CN108071954A - 环形的可调光调色的led光引擎模组、制备方法及应用 - Google Patents

环形的可调光调色的led光引擎模组、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了环形的可调光调色的出光均匀的LED光引擎模组、制备方法及应用，解决LED光引擎调光后出光效果不好的问题，实现LED光引擎模组在调光后，均匀整体出光的效果。包括：基板、LED芯片带以及控制电路；所述控制电路位于所述基板的中心位置，所述LED芯片带设在所述控制电路的外围，在所述LED芯片带的周围设有围坝，所述LED芯片带的表层涂覆有反射胶层，形成闭合环形的LED模组；所述LED芯片带中包括多个蓝光LED芯片和多个白光LED芯片，所述蓝光LED芯片和所述白光LED芯片沿圆周按m:n的比例间隔排列。

Description

环形的可调光调色的LED光引擎模组、制备方法及应用
技术领域
本发明属于照明设备技术领域，具体涉及环形的可调光调色的LED光引擎模组、制备方法及应用。
背景技术
如图1和图2所示,传统LED光引擎模组由于其功能单一,结构设计简单,所以,在有限的基板上能够排列的点光源比较多,同时基板内部设置的电阻及相关功能性元器件较少,所以,对元器件的排列要求较少,同时,点光源只要实现近似的均匀排列即可。其中的点光源可以使用支架型封装器件(SMD)或者芯片级封装器件(CSP，Chip Scale Package)或者其他可以使用的点光源均可。
但是，在实际使用中，此类LED光引擎模组在根据实际需要进行光通量调节时，出光效果往往无法达到预期，如图3所示，根据实际需要，将部分点光源调暗之后，整个LED光引擎模组的出光效果只能是局部较亮，布局较暗，无法实现在光通量调暗之后依然整体为均匀出光的效果。
中国专利CN102661541B，公开了一种LED光引擎模块，包括LED模组光源、二次光学透镜、散热器和电源，其中LED模组光源包含有基板，在基板上焊接有围坝，在围坝内焊接有多个LED芯片，二次光学透镜压盖于LED芯片上，二次光学透镜和LED芯片之间设有硅胶层和荧光粉层，荧光粉覆盖于LED芯片上，硅胶层覆盖于荧光粉层上，所述基板固定于散热器的顶部，LED模组光源与基板之间设有硅胶垫片，电源固定于散热器的侧壁上，电源与基板上的印刷线路电连接。
上述专利的结构能够实现在相同的光通量下提高LED光引擎模组的出光效率，但是，该类结构不仅结构相对复杂，制作成本高，而且只能在固定光通量下实现固定频率的出光效果，在将光通量调暗之后依然无法实现均匀出光的效果。
发明内容
本发明的一个目的在于提供环形的可调光调色的出光均匀的LED光引擎模组，实现LED光引擎模组在调光后，均匀整体出光的效果。
本发明的另一个目的在于提供制备上述环形的可调光调色的出光均匀的LED光引擎模组的方法。
本发明的第三个目的在于提供所述环形的可调光调色的出光均匀的LED光引擎模组在照明设备中的应用。
为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：
环形的可调光调色的出光均匀的LED光引擎模组，包括：基板、LED芯片带以及控制电路；
所述控制电路位于所述基板的中心位置，所述LED芯片带设在所述控制电路的外围，在所述LED芯片带的周围设有围坝，所述LED芯片带的表层涂覆有反射胶层，形成闭合环形的LED模组；
所述LED芯片带中包括多个蓝光LED芯片和多个白光LED芯片，所述蓝光LED芯片和所述白光LED芯片沿圆周按m:n的比例间隔排列。
进一步地，所述蓝光LED芯片为倒装芯片或蓝光SMD LED，所述白光LED芯片为CSP或白光SMD LED。
进一步地，根据COB板的大小，环形的所述LED芯片带包括一个或者多个，多个环形的所述LED芯片带的内径不等，多个环形的所述芯片带依次按照内径大小套设形成圆形LED模组。
进一步地，所述反射胶层为环氧树脂层或者硅胶层？
进一步地，所述m：n的取值范围为1:999-999:1。
本发明提供的制备环形的可调光调色的LED光引擎模组的方法，包括以下步骤：
