CN107833876B - 一种色温可调的led光源及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种色温可调的LED光源，包括导热基板、用于分别与不同外接电路连接的第一LED芯片组及第二LED芯片组，所述导热基板上设有具有贯穿其自身的反射腔；所述反射腔对应的导热基板的顶面的中央设有第一凹槽，第一LED芯片组设置在所述第一凹槽内，所述第一凹槽内设置有第一荧光胶体且所述第一荧光胶体覆盖第一LED芯片组；所述第一凹槽的外围的导热基板的顶面设置有第二LED芯片组；所述反射腔内设有第二荧光胶体；所述第二荧光胶体覆盖在所述第一荧光胶体及第二LED芯片组上。本发明还提供一种色温可调的LED光源的制作方法。通过上述结构及步骤，本发明为了实现混光均匀的可调色温LED光源突，将传统可调色温LED光源荧光胶体在水平方向分区域分布转化为垂直方向分布，使得不同色温发光区域光轴重合，混光更均匀。
Description
技术领域
本发明涉及LED光源领域，特别涉及一种色温可调的LED光源及其制造方法。
背景技术
LED光源及其灯具已经广泛应用于室内、外照明，为全世界节能做出了应有的贡献。然则，不同国家，不同区域因其所处的环境不同，对灯光的光学品味要求不同。比如，以中国为代表的亚洲国家，喜欢高色温的灯光，明亮是他们对灯光的主要关注点之一；欧美国家，地处严寒地带，喜欢低色温的暖色光，认为暖色给人带来温暖的感觉。因而，通过改变光源色温，使人体能针对冷暖季节和环境温度的变化创造对人的工作和生活最为适宜的光环境成为灯具新的发展方向。
专利CN 102720967 A公开了一种可调色温的高显色性光源模组，如图1所示。该技术方案中，基板101上设置有固晶区和公共电路，LED芯片固定在固晶区上并与公共电路连接，其特征在于，所述固晶区被分成至少两个一体式区域，公共电路为一体式金属板并与一体式区域对应设置，相邻两个公共电路之间相互绝缘并且电极相反，所述LED芯片连接在相邻两个公共电路上。固晶区上设置有荧光粉层，荧光粉层被分成至少一个冷色温高显色性光源区域和至少一个暖色温高显色性光源区域，根据颜色相加原理，两种或几种颜色根据不同的分配比例后相加获得中间色。通过对冷色温高显色性LED光源区域102和暖色温高显色性LED光源区域103的电流调节控制，来实现光源色温调节，达到最终想要的各个色温段光源混合后的白光。但是，LED光源属于朗伯型发光特性，光源中心区域光强度较大，外围光强度弱，从而导致双色混光不均匀，光色一致性差，不能很好的满足市场需求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种色温可调的LED光源，
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种色温可调的LED光源，包括导热基板、用于分别与不同外接电路连接的第一LED芯片组及第二LED芯片组，所述导热基板上设有具有贯穿其自身的反射腔；所述反射腔对应的导热基板的顶面的中央设有第一凹槽，第一LED芯片组设置在所述第一凹槽内，所述第一凹槽内设置有第一荧光胶体且所述第一荧光胶体覆盖第一LED芯片组；
所述第一凹槽的外围的导热基板的顶面设置有第二LED芯片组；所述反射腔内设有第二荧光胶体；所述第二荧光胶体覆盖在所述第一荧光胶体及第二LED芯片组上。
作为优选，所述第一荧光胶体的形状为大致呈菲涅尔透镜形状或花生形状。
作为优选，所述反射腔的侧壁面为圆弧面。
作为优选，所述第一LED芯片组被所述第一荧光胶体激发时产生的色温为范围为5000-8000K；所述第二LED芯片组被所述第二荧光胶体激发时产生的色温为范围为2200-3500K。
作为优选，所述第一荧光胶体填充满所述第一凹槽；所述第二荧光胶体填充满反射腔。
作为优选，所述反射体的材质为PPA或PCT或EMC或SMC。
作为优选，所述反射腔为圆形腔体，所述第一凹槽为倒圆台形凹槽。
作为优选，所述第一凹槽的外侧的反射腔底面设有第二凹槽。
一种色温可调的LED光源的制作方法，包括以下步骤：
S1、在导热基板上制作具有贯穿其自身的发射腔的反射体；
S2、在所述发射腔对应的导热基板的顶面的中部制作第一凹槽；在第一凹槽外围的导热基板的顶面制作第二凹槽。
S3、在所述第一凹槽内固定第一LED芯片组，在所述第一凹槽的外围的反射腔顶面固定第二LED芯片组；
S4、在第一凹槽内设置第一荧光胶体，所述第一荧光胶体覆盖在所述第一LED芯片组；在反射腔内设置第二荧光胶体，第二荧光胶体覆盖在所述第一荧光胶体及第二LED荧光芯组之上。
S5、固化荧光胶体Y1与荧光胶体Y2。
作为优选，步骤S1中，所述反射体采用注塑成型或Molding方式制作；
步骤S2中，所述第一凹槽采用冲压或者蚀刻的方式制作，所述第二凹槽采用冲压或者蚀刻的方式制作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过上述结构及步骤，本发明为了实现混光均匀的可调色温LED光源突，将传统可调色温LED光源荧光胶体在水平方向分区域分布转化为垂直方向分布，使得不同色温发光区域光轴重合，混光更均匀。同时，为了更优质的混光，第一荧光胶体设计为类似菲涅尔透镜等特殊形状，使得冷、暖双色光混合后，发出更均匀的白光。使本发明可调色温LED光源，相对于现有技术可以实现出光更均匀的混合白光。
附图说明
图1是本发明LED光源实施例的结构示意图(主视图)；
图2是本发明LED光源实施例的结构示意图(俯视图)；
图3是本发明的色温区示意图。
图中：
101—导热基板；102—反射腔；103—第一凹槽；104—第二凹槽；105—第一LED芯片组；106—第二LED芯片组；107—第一荧光胶体层；108—第二荧光胶体层；201—前案基板；202—第一色温区；203—第二色温区。
具体实施方式
现结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1至图2所示，本发明所述的一种色温可调的LED光源，包括导热基板、第一LED芯片组及第二LED芯片组。
导热基板上设有反射体，所述反射体的中部设有圆形反射腔，圆形反射腔贯穿反射体，反射体的材质为PPA或PCT或EMC或SMC，通常优选反射率与耐热效果更优的PCT与SMC材料。圆形反射腔的侧壁面为圆弧面，使得两组LED芯片组发出角度较小的收缩光束。位于圆形反射腔所对应的范围内的导热基板的顶面的中央设有倒圆台形凹槽，第一LED芯片组设置在倒圆台形凹槽内，倒圆台形凹槽内设置有第一荧光胶体，第一荧光胶体覆盖第一LED芯片组且第一荧光胶体填充满在倒圆台形凹槽。第一荧光胶体的形状为菲涅尔透镜形状。第一LED芯片组包括若干芯片，若干芯片呈横排、竖排整齐排布。
倒圆台形凹槽的外围的导热基材的顶面设置有第二LED芯片组，圆形反射腔内设有第二荧光胶体；第二荧光胶体覆盖在第一荧光胶体及第二LED芯片组上，且第二荧光胶体填充满在圆形反射腔内。倒圆台形凹槽的外围的导热基板的顶面设有第二凹槽103，第二凹槽为条形凹槽，第二凹槽103主要起到焊线缓冲作用。由于第一LED芯片组和第二LED芯片组距离导热基板101的焊盘距离较远，容易产线金线断裂，导致光源失效。第二凹槽103的存在，可以将原来较长的一根金线距离变为两根相对较短的金线，从而提升第一LED芯片组与第二LED芯片组的焊线可靠性。
附图金线连接中，示意了第一芯片组的连接，因为第一芯片组最外面的两颗芯片离外接电路距离很远，金线连接的难度大，因而设置了第二凹槽作为焊线缓冲区，原本只能通过一条金线与外接电路连接，但是由于焊线缓冲区的存在，可以将原本较长的一条线用两条线来代替，可以实现同样的功能，但是线的长度变短了，因而焊线风险变小。
第一LED芯片组与第二LED芯片组分别与不同的外部电路连接。
