一种健康照明装置

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种健康照明装置。

背景技术

白光LED已经在人们生活中得到了广泛应用。对于白光LED发光器件，目前最普遍的白光方案是利用短波蓝光芯片发出的蓝光激发荧光粉或量子点材料发出红光和绿光，再与芯片的剩余蓝光混合成白光。这样的发光机制具有光效高以及环保等优点，但无法避免短波蓝光对人眼球的危害。现有技术中合成的白光中的短波长蓝光成分，尤其是峰值波长在435nm至440nm之间的短波长蓝光对人眼危害大。短波蓝光对人眼的危害，主要表现在导致近视、白内障以及黄斑病变的眼睛病理危害和人体节律危害。短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜，引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。光敏感细胞的死亡将会导致视力下降甚至完全丧失，这种损坏是不可逆的。因此，现有的照明装置的出射光中短波蓝光占比较高，对人体伤害较大。

发明内容

本发明提供了一种健康照明装置，以减少照明装置出射光中的短波蓝光含量，减小出射光对人体的伤害。

本发明实施例提供了一种健康照明装置，包括：至少一条灯丝，所述灯丝上焊接有至少两个全光谱灯珠；

所述全光谱灯珠包括：短波长蓝光芯片、第一封装层、长波长蓝光芯片、第二封装层和基板电极；

所述第一封装层至少包覆所述短波长蓝光芯片的出光面；所述第一封装层包括：封装基材，以及混合于所述封装基材中的红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子；所述第二封装层至少包覆所述长波长蓝光芯片的出光面；所述第二封装层包括：封装基材；所述短波长蓝光芯片的芯片电极和所述长波长蓝光芯片的芯片电极均与所述基板电极电连接；所述基板电极用于与所述灯丝焊接。

可选地，所述短波长蓝光芯片发射光的峰值波长范围为410nm-455nm；

所述长波蓝光芯片发射光的峰值波长范围为460nm-480nm。

可选地，所述红橙光波长转换粒子包括量子点材料，所述黄绿光波长转换粒子包括量子点材料或荧光粉材料；

或者，所述红橙光波长转换粒子包括荧光粉材料，所述黄绿光波长转换粒子包括量子点材料。

可选地，所述红橙光波长转换粒子的量子点材料为A

可选地，所述黄绿光波长转换粒子的量子点材料为L

可选地，所述红橙光波长转换粒子的量子点材料包括红光量子点材料和橙光量子点材料；所述黄绿光波长转换粒子的量子点材料包括黄光量子点材料和绿光量子点材料；

当所述红光量子点材料、所述橙光量子点材料、所述黄光量子点材料和所述绿光量子点材料中至少两种量子点材料的组分相同时，对于组分相同的各量子点材料，发射光峰值波长越大的量子点材料的粒径越大。

可选地，所述健康照明装置还包括：滤光灯罩；所述滤光灯罩围绕所有所述灯丝设置；所述滤光灯罩包括：灯罩基材和染料；所述染料掺杂于所述灯罩基材中，所述染料用于吸收短波蓝光。

可选地，所述滤光灯罩中还包括：掺杂于所述灯罩基材中的扩散粒子。

可选地，所述扩散粒子的材料为硫酸钡，碳酸钙和二氧化硅中的至少一种；

所述扩散粒子的粒径范围为：0.3μm-6.5μm；

所述扩散粒子占据所述滤光灯罩总质量的0.22％-2.5％。

可选地，所述短波长蓝光芯片的芯片电极的电阻率小于2×10

所述基板电极的电阻率小于2×10

本发明实施例提供的健康照明装置中，设置有至少一个灯丝，每个灯丝上设置有至少两个全光谱灯珠，可以保证照明装置发光的可靠性。每个全光谱灯珠均采用双蓝光芯片结构，通过短波长蓝光芯片激发第一封装层中的红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子，发出红橙光和黄绿光。通过长波长蓝光芯片发出对人体无害的长波蓝光。红橙光和黄绿光混合长波长蓝光，可得到短波长有害蓝光含量低，甚至无有害蓝光的健康白光，从而减小照明装置的出射光对人体的伤害。通过控制短波蓝光在激发波长转换粒子后无剩余，可以实现净有害蓝光的健康照明。因此，相比于现有技术，本发明实施例可以减少照明装置出射光中的短波蓝光含量，减小出射光对人体的伤害。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种健康照明装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种全光谱灯珠的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种健康照明装置与现有技术中照明灯具的发射光谱的对比示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

