调控led灯具照明光谱的方法和led灯具
技术领域
1.本发明属于显示领域，具体而言，涉及调控led灯具照明光谱的方法和led灯具。
背景技术：
2.现在的led白光照明基本上都是在蓝光led上用混有黄色荧光粉的胶水进行封装，将部分蓝光转换成黄光，蓝光与黄光混合得到白光，但是这种方法实现的白光里面含有的蓝光成分一般相对较多，长期使用会造成视力和健康方面的伤害，并且该白光的显色指数低，不能真实的反应物体本来的颜色。
技术实现要素：
3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出调控led灯具照明光谱的方法和led灯具。该调控led灯具照明光谱的方法通过在扩散板中分散量子点和/或荧光粉来获得所需颜色的照明光，不仅不会影响led灯珠的散热，还可以提高量子点和/或荧光粉的稳定性和使用寿命，同时还能改善led灯具的照明光谱的波段分布。
4.本技术主要是基于以下问题提出的：
5.照明led白光的光谱在整个可见光范围内，只有部分波段内有光谱分布(可参考如图2所示)，许多的光谱波段缺失，并且led白光里面蓝光成分比例多，显色指数低。为了改善led白光光谱分布，降低蓝光比例和提高显色指数，通常有以下几种方案：1)在封装胶水中增加黄色荧光粉和红色荧光粉，蓝色led+黄色荧光粉+红色荧光粉获得白光，白光光谱的波段分布可参考图3所示；2)在封装胶水中混合绿色荧光粉和红色荧光粉，蓝色led+绿色荧光粉+红色荧光粉获得白光，白光光谱的波段分布可参考图4所示；3)使用紫光led，在封装胶水中混和蓝色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉，紫光led+蓝色荧光粉+绿色荧光粉+红色荧光粉获得白光，白光光谱的波段分布可参考图5所示。上述方案虽然可以在一定程度上改善led白光光谱的分布，但还存在有以下技术问题：1、成本高；2、led灯珠封装体积小，对于功率较大的照明不利于散热；3、要求荧光粉有很高的耐热和耐光稳定性，不适合量子点的应用。
6.为此，根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种调控led灯具照明光谱的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在led灯具的扩散板中分散量子点和/或荧光粉，所述量子点和/或所述荧光粉适于在led光源的激发下产生预期波段的光谱，实现所需颜色的照明光。
7.根据本发明上述实施例的调控led灯具照明光谱的方法，通过将量子点和/或荧光粉分散于扩散板中，可使量子点和/或荧光粉远离led芯片，量子点和/或荧光粉所经受的温度和光强度低，有利于提高量子点或者荧光粉的稳定性和寿命；另外，由于扩散板体积大，不仅更有利于灵活搭配各种波段量子点和/或荧光粉的比例以及浓度，还不会影响灯具照明时的散热问题，由此既可以在可见光波长范围内根据实际需要进行光谱设计以获得所需
颜色的照明光，还可以显著改善照明光谱的稳定性并延长led灯具的使用寿命。
8.另外，根据本发明上述实施例的调控led灯具照明光谱的方法还可以具有如下附加的技术特征：
9.在本发明的一些实施例中，通过调节扩散板中对应不同波段的量子点和/或荧光粉的混合比例及掺入量来获得预期颜色和光强比例的照明光。
10.在本发明的一些实施例中，通过更换含有不同量子点和/或荧光粉组成的扩散板来获得不同颜色的照明光。
11.在本发明的一些实施例中，所述led光源为蓝光led或紫光led。
12.在本发明的一些实施例中，所述照明光谱为白光光谱，所述量子点和/或所述荧光粉的至少一部分为led光源获得白光时缺失波段的量子点和/或荧光粉。
13.在本发明的一些实施例中，所述照明光谱为白光光谱，所述量子点和/或所述荧光粉包括led光源获得白光时缺失波段和未缺失波段的量子点和/或荧光粉。
14.在本发明的一些实施例中，所述照明光谱为单色植物补光照明光谱或全光谱植物补光照明光谱。
15.在本发明的一些实施例中，所述led光源为蓝光led，所述量子点和/或所述荧光粉包括红色量子点和/或红色荧光粉。
16.在本发明的一些实施例中，所述扩散板中，所述量子点和/或所述荧光粉的总掺入量为0.01～1wt％。
