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【发明授权】一种光源模组及包括该光源模组的照明装置_欧普照明股份有限公司;苏州欧普照明有限公司_201910486921.6 

申请/专利权人:欧普照明股份有限公司;苏州欧普照明有限公司

申请日:2019-06-05

公开(公告)日:2024-03-19

公开(公告)号:CN110212076B

主分类号:H01L33/50

分类号:H01L33/50;F21V9/32

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.03.19#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.06#公开

摘要:一种光源模组和使用所述光源模组的照明装置,光源模组包括第一发光元件和覆盖于第一发光元件的封装部,封装部中包括第一附加发光体、第二附加发光体、第三附加发光体,各发光体发出的光混合成正白光,作为光源模组的发射光。本发明所提供的光源模组在通过控制对不同波长区域内发光能量在总发光能量中的占比,提供了一种同时具有高光效、高CS值、高显色性的LED冷白光5700K光源。这种高CS值的光谱,在相同照度下,特别适合人集中注意力进行学习和工作。

主权项:1.一种光源模组,其特征在于,包括第一发光元件和覆盖于第一发光元件的封装部,所述第一发光元件发出峰值波长位于435~465nm的第一颜色光;所述封装部包括:第一附加发光体,所述第一附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于485~515nm的第二颜色光;第二附加发光体,所述第二附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于520~580nm的第三颜色光;第三附加发光体,所述第三附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于615~655nm的第四颜色光,所述第一颜色、第二颜色光、第三颜色光和第四颜色光混合形成所述光源模组的发射光,所述发射光为中性白光,即所述发射光在CIE1931色空间上,位于相关色温5750±400K与黑体轨迹的距离duv=-0.006~0.006的点围成的区间内,所述发射光的光谱具有以下特征:定义所述发射光光谱在可见光范围内,即波长范围380~780nm内的光谱能量为所述发射光的整个光谱能量;其在波长范围380~470nm内的光谱能量占整个光谱能量的12.0%~32.0%;其在波长范围470~560nm内的光谱能量占整个光谱能量的25.0%~45.0%;其在波长范围560~780nm内的光谱能量占整个光谱能量的36.0%~56.0%;其在波长范围470~520nm内的光谱能量占整个光谱能量的14.0%~34.0%,所述发射光的光谱在380~780nm可见光范围内光谱连续分布,包括三个峰、两个峰谷,其中:第一峰位于435~465nm波长区域内;第二峰位于485~525nm波长区域内,所述第二峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在45.0%~85.0%之间;第一峰谷位于所述第一峰和所述第二峰之间,所述第一峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值大于等于25.0%;第三峰位于595~645nm波长区域内,所述第三峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在40.0%~70.0%之间;第二峰谷位于所述第二峰和所述第三峰之间,所述第二峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在30.0%~60.0%之间。

全文数据:一种光源模组及包括该光源模组的照明装置技术领域本发明涉及一种光源模组及包括该光源模组的照明装置。背景技术随着第三次照明技术革命的到来和发展,白炽灯、卤素灯等由于光效低、不节能已经逐渐被世界各国禁止生产和销售,LED照明器具取而代之已被广泛的使用。现有的LED照明产品主要解决的是节能、照度、颜色和显色性问题。在使用LED照明产品时,越来越多的人们关注到照明可能会对人体的生理节律产生影响。对于照明产品对人体的生理节律产生影响,我们可以通过昼夜刺激CircadianStimuIus评价模型来进行评价,即业内所说的CS值,高CS值的光谱,在相同照度下,特别适合人集中注意力进行学习和工作。目前应用在办公楼中的灯具,通常仅考虑色温、照度等指标,还未能有通过提高CS值来提升学生专注度,并且能兼顾节能、照度、颜色和显色性的LED照明产品。发明内容本发明的目的是为了解决上述问题,寻找一种高CS值、高显色性,同时具有高光效的LED冷白光5700K光源。本发明为实现上述功能,所采用的技术方案是提供一种光源模组,其特征在于,包括第一发光元件和覆盖于第一发光元件的封装部,所述第一发光元件发出峰值波长位于435~465nm的第一颜色光;所述封装部包括:第一附加发光体,所述第一附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于485~515nm的第二颜色光;第二附加发光体,所述第二附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于520~580nm的第三颜色光;第三附加发光体,所述第三附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于615~655nm的第四颜色光,所述第一颜色、第二颜色光、第三颜色光和第四颜色光混合形成所述光源模组的发射光,所述发射光为中性白光,即所述发射光在CIE1931色空间上,位于相关色温5750±400K与黑体轨迹的距离duv=-0.006~0.006的点围成的区间内,所述发射光的光谱具有以下特征:定义所述发射光光谱在可见光范围内,即波长范围[380~780nm]内的光谱能量为所述发射光的整个光谱能量;其在波长范围[380~470nm]内的光谱能量占整个光谱能量的12.0%~32.0%;其在波长范围470~560nm]内的光谱能量占整个光谱能量的25.0%~45.0%;其在波长范围560~780nm]内的光谱能量占整个光谱能量的36.0%~56.0%;其在波长范围470~520nm]内的光谱能量占整个光谱能量的14.0%~34.0%。