TW201438293A

TW201438293A - 照明裝置及其製作方法

Info

Publication number: TW201438293A
Application number: TW102110473A
Authority: TW
Inventors: Ho-Shang Lee; I-Yuan Chiang; Jun-Ying Lu; Robert Schleicher
Original assignee: Global Fiberoptics Inc
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2014-10-01
Also published as: TWI550916B

Abstract

一種照明裝置，包含一發光二極體陣列、多數發光材料、一控制電路，及一使用者界面，發光二極體陣列包括三個以上的發光二極體串，並發出藍光、靛藍光、及/或紫光之一種以上的波長，且具有小於490nm的峰值波長，發光材料位於發光二極體串上，並分別發出大於該等發光二極體串且波長範圍相異的光，控制電路的電流使該等發光二極體串發出供該等發光材料發光的光，使用者界面調控該控制電路的電流以達預定落在黑體輻射曲線的色溫值及色調。本發明還提供照明裝置的製作方法。

Description

照明裝置及其製作方法

本發明是有關於一種用於一般照明的電燈結構，特別是指一種改良型發光二極體(LED)照明裝置，包含一發光二極體陣列，其具有多數於其上方配置有螢光材料的發光二極體以改善顯色性(color rendering)、混色性，及照明裝置的色溫控制程度。

為了使發光二極體照明燈替代傳統光源的效果令人滿意，其被期望要具有產生類似於白熾燈泡所發出之白光的特性，甚或是必須精確地複製出自然光。對於發光裝置而言，能產生具有良好控制參數的高品質光更是特別地重要，例如可產生用於專業攝影、錄像，及電影工業的光。為了達到前述要求，發光二極體照明燈或發光設備在特定色溫時，應具有與白熾燈泡或自然光之光譜響應相仿之光譜響應(spectral response)或特性。發光二極體照明燈及特定光源的光譜特性都可以藉由作為波長函數的發光頻譜圖(spectral plot of light emission)之形式來表示，且也可藉由包括色溫(CCT)、色調(hue，其可藉由CIE圖量化)、顯色指數(CRI)之相關量測值表示。

簡單來說，發光裝置或燈泡的色溫指的是黑體輻射的色溫，其最貼近人體所感受之來自燈泡的光的色彩，且通常以「K(Kelvin)」度表示。實際上，其主要適於白光光源。一個典型白熾燈泡的色溫範圍在2500-3000K之間，且通常稱作「暖白光」。具有高色溫值的照明燈可被稱為「冷白光」。太陽光的色溫範圍為5000-6500K，並根據一天中的量測時間、太陽自地平線的高度，及太陽受遮蔽的程度而定。基於應用領域，對於發光二極體照明燈的性質而言，具有定義佳且受控制的色溫是被期待的，其色溫範圍應在2500-6500K之間，或甚至更高的色溫。發光二極體照明燈也可經由有限的色溫設定參數或經由持續變化的控制，提供各種可變的色溫。

顯色指數(CRI)提供一與理想光源或自然光源做比較的情況下所量測光源能力的量化數值，以忠實地再現被照物體的顏色。為了有效地做比較，受測光源及參考光源必須為相同的色溫。當受測光源高於5000K時，日光被作為參考光源；當受測光源低於5000K時，則以相同色溫之理想黑體輻射作為參考光源。顯色指數之量測的詳細敘述不屬於本發明說明的範圍。然而，當透過受測光源及參考光源照射時，基本量測過程由量測反射自試色樣本系列的光所組成。實際上，市售可見光光譜儀所提供的軟體可計算光源的顯色指數。原則上，自然光的顯色指數為100，以理想黑體輻射所發出的光的顯色指數亦即為100。

透過CIE坐標圖也可量化光的色調。採用不同色溫值之理想黑體輻射的色彩坐標值，在CIE圖上以弧形線段表示。然而，重要的是，光源的色彩坐標值不提供任何光源之顯色指數的表示意義。