17.根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种led灯具。根据本发明的实施例，该led灯具包括：扩散板，所述扩散板中分散有量子点和/或荧光粉，所述量子点和/或所述荧光粉适于在led光源的激发下产生预期波段的光谱，实现所需颜色的照明光。相对于现有技术，该led灯具中量子点和/或荧光粉远离led芯片，所经受的温度和光强度低，量子点和/或荧光粉的稳定性更好，使用寿命更长，可以在获得预期颜色照明光的基础上显著改善照明光谱的稳定性并延长led灯具的使用寿命。
18.在本发明的一些实施例中，所述扩散板中分散有对应不同波段的量子点和/或荧光粉。
19.在本发明的一些实施例中，所述led灯具与多个所述扩散板匹配，多个所述扩散板中分散的量子点和/或荧光粉组成不同。
20.在本发明的一些实施例中，所述量子点和/或所述荧光粉在所述扩散板中均匀分布。
21.在本发明的一些实施例中，所述量子点和/或所述荧光粉分布在所述扩散板中远离led光源的一侧和/或中间位置。
22.在本发明的一些实施例中，所述led光源为蓝光led或紫光led。
23.在本发明的一些实施例中，所述扩散板中，所述量子点和/或所述荧光粉的总掺入量为0.01～1wt％。
24.在本发明的一些实施例中，所述led灯具的照明光谱为白光光谱，所述量子点和/或所述荧光粉的至少一部分为led光源获得白光时缺失波段的量子点和/或荧光粉。
25.在本发明的一些实施例中，所述led灯具的照明光谱为白光光谱，所述量子点和/或所述荧光粉包括led光源获得白光时缺失波段和未缺失波段的量子点和/或荧光粉。
26.在本发明的一些实施例中，所述led灯具的照明光谱为单色植物补光照明光谱或全光谱植物补光照明光谱。
27.在本发明的一些实施例中，所述led光源为蓝光led，所述量子点和/或所述荧光粉包括红色量子点和/或红色荧光粉。
28.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
29.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
30.图1是根据本发明实施例1获得的白色照明光光谱分布图。
31.图2是根据本发明对比例2获得的白色照明光光谱分布图。
32.图3是根据本发明对比例3获得的白色照明光光谱分布图。
33.图4是根据本发明对比例4获得的白色照明光光谱分布图。
34.图5是根据本发明对比例5获得的白色照明光光谱分布图。
35.图6是根据本发明一个实施例的用于植物补光的照明光光谱分布图。
36.图7是根据本发明一个实施例的led灯具的结构示意图。
37.图8是根据本发明再一个实施例的led灯具的结构示意图。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种调控led灯具照明光谱的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在led灯具的扩散板中分散量子点和/或荧光粉，量子点和/或荧光粉适于在led光源的激发下产生预期波段的光谱，实现所需颜色的照明光。该方法通过将量子点和/或荧光粉分散于扩散板中，可使量子点和/或荧光粉远离led芯片，量子点和/或荧光粉所经受的温度和光强度低，有利于提高量子点或者荧光粉的稳定性和寿命；另外，由于扩散板体积大，不仅更有利于灵活搭配各种波段量子点和/或荧光粉的比例以及浓度，还不会影响灯具照明时的散热问题，由此既可以在可见光波长范围内根据实际需要进行光谱设计以获得所需颜色的照明光，还可以显著改善照明光谱的稳定性并延长led灯具的使用寿命，可以广泛应用于日常照明、植物补光照明、舞台照明、美容照明、杀菌照明等领域。
40.下面对本发明上述实施例的调控led灯具照明光谱的方法进行详细描述。
41.根据本发明的一个具体实施例，可以通过调节扩散板板中对应不同波段的量子点和/或荧光粉的混合比例及掺入量来获得预期颜色和光强比例的照明光，例如当需要获得白光光谱时，可以采用蓝色led光源，并在扩散板中分散黄色量子点和/或黄色荧光粉以及红色量子点和/或红色荧光粉，通过调节红色和黄色量子点和/或荧光粉的混合比例以及扩散板中量子点和/或荧光粉的掺入量来获得白色照明光。需要说明的是，不同波段的量子点
和/或荧光粉是指在光源激发下能够发出不同颜色的量子点和/或荧光粉，不同量子点和/或荧光粉在光源激发下显示的颜色对应不同的波长范围。