进一步的,所述发射光的光谱:在波长范围[380~470nm]内的光谱能量占整个光谱能量的17.0%~27.0%;在波长范围470~560nm]内的光谱能量占整个光谱能量的27.0%~37.0%;在波长范围560~780nm]内的光谱能量占整个光谱能量的40.0%~50.0%;在波长范围470~520nm]内的光谱能量占整个光谱能量的18.0%~28.0%。进一步的,所述发射光的光谱在380~780nm可见光范围内光谱连续分布,包括三个峰、两个峰谷,其中:第一峰位于435~465nm波长区域内;第二峰位于485~525nm波长区域内,所述第二峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在45.0%~85.0%之间;第一峰谷位于所述第一峰和所述第二峰之间,所述第一峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值大于等于25.0%;第三峰位于595~645nm波长区域内,所述第三峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在40.0%~70.0%之间;第二峰谷位于所述第二峰和所述第三峰之间,所述第二峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在30.0%~60.0%之间。进一步的,所述发射光的光谱:所述第二峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在55.0%~75.0%之间;所述第三峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在42.0%~60.0%之间;所述第二峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在35.0%~50.0%之间。进一步的,所述发射光的光谱:所述第三峰的光谱强度和所述第二峰的光谱强度的比值在75%~105%之间。进一步的,所述发射光的光谱:所述第三峰的光谱强度和所述第二峰的光谱强度的比值在80%~100%之间。进一步的,所述第一发光元件为发射光峰值波长在435~465nm的蓝光LED;所述第一附加发光体为峰值波长在485~515nm,半宽度25~65nm的蓝绿色荧光粉;所述第二附加发光体为峰值波长在520~580nm,半宽度60~115nm的黄色荧光粉和或绿色荧光粉;所述第三附加发光体为峰值波长在615~655nm,半宽度80~120nm的红色或橙色荧光粉,定义所述第一附加发光体、所述第二附加发光体、所述第三附加发光体的重量之和为总荧光粉重量。进一步的,所述第一附加发光体在所述总荧光粉重量中的占比为20.0~55.0%。进一步的,所述第二附加发光体在所述总荧光粉重量中的占比为22.0%~52.0%。进一步的,所述第三附加发光体在所述总荧光粉重量中的占比为7.0%~36.0%。进一步的,所述蓝绿色荧光粉为下述荧光粉中的任意一种或两种以上混合而成:a氮氧化物,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ba,Ca1-xSi2N2O2:Eux其中x=0.005~0.200;b掺Ga石榴石荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ga-LuAG:Eu;c硅酸盐荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ba2SiO4:Eu。进一步的,所述黄色荧光粉绿色荧光粉为下述荧光粉中的任意一种或两种以上混合而成:a石榴石结构荧光粉,Ce3+为激活剂化学组成通式:M13-xM25O12:Cex其中M1为Y、Lu、Gd及La中至少一种元素,M2为Al、Ga中至少一种元素,x=0.005~0.200;b硅酸盐体系荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M32-xSiO4:Eux或Ba,Ca,Sr2-xMg,ZnSi2O7:Eux其中M3为Mg、Sr、Ca、Ba中至少一种元素,x=0.01~0.20;c氮氧化物荧光粉塞隆体β-SiAlON,Eu2+为激活剂化学组成通式:SibAlcOdNe:Eux其中x=0.005~0.400,b+c=12,d+e=16;d铝酸盐体系荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Sr,Ba2-xAl2O4:Eux或Sr,Ba4-xAl14O25:Eux其中x=0.01~0.15。进一步的,所述红色或橙色荧光粉为下述荧光粉中的任意一种或两种以上混合而成:a具有1113晶体结构的氮化物红粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M41-xAlSiN3:Eux其中M4为Ca、Sr、Ba中至少一种元素,x=0.005~0.300;b具有258晶体结构的氮化物红粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M52-xSi5N8:Eux其中M5为Ca、Sr、Ba、Mg中至少一种元素,x=0.005~0.300;c氮氧化物荧光粉塞隆体α-SiAlON,Eu2+为激活剂化学组成通式:M61-axSibAlcOdNe:Eua其中M6为Li、Na、K、Rb、Cs、Sr、Ba、Sc、Y、La、Gd之中至少一种元素,x=0.15~1.5,a=0.005~0.300,b+c=12,d+e=16;d硅酸盐荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Sr,Ba3-xSi5O5:Eux。进一步的,所述封装部还包括基底材料和光扩散剂,所述基底材料为硅胶或树脂,所述光扩散剂为纳米级氧化钛、氧化铝或氧化硅中的一种。