发光元件及具有其的照明设备制造技术

提供一种发光元件及具有其的照明设备。根据一实施例的构成为实现白色光的发光元件，包括：第一发光二极管芯片，在400nm至420nm波长范围内具有第一峰值波长；第二发光二极管芯片，在420nm至440nm波长范围内具有第二峰值波长；波长转换器，覆盖第一及第二发光二极管芯片，波长转换器包括：蓝色荧光体，具有450nm至500nm范围内的峰值波长；绿色荧光体，具有500nm至600nm范围内的峰值波长；红色荧光体，具有600nm至650nm范围内的峰值波长，在所述发光元件的光谱功率分布和黑体辐射的参考光谱功率分布中的最大值为100％的情况下，发光元件的光谱功率分布和参考光谱功率分布的差在440nm至640nm波长范围内的各个波长下小于20％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光元件及具有其的照明设备
本公开涉及一种发光元件及具有其的照明设备，更详细地讲，涉及一种将发光二极管用作光源的发光元件及具有其的照明设备。
技术介绍
大部分生命体已适应为应对太阳光的变化而活动。人体也长期适应了太阳光。据此，人的一天周期生物节律(CircadianRhythm)随着太阳光的变化而变化。尤其，在早晨，人体在明亮的阳光下分泌皮质醇(cortisol)激素。皮质醇激素为了对抗压力等外部刺激而向身体的各个器官供给更多的血液，据此，脉搏和呼吸增加，从而使人体从睡眠中醒来而准备外部活动。白天在强烈的太阳光下进行身体活动，到了晚上就分泌褪黑激素，降低脉搏、体温、血压，据此使身体变得无力，有助于入睡。但是，在现代社会中，大部分人不是在太阳光下进行身体活动，而是主要在家里或办公室等室内进行活动。通常，即使是白天，在室内停留的时间也比在太阳光下进行身体活动的时间长。但是，室内照明装置通常呈现恒定的光谱功率分布(spectralpowerdistribution)，这种光谱功率分布与太阳光的光谱功率分布有很大差异。例如，在使用蓝色、绿色及红色发光二极管的发光装置的情况下，虽然可以通过蓝色、绿色及红色的组合来实现白色光，但无法如太阳光一样呈现在可视区域的宽波长上的光谱功率分布，而是呈现在特定波长具有峰值的分布。图1示出与位于CIE色坐标上的普朗克轨迹(plankianlocus)上的若干个色温(ColorTemperatures)对应的黑体辐射的光谱功率分布，图2示出与若干个相关色温(Corelatedcolortemperatures)对应的基于现有的蓝色发光二极管芯片的白色光源的光谱功率分布的曲线图。参照图1和图2，与现有的白色光源的光谱相似，诸如太阳的黑体辐射的光谱随着色温的升高而在蓝色波长区域中具有较高的强度。然而，随着色温增加，白色光源的光谱与黑体辐射的光谱之间的差异显著。例如，在6500K的温度下，黑体辐射的光谱呈现出光的强度从蓝色区域至红色区域缓慢降低的趋势。与此相反，如图2所示，基于蓝色发光二极管芯片的白色照明装置中，色温越高，蓝色波长区域的光的强度比其他可视区域变得更强。已经适应太阳光谱的人的晶状体可能因异常强的蓝色波长区域的光而损坏，从而降低视力。并且，视网膜细胞暴露于过度的蓝色区域的能量而向大脑传递异常信号，进而异常地生成或抑制诸如皮质醇和褪黑激素等的激素，因此可能对身体的一天周期生物节律(CircadianRhythm)产生负面影响。近来，正在进行用于提供表现出与太阳光谱相似的光谱功率分布的白色光源的多样的研究。尤其，正在开发通过将紫外线发光二极管或紫色发光二极管与蓝色、绿色和红色荧光体组合来降低蓝色波长区域的强度的技术。然而，通过这种组合的白色光源引起各种问题。首先，存在光效率降低的问题。与现有的光源相比，需要对更多量的荧光体进行波长变换，因此发生由波长变换引起的效率降低。此外，由于蓝色荧光体具有反射光的特性，因此为了获得期望的蓝光强度，相对更多地增加蓝色荧光体的量，从而进一步降低波长转换效率。并且，与蓝色发光二极管相比，利用短波长的光来对绿色荧光体或红色荧光体进行波长变换，因此发生因斯托克位移而导致的效率降低。此外，存在制造白色光源的工艺性劣化的问题。如上所述，在使用蓝色荧光体的情况下，由于蓝色荧光体的反射特性，荧光体的总使用量增加。例如，在使用蓝色发光二极管的情况下，透明成型材料(例如，硅)与荧光体的比率大致为1：1，而在使用紫色发光二极管的情况下，透明成型材料与荧光体的比率增加到约1：3。荧光体的比率增加会增加混合有透明成型材料和荧光体的波长变换材料的粘性，据此，在利用喷嘴的点胶工艺中，喷嘴的入口被堵塞，从而工艺可能会经常中断。因此，难以应用通常使用的点胶工艺。进一步，由于透明成型材料的相对比率减小，因此难以利用透明成型材料阻挡水分。例如，硅执行防止水分渗透的作用，但是硅的混合比率的减少会急剧降低硅的水分渗透防止性能。尤其，由于一部分蓝色荧光体易受水分影响，难以用于白色光源，因此减小了荧光体的选择范围。
技术实现思路
技术问题本公开提供一种能够防止或减小人的晶状体或视网膜被异常的蓝色区域的光损坏的发光装置及照明设备。并且，本公开提供一种具有与太阳光的光谱功率分布对应的光谱功率分布且能够防止或减小光效率、工艺性或可靠性的劣化的发光装置及照明设备。技术方案根据本公开的一实施例的一种构成为实现白色光的发光元件，包括：第一发光二极管芯片，在400nm至420nm波长范围内具有第一峰值波长；第二发光二极管芯片，在420nm至440nm波长范围内具有第二峰值波长；波长转换器，覆盖所述第一发光二极管芯片及第二发光二极管芯片，其中，所述波长转换器包括：蓝色荧光体，具有450nm至500nm范围内的峰值波长；绿色荧光体，具有500nm至600nm范围内的峰值波长；以及红色荧光体，具有600nm至650nm范围内的峰值波长，在所述发光元件的光谱功率分布和黑体辐射的参考光谱的功率分布中的最大值为100％的情况下，发光元件的光谱功率分布和参考光谱的功率分布的差在440nm至640nm波长范围内的各个波长下小于20％。