42.根据本发明的再一个具体实施例，可以通过更换含有不同量子点和/或荧光粉组成的扩散板来获得不同颜色的照明光，在实际应用过程中，每种扩散板中量子点和/或荧光粉的混合比例及掺入量都是固定的，在特定颜色的led光源照射下，经扩散板发射出的照明光颜色也是固定的，基于此，可以使led灯具与多个扩散板匹配，由于多个扩散板中分散的量子点和/或荧光粉组成不同，可以通过更换扩散板的方式来实现不同颜色照明光的转换。
43.根据本发明的又一个具体实施例，量子点和/或荧光粉可以在扩散板中均匀分布，由此可以进一步提高照明光的均匀性。进一步地，量子点和/或荧光粉可以分布在扩散板中远离led光源的一侧和/或扩散板的中间位置，由此可以使量子点和/或荧光粉进一步远离led芯片，使量子点和/或荧光粉所经受的温度和光强度更低，从而更有利于提高量子点或者荧光粉的稳定性和寿命。
44.根据本发明的又一个具体实施例，本发明中led灯具所采用的led光源的颜色并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，led光源可以为蓝光led或紫光led等，在实际操作中可以根据led光源的发光颜色及所需要的照明光颜色来选择掺入扩散板中的量子点和/或荧光粉的种类，使led光源的发光颜色与量子点和/或荧光粉在光源激发下显示的颜色混合从而得到所需颜色的照明光。
45.根据本发明的又一个具体实施例，当所需要的照明光谱为白光光谱时，优选量子点和/或荧光粉的至少一部分为led光源获得白光时缺失波段的量子点和/或荧光粉，例如，当led光源显示的颜色为蓝色时，其照明光谱与可见光相比还缺少红光、橙光、黄光和绿光对应的波段，此时扩散板中可以包括在光源激发下能够显示红光、橙光、黄光和绿光的多种量子点和/或荧光粉，led光源发出的光经扩散板时可以与各量子点和/或荧光粉受激而发出的光混合形成白光光谱。更优选地，当照明光谱为白光光谱时，量子点和/或荧光粉可以包括led光源获得白光时缺失波段和未缺失波段的量子点和/或荧光粉，例如，扩散板中可以同时包括在光源激发下能够显示蓝光、红光、橙光、黄光和绿光的多种量子点和/或荧光粉，此时只要满足led光源的波长比被激发发光的波长更短，无论led光源显示的光为何种颜色，均可以获得具有白色光谱的照明光。
46.根据本发明的又一个具体实施例，照明光谱可以为单色植物补光照明光谱或全光谱植物补光照明光谱，由此可以根据实际补光需要选择led光源的显示颜色以及掺入扩散板中的量子点和/或荧光粉组成来促进植物生长，例如，当需要植物补光照明光谱中只有蓝光和红光成分且要求蓝光和红光比例大概在1:3时，若led光源为蓝色led，只需要在扩散板中加入相应波长的红色量子点和/或红色荧光粉，控制好浓度即可得到所需的光强比例的照明光。优选地，led灯具可以包括多个具有不同量子点和/或荧光粉组成扩散板，由此可以根据植物的实际生长阶段选择不同的扩散板，以获得预期的补光颜色。
47.根据本发明的又一个具体实施例，扩散板中量子点和/或荧光粉的总掺入量可以为0.01～1wt％，例如可以为0.01wt％、0.02wt％、0.05wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％或1wt％等，发明人发现，若量子点和/或荧光粉的总掺入量过少，量子点和/或荧光粉在光源激发下显示的颜色强度较弱，不能很好的改善照明光的光谱分布并获得预期的光照颜色，而若量子点和/或荧光粉的总掺入量过高，不
仅会导致原料成本大幅增加，还会降低扩散板的透光性，从而降低扩散板的出光率，使光照强度大幅减弱，导致灯具的光效降低。需要达到同等光照强度时会增加灯具的功率，不利于节能环保。本发明中通过控制量子点和/或荧光粉的总掺入量为上述范围，既能显著改善照明光的光谱分布，又能保证扩散板具有较好的透光性，能够在兼顾原料成本及光照强度的基础上获得预期颜色的照明光。
48.综上所述，相对于现有技术，本发明上述实施例的调控led灯具照明光谱的方法具有以下优点：1、量子点和/或荧光粉远离led芯片，量子点和/或荧光粉所经受温度和光强度低，有利于提高量子点或者荧光粉的稳定性和寿命；2、扩散板体积大，不仅可以灵活搭配各种波段量子点和/或荧光粉的比例以及浓度，还不会影响灯具照明时的散热问题；3、能够充分利用不同量子点和/或荧光粉的发光波长来更方便的调节所需光谱的分布，在可见光波长范围内任意需要的波段上进行光谱设计，例如可搭配不同发光波段的量子点实现全波段白光照明；4、可以替换变更含有不同量子点或者荧光粉的扩散板来获得不同颜色的照明光；5、可以根据实际需要进行特种照明设计，例如可以实现日常照明、植物补光照明、舞台照明、美容照明、杀菌照明等。