进一步的,所述光源模组发射光的光色在CIE1931色空间上,位于由D10.3184,0.3401、D20.3203,0.3189、D30.3356,0.3323、D40.3364,0.3564四个顶点围成的四边形区域内。进一步的,所述光源模组发射光的光色在CIE1931色空间上,位于中心点x0=0.3281,y0=0.3372,长轴a=0.00223,短轴b=0.00095,倾角θ=58.2°,SDCM=5.0的椭圆范围内。进一步的,所述光源模组的发射光在照度500lux时,CS值≥0.45。进一步的,所述光源模组的发射光的显色指数CRI≥90.0。本发明还提供一种照明装置,包括上述光源模组。本发明所提供的光源模组在通过控制发射光在不同波长区域内发光能量的占比,提供了一种同时具有高光效、高CS值、高显色性的LED冷白光5700K光源。这种高CS值的光谱,在相同照度下,有利于人集中注意力进行学习和工作,特别适合用于办公室照明。附图说明图1是符合本发明优选实施例的光源模组的结构示意图;图2是符合本发明优选实施例的光源模组的光谱特征示意图;图3是符合本发明的优选实施例1~8的CIE1931色坐标图;图4是本发明中优选实施例1的发射光光谱图;图5是本发明中优选实施例2的发射光光谱图;图6是本发明中优选实施例3的发射光光谱图;图7是本发明中优选实施例4的发射光光谱图;图8是本发明中优选实施例5的发射光光谱图;图9是本发明中优选实施例6的发射光光谱图;图10是本发明中优选实施例7的发射光光谱图;图11是本发明中优选实施例8的发射光光谱图;图12是本发明中优选实施例灯具的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和一些符合本发明的优选实施例对本发明提出的一种光源模组及照明装置作进一步详细的说明。如图1所示,本发明提供的优选实施例的光源模组L1是一种光源产品,其可应用于如图12所示的照明装置D1中用以提供教室照明。照明装置D1为灯盘,在其他较佳实施例中也可以是吊灯、吸顶灯等,或者光源模组L1也可应用于台灯、筒灯、射灯等各类灯具。照明装置D1包括底盘6、设置有扩散板9的面框8、设置在光源板5上的光源模组L1和向光源模组L1提供工作所需电力的电源模组7,照明装置D1还可以根据具体灯具的功能、需求带有控制器、散热装置和配光部件等。控制器可用于调整光源模组L1所发出照射光的光色、光强等,而配光部件除了实施例中的扩散板外还可以是灯罩、透镜、扩散元件、光导等。本发明的光源模组L1的一个具体实施方式为一个混光的白光LED封装芯片,其可以为具有一般贴片封装结构或COB封装结构LED芯片如图1所示,光源模组L1至少包括一个第一发光元件1和覆盖于第一发光元件的封装部2。第一发光元件1为蓝光LED芯片,由半导体材料直接激发发光,其发光的峰值波长位于435~465nm,光色呈蓝色,这里我们称第一发光元件1发出的光为第一颜色光。LED芯片LEDChip,包括正装或倒装,单颗LEDChip或者多颗LEDChip按串联、并联或串并联方式连接在一起。封装部2以透明硅胶或透明树脂作为基底材料204,其中透明树脂是指环氧树脂、尿素树脂中的一种。基底材料204中掺入有第一附加发光体201、第二附加发光体202、第三附加发光体203。其中第一附加发光体201为接收第一发光元件1所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长在485~515nm,半宽度25~65nm的第二颜色光的蓝绿色荧光粉。第二附加发光体202为包含至少一种峰值波长在520~580nm,发射光谱的半宽度60~115nm,优选半宽度在90~115nm的黄色荧光粉或绿色荧光粉。由于颜色是一种人体的直管感受,无法精确划分黄色和绿色的光谱界限,在本申请中我们将峰值波长在520~540nm的称为绿色荧光粉,峰值波长在540~580nm的称为黄色荧光粉。在本申请中第二附加发光体202可以选择黄色荧光粉、绿色荧光粉中的一种,如后文中的实施例1。在另外一些实施例中,可采用两种绿粉混合如实施例2、4。不过为了提供更好的显色性,在实施例3、5、6、7、8中的第二附加发光体采用了黄色荧光粉加绿色荧光粉的方案。即第二附加发光体为黄色荧光粉和绿色荧光粉的组合,组合后的荧光粉接收第一发光元件1所发射的部分光线,将其转换为峰值波长位于520~580nm的第三颜色光。第三附加发光体203为接收所述第一发光元件1所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于615~655nm的,半宽度80~120nm的第四颜色光的红色或橙色荧光粉,优选的半宽度为80~100nm。封装部2中还可以包括有光扩散剂,光扩散剂可以是纳米级氧化钛、氧化铝或氧化硅中的一种。上述各类荧光粉和光扩散剂按比例称重后混入基底材料204,再在搅拌机上充分搅拌均匀,使得荧光粉、光扩散剂均匀地分布在基底材料204中,排除气泡后,使用点胶机将混入荧光粉的基底材料204覆盖在作为第一发光元件1的蓝光LED芯片上方形成封装部2。下面我们对我们所使用的各种荧光粉进行说明,为了便于描述方便,我们定义上第一附加发光体、第二附加发光体、第三附加发光体的重量之和为总荧光粉重量。总荧光粉重量在封装部2中的占比为20~45%。封装部2的重量为混入荧光粉、光扩散剂后的基底材料204的总重量。作为第一附加发光体201的蓝绿色荧光粉在总荧光粉重量中的占比为20.0~55.0%,其可以选择下述荧光粉中的任意一种,或者从下述荧光粉中选择两种或以上混合而成。具体的荧光粉种类如下在本发明中以x来表示摩尔比:a氮氧化物,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ba,Ca1-xSi2N2O2:Eux其中x=0.005~0.200;b掺Ga石榴石荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ga-LuAG:Eu;c硅酸盐荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ba2SiO4:Eu。本实施例中作为第二附加发光体202的黄色荧光粉、绿色荧光粉组合在总荧光粉重量中的占比为22.0~52.0%。