一种色温可调的白光LED模组、照明设备及制作方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102278621 A(43)申请公布日 2011.12.14CN102278621A*CN102278621A*(21)申请号 201110102586.9(22)申请日 2011.04.22F21S 2/00(2006.01)F21V 23/00(2006.01)H01L 33/00(2010.01)F21Y 101/02(2006.01)(71)申请人深圳市瑞丰光电子股份有限公司地址 518000 广东省深圳市南山区松白公路百旺信工业园二区第6栋(72)发明人赵玉喜(74)专利代理机构深圳中一专利商标事务所 44237代理人张全文(54) 发明名称一种色温可调的。

2、白光LED模组、照明设备及制作方法(57) 摘要本发明适用于LED照明领域，提供了一种色温可调的白光LED模组，所述LED模组包括：低色温暖白光LED阵列和为低色温暖白光LED阵列提供驱动电流的第一线路；以及高色温冷白光LED阵列和为高色温冷白光LED阵列提供驱动电流的第二线路；低色温暖白光LED阵列由多个暖白光LED单元和多个红光LED单元组成；高色温冷白光LED阵列由多个冷白光LED单元组成。本发明只需控制两路驱动电流即可达到整个LED模组色温可调的目的，控制线路更加简单，并有效地提高了LED模组的稳定性。并且，低色温暖白光采用白光加红光的组合方式，又可以提高整体低色温暖色调白光的光效和显。

3、色指数。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 4 页CN 102278625 A 1/2页21.一种色温可调的白光LED模组，其特征在于，所述LED模组包括：低色温暖白光LED阵列和为低色温暖白光LED阵列提供驱动电流的第一线路；以及高色温冷白光LED阵列和为高色温冷白光LED阵列提供驱动电流的第二线路；所述低色温暖白光LED阵列由多个暖白光LED单元和多个红光LED单元组成；所述高色温冷白光LED阵列由多个冷白光LED单元组成。2.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述暖白光LED单元和红光LED单元构。

4、成多个暖白光LED串，所述冷白光LED单元构成多个冷白光LED串，所述暖白光LED串和冷白光LED串隔行交错分布。3.如权利要求2所述的LED模组，其特征在于，每个暖白光LED串包括至少一个暖白光LED单元和至少一个红光LED单元。4.如权利要求2所述的LED模组，其特征在于，每个冷白光LED串包括至少一个冷白光LED单元。5.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述多个暖白光LED单元和红光LED单元采用下述的连接方式：由m1个暖白光LED单元相互并联而构成一个暖白并联支路，所述暖白并联支路共形成n1个；由m2个红光LED单元相互并联而构成一个红光并联支路，所述红光并联支路共形成n2个。

5、；其中，m1m2，n1n2，m1、m2、n1、n2均为大于1的整数；n1个暖白并联支路和n2个红光并联支路相互串联。6.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述多个冷白光LED单元采用下述的连接方式：由m3个冷白光LED单元相互并联而构成一个冷白并联支路，所述冷白并联支路共形成n3个；n3个冷白并联支路相互串联，其中，m3、n3为大于1的整数。7.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述低色温暖白光LED阵列的色温范围为27003500K；所述高色温冷白光LED阵列的色温范围为55006500K。8.一种包括权利要求1至7任一项所述的色温可调的白光LED模组的照明设备。9.一种如权。

6、利要求1所述的色温可调的白光LED模组的制作方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：在光源基板上设置用于控制低色温暖白光LED的发光状态的第一线路，以及用于控制高色温冷白光LED的发光状态的第二线路，并且在所述第一线路和第二线路上设置固晶位置；将多个暖白光芯片和红光芯片固焊在所述第一线路的固晶位置，使之与第一线路进行电连接；将多个冷白光芯片固焊在所述第二线路的固晶位置，使之与第二线路进行电连接；权 利 要 求 书CN 102278621 ACN 102278625 A 2/2页3对所述暖白光芯片、红光芯片和冷白光芯片进行封装，以获得低色温暖白光LED阵列和高色温冷白光LED阵列。10.如权利要。