49.基于同样的发明构思，根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种led灯具。根据本发明的实施例，参考图7或图8所示，该led灯具包括：扩散板10，扩散板10中分散有量子点和/或荧光粉11，量子点和/或荧光粉11适于在led光源20的激发下产生预期波段的光谱，实现所需颜色的照明光。相对于现有技术，该led灯具中量子点和/或荧光粉远离led芯片，所经受的温度和光强度低，量子点和/或荧光粉的稳定性更好，使用寿命更长，可以在获得预期颜色照明光的基础上显著改善照明光谱的稳定性并延长led灯具的使用寿命。
50.根据本发明的一个具体实施例，扩散板10中可以分散有对应不同波段的量子点和/或荧光粉11。扩散板中对应不同波段的量子点和/或荧光粉的混合比例及掺入量不同，led灯具产生的照明光颜色和光强比例也不相同，可以通过调节扩散板中对应不同波段的量子点和/或荧光粉的混合比例及掺入量来使led灯具产生预期颜色和光强比例的照明光，例如当需要获得白光光谱时，可以采用蓝色led光源，并在扩散板中分散黄色量子点和/或黄色荧光粉以及红色量子点和/或红色荧光粉，通过调节红色和黄色量子点和/或荧光粉的混合比例以及扩散板中量子点和/或荧光粉的掺入量来获得白色照明光。需要说明的是，不同波段的量子点和/或荧光粉是指在光源激发下能够不同颜色的量子点和/或荧光粉，不同量子点和/或荧光粉在光源激发下显示的颜色对应不同的波长范围。
51.根据本发明的再一个具体实施例，led灯具可以与多个扩散板10匹配，多个扩散板10中分散的量子点和/或荧光粉11的组成不同，由此可以通过更换含有不同量子点和/或荧光粉组成的扩散板来获得不同颜色的照明光，在实际应用过程中，每种扩散板中量子点和/或荧光粉的混合比例及掺入量都是固定的，在特定颜色的lde光源照射下，经扩散板发射出的照明光颜色也是固定的，基于此，可以使led灯具与多个扩散板匹配，由于多个扩散板中分散的量子点和/或荧光粉组成不同，可通过更换扩散板的方式来实现不同颜色照明光的转换。
52.根据本发明的又一个具体实施例，量子点和/或荧光粉11可以在扩散板10中均匀分布，由此可以进一步提高照明光的均匀性。进一步地，量子点和/或荧光粉11可以分布在扩散板10中远离led光源的一侧(参考图8理解)和/或扩散板的中间位置，由此可以使量子
点和/或荧光粉进一步远离led芯片，使量子点和/或荧光粉所经受的温度和光强度更低，从而更有利于提高量子点或者荧光粉的稳定性和寿命。
53.根据本发明的又一个具体实施例，本发明中led灯具所采用的led光源的颜色并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，led光源可以为蓝光led或紫光led等，在实际操作中可以根据led光源的发光颜色及所需要的照明光颜色来选择掺入扩散板中的量子点和/或荧光粉的种类，使led光源的发光颜色与量子点和/或荧光粉在光源激发下显示的颜色混合从而得到所需颜色的照明光。
54.根据本发明的又一个具体实施例，扩散板10中量子点和/或荧光粉11的总掺入量为0.01～1wt％，例如可以为0.01wt％、0.02wt％、0.05wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％或1wt％等，发明人发现，若量子点和/或荧光粉的总掺入量过少，量子点和/或荧光粉在光源激发下显示的颜色强度较弱，不能很好的改善照明光的光谱分布并获得预期的光照颜色，而若量子点和/或荧光粉的总掺入量过高，不仅会导致原料成本大幅增加，还会降低扩散板的透光性，从而降低扩散板的出光率，使光照强度大幅减弱，导致灯具的光效降低。需要达到同等光照强度时会增加灯具的功率，不利于节能环保。本发明中通过控制量子点和/或荧光粉的总掺入量为上述范围，既能显著改善照明光的光谱分布，又能保证扩散板具有较好的透光性，能够在兼顾原料成本及光照强度的基础上获得预期颜色的照明光。
55.根据本发明的又一个具体实施例，led灯具的照明光谱可以为白光光谱，此时扩散板中量子点和/或荧光粉的至少一部分为led光源获得白光时缺失波段的量子点和/或荧光粉，例如，当led光源显示的颜色为蓝色时，其照明光谱与可见光相比还缺少红光、橙光、黄光和绿光对应的波段，此时扩散板中可以包括在光源激发下能够显示红光、橙光、黄光和绿光的多种量子点和/或荧光粉，led光源发出的光经扩散板时可以与各量子点和/或荧光粉显示的光混合形成白光光谱；更优选地，当照明光谱为白光光谱时，量子点和/或荧光粉可以包括led光源获得白光时缺失波段和未缺失波段的量子点和/或荧光粉，例如，扩散板中可以同时包括在光源激发下能够显示蓝光、红光、橙光、黄光和绿光的多种量子点和/或荧光粉，此时只要满足led光源的波长比被激发发光的波长更短，无论led光源显示的光为何种颜色，均可以获得具有白色光谱的照明光。