第一LED芯片组被第一荧光胶体激发时产生的色温为范围为5000-8000K；第二LED芯片组被第二荧光胶体激发时产生的色温为范围为2200-3500K。
色温可调LED光源，实现的原理是两种不同色温光混合的结果，这两种不同色温的光分别由不同的电路控制，分别调节各自的电流，就能实现不同的色温。比如，将第一色温区202的电流从150调制350ma，色温就从5000-8000K变化；同理，第二色温区203的电流从150调制350ma，色温就从2200-3500K变化；那么5000K与2200K混合后的光的色温与8000K与3500K混合的光的色温肯定不同，从而混光后的LED光源就有一个色温可调的范围，这就是可调色温的涵义。
为了实现混光均匀的可调色温LED光源，本发明达到以下效果
首先：传统技术方案中芯片组在同一水平面上由内向外布置成两个区域，然后在两个区域内分别填充不同色温的荧光胶体，在结构上两个不同色温的荧光胶体属于比邻的位置关系；通过调节不同芯片组的电流实现色温调控，从而两个胶体发出的光在几何空间内叠加，从而实现光源的色温可调。但是，实际表现看，这种方式实现的可调色温的LED光源混光效果差，主要原因在于两个比邻的荧光胶体发光面积较大，且两个荧光体色温差异大，最终混光效果不理想。因而缩小可调色温LED光源的发光面积，使得两个发光区域的光在同一垂直空间，就可以实现均匀混光。本发明中，两组LED芯片组布置在垂直空间上，且两个空间内的荧光胶体呈现叠加效果，实现整个色温可调光源发光面积的最小化。类似盖房子，在有限的空间内，要实现建筑面积的最大化，最优化的方案就是在垂直方面行动，高层化。
其次，为了实现更理想的混光，本技术方案中，布置于下层的第一荧光胶体设置为类似菲涅尔透镜等特殊形状，可以将第一发光面内中心较强的发光区域的光束实现扩散，使得发光更均匀；同时在本发明的方案中，基板外围的反射腔侧壁面为圆弧面，可以将上层荧光胶体发出的光通过圆弧面的反射、折射至中央区域；通过特殊形状的结构设计，改变了两个不同色温区域的光线传播，实现了更优化的混光。
综上，本技术方案实现了小面积的混光区域，且通过设计荧光胶体的特殊结构，进一步优化了不同荧光胶体在几何空间内的混合，从而实现了效果远胜于传统技术的混光效果。
实施例1
如图1所示，本实施例公开了一种色温可调、混光均匀的LED光源，包括第一LED芯片组104及第二LED芯片组105，LED基板。LED基板上设置有一体成型的塑胶反射体，反射体的中部设有圆形反射腔102，圆形反射腔102贯穿反射体，圆形反射腔102的侧壁面呈类圆弧状。位于圆形反射腔所对应的范围内的导热基板的顶面的中央设有倒圆台形凹槽，倒圆台形凹槽内及倒圆台形凹槽外围的导热基板的顶面条形凹槽。
反射体的材质为PPA、PCT、EMC、SMC等高耐热工程塑胶材料，同时，为了提高LED光源光通量，该塑胶料优选反射率高的白色塑胶材料。
LED基板201上设置有第一电路结构及第二电路结构。第一LED芯片组与第二LED芯片组通过固晶粘接剂或倒装工艺分别固定到LED基板201的倒圆台形凹槽内及倒圆台形凹槽外围的导热基板的顶面上。第一LED芯片组与第一电路结构相连接，由第一电路结构控制第一LED芯片组的电流输入、输出；第二LED芯片组与第二电路结构相连接，由第二电路结构控制第二LED芯片组的电流输入、输出。
第一LED芯片组所在的倒圆台形凹槽内，填充有荧光胶Y1，色温为K1；第二LED芯片组所在的圆形反射腔区域内填充有荧光胶体Y2，色温为K2；荧光胶体Y1与荧光胶体Y2呈垂直方向排布，即荧光胶体Y2在荧光胶体Y1上层。荧光胶体Y1形状为特殊光学结构，如类花生状或菲尼尔透镜形状，使得第一LED芯片组发出的光扩散更均匀。
第一LED芯片组激发荧光胶体Y1，所产生的色温K1可调范围为6000K。第二LED芯片组激发荧光胶体Y2，所产生的色温K2可调范围为3100K。
本发明提供一种色温可调的LED光源的制作方法，包括以下步骤：