根据本公开的一实施例的照明设备包括：基座；以及发光元件，布置于所述基座上，其中，所述发光元件包括：第一发光二极管芯片，在400nm至420nm波长范围内具有第一峰值波长；第二发光二极管芯片，在420nm至440nm波长范围内具有第二峰值波长；波长转换器，覆盖所述第一发光二极管芯片及第二发光二极管芯片，其中，所述波长转换器包括：蓝色荧光体，具有450nm至500nm范围内的峰值波长；绿色荧光体，具有500nm至600nm范围内的峰值波长；以及红色荧光体，具有600nm至650nm范围内的峰值波长，在所述发光元件的光谱功率分布和黑体辐射的参考光谱的功率分布中的最大值为100％的情况下，发光元件的光谱功率分布和参考光谱的功率分布的差在440nm至640nm波长范围内的各个波长下小于20％。附图说明图1是示出与位于CIE色坐标上的普朗克轨迹(plankianlocus)上的若干个色温(ColorTemperatures)对应的黑体辐射的光谱功率分布的曲线图。图2是示出与若干相关色温(Corelatedcolortemperatures)对应的基于现有的蓝色发光二极管芯片的白色光源的光谱功率分布的曲线图。图3是用于说明根据本公开的一实施例的照明设备的示意性的平面图。图4是用于说明根据本公开的一实施例的发光元件的示意性的剖面图。图5a是用于说明根据本公开的一实施例的发光元件的示意性的电路图。图5b是用于说明根据本公开的又一实施例的发光元件的示意性的电路图。图6至图10是将根据本公开的实施例的多样的发光元件的光谱和与其对应的色温下的黑体辐射(参考光源)的光谱进行对比而示出的曲线图。图11是用于说明根据本公开的又一实施例的发光元件的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构成为实现白色光的发光元件，包括：/n第一发光二极管芯片，在400nm至420nm波长范围内具有第一峰值波长；/n第二发光二极管芯片，在420nm至440nm波长范围内具有第二峰值波长；/n波长转换器，覆盖所述第一发光二极管芯片及第二发光二极管芯片，/n其中，所述波长转换器包括：/n蓝色荧光体，具有450nm至500nm范围内的峰值波长；/n绿色荧光体，具有500nm至600nm范围内的峰值波长；以及/n红色荧光体，具有600nm至650nm范围内的峰值波长，/n在所述发光元件的光谱功率分布和黑体辐射的参考光谱的功率分布中的最大值为100％的情况下，发光元件的光谱功率分布和参考光谱的功率分布的差在440nm至640nm波长范围内的各个波长下小于20％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20191202 US 62/942,251;20201201 US 17/108,2511.一种构成为实现白色光的发光元件，包括：
第一发光二极管芯片，在400nm至420nm波长范围内具有第一峰值波长；
第二发光二极管芯片，在420nm至440nm波长范围内具有第二峰值波长；
波长转换器，覆盖所述第一发光二极管芯片及第二发光二极管芯片，
其中，所述波长转换器包括：
蓝色荧光体，具有450nm至500nm范围内的峰值波长；
绿色荧光体，具有500nm至600nm范围内的峰值波长；以及
红色荧光体，具有600nm至650nm范围内的峰值波长，
在所述发光元件的光谱功率分布和黑体辐射的参考光谱的功率分布中的最大值为100％的情况下，发光元件的光谱功率分布和参考光谱的功率分布的差在440nm至640nm波长范围内的各个波长下小于20％。


2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述第一发光二极管芯片的第一峰值波长和所述第二发光二极管芯片的第二峰值波长的差为10nm以上。


3.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，
所述第一峰值波长在410nm至417.5nm范围内，所述第二峰值波长在430nm至437.5nm范围内。


4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述发光元件的色温为5000K以上。


5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述发光元件的色温为5000K以下。


6.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括：
第三发光二极管芯片，发出具有比所述第一峰值波长长且比所述第二峰值波长短的第三峰值波长的光。


7.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括：
蓝色发光二极管芯片，具有波长比440nm长的第四峰值波长。


8.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
显色指数及保真度指数均为95以上。


9.根据权利要求8所述的发光元件，其特征在于，
图形指数具有95至105之间的值。


10.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述蓝色荧光体包括BAM系、铝酸盐系、卤磷酸盐系或硅酸盐系荧光体。
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩普庸，
申请(专利权)人：首尔半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR