高中間視覺(jué)光效的高壓白光led及其獲得方法
【專利摘要】本發(fā)明提供高中間視覺(jué)光效的高壓白光LED及其獲得方法，提供高壓白光LED，包括：高壓藍(lán)光芯片、及用于封裝高壓藍(lán)光芯片的包含有封裝材料及相混合的綠色熒光粉和橙色熒光粉的封裝層；以不同亮度適用系數(shù)的中間視覺(jué)極限光效的平均值為優(yōu)化目標(biāo)，通過(guò)高壓藍(lán)光芯片的藍(lán)光光譜、綠色熒光粉的綠光光譜和橙色熒光粉的橙光光譜的組合進(jìn)行仿真模擬，得到所需相關(guān)色溫，且滿足顯色指數(shù)（Ra）大于60和偏離黑體軌跡的色差（Duv）小于0.0054條件下的高壓白光LED的相對(duì)光譜分布、明視覺(jué)極限光效、及S/P和中間視覺(jué)極限光效的平均值；解決了目前室外照明LED燈具相關(guān)色溫偏高和在中間視覺(jué)環(huán)境下的實(shí)際視覺(jué)光效不理想的問(wèn)題且省成本。
【專利說(shuō)明】高中間視覺(jué)光效的高壓白光LED及其獲得方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種高中間視覺(jué)光效的高壓白光LED及其 獲得方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 室外照明一般亮度較低，例如道路照明，屬于中間視覺(jué)環(huán)境下的照明。國(guó)際照明學(xué) 會(huì)（CIE)于2010年推薦采用MES2模型作為基于視覺(jué)功能的中間視覺(jué)光度學(xué)來(lái)計(jì)算或測(cè)量 在中間視覺(jué)環(huán)境下（中間視覺(jué)亮度在〇. 〇〇5cd/m2與5. Ocd/m2之間）視覺(jué)亮度，這樣作為 低亮度照明光源的光效也需要用中間視覺(jué)光效（LEJ來(lái)表征實(shí)際照明環(huán)境視覺(jué)下的光源效 率。研究表明在中間視覺(jué)環(huán)境下，對(duì)于暗視覺(jué)光通量與明視覺(jué)光通量之比（S/P)小于1的 光源，中間視覺(jué)光通量隨著明視覺(jué)亮度（L p)的減小而減?。粚?duì)于S/P大于1的光源，中間視 覺(jué)光通量隨Lp的減小而增大。這表明當(dāng)明視覺(jué)光效相同時(shí)，S/P值越大的光源，其中間視 覺(jué)光效也就越高，且隨著適應(yīng)亮度的降低，光效的優(yōu)勢(shì)越明顯。一些研究者模擬計(jì)算了高壓 鈉燈、金屬鹵化物燈和LED燈等不同S/P值的光源在不同中間視覺(jué)環(huán)境下的光效，結(jié)果表明 S/P值較大值時(shí)中間視覺(jué)光效確實(shí)得到了較大提高。因此，目前用于室外照明的白光LED設(shè) 計(jì)者追求S/P較大或最大的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而S/P較大或最大并非中間視覺(jué)光效也較大 或最大，其原因是S/P越大，其中間視覺(jué)光效也越高的前提（在相同明視覺(jué)光效的情況下） 給忽略了。如果S/P值較大，但明視覺(jué)光效卻較低的話，則中間視覺(jué)光效并不一定也會(huì)高。 因此，需要提出一種適用于在不同中間視覺(jué)環(huán)境下高光效白光LED的設(shè)計(jì)方法。
[0003] 目前的高壓直流白光LED與低壓直流白光LED -樣都主要采用釔鋁石榴石（YAG) 熒光粉，其相關(guān)色溫都高于4500K。但最近公布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《LED城市道路照明應(yīng)用技術(shù)要 求》（征求意見(jiàn)稿）中要求LED燈具顯色指數(shù)（Ra)不應(yīng)低于60,且額定色溫不宜高于4000K。 因此，目前僅采用YAG熒光粉的LED作為道路照明燈具的光源已不能使用。如果采用YAG 熒光粉添加紅色熒光粉來(lái)降低色溫，其光效大幅降低。