度、相比对比例1的亮度增量以及显色指数见表1。

表1

通过上述表格可以看出，在芯片、两种荧光粉的配比、荧光粉粒径等一样的情况下，本发明中实施例1中技术方案比对比例1中的现有技术方案显色指数提升7％以上，并通过上述表格可以看出，通过实施例3与实施例1和实施例2的对比可以看出，荧光粉的粒径影响着器件的显色指数以及亮度；从实施例4和实施例5及实施例6的对比可以看出，随着第一荧光粉的配比的增加，器件的亮度会有所增加，但随着第一荧光粉的配比超过一定量时会导致亮度的减少；从实施例7、实施例8、实施例9和实施例1与对比例1的对比可以看出，荧光材料的厚度影响着器件的亮度以及显色指数，因此本发明中荧光粉的粒径、荧光胶层和透明胶层的厚度、第一荧光粉和第二荧光粉的配比等进行了范围限制，以保证本发明保护范围内的技术方案具有较好的显色指数以及亮度。

其中，实施例1与对比例1中发光器件的相对光谱以及太阳光谱相对值的对比示意图如图3所示，图中1为使用本发明上述技术方案的实施例1中发光器件的相对光谱曲线，2为对比例1中传统发光器件的相对光谱曲线，3为太阳光谱相对值。

从图3中可以看出，相对于对比例1中传统发光器件的光谱，使用本发明上述技术方案的实施例1中发光器件的光谱在450nm-700nm具有更高的发光强度；并且，当光谱约接近太阳光谱，说明光越接近自然，显色指数也会越高，越真实，可见，采用本方案的实施例1相比于使用传统方案的对比例1，能够提升显色指数。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本发明通过将荧光粉分层，使靠近光源的第一荧光材料层先吸收光源的出射光，由于位于上层的第二荧光材料层的发光波长小于第一荧光材料层的发光波长，从而减少其发出的光被第一荧光材料层吸收，因此极大地提升了器件亮度；

2、本发明通过将荧光粉分层，降低第一荧光材料层与第二荧光材料层之间相互吸收，表现在光谱上各层发光颜色的成分会增加，从而与传统的混粉工艺相比，提升了相应的显色指数，能够使器件实现更高的显色指数。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。