目前，製造用於一般照明目的之白光的發光二極體照明燈面臨二個重大的挑戰。發光二極體照明燈應提供預定色溫的光，一般是根據其所應用的目的，在2500-6500K的範圍間，且在CIE圖上非常接近黑體輻射的曲線。此處所稱之「非常接近」所代表的意義將在之後解釋。發光二極體照明燈應達到接近100之高顯色指數，此特性對於應用於專業攝影、錄影，及電影工業更是特別重要。雖然，藉由混合紅光、綠光及藍光發光二極體的方式易於提供任何預定色溫，然而，紅綠藍發光二極體(RGB LEDs)的顯色性卻很差，其顯色指數僅有70，甚或是低於70。這是由於實際上RGB LEDs的各個發光二極體的發光顏色具有很窄的發光頻帶(bandwidth emission)，其最大半高寬(full width at half maximum，FWHM)頻帶僅有25-30 nm的緣故。例如，由於RGB LEDs缺乏黃色範圍的光，故未能準確地提供反射大量黃光波長的受測物品。即使增加琥珀色發光二極體，波長範圍為550-590 nm的發光效率仍然非常低，而為「死域(dead zone)」，就算使用多數個波長相異之發光二極體，顯色指數值仍難以達到92以上。

使一個發光二極體照明燈達到良好顯色性最常見的方式是於藍光發光二極體上塗佈一層螢光材料，以吸收來自藍光發光二極體的光，並轉換此光能成為具有更高波長且寬廣頻譜的光，通常是轉換成於可見光頻譜中之黃光域的光譜峰值。在本說明中，更高波長及更長波長具有相同的意義，且可交互使用。典型的螢光材料具有50-160 nm之最大半高寬頻帶，因此能較未塗覆有螢光材料之發光二極體提供更好的光譜。該方法可提供良好的顯色性，並具有固定的色溫。然而該方法卻難以準確地控制色溫，導致所構成之照明裝置可能難以發出低色溫的光，例如「暖白光」。為了解決上述問題，某些習知技術是增加紅光發光二極體以暖化所輸出光的方式，進而提供有效變化照明燈之色溫的能力。當紅光發光二極體的增加提供控制色溫的優點時，增加紅光發光二極體之窄光譜頻帶卻限制了顯色性的表現，且實際上增加紅光二極體確實減少了輸出光的顯色指數。該照明燈的顯色指數主要以塗佈螢光材料之藍光發光二極體之光譜特性決定。

一光源的顯色指數是提供該光源之光品質的量化測試值，以準確地表示顏色及發光物品之外在表現能力。對應用於專業攝影、錄影及電影工業，達到理想值100之高顯色指數值的光源需求是重要的。除此之外，光源的色溫及色調必須被嚴格地控制，較佳地，還需具備調整及改變光源之色溫的能力。

圖1表示一近似於可見光且光波長範圍在400-700 nm區域之理想黑體輻射的光譜，並具有各種不同的色溫。

從圖1可以得知，該理想黑體輻射之光譜響應是色溫的函數。當未計算顯色指數時，若一光源的光譜響應的色溫非常近似於該理想黑體輻射的色溫時，將可達到非常高的顯色指數。因此，由圖1即可知，在不同的色溫值下，高品質光源的目標光譜響應圖曲線(即黑體輻射曲線)。

參閱圖2，藉由混和紅光、綠光及藍光發光二極體所發出的光可創造幾乎任一可見光的色彩或色調，包括白光，從而可仿效在黑體輻射所表示出之相同的色溫值。圖2表示習知技術之具有色溫值為4500 K之RGB LED光源的光譜圖，並表示藉由藍光201、綠光202，及紅光203發光二極體所提供之窄頻帶頻譜波峰，而光譜204為色溫值同為4500K之黑體輻射光譜。

配合參閱圖3，圖3所示CIE圖表示該RGB LED光源的色彩坐標值(或稱CIE坐標值)，並表示其落在該理想黑體輻射的曲線上。圖式中的三角形表示該RGB LED光源可能具備之全色彩或色調域。該圖中的曲線表示該黑體輻射於不同色溫時所連成的曲線，且該點表示該黑體輻射在色溫為4500K時的CIE坐標。藉由適當地調整RGB LED所輸出光的比例，其所發出的光的CIE坐標值可位於CIE圖之三角形中的任何位置，該三角形藉由獨立之紅光、綠光及藍光光源所表示，且幾乎可涵蓋該黑體輻射曲線的任何色溫值。因此，直接觀察圖式即可得知，其光的色調或色彩也符合理想黑體輻射曲線的色調或色彩。