,如前所述,黄色和绿色并无明显界限,同样黄色和绿色荧光粉也并没有一个明确的界定,这两者基本上具有相同的化学通式,其区别仅在于其中成分的摩尔比不同,除了实施例1以外,本申请的实施例2-8在520~580nm波段中选用两种峰值波长不同的荧光粉进行组合。进一步的在实施例3、5、6、7、8中,两种荧光粉选用不同光色,其中一种为黄色荧光粉,我们定义其峰值波长大于540nm,另一种为绿色荧光粉,峰值波长小于540nm。本实施例选用峰值波长不同的两种黄、绿色荧光粉进行组合,主要是为了提升显示性,使得整个光谱更为平滑。在其他较佳实施例中,仅选用一种黄色或绿色荧光粉也可以达到同样的CS值,但是可能显示性比本实施例稍差。具体的黄色荧光粉绿色荧光粉可以为下述荧光粉中的任意一种或两种以上混合而成:a石榴石结构荧光粉,Ce3+为激活剂化学组成通式:M43-xM55O12:Cex其中M4为Y、Lu、Gd及La中至少一种元素,M5为Al、Ga中至少一种元素,x=0.005~0.200;b硅酸盐体系荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M62-xSiO4:Eux或Ba,Ca,Sr2-xMg,ZnSi2O7:Eux其中M6为Mg、Sr、Ca、Ba中至少一种元素,x=0.01~0.20;c氮氧化物荧光粉塞隆体β-SiAlON,Eu2+为激活剂化学组成通式:SibAlcOdNe:Eux其中x=0.005~0.400,b+c=12,d+e=16;d铝酸盐体系荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Sr,Ba2-xAl2O4:Eux或Sr,Ba4-xAl14O25:Eux其中x=0.01~0.15。作为第三附加发光体203的红色或橙色荧光粉在总荧光粉重量中的占比为7.0~36.0%,其可以选择下述荧光粉中的任意一种,或者从下述荧光粉中选择两种或以上混合而成。具体的荧光粉种类如下在本发明中以x来表示摩尔比:a具有1113晶体结构的氮化物红粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M11-xAlSiN3:Eux其中M1为Ca、Sr、Ba中至少一种元素,x=0.005~0.300;b具有258晶体结构的氮化物红粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M22-xSi5N8:Eux其中M2为Ca、Sr、Ba、Mg中至少一种元素,x=0.005~0.300;c氮氧化物荧光粉塞隆体α-SiAlON,Eu2+为激活剂化学组成通式:M31-axSibAlcOdNe:Eua其中M3为Li、Na、K、Rb、Cs、Sr、Ba、Sc、Y、La、Gd之中至少一种元素,x=0.15~1.5,a=0.005~0.300,b+c=12,d+e=16;d硅酸盐荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Sr,Ba3-xSi5O5:Eux其中x=0.005~0.300。以上给出的是可以选用的荧光粉种类,在本申请中我们提供了8个具体实施例,在这些实施例中一共选用了9种荧光粉,实施例选用的各荧光粉的参数及化学式见下表。为了便于描述,在表1中我们给荧光粉定义了代号,在后续的实施例说明中我们就以该代号来进行描述,不再在每个实施例中都详细描述荧光粉的峰值及化学式了。表1在上表中参数都是针对该种荧光粉而言的,x、y表示荧光粉的光色在CIE1931色空间上的坐标值,Peak表示峰值波长,Hw表示半宽度,以上数值都是实施例中采用的荧光粉的实际数值,并不是对本发明的限定,因为在实际生产中由于荧光粉纯度、颗粒大小的不同其峰值波长和半宽度都有可能会和以上数据稍有偏差,这个偏差值一般会被控制在±5nm之间,应该认为在这个范围内的其他方案是等同于上述荧光粉的。表2展示了本申请的8个实施例,以及各实施例中所采用的荧光粉种类和各类荧光粉的重量。其中各附加发光体的占比,分别是指各附加发光体中多个荧光粉的重量在总荧光粉重量中的占比。而总荧光粉占比是指总荧光粉重量,是指三种附加发光体中包括的全部荧光粉在这些荧光粉和基底材料204混合后的封装部2的总重量中的占比。在这些实施例中基底材料204都是透明硅胶,重量为10g。表2表2中的实施例荧光粉重量都是我们在制作光源模组L1的样例芯片时的数据,实际在批量生产中,由于荧光粉批次不同重量都会稍有差异,但是其基本占比是在一个固定的区间内的。各类荧光粉应用的多少主要是为了控制混合后的发射光在指定波长内能量占比,因为能量分布影响到发射光的CS值(CS值的具体计算方法将在后面介绍实施例光谱时详细说明),因此我们在设计芯片时就对各区间内的能量分布有一个基本的要求。这里我们仅讨论可见光范围内的光谱,因此下面所述的整个光谱能量指可见光范围内,即波长范围[380~780nm]内的光谱能量总和。芯片发射光的光谱:在波长范围[380~470nm]内的光谱能量占整个光谱能量的12.0%~32.0%,优选的为17.0%~27.0%这;在波长范围470~560nm]内的光谱能量占整个光谱能量的25.0%~45.0%,优选的为27.0%~37.0%;在波长范围560~780nm]内的光谱能量占整个光谱能量的36.0%~56.0%,优选的为40.0%~50.0%;在以往的RGB混光方案中470~520nm]区段通常为波谷,其间能量很少,而在本申请中我们特别关注这一区段,通过提升该区域内的能量来提升CS值,因此要求该区段内的光谱能量需占整个光谱能量的14.0%~34.0%,优选的为18.0%~28.0%。各光谱区段内的能量划分基本确定的情况下,我们采用的荧光粉也以此为目标进行调配。波长范围[380~470nm]的能量是由第一发光元件1蓝光LED芯片所提供的,实际上全部发射光的能量都是由其提供的,本来所有能量都应该集中在该区段,但是由于部分光被荧光粉转换为其他光色,因而转换后的能量分布于其他波长范围,保留在此区间内的能量低于32%。而波长范围470~560nm]内光谱能量主要由第一附加发光体201和第二附加发光体202转换第一发光元件1的部分出射光后提供。这里说主要,这是由于光谱是连续的,第一发光元件1的出射光本身在该区段也不是完全没有能量,只是相对转换后的能量是较小的。在设计芯片时我们主要还是从荧光粉转换的部分考虑,选择较为合适的粉重占比,再实际测量该区段能量,测得的能量必然包含各发光体提供的能量,但是在该区段中起主要作用的还是第一附加发光体201和第二附加发光体202。