同時(shí)，目前用于室外照明的LED光源 并未按照在中間視覺(jué)環(huán)境下達(dá)到高視覺(jué)光效的要求來(lái)設(shè)計(jì)，中間視覺(jué)光效不高，因此，需要 開(kāi)發(fā)相關(guān)色溫低于4500K且適用于不同中間視覺(jué)環(huán)境下的高光效LED白光光源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種在不同中間視覺(jué)環(huán)境 下高光效的高壓白光LED及其獲得方法，用于解決現(xiàn)有用于室外照明白光LED光源的相關(guān) 色溫偏高和中間視覺(jué)光效不高的問(wèn)題，以發(fā)揮LED在中間視覺(jué)環(huán)境下更節(jié)能的潛能和優(yōu) 勢(shì)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)及其他相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明提供一種高壓白光LED，所述高壓白光 LED包括：高壓藍(lán)光芯片、及用于封裝所述高壓藍(lán)光芯片的包含有封裝材料及相混合的綠 色熒光粉和橙色熒光粉的封裝層。
[0006] 可選的，所述高壓藍(lán)光芯片分別單獨(dú)引出正、負(fù)極至高壓白光LED外部。
[0007] 可選的，所述高壓白光LED的相關(guān)色溫（Tc)范圍為4000K±200K，顯色指數(shù)（Ra) 大于60,暗視覺(jué)光通與明視覺(jué)光通之比（S/P)大于1.4。
[0008] 可選的，所述高壓藍(lán)光芯片的峰值波長(zhǎng)為450-465nm，所述綠光熒光粉的峰值波長(zhǎng) 為515-535nm，所述橙光熒光粉的峰值波長(zhǎng)為575-590nm。
[0009] 可選的，所述高壓藍(lán)光芯片激發(fā)所述綠色熒光粉和所述橙色熒光粉的總熒光的色 坐標(biāo)為u = 0? 2278, v = 0? 3740,色坐標(biāo)范圍為dC < 0? 01。
[0010] 可選的，所述高壓白光LED為高壓交流白光LED或者高壓直流LED。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)及其他相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明提供一種獲得高壓白光LED方法，所述 獲得高壓白光LED方法包括：提供高壓白光LED，其包括：高壓藍(lán)光芯片、及用于封裝所述高 壓藍(lán)光芯片的包含有封裝材料及相混合的綠色熒光粉和橙色熒光粉的封裝層；在[0，1]范 圍內(nèi)的不同亮度適用系數(shù)m下的中間視覺(jué)極限光效的平均值為優(yōu)化目標(biāo)，通過(guò)高壓藍(lán)光芯 片的藍(lán)光光譜、綠色熒光粉的綠光光譜和橙色熒光粉的橙光光譜的組合進(jìn)行仿真模擬，得 到所需相關(guān)色溫，且滿足顯色指數(shù)（Ra)大于60和偏離黑體軌跡的色差（Duv)小于0.0054 條件下的高壓白光LED的相對(duì)光譜分布、明視覺(jué)極限光效、及S/P和中間視覺(jué)極限光效的平 均值。
[0012] 可選的，所述的獲得高壓白光LED方法，包括：根據(jù)所述高壓白光LED的相對(duì)光譜 分布，確定所述高壓白光LED的色度坐標(biāo)（Xw，yw);根據(jù)所述高壓藍(lán)光芯片的相對(duì)光譜功率 分布的色度參數(shù)（Yb，xb，yb)和輻射通量（j5e，b、所述綠光熒光粉的相對(duì)光譜功率分布的色 度參數(shù)（Yg，xg，yg)和輻射通量（cj5e，g)、以及所述橙色熒光粉的相對(duì)光譜功率分布的色度 參數(shù)（Y 〇r，X〇r，y〇r)和輻射通量（cte，〇r)，按照以下公式（1)和公式（2)計(jì)算確定所述高 壓白光LED的相對(duì)光譜分布中的橙光的輻射通量與綠光的輻射通量之比（Oe，or/Oe，g) 和綠光的輻射通量與藍(lán)光的輻射通量之比（〇e，g/Oe，b)

【權(quán)利要求】
1. 一種高壓白光LED，其特征在于，所述高壓白光LED包括：高壓藍(lán)光芯片、及用于封裝 所述高壓藍(lán)光芯片的包含有封裝材料及相混合的綠色熒光粉和橙色熒光粉的封裝層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓白光LED，其特征在于，所述高壓藍(lán)光芯片分別單獨(dú)引出 正、負(fù)極至高壓白光LED外部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓白光LED，其特征在于，所述高壓白光LED的相關(guān)色溫 (Tc)范圍為4000K±200K，顯色指數(shù)（Ra)大于60,暗視覺(jué)光通與明視覺(jué)光通之比（S/P)大 于 1. 