然而，該RGB LED光源卻提供很差的顯色性。以品質來說，比較圖2所示之RGB LED照明燈的光譜，及色溫同為4500K之理想黑體輻射的光譜圖204，由圖示可以以看得出來，RGB LED照明燈的光譜中有許多深的斷差與空隙，也有許多光譜的波峰。此光譜圖表示其顯色指數很低。相反地，具有高顯色指數的高品質光可達到平順的輸出光譜圖，包括填滿光譜中的斷差與間隙，且尖銳的波峰也會減少許多。

一般用於提供具有良好顯色指數(例如，高於100)之發光二極體光源的製作方法是利用塗佈有螢光材料的藍光發光二極體。藉由藍光發光二極體誘發自螢光材料所發出的光，以產生斯拖克斯位移之螢光材料的激發，而發出光波長範圍大於原激發光波長範圍之輸出光。斯拖克斯位移可位移的範圍自數十nm至200 nm以上。在發光二極體照明燈中，典型的激發光波長範圍是410 nm至490 nm(即色彩自紫色或靛藍色，以至於藍色)。根據所使用的螢光材料，主要輸出之光波長範圍也許可於綠光，或紅光等可見光光譜範圍。前述螢光材料的配方可於市售產品購得，且其被設計用以吸收波長較短的光(例如吸收藍光發光二極體所發出的光)，並輸出波長較長的光。前述螢光材料所輸出的光具有較大的光譜頻寬，典型之最大半高寬頻帶是50-160 nm，而一般的發光二極體的最大半高寬頻帶僅有25-30 nm。以在發光二極體上塗佈有綠光、黃光，及/或紅光螢光材料之具有較寬輸出光波長頻寬的光源，取代輸出光波長頻寬較窄之綠光及紅光發光二極體，進而製作出提供較高顯色指數之輸出光譜。市售的螢光材料主要以矽酸鹽、鋁酸鹽、氮化物所構成，且為細小微粒狀或粉末狀，並具有各種不同的輸出光波長範圍、效能、壽命……等。該螢光材料通常是混合於矽凝膠或環氧樹脂中，並施加於發光二極體晶片的頂部。

圖4表示習知技術之一發光二極體照明燈的光譜圖，並表示藍光發光二極體直接輸出的光譜401，及自所施加之螢光材料所輸出之較寬的光譜，主要是在黃光的光譜範圍402。藉由適當地選擇適合施加於發光二極體的螢光材料，該習知技術之光源可以被設計達到如同圖2之色溫為4500K的RGB LED光源。因此，其CIE圖將與圖3相同。然而，其光譜圖較RGB LED光源更為接近而符合色溫4500K之理想黑體輻射的光譜403，而光譜圖中具有較少的深斷差及間隙。習知技術之使用螢光材料的發光二極體照明燈的顯色指數可達100，更有甚者可達到90。

雖然使用藍光發光二極體及螢光材料的發光二極體照明燈的色溫(及色調)可以藉由選擇使用適當螢光材料及所施加之螢光材料的厚度與密度而被控制，但若需再達到更進一步之精準控制，卻是很困難的。再者，利用此結構去設計可調整及改變色溫之光源也很困難。據此，其中一個習知技術的解決方法是利用增加紅色發光二極體晶片的數量，並可單獨控制該等紅色發光二極體電流，進而達到色溫的控制，以及色溫的可調整性或改變色溫。藉由改變來自具有螢光材料之藍光發光二極體所輸出光及紅光發光二極體的比例，既而調整經組合所輸出光的色溫。圖5表示該結構的光譜圖，並顯示有藍光發光二極體的波峰501、經磷光所輸出之較寬的光譜502，及紅光發光二極體的波峰503，且亦是與色溫同為4500K的理想黑體輻射的光譜504比較。藉由改變紅光發光二極體所輸出的光，該CIE坐標值將沿著曲線移動至其他色溫。雖然紅光發光二極體的增加也許可以輕微地改善照明燈的顯色指數，卻也導致光譜之紅光區域中有過多的波峰，造成在低色溫時的顯色指示低落(其必須增加紅光發光二極體)。除此之外，在光源中紅光發光二極體晶片的位置會導致在視線範圍中的紅光「熱點」，及色溫/色調均勻性不良。為了達到CIE圖接近黑體輻射之曲線的目的，施加螢光材料時的精準控制仍是必須的。