从表2中可见作为第一附加发光体201的蓝绿色荧光粉在总荧光粉重量中的占比在26.1%到33.3%这一区间内,考虑到还可以采用其他种类荧光粉,本申请中认为第一附加发光体201在总荧光粉重量中的占比在应该在20%~55%这一范围内。而本申请添加第二附加发光体202主要是为了提升470~520nm]区段的能量,但是该区段的能量也不能过高,否则会影响白光光色,从表2中可见作为第二附加发光体202的荧光粉基本为黄、绿色荧光粉组合,其在总荧光粉重量中的占比在39.9%到46.6%这一区间内,本申请中认为第二附加发光体202在总荧光粉重量中的占比在应该在22.0~52.0%这一范围内。波长范围560~780nm]的光谱能量主要由作为第三附加发光体203的红色或橙色荧光粉提供,表2中第三附加发光体203在总荧光粉重量中的占比在25.6%到29.4%这一区间内,进一步考虑采用实施例以外的其他荧光粉占比可扩大到7%~36%这一范围内。这些荧光粉可以通过混入透明硅胶涂覆在LED芯片之上,也可以是远程荧光粉设置在距离芯片较远的位置,或者部分混入封装胶,部分设置在外部表面,本申请对此不作限定。各附加发光体在光源模组1中的作用是接收所述第一发光元件1所发射的部分光线,并将其转换为不同于第一颜色的其他颜色的光,在本实施方式中第一颜色光、第二颜色光、第三颜色光和第四颜色光混合后即形成光源模组L1的发射光,光源模组L1的发射光为在CIE1931色空间上位于相关色温5750±400K与黑体轨迹的距离duv=-0.006~0.006的点围成的区间内的白光。参考上表我们对各实施进行详细说明。实施例1,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=450nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉0.70g和R630红色荧光粉0.61g混合后作为第三附加发光体203。第二附加发光体202为代号为Y565的黄色荧光粉,粉重1.95g。称取代号为BG500的蓝绿色荧光粉1.63g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉放入10.00g透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种冷白色LED芯片,其光谱见图4,具体发光特性见表3。实施例2,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=450nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉1.46g作为第三附加发光体203。第二附加发光体202由代号为G-Si525的绿色荧光粉0.90g和代号为G-Ga535的绿色荧光粉1.30g组合而成。称取代号为BG490的蓝绿色荧光粉1.40g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉以及光扩散剂纳米氧化钛0.1g放入10.00g透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种冷白色LED芯片,其光谱见图5,具体发光特性见表3。实施例3,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=450nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉1.44g作为第三附加发光体203。第二附加发光体202由代号为Y565的黄色荧光粉和代号为G-Ga535的绿色荧光粉组合而成,其中黄色荧光粉1.00g,绿色荧光粉1.37g。称取代号为BG490的蓝绿色荧光粉1.35g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉放入10.00g透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种冷白色LED芯片,其光谱见图6,具体发光特性见表3。实施例4,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=450nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉1.22g作为第三附加发光体203。第二附加发光体202由代号为G-L535的绿色荧光粉0.80g和代号为G-Ga535的绿色荧光粉1.15g组合而成。称取代号为BG490的蓝绿色荧光粉1.32g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉放入透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种冷白色LED芯片,其光谱见图7,具体发光特性见表3。实施例5,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=450nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉1.06g作为第三附加发光体203。第二附加发光体202由代号为Y550的黄色荧光粉和代号为G-L535的绿色荧光粉组合而成,其中黄色荧光粉0.80g,绿色荧光粉G-L535为0.95g。称取代号为BG490的蓝绿色荧光粉1.23g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉放入透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种冷白色LED芯片,其光谱见图8,具体发光特性见表3。实施例6,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=440nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉1.32g作为第三附加发光体203。