[發明專利]一種全光譜燈珠LED芯片及全光譜低UGR低藍光燈具

在審

• 申請號: 202110984428.4
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113725329A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 龍水云;王偉納
• 申請（專利權）人: 貝發集團股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/08;H01L33/12;H01L33/32;F21S2/00;F21V19/00;H05B45/10;H05B45/30;H05B45/325;F21Y115/10
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 盧金元

本發明公開了一種全光譜燈珠LED芯片及全光譜低UGR低藍光的燈具，芯片包括碳化硅襯底，所述碳化硅襯底上設有連續禁帶的兩個以上發光芯片區域，不同發光芯片區域的發光材料均為InGaN三元材料，通過調節InGaN三元材料中In：Ga的比例，從而制作出從紅外到紫外不同波段的發光芯片區域。燈具包括外殼，外殼頂面外側貼裝有若干條上燈板，上燈板的上側面交替貼有主發光燈珠和補光燈珠，主發光燈珠和補光燈珠的出光方向均豎直向上；外殼頂面內側貼裝有若干條下燈板，下燈板上交替貼有主發光燈珠和補光燈珠；主發光燈珠的芯片全光譜燈珠LED芯片。本方案的光譜接近于太陽光的全光譜，具有UGR的效果，適用于室內環境的照明。

技術領域

本發明涉及照明設備領域，尤其是涉及一種全光譜燈珠LED芯片及全光譜低UGR低藍光燈具。

背景技術

LED照明技術以其發光效率高、抗沖擊和抗震性能好、可靠性高、壽命長、便于調節等特點受到了歡迎，已經成為了當前廣泛使用的照明技術。LED節能燈在許多方面具有傳統光源無可比擬的優越性，主要表現在發光效率高、使用壽命長、耐用、采用低電壓和低電流驅動、工作安全可靠、節能省電、環保、防震、防水、體積小、光控制方便，發光色彩豐富、色域寬、光束集中，響應速度快，可以智能化、網絡化控制與調節等。它的特殊優勢符合現代社會的“綠色”標準，也適應新興科學技術快速發展的進程。

但常規LED光源屬于光譜窄的點光源，其波峰波長在450到460nm之間，同時激發熒光粉后形成的白光光譜中也有大量的光譜缺失，與太陽光光譜差異非常大，而人類人眼的最佳視覺要求在色溫2500～6500K，人眼的結構特殊與人類長期生活環境決定了在太陽光閱讀與觀測時人眼的感知度最高，而要使人眼在某一照明環境下感到舒適，需要使其發光光譜與太陽光光譜相接近，即顯色指數接近于100的光譜。

目前，實現LED全光譜照明成熟技術主要有三種方式：紫光激發全光譜、單藍光激發全光譜、雙藍光激發全光譜。常規的全光譜LED都是采用芯片激發涂覆在上的熒光粉(紅色、綠色)來實現。這樣的實現方式存在的缺陷是：不同的芯片需要采用不同的材料單獨加工，最后將不同的芯片進行組合，加工方法繁瑣，耗時，生產成本高。

全光譜指光譜中包含紫外線、可見光、紅外光的光譜曲線，并且可見部分中紅綠藍的比例與陽光近似，顯色指數接近于100％的光譜。市場常規LED中普遍使用藍光芯片，藍光光譜相對較高，缺少紫光、青光、短波綠光和長波紅光部分。過量的藍光以及照明燈具的不當使用會造成視覺損傷。藍色光線會抑制褪黑素的分泌，可能會導致失眠。

統一眩光值(UGR)是度量室內視覺環境中的照明裝置發出的光對人眼造成不舒適感主觀反應的心理參量，現有的燈具為了提供足夠的照明度往往會使得UGR過高，讓人具有不舒適感。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的LED芯片生產成本高、工序繁瑣的問題，提供一種全光譜燈珠LED芯片，同時針對常規燈具光譜有缺失、UGR較高的技術問題，提供一種接近于陽光的全光譜低UGR低藍光燈具。

本發明針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種全光譜燈珠LED芯片，包括碳化硅襯底，所述碳化硅襯底上設有連續禁帶的兩個以上發光芯片區域，不同發光芯片區域的發光材料均為InGaN三元材料，通過調節InGaN三元材料中In：Ga的比例，從而制作出從紅外到紫外不同波段的發光芯片區域，達到同一襯底上單一材料體系的全光譜LED。

通過調節InGaN三元材料中In：Ga的比例，便可獲得0.64-3.4eV范圍內所需要的不同的禁帶寬度從而制作出從紅外到紫外不同波段的芯片。本發明中，白光是用紫外或藍光芯片配合熒光粉實現的。紅光綠光是通過單獨芯片發光實現的。

紅外芯片：發射波長600-1600nm。藍光芯片發射波長400-480nm，配合YAG熒光粉產生白光。紫外芯片：發射波長360-380nm，配合黃色熒光粉Sr 9MgLi(PO 4)7:Eu 2+得到白光。