7、求9所述的方法，其特征在于，所述暖白光芯片和冷白光芯片分别采用第一蓝光芯片和第二蓝光芯片；对所述暖白光芯片、红光芯片和冷白光芯片进行封装，以获得低色温暖白光LED阵列和高色温冷白光LED阵列的步骤具体为：采用混有第一荧光粉的封装胶对所述第一蓝光芯片进行封装，并采用透明胶对所述红光芯片进行封装，获得低色温暖白光LED阵列；采用混有第二荧光粉的封装胶对所述第二蓝光芯片进行封装，获得高色温冷白光LED阵列。权 利 要 求 书CN 102278621 ACN 102278625 A 1/6页4一种色温可调的白光 LED 模组、 照明设备及制作方法技术领域0001 本发明属于LED照明领域，尤其涉及一种。

8、色温可调的白光LED模组、照明设备及制作方法。背景技术0002 参考附图1，现有的色温可调的灯具大多数采用白光加红、绿、黄三种芯片的组合方式，通过改变红光芯片11、绿光芯片12、黄光芯片13其中两种或三种的驱动电流的大小来达到整体灯具色温可调的目的。然而，以上方法采用的控制线路比较复杂，至少需要三路线路进行控制，如附图2，三颗晶片分别采用三条电流回路，再在其表面封装荧光胶，蓝光晶片激发荧光胶产生色温在6000K左右的正白光，通过控制黄光晶片的电流从而实现白光色温可调；通过控制红光晶片的电流从而实现白光显指可调。此种方案的控制线路和封装方法均较复杂，不利于应用。有的控制线路甚至达到四路，使得整体。

9、灯具的稳定性很差。发明内容0003 本发明实施例的目的在于提供一种色温可调的白光LED模组，旨在解决传统色温可调的白光LED模组线路复杂、稳定性低的问题。0004 本发明实施例是这样实现的，一种色温可调的白光LED模组，所述LED模组包括：0005 低色温暖白光LED阵列和为低色温暖白光LED阵列提供驱动电流的第一线路；以及0006 高色温冷白光LED阵列和为高色温冷白光LED阵列提供驱动电流的第二线路；0007 所述低色温暖白光LED阵列由多个暖白光LED单元和多个红光LED单元组成；0008 所述高色温冷白光LED阵列由多个冷白光LED单元组成。0009 本发明实施例的另一目的在于提供一种。

10、包括上述的色温可调的白光LED模组的照明设备。0010 本发明实施例的另一目的在于提供一种如上所述的色温可调的白光LED模组的制作方法，所述方法包括下述步骤：0011 在光源基板上设置用于控制低色温暖白光LED的发光状态的第一线路，以及0012 用于控制高色温冷白光LED的发光状态的第二线路，并且0013 在所述第一线路和第二线路上设置固晶位置；0014 将多个暖白光芯片和红光芯片固焊在所述第一线路的固晶位置，使之与第一线路进行电连接；0015 将多个冷白光芯片固焊在所述第二线路的固晶位置，使之与第二线路进行电连接；0016 对所述暖白光芯片、红光芯片和冷白光芯片进行封装，以获得低色温暖白光L。

11、ED阵列和高色温冷白光LED阵列。0017 本发明实施例将驱动线路分为两路，分别控制低色温暖色调白光和高色温冷色调说 明 书CN 102278621 ACN 102278625 A 2/6页5白光的色温，只需控制两路驱动电流即可达到整个LED模组色温可调的目的，控制线路更加简单，并有效地提高了LED模组的稳定性。并且，低色温暖白光采用白光加红光的组合方式，又可以提高整体低色温暖色调白光的光效和显色指数。同时，采用此结构的模组化色温可调光源，在应用端应用简单，可省去用于贴片的光源载板，大幅度降低成本。附图说明0018 图1是现有色温可调的白光LED模组的结构示意图；0019 图2是现有色温可调的。

12、白光LED模组的电路结构示意图；0020 图3是本发明第一实施例提供的色温可调的白光LED模组的电路控制方式示意图；0021 图4是本发明第一实施例提供的色温可调的白光LED模组在色温调节过程中其色坐标在CIE图上的轨迹图；0022 图5是本发明第二实施例提供的色温可调的白光LED模组的光源布局图；0023 图6是本发明第二实施例提供的色温可调的白光LED模组的剖面图；0024 图7是本发明第二实施例提供的LED芯片的封装结构示意图；0025 图7a1是本发明第二实施例提供的暖白光LED单元封装结构的俯视结构示意图；0026 图7a2是本发明第二实施例提供的暖白光LED单元封装结构的剖面结构示。

13、意图；0027 图7b1、7b2分别是本发明第二实施例提供的冷白光LED单元的封装结构的俯视、剖面结构示意图；0028 图7c1、7c2分别是本发明第二实施例提供的红光LED单元的封装结构的俯视、剖面结构示意图；0029 图8是本发明第三实施例提供的低色温暖白光LED阵列的电路逻辑图；0030 图9是本发明第三实施例提供的高色温冷白光LED阵列的电路逻辑图；0031 图10是本发明第四实施例提供的色温可调的白光LED模组的制作方法。具体实施方式0032 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释。

14、本发明，并不用于限定本发明。0033 本发明实施例仅将驱动线路分为两路，分别控制低色温暖色调白光和高色温冷色调白光的色温，控制线路更加简单，可有效地提高LED模组的稳定性。0034 本发明实施例提供了一种色温可调的白光LED模组，该LED模组包括：0035 低色温暖白光LED阵列和为低色温暖白光LED阵列提供驱动电流的第一线路；以及0036 高色温冷白光LED阵列和为高色温冷白光LED阵列提供驱动电流的第二线路；0037 低色温暖白光LED阵列由多个暖白光LED单元和多个红光LED单元组成；0038 高色温冷白光LED阵列由多个冷白光LED单元组成。0039 本发明实施例还提供了一种包括上述的。

15、色温可调的白光LED模组的照明设备。0040 本发明实施例还提供了一种色温可调的白光LED模组的制作方法，该方法包括下说 明 书CN 102278621 ACN 102278625 A 3/6页6述步骤：0041 在光源基板上设置用于控制低色温暖白光LED的发光状态的第一线路，以及0042 用于控制高色温冷白光LED的发光状态的第二线路，并且0043 在第一线路和第二线路上设置固晶位置；0044 将多个暖白光芯片和红光芯片固焊在第一线路的固晶位置，使之与第一线路进行电连接；0045 将多个冷白光芯片固焊在第二线路的固晶位置，使之与第二线路进行电连接；0046 对暖白光芯片、红光芯片和冷白光芯片。

16、进行封装，以获得低色温暖白光LED阵列和高色温冷白光LED阵列。0047 以下结合具体实施例对本发明实施例的具体实现进行详细描述：0048 实施例一：0049 图3示出了本发明第一实施例提供的色温可调的白光LED模组的电路控制方式示意图，图4示出了本发明第一实施例提供的色温可调的白光LED模组在色温调节过程中其色坐标在CIE图上的轨迹图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。0050 参考附图3、5，该色温可调的白光LED模组包括两组控制线路(即第一线路31和第二线路32)，以及两组LED阵列(即低色温暖白光LED阵列51和高色温冷白光LED阵列52)。其中，第一线路31为低色温暖白光L。

17、ED阵列51提供驱动电流，以控制其发光状态；第二线路32为高色温冷白光LED阵列52提供驱动电流，以控制其发光状态。其中的低色温暖白光LED阵列51由多个暖白光LED单元511和多个红光LED单元512组成，通过第一线路31驱动暖白光LED单元511和红光LED单元512同时点亮、同时关闭。高色温冷白光LED阵列52包括多个冷白光LED单元521。0051 在本实施例中，组成低色温暖白光LED阵列51的暖白光LED单元511和红光LED单元512分别有多个，并通过串并混联的方式进行电连接。组成高色温冷白光LED阵列52的多个冷白光LED单元521同样通过串并混联的方式进行电连接。通过合理设置L。

18、ED单元的分布位置，可以使整个LED模组的出光比较均匀。0052 在本实施例中，暖白光LED单元511的色温调节范围可为38004500K，点亮暖白光LED单元511和红光LED单元512，并通过调节第一线路31的驱动电流的大小，可以控制低色温暖色调白光的色温在27003500K之间变化。而通过调节第二线路32的驱动电流的大小，可以控制高色温冷色调白光的色温在55006500K之间变化。因此，整体的LED模组可以实现27006500K之间色温可调。0053 应用时要达到色温可调的目的，只需调节两路驱动电流即可，具体举例说明如下：0054 需要低色温3000K白光时，只需打开低色温暖白光LED阵。

19、列51，此时暖白光LED单元511和红光LED单元512同时点亮，通过调节第一线路31的驱动电流可获得3000K暖色调白光。需要5000K白光时，可以同时打开两路LED阵列，通过同时调节第一线路31和第二线路32的驱动电流来获得5000K白光。需要高色温6000K白光时，只需打开高色温冷白光LED阵列52，通过调节第二线路32的驱动电流来获得6000K冷色调白光。通过此种调节方法可以保证整个模组光源的色坐标在黑体线上平滑的移动(见图4)，相对位置偏移很小，完全符合照明要求。另外，在整个色温变化范围内，整个LED模组光源的显色指数均大说 明 书CN 102278621 ACN 102278625。

20、 A 4/6页7于80，部分段(27003500K)显色指数可以大于90，符合照明用高亮高显的要求。0055 本发明实施例将驱动线路分为两路，分别控制低色温暖色调白光和高色温冷色调白光的色温，只需控制两路驱动电流即可达到整个LED模组色温可调的目的，控制线路更加简单，并有效地提高了LED模组的稳定性。并且，低色温暖白光采用白光加红光的组合方式，又可以提高整体低色温暖色调白光的光效和显色指数。同时，采用此结构的模组化色温可调光源，在应用端应用简单，可省去用于贴片的光源载板，大幅度降低成本。0056 实施例二：0057 图5示出了本发明第二实施例提供的色温可调的白光LED模组的光源布局图，图6示出。

21、了本发明第二实施例提供的色温可调的白光LED模组的剖面图，图7示出了本发明第二实施例提供的LED芯片的封装结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。0058 在本发明实施例中，可以使不同色温的LED单元在基板上均匀分布，以保证整个模组光源色泽的均匀性。0059 作为本实施例的一种实现方式，可以将同种色温的LED阵列分为多行，每行设置多个LED单元，并且使两个LED阵列交替分布。具体参考附图5，将多个暖白光LED单元511和多个红光LED单元512组成多个暖白光LED串，每串包括若干个暖白光LED单元511和若干个红光LED单元512，这一串LED单元布局成一行。同理，将多个冷白光。

22、LED单元521组成多个冷白光LED串，每串包括若干个冷白光LED单元521，这一串冷白光LED单元布局成一行。并且，暖白光LED串和冷白光LED串可以隔行交错分布。例如，基板上共设置9行LED单元，其中1、3、5、7、9行为暖白光LED串，而2、4、6、8行为冷白光LED串。对于暖白光LED串，每串中设置的暖白LED单元和红光LED单元的具体数量可以根据实际需要的色温合理配置。0060 作为本实施例的进一步改进，其中的暖白光LED单元的总数量大于红光LED单元的总数量。0061 作为本实施例的进一步改进，对于同种色温的LED单元，同一个反射杯内可以封装一颗或多颗芯片，以提高出光效率。如图7，。

23、图7a1为暖白光LED单元的封装结构的俯视结构示意图，图7a2为暖白光LED单元的封装结构的剖面结构示意图，反射杯内设置一颗(可为多颗)第一蓝光芯片5111，并填充了混有蓝光激发荧光粉的封装胶5112，蓝光与激发光混合获得暖白光。图7b1、7b2分别为冷白光LED单元的封装结构的俯视、剖面结构示意图，反射杯内设置一颗(可为多颗)第二蓝光芯片5211，并填充了其他种类混有蓝光激发荧光粉的封装胶5212，蓝光与激发光混合获得冷白光。图7c1、7c2分别为红光LED单元的封装结构的俯视、剖面结构示意图，反射杯内设置一颗(可为多颗)红光芯片5121，并填充了透明胶5122。0062 实施例三：0063。

24、 图8示出了本发明第三实施例提供的低色温暖白光LED阵列的电路逻辑图，图9示出了本发明第三实施例提供的高色温冷白光LED阵列的电路逻辑图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。0064 如图8，组成低色温暖白光LED阵列51的暖白光LED单元511和红光LED单元512可以采用下述的连接方式：将m1个暖白光LED单元相互并联而构成一个暖白并联支路81，说 明 书CN 102278621 ACN 102278625 A 5/6页8这种并联支路共形成n1个；将m2个红光LED单元相互并联而构成一个红光并联支路82，该并联支路共形成n2个；其中，m1m2，n1n2，m1、m2、n1、n2均为大。