第二附加发光体202由代号为Y565的黄色荧光粉和代号为G-Ga535的绿色荧光粉组合而成,其中黄色荧光粉0.80g,绿色荧光粉1.45g。称取代号为BG500的蓝绿色荧光粉1.26g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉放入透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种冷白色LED芯片,其光谱见图9,具体发光特性见表3。实施例7,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=455nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉1.55g作为第三附加发光体203。第二附加发光体202由代号为Y565的黄色荧光粉和代号为G-Ga535的绿色荧光粉组合而成,其中黄色荧光粉1.00g,绿色荧光粉1.26g。称取代号为BG490的蓝绿色荧光粉1.47g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉放入透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种正白色LED芯片,其光谱见图10,具体发光特性见表3。实施例8,在光源模组L1中第一发光元件1为Peak=450nm的蓝光LED芯片。称取代号为R630的红色荧光粉1.13g作为第三附加发光体203。第二附加发光体202由代号为Y565的黄色荧光粉和代号为G-Ga535的绿色荧光粉组合而成,其中黄色荧光粉0.80g,绿色荧光粉1.08g。称取代号为BG490的蓝绿色荧光粉1.40g作为第一附加发光体201。将上述荧光粉放入透明硅胶,再搅拌机充分混合均匀,涂覆在蓝光LED芯片上,烘干除气泡后得到一种正白色LED芯片,其光谱见图11,具体发光特性见表3。表3表3中列出了实施例1-8中光源模组L1的发光特性,其中x、y表示光源模组L1的发射光的光色在CIE1931色坐标系上的x、y轴上的坐标值,CCT为色温,duv表示在色坐标系里色彩偏移普朗克轨迹的距离与方向,CRI为显色指数。CS值500lux在本申请中表示光源模组L1发射光在照度500lux时的CS值,具体计算公式如下:其中,if;,if其中P0λ:光源光谱分布Pλ:对应500lux的光源光谱分布Mcλ:按晶状体透过率校正的视黑素敏感曲线Sλ:S型锥状细胞敏感曲线mpλ:黄斑色素透过率Vλ:明视觉光视效率函数V'λ:暗视觉光视效率函数计算公式依据为LRC已经发布的人体节律光传导数学模型。从表3中我们可以看到所有实施例的光源模组L1的发射光在照度500lux时的CS值均大于0.45,且其显色指数均符合CRI≥90.0。而我们将各实施例中的发光光色标注在CIE1931色坐标系上,如图3所示,各实施例光色均落在相关色温5750±400K的黑体轨迹的附近,距黑体轨迹BBL距离均小于0.006,即duv在-0.006~0.006这一区间内。且所有点均落在位于由点D10.3184,0.3401、D20.3203,0.3189、D30.3356,0.3323、D40.3364,0.3564四个顶点围成的四边形区域内,即图示区域1。在后期对这些实施例进行用户实验后,我们发现实施例1、2、4、5、6、7的效果更好,而从图3中我们可以发现,这些点都落入图示区域2内,区域2为中心点x0=0.3281,y0=0.3372,长轴a=0.00223,短轴b=0.00095,倾角θ=58.2°,SDCM=5.0的椭圆。在我们提供的这些实施例之所以能够实现较高的CS值,主要是由于发射光在不同波长的能量分布,这些特点除了我们前面所界定的不同波长区域内能量分布不同以外,更具体地体现在光谱的波形特征上。图2是最能体现本申请光源模组L1发射光的光谱特点的示意性光谱图,我们依据图2来对本申请的光谱特点进行说明。从图2中可见,发射光光谱包括依次分布的第一峰P1、第一峰谷V1、第二峰P2、第二峰谷V2、第二峰P3。第一峰P1位于435~465nm波长区域内,由于光源模组L1是由第一发光元件1蓝光LED芯片作为激发光源,虽然蓝光LED芯片发出的光有很大一部分发射光经过附加发光体进行了波长转换,但是仍有一部分能量未经转换,这些能量在435~465nm波长区域内形成了第一峰,这个P1点可能和蓝光LED芯片的峰值波长相同,因为这个峰的能量的主要来源为第一发光元件1,但是各附加发光体转换后的光在该波长段也可能会有部分能量,两者混合后,此第一峰P1并不一定和原第一发光元件1蓝光LED芯片的峰值波长位置完全重合,可能会稍有漂移,但仍然在435~465nm波长区域内。第一峰P1基本位于[380~470nm]内,所以波长在[380~470nm]区段内的能量主要就是第一峰P1的能量。第二峰P2位于485~525nm波长区域内,第二峰P2的能量是由第一附加发光体201的蓝绿色荧光粉接收第一发光元件1蓝光LED芯片所发射的部分光线转换成为的蓝绿光所提供的。第二峰P2的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值在45%~85%之间,优选的是55~75%。第三峰P3位于595~645nm波长区域内,第三峰P3的能量是由第三附加发光体203的红色或橙色荧光粉接收第一发光元件1蓝光LED芯片所发射的部分光线转换成为的红光所提供的。第三峰P3的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值在40%~70%之间,优选的是42~60%。发射光波长范围560~780nm]内的光谱能量主要由第三峰P3提供。第一峰谷V1是位于第一峰P1和第二峰P2之间的光谱最低点,两个峰底部的能量在此叠加,因此第一峰谷V1的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值会大于等于25.0%。第二峰谷V2是位于第二峰P2和第三峰P3之间的光谱最低点,由于第二峰P2和第三峰P3距离较远,仅依靠第二峰P2的能量无法保证发射光在波长范围470~560nm]内的光谱能量在整个光谱能量中保持25.0%~45.0%的占比。