S1、在导热基板上制作敞口的发射腔；反射腔采用注塑成型或Molding方式制作。
S2、在发射腔的底面的整部制作第一凹槽；第一凹槽采用冲压或者蚀刻的方式制作；通过冲压或者蚀刻的方式制作第二凹槽。
S3、在第一凹槽内固定第一LED芯片组，在第一凹槽的外侧的反射腔底面固定第二LED芯片组。
S4、在第一凹槽内填充第一荧光胶体，第一荧光胶体覆盖在第一LED芯片组；在反射腔内设置第二荧光胶体，第二荧光胶体覆盖在第一荧光胶体之上。
S5、通过高温/UV等其他方式固化荧光胶体Y1与荧光胶体Y2。
实施例2
本发明提供一种色温可调的LED光源的制作方法，包括以下步骤：
S1、在导热基板上采用注塑成型或Molding方式制作具有敞口的圆形发射腔的反射体。
S2、在发射腔的底面的中部采用冲压或者蚀刻的方式制作制作倒圆台形凹槽。
S3、在倒圆台形凹槽内固定第一LED芯片组，在倒圆台形凹槽的外侧的反射腔底面固定第二LED芯片组。
S4、在第一凹槽内填充荧光胶体Y1，一荧光胶体Y1覆盖在第一LED芯片组；在反射腔内填充荧光胶体Y2，第二荧光胶体Y2覆盖在第一荧光胶体之上。
S5、高温固化荧光胶体Y1与荧光胶体Y2。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。
Claims (8)
1.一种色温可调的LED光源，其特征在于，
包括导热基板、用于分别与不同外接电路连接的第一LED芯片组及第二LED芯片组，
所述导热基板上设有具有贯穿其自身的反射腔；所述反射腔对应的导热基板的顶面的中央设有第一凹槽，第一LED芯片组设置在所述第一凹槽内，所述第一凹槽内设置有第一荧光胶体且所述第一荧光胶体覆盖第一LED芯片组；
所述第一凹槽的外围的导热基板的顶面设置有第二LED芯片组；所述反射腔内设有第二荧光胶体；所述第二荧光胶体覆盖在所述第一荧光胶体及第二LED芯片组上；
所述第一LED芯片组被所述第一荧光胶体激发时产生的色温为范围为5000-8000K；所述第二LED芯片组被所述第二荧光胶体激发时产生的色温为范围为2200-3500K；
所述第一凹槽的外侧的反射腔底面设有第二凹槽。
2.根据权利要求1所述的色温可调的LED光源，其特征在于，所述第一荧光胶体的形状为大致呈菲涅尔透镜形状或花生形状。
3.根据权利要求1所述的色温可调的LED光源，其特征在于，所述反射腔的侧壁面为圆弧面。
4.根据权利要求1所述的色温可调的LED光源，其特征在于，所述第一荧光胶体填充满所述第一凹槽；所述第二荧光胶体填充满反射腔。
5.根据权利要求1所述的色温可调的LED光源，其特征在于，反射体的材质为PPA或PCT或EMC或SMC。
6.根据权利要求1所述的色温可调的LED光源，其特征在于，所述反射腔为圆形腔体，所述第一凹槽为倒圆台形凹槽。
7.一种色温可调的LED光源的制作方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述的色温可调的LED光源，包括以下步骤：
S1、在导热基板上制作具有贯穿其自身的发射腔的反射体；
S2、在所述发射腔对应的导热基板的顶面的中部制作第一凹槽；在第一凹槽外围的导热基板的顶面制作第二凹槽；
S3、在所述第一凹槽内固定第一LED芯片组，在所述第一凹槽的外围的反射腔顶面固定第二LED芯片组；
S4、在第一凹槽内设置第一荧光胶体，所述第一荧光胶体覆盖在所述第一LED芯片组；在反射腔内设置第二荧光胶体，第二荧光胶体覆盖在所述第一荧光胶体及第二LED荧光芯组之上；
S5、固化荧光胶体Y1与荧光胶体Y2。
8.根据权利要求7所述的色温可调的LED光源的制作方法，其特征在于，
步骤S1中，所述反射体采用注塑成型或Molding方式制作；
步骤S2中，所述第一凹槽采用冲压或者蚀刻的方式制作，所述第二凹槽采用冲压或者蚀刻的方式制作。
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