25、于1的整数；并且，这n1个暖白并联支路81和n2个红光并联支路82相互串联。0065 如图9，组成高色温冷白光LED阵列52的多个冷白光LED单元521可以采用下述的连接方式：将m3个冷白光LED单元相互并联而构成一个冷白并联支路91，这种并联支路共形成n3个，n3个冷白并联支路相互串联，其中，m3、n3均为大于1的整数。0066 实施例四：0067 图10示出了本发明第四实施例提供的色温可调的白光LED模组的制作方法，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。0068 本发明实施例提供一种制作上述实施例所述的色温可调的白光LED模组的方法，该方法包括以下步骤：0069 在步骤S1001中，。

26、在光源基板上设置用于控制低色温暖白光LED的发光状态的第一线路，以及0070 用于控制高色温冷白光LED的发光状态的第二线路，并且0071 在第一线路和第二线路上设置固晶位置。0072 在步骤S1002中，将多个暖白光芯片和红光芯片固焊在第一线路的固晶位置，使之与第一线路进行电连接；0073 将多个冷白光芯片固焊在第二线路的固晶位置，使之与第二线路进行电连接。0074 在步骤S1003中，对暖白光芯片、红光芯片和冷白光芯片进行封装，以获得低色温暖白光LED阵列和高色温冷白光LED阵列。0075 在本实施例中，暖白光芯片和冷白光芯片可以分别采用第一蓝光芯片和第二蓝光芯片，并分别采用混有第一荧光粉。

27、和第二荧光粉的封装胶进行封装，以获得暖白光LED单元和冷白光LED单元。其中，第一荧光粉可以是蓝光激发的黄色荧光粉，通过合理选择第一蓝光芯片和第一荧光粉可以获得色温范围为38004500K的暖白光LED单元。此时LED光的色坐标位于图4所示的黑体线偏上的位置。0076 在红光芯片外部点透明胶，可形成红光LED单元。同时点亮暖白光LED单元和红光LED单元，可以使色坐标刚好位于黑体线上，0077 在本实施例中，可以在第二蓝光芯片外部封装混有一种或多种荧光粉的胶水，通过合理选择第二蓝光芯片和第二荧光粉可以获得色温范围为55006500K的冷白光LED。0078 在本实施例中，步骤S1003具体可以。

28、包括下述步骤：0079 首先，采用调配好的封装胶对各种芯片进行点胶；0080 然后，将点胶后的LED模组进行烘烤处理，完成色温可调的白光LED模组的封装过程。0081 在本实施例中，若干个相同的芯片可以设置于同一反射杯中，以提高出光效率。0082 实施例五：0083 本实施例对上述实施例进行进一步的改进，以保证整个LED模组的光色均匀。具体的，可以将同种色温的LED单元对应的固晶位置平均分布，这样可以将若干个第一蓝光芯片和红光芯片固焊在同一行，组成暖白光LED串；将若干个第二蓝光芯片固焊在同一行，组成冷白光LED串。并且，这样的暖白光LED串和冷白光LED串可以布局多个，且相互交替说 明 书C。

29、N 102278621 ACN 102278625 A 6/6页9分布。一种具体的实现方式可参考图5及实施例2所述的分布情况，在此不再赘述。0084 在本实施例中，第一蓝光芯片和红光芯片可以采用串并混联的方式进行电连接，第二蓝光芯片也可以采用串并混联的方式进行电连接，具体可以参考实施例三所述的连接方式，在此不再赘述。0085 本发明实施例将驱动线路分为两路，分别控制低色温暖色调白光和高色温冷色调白光的色温，只需控制两路驱动电流即可达到整个LED模组色温可调的目的，控制线路更加简单，并有效地提高了LED模组的稳定性。并且，低色温暖白光采用白光加红光的组合方式，又可以提高整体低色温暖色调白光的光效。

30、和显色指数。同时，采用此结构的模组化色温可调光源，在应用端应用简单，可省去用于贴片的光源载板，大幅度降低成本。该LED模组适合用作色温可调的照明设备(如球泡灯、筒灯等)的发光部件。本发明实施例将不同色温的LED单元均匀分布在基板上，可以进一步保证整个模组光源色泽的均匀性。对于同种色温的LED单元，在同一个反射杯内封装多颗芯片，还可以提高出光效率。0086 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说 明 书CN 102278621 ACN 102278625 A 1/4页10图1图2图3说 明 书 附 图CN 102278621 A。