a.将多个所述蓝光LED芯片和多个所述白光LED芯片以m:n的比例间隔排列设置成闭合环形的所述LED芯片带，并预留电源接线；
b.将制备好的所述控制电路和所述LED芯片带设在所述基板上；
c.在所述LED芯片带的周围进行围坝设置后，在所述LED芯片带的表面点胶，凝固形成所述反射胶层；
d.焊接并与电源连接形成所述环形的可调光调色的LED光引擎模组。
进一步地，步骤a中，所述m：n的取值范围为1:999-999:1。。
进一步地，步骤b中，根据COB板的大小，环形的所述LED环形芯片带包括一个或者多个，多个环形的所述LED芯片带的内径不等，多个环形的所述芯片带依次按照内径大小套设形成圆形LED模组。
本发明还提供环形的可调光调色的LED光引擎模组在照明设备中的应用。
本发明提供的环形的可调光调色的LED光引擎模组，无论调光到最大功率、中间功率或者最小功率，由于发光的点光源按均匀环形排列，发光的点光源经过反射胶层折射、散射后混光，实现了非常均匀的整体出光效果。
附图说明
图1为背景技术中使用SMD的光引擎模组示意图；
图2为背景技术中使用CSP的光引擎模组示意图；
图3为图1和图2的出光效果图；
图4为本发明提供的LED光引擎模组上设置环形芯片带的模拟示意图；
图5为图4中CSP按间隔规律维持发光的模拟示意图；
图6为图4的发光效果图；
图7为本发明提供的LED光引擎模组的实物图；
1.基板，2.蓝光LED芯片，3.白光LED芯片，4.反射胶层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行说明。
如图4-图7所示，本发明一个实施方式的环形的可调光调色的出光均匀的LED光引擎模组，包括：基板1，该基板1的表面设有导热片，中心位置设有调控该LED光引擎模组的控制电路，该控制电路包括电阻、电容、二极管以及电连接线。LED芯片带设在控制电路的外围，在LED芯片带的周围设有围坝，为了提高光的散射效果，在LED芯片带的表层涂覆有反射胶层4，该反射胶层4可以为硅胶层或者环氧树脂层，通常选用硅胶层，对点光源LED灯所发出的光进行散射和折射，使其照射面积更大，整体发光效果更均匀。该反射胶层4的厚度通常设置为1-2mm，其宽度以将LED芯片带和围坝完全覆盖为准。
该LED光引擎模组中使用的LED芯片带中包括多个蓝光LED芯片2和多个白光LED芯片3，其中蓝光LED芯片2用于调节色温，白光LED芯片3用于调节亮度，根据实际需求，最终调节成所需要的暖色温的白光。其中，为了达到均匀发光的目的，将蓝光LED芯片2和白光LED芯片3沿圆周按m:n的比例间隔排列并形成闭合环形LED芯片带，并在LED芯片带表面涂覆反射胶层4。由于LED芯片在实际发光时会存在发光角度不同导致无法自动地均匀地向四周发出光束，此时，在LED芯片带表面涂覆的反射胶层4能够促使点光源发出的光束经过散射和折射后能够大部分地均匀地向四周散开，最终保证，在进行光通量调节时，COB板周围的每个位置基本能够均匀地的进行色温和亮度的变化，而不会产生部分亮部分暗的不良效果。
本发明的一个实施方式中，蓝光LED芯片2和白光LED芯片3间隔排列在LED芯片带上，二者的取值范围可以为1:999-999:1。由于蓝光LED芯片2用于调节色温，白光LED芯片3用于调节亮度，所以，即使设置蓝光LED芯片2与白光LED芯片3的取值为1:999，此时，LED光引擎模组的色温调节效果较差，发光亮度较高，但是，由于反射胶层4的覆盖，依然能够保证LED光引擎模组的出光均匀。同样，当设置蓝光LED芯片2与白光LED芯片3的取值为999:1时，LED光引擎模组的亮度调节效果较差，色温较低，属于冷色温光源。当然，也可以设置蓝光LED芯片2和白光LED芯片3的取值为30:200，或者200:50，或者在1:999范围之内的任何取值都可以，不同数量的蓝光LED芯片2与不同数量的白光LED芯片3组合最终会形成不同色温或者亮度的光源。