復參閱圖3，每一道光的色調或色彩在CIE圖中都有一坐標(x,y)。該黑體輻射的曲線在CIE圖中是已定義好的曲線。當欲使照明燈之光的色調位於該黑體輻射的曲線上時，其指的是照明燈之光的色調「接近」或「鄰近」該黑體輻射的曲線即可滿足，且此處之「接近」或「鄰近」定義為坐標之「x」及「y」與黑體輻射的曲線之「x」及「y」的差值在+\- 0.006內，而具有預定的色溫值。

由上述可知，為了更高品質光之應用，提供組合來自於多數發光二極體晶片的群簇或陣列之發光二極體照明燈所發出的光是有必要的。除了提供發光二極體關於效能、壽命長及高可靠度等一般優點外，其色溫亦應具備易受控制的特性，較佳地是具備以某些以使用者控制的形式，在一廣域下調變色溫的能力。較佳地，透過照明燈的色溫控制的相關方式，其也提供極佳的顯色性，具有高達95的顯色指數，及理想狀況下可達98以上的顯色指數值。最後，該發光二極體照明燈以此技術領域的角度觀之，其發出的光在色彩及色調的表現形式是極一致的。

因此，本發明之目的，即在提供一種可改變色溫及高顯色指數的照明裝置。

此外，本發明之另一目的，即在一種可改變色溫及高顯色指數的照明裝置的製作方法。

本發明的照明裝置包含一發光二極體陣列、多數發光材料、一控制電路，及一使用者界面。

該發光二極體陣列具有嵌置於一基板且彼此緊臨的多數發光二極體晶片，該發光二極體陣列包括三個以上以該等發光二極體晶片構成的發光二極體串，其中，該等發光二極體串發出選自藍光、靛藍光、紫光，及此等之一組合之一種以上波長的光，且具有小於490nm的峰值波長。該等發光材料設置於該發光二極體陣列的每個發光二極體晶片上，該等發光材料分別發出波長大於該等發光二極體晶片所發出的光波長且波長範圍相異的光，來自該等發光材料的光是響應於自該等發光二極體晶片所發出的光。該控制電路適用於該等發光二極體串的電流，使得該等發光二極體串發出供該等發光材料發光的光。該使用者界面供使用者控制施加於該控制電路至該等串發光二極體的電流，以達到使用者預定的色溫值及色調，且具有落在或接近一黑體輻射曲線的CIE坐標值。

再者，本發明之另一照明裝置包含一基板、一發光二極體陣列、多數具有不同輸出光譜的發光材料，及一控制電路。

該發光二極體陣列位於該基板上，該發光二極體陣列包括三串以上之分別具有多數個未封裝之發光二極體晶片之發光二極體晶片串，其中，該等發光二極體晶片串發出選自不同波長範圍之藍光、靛藍光、紫光，及等之一組合，並具有小於490 nm的峰值波長。該等具有不同輸出光譜的發光材料位於該發光二極體陣列的該等發光二極體晶片上，其輸出的光響應於自該等發光二極體晶片所發出的光，該等發光材料的發光波長範圍大於該等發光二極體晶片所發出光的波長。該控制電路施加電流至該等發光二極體串，使發光二極體晶片串發光，該等發光二極體晶片串的光使得該等發光材料發光，其中，該等具有發光材料於其上之發光二極體晶片串所發出的光分別具有不同的色溫值、不同的色調，及不同的CIE坐標值。該使用者界面供使用者控制利用該控制電路施加至發光二極體晶片串的電流，以達到使用者預定的色溫值、色調及CIE值，該 CIE值位於該等發光二極體晶片的CIE值間，且該照明裝置的色溫值、色調及CIE值接近或位於該黑體輻射曲線上。

此外，本發明之一照明裝置的製作方法包含以下三個步驟(a)、(b)、(c)。

(a)於一基板上嵌置未封裝之發光二極體晶片的陣列，該陣列包括二個以上分別具有多數個發光二極體晶片的發光二極體晶片串，其中，該等發光二極體晶片串分別發出不同波長範圍的光。(b)在該基板上之該等發光二極體晶片間設置一透光材料，以實質地圍繞該等發光二極體晶片。(c)於該等發光二極體晶片及該透光材料上塗佈至少一層具有發光材料的層體。

