[发明专利]产生高显色指数的白光的装置及方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及利用LED芯片产生白光的装置和方法。更具体地，本发明涉及利用YAG荧光粉配合发出特定波段光的红光芯片和蓝光芯片得到具有高显色指数的白光的装置和方法。

背景技术

随着技术的发展，越来越多的白光LED灯被用于普通照明领域。与现有白炽灯相比，白光LED灯具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保等优点，因此具有良好的发展前景。

衡量白光LED灯的性能的参数之一是显色指数，即其发出的白光与正常日光的接近程度(正常日光的显色指数为100)。当前通常利用多种单色光LED芯片的组合或者利用单色光LED芯片配合荧光粉产生具有不同显色指数的白光。例如，可以利用红光芯片、蓝光芯片和绿光芯片的组合或者表面涂覆有黄光荧光粉的蓝光芯片来产生白光，但是前者的生产成本比较高，不利于推广应用，而后者产生的白光的显色指数相对较低且荧光粉易老化。

中国专利申请200810000145.6(公开号CN101476701)公开了一种产生具有较高显色指数的白光的方法，其利用发光波长380～410nm的紫光LED芯片所产生的紫光直接刺激至少包含锌、硫、硒、氧的黄白光荧光粉，该荧光粉受刺激后发出连续波长470～670nm的黄白光，其与紫光混合产生具有较高显色指数的白光。

美国专利US6765237公开了类似的方法，不同之处在于其选择的紫光范围是380～420nm，且所用的荧光粉包含Ba、Mg、Al、O以及多种稀土元素。

由此可见，虽然利用紫光LED能够得到较高显色指数的白光，但其所用的荧光粉需要特别配制，这就极大地提高了发光源的生产成本。另外，现有的紫光LED芯片发出的紫色光通常都在360～420nm波段，而这一波段包含波长320nm-400nm的长波紫外线，简称UVA。长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强，可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，起到防御紫外线、保护皮肤的作用。因而长波紫外线也被称做“晒黑段”。长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症，但对皮肤的作用缓慢，可长期积累，是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。

因此，存在对新型LED发光装置的需求，该LED发光装置能够显著提高白光的显色指数，并且能够避免含对人体有害波长的紫光对人体健康造成的伤害，实现安全照明。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种利用红光LED芯片和蓝光LED芯片产生白光的方法，其特征在于：

利用红光LED芯片产生波长为615-635nm的红光；

利用蓝光LED芯片产生波长为440-465nm的蓝光；以及

使所述红光和所述蓝光的混合光照射YAG荧光粉激发出白光。

在进一步的实施方式中，所述YAG荧光粉与所述LED芯片隔离开，以减缓因受热造成的老化。

在进一步的实施方式中，所述红光和所述蓝光的光强之比为18-25％∶75-82％，且优选为1∶4。

根据本发明的另一个方面，提供一种白光LED灯，其特征在于包括：

一个或多个红光LED芯片，其产生波长为615-635nm的红光；

一个或多个蓝光LED芯片，其产生波长为440-465nm的蓝光；以及

支架，其上布置所述红光和蓝光LED芯片；

壳体，其覆盖所述红光和蓝光LED芯片，且其表面涂覆一层YAG荧光粉，

其中所述红光和蓝光在所述壳体内混合后照射到所述YAG荧光粉上，激发出白光。

在进一步的实施方式中，所述红光和蓝光LED芯片被透明固晶胶粘附在所述支架上。

在进一步的实施方式中，所述红光和蓝光LED芯片被布置成一维或二维阵列或同心圆环形式。

在进一步的实施方式中，所述支架连同其上的所述红光和蓝光LED芯片被水平设置。

在进一步的实施方式中，所述支架连同其上的所述红光和蓝光LED芯片被直立固定在所述壳体内。

在进一步的实施方式中，所述支架与所述壳体的底面的夹角大于60°。

在进一步的实施方式中，所述红光和蓝光LED芯片被布置成使得所述红光和所述蓝光的光强之比为18-25％∶75-82％，且优选为1∶4。

在进一步的实施方式中，所述壳体内填充透明冷却液，以帮助LED芯片散热。

根据本发明的另一个方面，提供一种制造白光LED灯的方法，其包括：

提供支架并在其上布置一个或多个红光以及一个或多个蓝光LED芯片；