通常为了达到最佳的白光和蓝光的调节效果，优选蓝光LED芯片2和白光LED芯片3的取值为1:1，此时，将本实施方式提供的环形的可调光调色的LED光引擎模组调光到最大功率时，蓝光芯片和白光芯片全部发光，经过反射胶层4折射、散射后，混合成所需要的白光。此时，需要进行色温或者亮度调节时，可以根据预设程序，调小光通量，实现部分蓝光LED芯片2亮，而全部的白光LED芯片3亮，此时，蓝光和白光经过混合和发射胶层的散射、折射后形成更暖色的白光，实现调光调色效果。同时，还可以继续进行调节，可以根据预设程序继续调小光通量，实现所有的蓝光LED芯片2灭，而只有部分白光LED芯片3亮，部分白光LED芯片3灭，此时，混合光束经反射胶层4散射、折射后形成最低色温为2200K左右的极暖色白光。
本发明的一个实施方式中的蓝光LED芯片2为倒装芯片或蓝光SMD LED，而白光LED芯片3为CSP或白光SMD LED。蓝光LED芯片2采用倒装芯片时，其由于特殊结构的设置，其点光源的照射面积更大，有利于蓝光与白光的均匀混合。而根据实际尺寸需求，白光芯片采用芯片级的CSP封装，则能够减小白光LED芯片3在基板1的占用空间，能够进一步缩小LED光引擎模组的尺寸。当蓝光LED芯片2与白光LED芯片3均采用SMD封装时，最佳方案为二者的数量设置趋近一致，此时能够混合成均匀的低色温的白光。
本发明的一个实施方式中的，根据COB板的大小以及发光亮度的需求，环形的LED芯片带可以包括一个或者多个。当只设置多个环形的LED芯片带时，相当于沿芯片带的宽度方向上并列设置多个相同或不同的点光源，增大光源的发光面积。设置多个环形的LED芯片带的内径不等，依次按照内径大小套设形成圆形LED模组，此时，基板1面积较大，制成的LED光引擎模组尺寸也较大。
本发明的一个实施例中制备上述环形的可调光调色的LED光引擎模组的方法包括：
将多个蓝光LED芯片2和多个白光LED芯片3以预设数量比例间隔排列设置成闭合环形的LED芯片带，并预留电源接线。由于蓝光在其中只是调节色温的，白光调节亮度，所以，可以根据目标光的色温选择蓝光LED芯片2和白光LED芯片3的设置数量。当取值中蓝光LED芯片2数量少于白光LED芯片3，且数目相差较大时，此时，组合成的光源能够发出低色温亮度较大暖色白光；当取值中蓝光LED芯片2数量多于白光LED芯片3，且数目相差较大时，此时，组合成的光源能够发出低色温亮度较小冷色白光。当取值达到本方案的极端值，蓝光LED芯片2和白光LED芯片3的数量比为1:999时，蓝光调节色温的能力为最弱，此时发出的光基本为最大亮度的白光。当蓝光LED芯片2和白光LED芯片3的比值为999:1时，此时的出光为色温极低趋近于蓝光的状态。
将制备好的控制电路和LED芯片带设在基板1上；根据COB板的大小，环形的LED环形芯片带包括一个或者多个，在LED芯片带的周围进行围坝设置后，在LED芯片带的表面点胶，凝固形成反射胶层4，焊接并与电源连接形成环形的可调光调色的LED光引擎模组，此时即为成型COB板。通常点胶后形成的反射胶层4的厚度为1-3mm即可，如果设置胶层太薄，在具体操作时不好把控，如果设置胶层过厚，则对于反射的实际作用不大，而且比较耗费材料。
其中的制备方法中，也可以先将整个基板1的焊点设好，只需要根据设置之后将所需要的LED芯片以及控制电路直接焊接在焊点上即可制成COB板。该制作过程可以根据实际的使用需要进行。
而先制成芯片带和成型的控制电路，之后再设置在基板1上时，方便拆卸安装。
从图3和图6的效果能够清楚地看到，本发明提供的环形可调光调色的LED光引擎模组其出光更均匀，发光效果更好，不会出现局部较暗的出光现象。
采用m：n为1:1结构的光引擎模组对本方案进行举例说明。
实施例1：将蓝光倒装芯片LED与白光CSP LED以1:1的比例间隔设在基板11上。
将多个倒装蓝光LED芯片2和白光CSP LED芯片按1:1的比例间隔排列在基板11上形成环形芯片带，可以设置多个内径依次减小的环形芯片带套接设置，构成圆形芯片带；对环形芯片或圆形芯片带带进行围坝、点胶，形成环形COB光源或圆形COB光源。