201‧‧‧光譜

202‧‧‧光譜

203‧‧‧光譜

204‧‧‧光譜

401‧‧‧光譜

402‧‧‧光譜

403‧‧‧光譜

501‧‧‧光譜

502‧‧‧光譜

503‧‧‧光譜

504‧‧‧光譜

6A01‧‧‧發光二極體晶片

6A02‧‧‧電連接器

6A06‧‧‧中心

V‧‧‧垂直軸

H‧‧‧水平軸

D1‧‧‧對角線

D2‧‧‧對角線

6B01‧‧‧發光二極體晶片

6B03‧‧‧透鏡

701‧‧‧發光二極體陣列

702‧‧‧散熱器

704‧‧‧風扇

705‧‧‧印刷電路板

706‧‧‧二次光學元件

803‧‧‧散熱片

807‧‧‧光擴散元件

808‧‧‧外殼

9A01‧‧‧光譜

9A02‧‧‧光譜

9A03‧‧‧光譜

9A04‧‧‧光譜

9A05‧‧‧光譜

9A06‧‧‧光譜

1101‧‧‧發光二極體晶片

1103‧‧‧金屬焊接層

1201‧‧‧發光二極體晶片

1202‧‧‧金屬電路板

1203‧‧‧金屬焊接層

1204‧‧‧矽凝膠

1205‧‧‧螢光材料

1206‧‧‧矽凝膠

1207‧‧‧表面

1301‧‧‧發光二極體串

1401‧‧‧發光二極體串

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1表示一理想黑體輻射於數個色溫的光譜圖；圖2表示習知技術之一典型RGB LEDs照明燈的光譜圖；圖3表示同於圖2所示之RGB LEDs照明燈的CIE圖；圖4表示習知技術之一典型塗覆有螢光材料於其上以產生白光之藍光發光二極體照明燈的光譜；圖5表示習知技術之一具有紅光發光二極體晶片並塗覆有螢光材料於其上以產生暖白光之藍光發光二極體的光譜，或潛在地具備調整光之色溫的能力；圖6及7表示本發明發光二極體陣列的一較佳實施例的俯視及側視圖，並表示使用具有多數個磷光之多數個發光二極體晶片，並設置為多數道或多數串發光二極體；圖8及9表示本發明施加螢光材料之發光二極體陣列的該較佳實施例，並表示一照明裝置的立體圖，且未包含有外殼；圖10為本發明照明裝置之該較佳實施例的細部結構；圖11為本發明照明裝置之該較佳實施例的發光二極體陣列的光譜圖，表示具有非常高的顯色指數；圖12表示本發明發光二極體陣列之較佳實施例的CIE圖；圖13及14表示本發明發光二極體陣列的較佳實施例，並表示兩種波長之發光二極體晶片及三種形式之螢光材料的分佈圖，特別地，其提供良好的混色及光均勻性；圖15表示本發明發光二極體陣列的較佳實施例的剖視示意圖，並表示施加透明矽凝膠及螢光材料前之發光二極體晶片的剖視示意圖，以描述發光二極體的發光特性；圖16表示本發明發光二極體陣列的較佳實施例的剖視示意圖，並表示施加透明矽凝膠及螢光材料後之發光二極體晶片的剖視示意圖，以描述受增進之發光二極體的發光特性；及圖17及18表示本發明2個等效電路方塊圖，並表示分別控制多數發光二極體串的能力，從而控制照明燈所發出之光的強度及色溫。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本發明照明裝置除了達到極高的顯色指數，也具有易於控制、可調整，及可改變的色溫及色調，並具有優良的色彩混合及均勻性。本發明是透過使用一個或多個藍光(及/或紫光或靛藍光)發光二極體而達成前述優點。換句話說，當使用相異波長範圍之發光二極體所輸出的光，其光波長範圍可能在一個或多個藍光、紫光及靛藍光範圍中。所有的發光二極體塗佈有各種形態之具有相異輸出光譜的螢光材料。發光二極體的峰值波長作為該螢光材料發光的激發源，並於490 nm以下。該螢光材料所輸出的光波長長於激發前的波長20-150nm。再者，對相異的發光二極體晶片，並配合分別設於其上之螢光材料，透過不同的驅動電流的獨立控制，進而可輕易調整及改變光源的色溫。

