[发明专利]一种全光谱灯珠LED芯片及全光谱低UGR低蓝光灯具

说明书

本发明公开了一种全光谱灯珠LED芯片及全光谱低UGR低蓝光的灯具，芯片包括碳化硅衬底，所述碳化硅衬底上设有连续禁带的两个以上发光芯片区域，不同发光芯片区域的发光材料均为InGaN三元材料，通过调节InGaN三元材料中In：Ga的比例，从而制作出从红外到紫外不同波段的发光芯片区域。灯具包括外壳，外壳顶面外侧贴装有若干条上灯板，上灯板的上侧面交替贴有主发光灯珠和补光灯珠，主发光灯珠和补光灯珠的出光方向均竖直向上；外壳顶面内侧贴装有若干条下灯板，下灯板上交替贴有主发光灯珠和补光灯珠；主发光灯珠的芯片全光谱灯珠LED芯片。本方案的光谱接近于太阳光的全光谱，具有UGR的效果，适用于室内环境的照明。

技术领域

本发明涉及照明设备领域，尤其是涉及一种全光谱灯珠LED芯片及全光谱低UGR低蓝光灯具。

背景技术

LED照明技术以其发光效率高、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长、便于调节等特点受到了欢迎，已经成为了当前广泛使用的照明技术。LED节能灯在许多方面具有传统光源无可比拟的优越性，主要表现在发光效率高、使用寿命长、耐用、采用低电压和低电流驱动、工作安全可靠、节能省电、环保、防震、防水、体积小、光控制方便，发光色彩丰富、色域宽、光束集中，响应速度快，可以智能化、网络化控制与调节等。它的特殊优势符合现代社会的“绿色”标准，也适应新兴科学技术快速发展的进程。

但常规LED光源属于光谱窄的点光源，其波峰波长在450到460nm之间，同时激发荧光粉后形成的白光光谱中也有大量的光谱缺失，与太阳光光谱差异非常大，而人类人眼的最佳视觉要求在色温2500～6500K，人眼的结构特殊与人类长期生活环境决定了在太阳光阅读与观测时人眼的感知度最高，而要使人眼在某一照明环境下感到舒适，需要使其发光光谱与太阳光光谱相接近，即显色指数接近于100的光谱。

目前，实现LED全光谱照明成熟技术主要有三种方式：紫光激发全光谱、单蓝光激发全光谱、双蓝光激发全光谱。常规的全光谱LED都是采用芯片激发涂覆在上的荧光粉(红色、绿色)来实现。这样的实现方式存在的缺陷是：不同的芯片需要采用不同的材料单独加工，最后将不同的芯片进行组合，加工方法繁琐，耗时，生产成本高。

全光谱指光谱中包含紫外线、可见光、红外光的光谱曲线，并且可见部分中红绿蓝的比例与阳光近似，显色指数接近于100％的光谱。市场常规LED中普遍使用蓝光芯片，蓝光光谱相对较高，缺少紫光、青光、短波绿光和长波红光部分。过量的蓝光以及照明灯具的不当使用会造成视觉损伤。蓝色光线会抑制褪黑素的分泌，可能会导致失眠。

统一眩光值(UGR)是度量室内视觉环境中的照明装置发出的光对人眼造成不舒适感主观反应的心理参量，现有的灯具为了提供足够的照明度往往会使得UGR过高，让人具有不舒适感。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的LED芯片生产成本高、工序繁琐的问题，提供一种全光谱灯珠LED芯片，同时针对常规灯具光谱有缺失、UGR较高的技术问题，提供一种接近于阳光的全光谱低UGR低蓝光灯具。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种全光谱灯珠LED芯片，包括碳化硅衬底，所述碳化硅衬底上设有连续禁带的两个以上发光芯片区域，不同发光芯片区域的发光材料均为InGaN三元材料，通过调节InGaN三元材料中In：Ga的比例，从而制作出从红外到紫外不同波段的发光芯片区域，达到同一衬底上单一材料体系的全光谱LED。

通过调节InGaN三元材料中In：Ga的比例，便可获得0.64-3.4eV范围内所需要的不同的禁带宽度从而制作出从红外到紫外不同波段的芯片。本发明中，白光是用紫外或蓝光芯片配合荧光粉实现的。红光绿光是通过单独芯片发光实现的。

红外芯片：发射波长600-1600nm。蓝光芯片发射波长400-480nm，配合YAG荧光粉产生白光。紫外芯片：发射波长360-380nm，配合黄色荧光粉Sr 9MgLi(PO 4)7:Eu 2+得到白光。