本发明实施例提供了一种健康照明装置，该照明装置采用双蓝光光源灯丝灯结构，可实现低有害蓝光甚至净有害蓝光的健康照明。图1是本发明实施例提供的一种健康照明装置的结构示意图。参见图1，该健康照明装置包括：至少一条灯丝10，灯丝10上焊接有至少两个全光谱灯珠20。图1中示例性地给出了3根灯丝10，每根灯丝10上设置有3个全光谱灯珠20，但灯丝10和全光谱灯珠20的数量和排列位置并不作为对本发明的限定。示例性地，该健康照明装置可以是健康照明球泡灯。

图2是本发明实施例提供的一种全光谱灯珠的结构示意图。参见图2，全光谱灯珠20具体包括：短波长蓝光芯片210、第一封装层220、长波长蓝光芯片230、第二封装层240和基板电极250。第一封装层220至少包覆短波长蓝光芯片210的出光面21。第一封装层220包括：封装基材，以及混合于封装基材中的红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子。第二封装层240至少包覆长波长蓝光芯片230的出光面23。第二封装层240包括：封装基材。短波长蓝光芯片210的芯片电极211和长波长蓝光芯片230的芯片电极231均与基板电极250电连接；基板电极250用于与灯丝10焊接。

其中，短波长蓝光芯片210的芯片电极211可包括第一电极和第二电极；长波长蓝光芯片230的芯片电极231可包括第三电极和第四电极；基板电极250可包括：第一基板电极、第二基板电极和第三基板电极。第一电极与第一基板电极电连接；第二基板电极作为短波长蓝光芯片210和长波长蓝光芯片230之间的连接电极，分别与第二电极和第三电极电连接；第四电极与第三基板电极电连接。

示例性地，短波长蓝光芯片210的材质可以为氮化鎵(GaN)或碳化硅(SiC)中的一种或多种，短波长蓝光芯片210的发射光峰值波长范围可以控制在410nm-455nm，例如为420nm、430nm、440nm或450nm。这样可以有效激发第一封装层220中的红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子分别发出红橙光和黄绿光。

长波长蓝光芯片230的材质可以为磷化鎵(GaP)和砷化鎵(GaAs)中的一种，长波长蓝光芯片230的发射光峰值波长范围为460nm-480nm，例如465nm、470nm或475nm。研究表明：峰值大于460nm的长波蓝光具有调整生物节律的作用，与人体睡眠、情绪、记忆力等都相关，该长波蓝光对人体有益。因此，采用长波蓝光与红橙光和黄绿光混合成的白光的安全性高，对人体无伤害。

本发明实施例提供的健康照明装置中，设置有至少一个灯丝10，每个灯丝10上设置有至少两个全光谱灯珠20，可以保证照明装置发光的可靠性。每个全光谱灯珠20均采用双蓝光芯片结构，通过短波长蓝光芯片210激发第一封装层220中的红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子，发出红橙光和黄绿光。通过长波长蓝光芯片230发出对人体无害的长波蓝光。红橙光和黄绿光混合长波长蓝光，可得到短波长有害蓝光含量低，甚至无有害蓝光的健康白光，从而减小照明装置的出射光对人体的伤害。通过控制短波蓝光在激发波长转换粒子后无剩余，可以实现净有害蓝光的健康照明。因此，相比于现有技术，本发明实施例可以减少照明装置出射光中的短波蓝光含量，减小出射光对人体的伤害。

继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，短波长蓝光芯片210为倒装结构芯片，其芯片电极211设置于芯片底部，即短波长蓝光芯片210靠近基板电极250的一侧。芯片电极211可直接与基板电极250连接。长波长蓝光芯片230也可以是倒装结构芯片，其芯片电极231设置于芯片底部，即长波长蓝光芯片230靠近基板电极250的一侧。芯片电极231可直接与基板电极250连接。

在上述各实施方式的基础上，可选地，短波长蓝光芯片210的芯片电极211由电阻率小于2×10

在上述各实施方式的基础上，可选地，基板电极250可采用电阻率小于2×10

在上述各实施方式的基础上，可选地，短波长蓝光芯片210的出光面21至少包括短波长蓝光芯片210的顶面，即短波长蓝光芯片210远离基板电极250的一侧；那么，第一封装层220至少包覆短波长蓝光芯片210的顶面，从而尽可能地使短波长蓝光芯片210出射的短波蓝光全部用于激发第一封装层220中的波长转换粒子。进一步地，短波长蓝光芯片210的出光面21还可以包括短波长蓝光芯片210的侧面；那么，第一封装层220可以包覆整个短波长蓝光芯片220，并暴露出基板电极250(第一基板电极和第二基板电极)，以保证灯丝10与全光谱灯珠20可以实现有效的电连接。