因此本申请中增加了第二附加发光体202,其接收第一发光元件1蓝光LED芯片所发射的部分光线转换成为的黄绿光提供的能量分布在470~520nm]区域内,这种能量分布同时抬高了第二峰谷V2,使得第二峰谷V2的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值在30.0%~60.0%之间,优选的是35.0%~50.0%。这里我们再说明一下,一般情况而言第二附加发光体选用一种黄色或绿色荧光粉也可以保证该处的能量占比,但是,这样光谱起伏较大,可能会在第二峰P2和第三峰P3之间再形成一个峰,当然新的峰的出现并不会影响整个光谱的CS值,第二峰谷V2也仍是位于第二峰P2和第三峰P3之间的光谱最低点。不过从显色性角度考虑,我们还是希望该区段的能量分布更为均匀,因此在优选实施例3、5、6、7、8中第二附加发光体202都采用了峰值波长不同的两种荧光粉混合,且这两种荧光粉优选的是,选用不同颜色的荧光粉,即一种为黄色荧光粉,另一种为绿色荧光粉。两种荧光粉混合后,转换第一发光元件1的部分发光后提供波长范围470~520nm]区段内的主要能量。而波长范围470~570nm]区段的能量,则由第一附加发光体201和第二附加发光体202共同提供。以上的波峰位置基本可以保证我们在各区段内的能量占比,但是进一步限定第二峰P2和第三峰P3之间的峰值能量比值,可以获得更好的发光效果,进一步保证高CS值的获得,以及确保高光效和高显色性。在较佳的实施例中,第三峰P3的光谱强度和第二峰P2的光谱强度的比值在75%~105%之间,优选的为80%~100%。在图2中我们可以看到发射光光谱是连续分布的,所谓的连续分布是指光谱曲线较为平缓,不存在相邻两点之间发生较大的能量波动,如各实施例的光谱图4-11所示,在几个波峰之间没有光谱能量为0的点,这样的光谱曲线可以保证在380~780nm中的每一点均有一定的能量分布,使得该光谱具有较佳的显色性。表4列出了实施例1-8各光谱的特征值,表中P1、P2、P3、V1、V2分别指第一峰P1、第二峰P2、第三峰P3、第一峰谷V1、第二峰谷V2这些点的波长,单位为nm。I_P2I_P1指第二峰P2的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值,I_P3I_P1指第三峰P3的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值,I_V1I_P1指第一峰谷V1的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值,I_V2I_P1指第二峰谷V2的光谱强度和第一峰P1的光谱强度的比值,I_P3I_P1指第三峰P3的光谱强度和第二峰P2的光谱强度的比值。表4这些特征值均落在前面所描述光谱特征范围内,正是由于这些特征的存在,具有这些光谱特征的实施例1-8可以实现在限定区段中的能量占比。表5列出了实施例1-8各光谱中指定区段中的能量占比情况。I_Σ[380-470]nm、I_Σ470-520]nm、I_Σ[470-560]nm、I_Σ560-780]nm分别表示所列波长范围内的光谱能量在整个光谱能量中的占比。表5表5中各区段的能量比例,可以保证实施例1-8实现高CS值的发光特性。上文对本发明优选实施例的描述是为了说明和描述,并非想要把本发明穷尽或局限于所公开的具体形式,显然,可能做出许多修改和变化,这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的,应当包括在由所附权利要求书定义的本发明的范围之内。

权利要求:1.一种光源模组,其特征在于,包括第一发光元件和覆盖于第一发光元件的封装部,所述第一发光元件发出峰值波长位于435~465nm的第一颜色光;所述封装部包括:第一附加发光体,所述第一附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于485~515nm的第二颜色光;第二附加发光体,所述第二附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于520~580nm的第三颜色光;第三附加发光体,所述第三附加发光体被布置为接收所述第一发光元件所发射的部分光线,并将其转换为峰值波长位于615~655nm的第四颜色光,所述第一颜色、第二颜色光、第三颜色光和第四颜色光混合形成所述光源模组的发射光,所述发射光为中性白光,即所述发射光在CIE1931色空间上,位于相关色温5750±400K与黑体轨迹的距离duv=-0.006~0.006的点围成的区间内,所述发射光的光谱具有以下特征:定义所述发射光光谱在可见光范围内,即波长范围[380~780nm]内的光谱能量为所述发射光的整个光谱能量;其在波长范围[380~470nm]内的光谱能量占整个光谱能量的12.0%~32.0%;其在波长范围470~560nm]内的光谱能量占整个光谱能量的25.0%~45.0%;其在波长范围560~780nm]内的光谱能量占整个光谱能量的36.0%~56.0%;其在波长范围470~520nm]内的光谱能量占整个光谱能量的14.0%~34.0%。2.如权利要求1所述的光源模组,其特征在于,所述发射光的光谱:在波长范围[380~470nm]内的光谱能量占整个光谱能量的17.0%~27.0%;在波长范围470~560nm]内的光谱能量占整个光谱能量的27.0%~37.0%;在波长范围560~780nm]内的光谱能量占整个光谱能量的40.0%~50.0%;在波长范围470~520nm]内的光谱能量占整个光谱能量的18.0%~28.0%。3.如权利要求1所述的光源模组,其特征在于,所述发射光的光谱在380~780nm可见光范围内光谱连续分布,包括三个峰、两个峰谷,其中:第一峰位于435~465nm波长区域内;第二峰位于485~525nm波长区域内,所述第二峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在45.0%~85.0%之间;第一峰谷位于所述第一峰和所述第二峰之间,所述第一峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值大于等于25.0%;第三峰位于595~645nm波长区域内,所述第三峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在40.0%~70.0%之间;第二峰谷位于所述第二峰和所述第三峰之间,所述第二峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在30.0%~60.0%之间。