除了利用傳統的螢光材料外，亦可以使用其他種類的發光材料，包括多數量子點。該等量子點的佈置關鍵在於其輸出光譜不只與量子點的材質有關，也與該等量子點的尺寸有關。透過適當地選擇量子點之材料及尺寸範圍，可達到不同的輸出光譜。與傳統螢光材料類似地，量子點受波長較短的光激發。再者，正如同傳統的螢光材料，也可於市售取得各種激發波長及輸出光譜的量子點。量子點與傳統螢光材料的一個關鍵相異處在於，市售可取得之量子點具有除了可發出在可見光之藍光範圍的光外，也可發出在綠光、黃光與紅光範圍的光譜。雖然有上述差異處，量子仍亦可替代本發明於上所述之螢光材料。

本發明一微型的照明裝置之一較佳實施例，包含一具有光學元件之發光二極體陣列，並於視線範圍下均一地輸出強烈且寬光譜的光。該發光二極體陣列具有多數條發光二極體串，每一發光二極體串具有多數光波長相異之發光二極體晶片，且每一發光二極體串分別受電流控制。該等發光二極體晶片之光波長的激發來自市售之螢光材料的輸出光。多種型態及輸出光譜的螢光材料分別配置或施加於該等發光二極體晶片的頂部，則不同形式的螢光材料可分別位於各個發光二極體晶片上。除了使用傳統的螢光材料外，也可使用其他種類的發光材料，例如量子點。由於多數個電流流道分別對應每一發光二極體串，則該等發光二極體串所發出的色彩及效能可獨立地受控制而開啟、關閉，及分別改變強度，進而使該發光二極體之照明裝置在維持極高的顯色指數下，仍可改變及可調變色溫。該等發光二極體波長與不同型態的螢光材料(或其他種類的發光材料)的模式及輸出光譜是為了高色彩均勻性而配置。緊接著該發光二極體陣列的該等光學元件用來收集及重塑其所發出的光，進而增強光耦合效率及均勻性。一貼附至該發光二極體陣列之表面的透鏡能增加光提出率，且具有反射鏡、附加透鏡，及/或擴散鏡的二次光學元件(secondary optics)可用於進一步地重塑光，及進一步地增進光的輸出及色彩之均質性及均勻性。

本發明的另一較佳實施例，是用於敘述達到高螢光激發效率的方法。一具有高折射係數的透明材料，例如矽凝膠，是用於填充滿該等發光二極體晶片的周圍，進而增加光自「厚板狀」之該等發光二極體晶片的側面向外導出的程度。具有不同螢光材料的矽凝膠分別被設置於每一晶片的頂部，透過此一方式，使得該等發光二極體晶片受含有螢光材料的矽凝膠所覆蓋而不會有空隙及間隙。不同的螢光材料可佈設於該發光二極體陣列中的相異發光二極體晶片上。該步驟也可使用其他種類的發光材料，例如量子點。上述的較佳實施例將於下進行詳細地敘述。

參閱圖6及圖7，分別為本發明之發光二極體陣列之一實施方式的俯視圖及側視圖。該發光二極體陣列包括多數個的發光二極體晶片6A01、6B01。在圖6及圖7所示的該發光二極體陣列具有60個發光二極體晶片，但該等發光二極體晶片的數量可以小至4個，也可多達100個，並不以圖6及圖7中所示的數量為限。在圖6及圖7中，該較佳實施例之該等發光二極體晶片6A01、 6B01的尺寸實質為1mm×1mm，但不以此為限，該等發光二極體晶片6A01、6B01也可使用其他尺寸，且一發光區域的尺寸也是根據該等發光二極體晶片6A01、6B01的數量、尺寸，及該等發光二極體晶片6A01、6B01間的間隙而定。在圖6中，每一小方塊表示各個發光二極體晶片6A01。在本較佳實施例中，該發光區域的尺寸實質為5-25 mm，此一尺寸大小是根據該陣列中之發光二極體晶片6A01的數量、每一晶片6A01尺寸，及空隙而定，從而使該發光二極體陣列為「點光源的延伸」。另外，設置於該發光二極體陣列上方之該單一透鏡6B03的尺寸略大於該發光區域的尺寸，例如其尺寸實質為6 mm至30 mm。