同样的，长波长蓝光芯片230的出光面23至少包括长波长蓝光芯片230远离基板电极250的一侧(顶面)，还可以进一步包括长波长蓝光芯片230的侧面。

示例性地，第一封装层220和第二封装层240中的封装基材可以是相同的封装胶水，具体可以包括硅树脂、丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或多种。在第一封装层220中，红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子可以尽量在封装基材中均匀分布。

继续参见图1，在上述各实施方式的基础上，可选地，健康照明装置还包括：滤光灯罩30。滤光灯罩30围绕所有灯丝10设置。示例性地，滤光灯罩为球形灯泡的罩壳，其包裹的范围覆盖所有全光谱灯珠20的出光面，用于吸收全光谱灯珠20的出射光中的短波蓝光；具体用于吸收短波长蓝光芯片210发射的短波蓝光中，除用于激发波长转换材料外剩余的部分。示例性地，滤光灯罩30包括：灯罩基材和染料。灯罩基材为PMMA、PC、PVC中的至少一种。染料掺杂于灯罩基材中，染料可用于吸收波长＜450nm的短波蓝光。

在上述各实施方式的基础上，可选地，滤光灯罩30中还包括：掺杂于灯罩基材中的扩散粒子，用于将全光谱灯珠20内，由长波长蓝光芯片230发射的蓝光与全光谱光转换材料受激发射出的红橙光和黄绿光进行混合，实现高品质全光谱照明。

示例性地，扩散粒子的材料为硫酸钡，碳酸钙和二氧化硅中的至少一种；扩散粒子的粒径范围为：0.3μm-6.5μm，例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或6μm；扩散粒子占据滤光灯罩30总质量的0.22％-2.5％，例如为0.4％、0.9％、1.5％或2％。

在上述各实施方式的基础上，可选地，红橙光波长转换粒子包括量子点材料，黄绿光波长转换粒子包括量子点材料或荧光粉材料；或者，红橙光波长转换粒子包括荧光粉材料，黄绿光波长转换粒子包括量子点材料。也就是说，红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子中至少有一种由量子点材料构成。由于相较于荧光粉材料，量子点照明发射光谱可覆盖整个可见光范围，更接近自然光，对人眼更有益；并且通过量子点材料可实现高显色指数和色保真度，提高全光谱灯珠的发光性能，可实现LED照明光效与白炽灯泡暖色的有效结合；以及通过调节量子点发光波长及组合，可实现照明装置在不同场景下的灵活应用。因此，本实施例这样设置，可以实现全光谱，高显指的健康照明。

下面，就红橙光波长转换粒子和黄绿光波长转换粒子可能具有的具体材料进行说明，但不作为对本发明的限定。

在一种实施方式中，可选地，红橙光波长转换粒子的量子点材料组成可以是A

在一种实施方式中，可选地，红橙光波长转换粒子的荧光粉材料可以是红橙光荧光粉材料，红橙光荧光粉材料的组成成分可以为氯硅酸盐、铝酸盐、氮氧化物、氮化物、硫氧化物中的至少一种。在短波长蓝光芯片210的激发下，使用多种不同发射光波段的红橙光转换材料可以复合发射出峰值波长为615nm-680nm，半波宽＞65nm的红橙光。

在一种实施方式中，可选地，黄绿光波长转换粒子的量子点材料组成可以是L

在一种实施方式中，可选地，黄绿光波长转换粒子的荧光粉材料为黄绿光荧光粉材料，黄绿光荧光粉材料的组成成分可以为硅酸盐、氯硅酸盐、铝酸盐、氮化物、钨酸盐、钼酸盐、硫氧化物中的至少一种。在短波长蓝光芯片210的激发下，使用多种不同发射光波段的黄绿光转换材料可以复合发射出峰值波长为515nm-570nm，半波宽＞90nm的黄绿光。

针对量子点材料，具体而言，红橙光波长转换粒子的量子点材料包括红光量子点材料和橙光量子点材料。红光量子点材料和橙光量子点材料均可由上述A

综上所述，本发明实施例提供的健康照明装置，采用双蓝光光源的全光谱灯珠20，可实现高品质的量子点球泡灯照明。同时，可避免当前商用面板灯在工作过程中的有害短波蓝光对人眼的危害。

为了验证本发明实施例提供的健康照明装置的效果，发明人对现有技术中的商用照明灯具和本发明实施例所提供的健康照明装置的发射光谱进行了研究和对比，光谱对比图可参见图3。根据图3可以看出，现有技术中的照明灯具的发生光谱中，在450nm波长处有一强度峰值，该短波蓝光成分对人眼伤害大；而本发明实施例所提供的健康照明装置的发射光谱中，短波蓝光的成分明显减少，发射光的峰值波长在472nm，为对人体有益的长波蓝光，表明本发明实施例确实可实现健康照明。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。