4.如权利要求3所述的光源模组,其特征在于,所述发射光的光谱:所述第二峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在55.0%~75.0%之间;所述第三峰的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在42.0%~60.0%之间;所述第二峰谷的光谱强度和所述第一峰的光谱强度的比值在35.0%~50.0%之间。5.如权利要求3所述的光源模组,其特征在于,所述发射光的光谱:所述第三峰的光谱强度和所述第二峰的光谱强度的比值在75%~105%之间。6.如权利要求5所述的光源模组,其特征在于,所述发射光的光谱:所述第三峰的光谱强度和所述第二峰的光谱强度的比值在80%~100%之间。7.如权利要求1所述的光源模组,其特征在于,所述第一发光元件为发射光峰值波长在435~465nm的蓝光LED;所述第一附加发光体为峰值波长在485~515nm,半宽度25~65nm的蓝绿色荧光粉;所述第二附加发光体为峰值波长在520~580nm,半宽度60~115nm的黄色荧光粉和或绿色荧光粉;所述第三附加发光体为峰值波长在615~655nm,半宽度80~120nm的红色或橙色荧光粉,定义所述第一附加发光体、所述第二附加发光体、所述第三附加发光体的重量之和为总荧光粉重量。8.如权利要求7所述的光源模组,其特征在于,所述第一附加发光体在所述总荧光粉重量中的占比为20.0~55.0%。9.如权利要求7所述的光源模组,其特征在于,所述第二附加发光体在所述总荧光粉重量中的占比为22.0%~52.0%。10.如权利要求7所述的光源模组,其特征在于,所述第三附加发光体在所述总荧光粉重量中的占比为7.0%~36.0%。11.如权利要求7所述的光源模组,其特征在于,所述蓝绿色荧光粉为下述荧光粉中的任意一种或两种以上混合而成:a氮氧化物,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ba,Ca1-xSi2N2O2:Eux其中x=0.005~0.200;b掺Ga石榴石荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ga-LuAG:Eu;c硅酸盐荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Ba2SiO4:Eu。12.如权利要求7所述的光源模组,其特征在于,所述黄色荧光粉绿色荧光粉为下述荧光粉中的任意一种或两种以上混合而成:a石榴石结构荧光粉,Ce3+为激活剂化学组成通式:M13-xM25O12:Cex其中M1为Y、Lu、Gd及La中至少一种元素,M2为Al、Ga中至少一种元素,x=0.005~0.200;b硅酸盐体系荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M32-xSiO4:Eux或Ba,Ca,Sr2-xMg,ZnSi2O7:Eux其中M3为Mg、Sr、Ca、Ba中至少一种元素,x=0.01~0.20;c氮氧化物荧光粉塞隆体β-SiAlON,Eu2+为激活剂化学组成通式:SibAlcOdNe:Eux其中x=0.005~0.400,b+c=12,d+e=16;d铝酸盐体系荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Sr,Ba2-xAl2O4:Eux或Sr,Ba4-xAl14O25:Eux其中x=0.01~0.15。13.如权利要求7所述的光源模组,其特征在于,所述红色或橙色荧光粉为下述荧光粉中的任意一种或两种以上混合而成:a具有1113晶体结构的氮化物红粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M41-xAlSiN3:Eux其中M4为Ca、Sr、Ba中至少一种元素,x=0.005~0.300;b具有258晶体结构的氮化物红粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:M52-xSi5N8:Eux其中M5为Ca、Sr、Ba、Mg中至少一种元素,x=0.005~0.300;c氮氧化物荧光粉塞隆体α-SiAlON,Eu2+为激活剂化学组成通式:M61-axSibAlcOdNe:Eua其中M6为Li、Na、K、Rb、Cs、Sr、Ba、Sc、Y、La、Gd之中至少一种元素,x=0.15~1.5,a=0.005~0.300,b+c=12,d+e=16;d硅酸盐荧光粉,Eu2+为激活剂化学组成通式:Sr,Ba3-xSi5O5:Eux。14.如权利要求7所述的光源模组,其特征在于,所述封装部还包括基底材料和光扩散剂,所述基底材料为硅胶或树脂,所述光扩散剂为纳米级氧化钛、氧化铝或氧化硅中的一种。15.如权利要求1-14任一所述的光源模组,其特征在于,所述光源模组发射光的光色在CIE1931色空间上,位于由D10.3184,0.3401、D20.3203,0.3189、D30.3356,0.3323、D40.3364,0.3564四个顶点围成的四边形区域内。16.如权利要求15所述的光源模组,其特征在于,所述光源模组发射光的光色在CIE1931色空间上,位于中心点x0=0.3281,y0=0.3372,长轴a=0.00223,短轴b=0.00095,倾角θ=58.2°,SDCM=5.0的椭圆范围内。17.如权利要求1-14或15任一所述的光源模组,其特征在于,所述光源模组的发射光在照度500lux时,CS值≥0.45。18.如权利要求1-14或15任一所述的光源模组,其特征在于,所述光源模组的发射光的显色指数CRI≥90.0。19.一种照明装置,其特征在于,包括:如权利要求1至18中任意一项所述的光源模组。

百度查询: 欧普照明股份有限公司;苏州欧普照明有限公司 一种光源模组及包括该光源模组的照明装置

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