56.根据本发明的又一个具体实施例，led灯具的照明光谱可以为单色植物补光照明光谱或全光谱植物补光照明光谱，由此可以根据实际补光需要选择led光源的显示颜色以及掺入扩散板中的量子点和/或荧光粉组成来促进植物生长，例如，参考图6所示，当需要植物补光照明光谱中只有蓝光和红光成分且要求蓝光和红光比例大概在1:3时，若led光源为蓝色led，只需要在扩散板中加入相应波长的红色量子点和/或红色荧光粉，控制好浓度即可得到所需的光强比例的照明光。优选地，led灯具可以包括多个具有不同量子点和/或荧光粉组成扩散板，由此可以根据植物的实际生长阶段选择不同的扩散板，以获得预期的补光颜色。
57.综上所述，相对于现有技术，本发明上述实施例的led灯具具有以下优点：1、量子点和/或荧光粉远离led芯片，量子点和/或荧光粉所经受温度和光强度低，量子点或者荧光粉的稳定性好，使用寿命长；2、扩散板体积大，不仅可以灵活搭配各种波段量子点和/或荧光粉的比例以及浓度，还不会影响灯具照明时的散热问题；3、能够充分利用不同量子点和/
或荧光粉的发光波长来更方便的调节所需光谱的分布，在可见光波长范围内任意需要的波段上进行光谱设计，例如可搭配不同发光波段的量子点实现全波段白光照明；4、可以替换变更含有不同量子点或者荧光粉的扩散板来获得不同颜色的照明光；5、可以根据实际需要进行特种照明设计，使led灯具实现日常照明、植物补光照明、舞台照明、美容照明、杀菌照明等照明需求。
58.下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
59.实施例1
60.制备led灯具时，采用蓝光led，蓝光led封装时胶水中不添加任何荧光粉或量子点，在扩散板中混入0.4wt％的量子点，其中量子点的组成包括红色量子点、橙色量子点、黄色量子点和绿色量子点量子点。其中，led灯具的照明光谱如图1所示。
61.实施例2
62.与实施例1区别在于：在扩散板中混入0.6wt％的荧光粉，其中荧光粉的组成包括红色荧光粉、橙色荧光粉、黄色荧光粉和绿色荧光粉，各颜色的荧光粉的配比同实施例1。其中，led灯具的照明光谱波段分布与图1类似。
63.实施例3
64.与实施例1区别在于：在扩散板中混入0.2wt％的量子点，其中量子点的组成包括红色量子点和青色量子点。用普通黄色荧光粉胶水封装蓝光led，最终得到led灯具的照明光谱分布与图1类似。
65.对比例1
66.与实施例1区别在于：在扩散板中混入2wt％的量子点，量子点组成同实施例1。其中，led灯具的照明光谱波段分布与图1类似，但光照强度相对较弱。
67.对比例2
68.与实施例1区别在于：普通黄色荧光胶水封装的led和扩散板中不添加任何量子点和荧光粉。其中，led灯具的照明光谱如图2所示。
69.对比例3
70.与实施例1区别在于：扩散板中不添加任何量子点和荧光粉，在封装胶水中混入总添加量为0.2wt％红色荧光粉和黄色荧光粉，荧光粉的来源同实施例1。其中，led灯具的照明光谱如图3所示。
71.对比例4
72.与实施例1区别在于：扩散板中不添加任何量子点和荧光粉，在封装胶水中混入总添加量为0.3wt％的绿色荧光粉和红色荧光粉，荧光粉的来源同实施例1。其中，led灯具的照明光谱如图4所示。
73.对比例5
74.与实施例1区别在于：采用紫光led，扩散板中不添加任何量子点和荧光粉，在封装胶水中混入总添加量为0.6wt％的蓝色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉，荧光粉的来源同实施例1。其中，led灯具的照明光谱如图5所示。
75.对比实施例1以及对比例2～5的发光光谱可知，采用本技术上述实施例的led灯具产生的白色照明光在各个波段都有光谱分布，能够实现全光谱白光照明。
76.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
77.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。