4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓白光LED，其特征在于，所述高壓藍(lán)光芯片的峰值波長(zhǎng) 為450-465nm，所述綠光熒光粉的峰值波長(zhǎng)為515-535nm，所述橙光熒光粉的峰值波長(zhǎng)為 575_590nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓白光LED，其特征在于，所述高壓藍(lán)光芯片激發(fā)所述綠色 熒光粉和所述橙色熒光粉的總熒光的色坐標(biāo)為u= 0. 2278,v= 0. 3740,色坐標(biāo)范圍為dC < 0? 01。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓白光LED，其特征在于，所述高壓白光LED為高壓直流白 光LED或者是高壓交流白光LED。
7. -種采用權(quán)利要求1、2、3、4、5或者6中所述高壓白光LED獲得高壓白光LED方法， 其特征在于，所述獲得高壓白光LED方法包括： 提供高壓白光LED，其包括：高壓藍(lán)光芯片、及用于封裝所述高壓藍(lán)光芯片的包含有封 裝材料及相混合的綠色熒光粉和橙色熒光粉的封裝層； 在[〇，1]范圍內(nèi)的不同亮度適用系數(shù)m下的中間視覺(jué)極限光效的平均值為優(yōu)化目標(biāo)， 通過(guò)高壓藍(lán)光芯片的藍(lán)光光譜、綠色熒光粉的綠光光譜和橙色熒光粉的橙光光譜的組合 進(jìn)行仿真模擬，得到所需相關(guān)色溫，且滿足顯色指數(shù)（Ra)大于60和偏離黑體軌跡的色差 (Duv)小于0. 0054條件下的高壓白光LED的相對(duì)光譜分布、明視覺(jué)極限光效、及S/P和中間 視覺(jué)極限光效的平均值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲得高壓白光LED方法，其特征在于，包括： 根據(jù)所述高壓白光LED的相對(duì)光譜分布，確定所述高壓白光LED的色度坐標(biāo)（xw，yw); 根據(jù)所述高壓藍(lán)光芯片的相對(duì)光譜功率分布的色度參數(shù)（Yb，xb，yb)和輻射通量c^,b、 所述綠光熒光粉的相對(duì)光譜功率分布的色度參數(shù)（Yg，xg，yg)和輻射通量（c^,g)、以及所述 橙色熒光粉的相對(duì)光譜功率分布的色度參數(shù)（YOT，xOT，yOT)和輻射通量按照以下公 式（1)和公式（2)計(jì)算確定所述高壓白光LED的相對(duì)光譜分布中的橙光的輻射通量與綠光 的輻射通量之比（〇e,"/〇e,g)和綠光的輻射通量與藍(lán)光的輻射通量之比
根據(jù)所計(jì)算的確定高壓白光LED的相對(duì)光譜分布中的綠色 熒光粉的輻射通量與橙色熒光粉的輻射通量的百分比、綠色熒光粉和橙色熒光粉混合的總 熒光的輻射通量與高壓藍(lán)光芯片激發(fā)綠色熒光粉和橙色熒光粉混合封裝層后剩余藍(lán)光的 輻射通量的百分比。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的獲得高壓白光LED方法，其特征在于，包括： 根據(jù)所述高壓白光LED的相對(duì)光譜分布中的綠色熒光粉的輻射通量與橙色熒光粉的 輻射通量的百分比，通過(guò)控制所述綠色熒光粉和所述橙色熒光粉混合的比例，從而獲得高 壓藍(lán)光芯片激發(fā)所述綠色熒光粉和所述橙色熒光粉的總熒光的預(yù)設(shè)色度要求，所述預(yù)設(shè)色 度要求指的是：所述高壓藍(lán)光芯片激發(fā)所述綠色熒光粉和所述橙色熒光粉的總熒光的色坐 標(biāo)為u= 0? 2278,v= 0? 3740,色坐標(biāo)范圍為dC< 0? 01 ; 通過(guò)調(diào)整綠色熒光粉和橙色熒光粉混合封裝層中綠色和橙色混合熒光粉與封裝材料 的百分比，控制所述綠色熒光粉和橙色熒光粉混合的總熒光的輻射通量與高壓藍(lán)光芯片激 發(fā)綠色熒光粉和橙色熒光粉混合封裝層后剩余藍(lán)光的輻射通量的百分比，從而獲得所需相 關(guān)色溫和顯色性要求的在不同中間視覺(jué)環(huán)境下高光效的高壓白光LED。
【文檔編號(hào)】H01L33/50GK104409608SQ201410635805
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】陳宇, 李志君 申請(qǐng)人:上海亞明照明有限公司