将上述COB光源进行调光时，调光到最大功率时，倒装芯片、CSP全部发光，经过胶水折射、散射后，混合成客户需要的白光。逐步将功率调低时，倒装芯片按间隔规律不发光，CSP维持发光，经过胶水折射、散射后，混合成更暖色的白光；实现调光调色效果。将功率调到最低时，倒装芯片不发光，CSP按间隔规律有些不发光，有些维持发光，如图6所示，经过胶水折射、散射后，混合成最低色温为2200K左右的极暖色白光；
实施例2：
将蓝光SMD LED与白光SMD LED以1:1的比例间隔设在基板11上。
调光到最大功率时，蓝光SMD LED与白光SMD LED全部发光，经过胶水折射、散射后，混合成客户需要的白光。逐步将功率调低时，蓝光SMD LED按间隔规律不发光，白光SMDLED维持发光，经过胶水折射、散射后，混合成更暖色的白光；实现调光调色效果。将功率调到最低时，蓝光SMD LED按间隔规律不发光，白光SMD LED按间隔规律有些不发光，有些维持发光，经过胶水折射、散射后，混合成最低色温为2200K左右的极暖色白光。
本发明的一个实施例还提供一种环形的可调光调色的LED光引擎模组在照明设备中的应用。本发明提供的环形的可调光调色的LED光引擎模组，可应用于风扇灯、吸顶灯等各种应用场景。
以上，虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本发明的范围。对于这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、及变更。这些实施方式和其变形，包含于本发明的范围和要旨中的同时，也包含于权利要求书中记载的发明及其均等范围内。

Claims (9)

1.环形的可调光调色的LED光引擎模组，其特征在于，包括：基板、LED芯片带以及控制电路；
所述控制电路位于所述基板的中心位置，所述LED芯片带设在所述控制电路的外围，在所述LED芯片带的周围设有围坝，所述LED芯片带的表层涂覆有反射胶层，形成闭合环形的LED模组；
所述LED芯片带中包括多个蓝光LED芯片和多个白光LED芯片，所述蓝光LED芯片和所述白光LED芯片沿圆周按m:n的比例间隔排列。
2.根据权利要求1所述的环形的可调光调色的LED光引擎模组，其特征在于，所述蓝光LED芯片为倒装芯片或蓝光SMD LED，所述白光LED芯片为CSP或白光SMD LED。
3.根据权利要求1所述的环形的可调光调色的LED光引擎模组，其特征在于，根据COB板的大小，环形的所述LED芯片带包括一个或者多个，多个环形的所述LED芯片带的内径不等，多个环形的所述LED芯片带依次按照内径大小套设形成圆形LED模组。
4.根据权利要求1所述的环形的可调光调色的LED光引擎模组，其特征在于，所述反射胶层为环氧树脂层或者硅胶层。
5.根据权利要求1-4任一项所述的环形的可调光调色的LED光引擎模组，其特征在于，所述m：n的取值范围为1:999-999:1。
6.制备权利要求1所述的环形的可调光调色的LED光引擎模组的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将多个所述蓝光LED芯片和多个所述白光LED芯片以m:n的比例间隔排列设置成闭合环形的所述LED芯片带，并预留电源接线；
b.将制备好的所述控制电路和所述LED芯片带设在所述基板上；
c.在所述LED芯片带的周围进行围坝设置后，在所述LED芯片带的表面点胶，凝固形成所述反射胶层；
d.焊接并与电源连接形成所述环形的可调光调色的LED光引擎模组。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中，所述m：n的取值范围为1:999-999:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中，根据COB板的大小，环形的所述LED环形芯片带包括一个或者多个，多个环形的所述LED芯片带的内径不等，多个环形的所述芯片带依次按照内径大小套设形成圆形LED模组。
9.本发明提供环形的可调光调色的LED光引擎模组在照明设备中的应用。
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