在該陣列中的該等發光二極體晶片6A01電連接成為多數發光二極體電流通道(channel)，每一發光二極體電流通道具有至少一個發光二極體晶片6A01，或一串發光二極體晶片6A01(即一發光二極體晶片串)。每一發光二極體晶片串或電流通道受控制而為單一個體，且每串發光二極體晶片串中的所有發光二極體晶片6A01具有單一流通過所有晶片6A01的電流，使得每一串發光二極體晶片串中的每個發光二極體晶片6A01產生相似亮度的光。在該陣列中的每一發光二極體晶片串分別電連接於不同的電連接器6A02，並以電子插腳(pin)或電子墊片(pad)的方式表示如圖6，使得相異發光二極體晶片串之亮度可獨立地控制及調變。在圖6及圖7所示之較佳實施例中是包括10個電流通道或10串發光二極體晶片串，並在每一發光二極體晶片6A01中表示每一電流通道的號碼，且每一發光二極體晶片串也分別鄰近所對應之該等電連接器6A02。該等電流通道的數量是可改變的，以下將更詳細地敘述。若必須有較低數量之可分別控制的電流通道時，該等電流通道也可於該陣列外彼此電連接。舉例來說，雖然圖6及圖7所示之較佳實施例包括10個電流通道的發光二極體晶片6A01、6B01，該較佳實施例也可具有4個驅動電流，每一驅動電流驅動2個發光二極體晶片串。一般來說，該等電流通道經串聯後透過單一個驅動電流驅動，使得該電流通道的驅動電流是固定的。圖6及圖7所示之較佳實施例的發光二極體陣列也結合一個或多個安裝於內部的熱敏電阻晶片(圖未示出)，其電連接某些電連接器，以達到監視陣列溫度的目的。

為了釋出該發光二極體陣列中數量龐大且彼此受封裝而緊臨之發光二極體晶片6A01、6B01所產生的廢熱，熱管理是本發明的設計要件。該發光二極體陣列結合一提供每一發光二極體晶片串之導電電路的金屬電路板(MCB)(圖未示出)，其在同一時間點提供該等發光二極體晶片串間電隔離。該金屬電路板也提供高熱導力，既而可將廢熱自高密度設置之該等發光二極體晶片6A01、6B01釋出。該具有導熱金屬之發光二極體陣列金屬電路基板(MCB LED array substrate)，將來自發光二極體晶片6A01、6B01的廢熱輸導至該金屬電路板的基板之基底，且該金屬電路板的基板裝置於一散熱器或一散熱片之上。本發明所述之金屬電路板在美國專利US 10,044,427，名稱為「LIGHT EMITTING DIODE SUBMOUNT WITH HIGH THERMAL CONDUCTIVITY FOR HIGH POWER OPERATION」中有更詳細的說明，在此就不多加贅述。

在本發明的較佳實施例中，同一發光二極體串中的發光二極體晶片6A01、6B01具有相似的波長。然而，不同的發光二極體晶片串的發光二極體晶片6A01、6B01或可具有不同的波長。在該發光二極體陣列的一較佳實施例中，某些發光二極體晶片串具有藍光、靛藍光及/或紫光之不同的波長，且其波峰小於490nm。類似地，一發光二極體晶片串或電流通道可使用單一種螢光材料，或可使用多種螢光材料。值得注意的是，在所有的實施例中，該陣列的所有發光二極體晶片6A01、6B01分別塗覆有一種或多種螢光材料(如圖16之1205)，即便是相鄰的晶片6A01、6B01，也塗覆有不同形式的螢光材料。施加螢光材料至該等發光二極體晶片6A01、6B01的步驟允許不同或單一的螢光材料配方，以施加至每一發光發二極體晶片6A01、6B01的不同位置。在任一晶片6A01、6B01之螢光材料配方可含有單一種螢光材料、混合於矽凝膠中的螢光材料，或多種螢光材料的混合，以得到更寬的光譜。藉由分別控制流經相異發光二極體晶片串的電流，可改變不同光譜的相關比例。雖然在一發光二極體晶片串中之發光二極體晶片6A01、6B01的發光強度是在同一等級，但在該特定的發光二極體晶片串中，仍可使用分別具有不同波長的發光二極體晶片6A01、6B01。在本發明的另一較佳實施例中，為了達到涵蓋更寬廣之藍光區域的光譜，及特定螢光材料之光學激發，是使用多數波長範圍在藍光及靛藍光發光的二極體晶片6A01、6B01(例如，該等發光二極體晶片6A01、6B01的峰值波長約為430 nm及455 nm)。類似地，螢光材料的各種波長範圍，例如發出綠光、黃光，及紅光的螢光材料可使用於同一發光二極體串中，或使用於多數發光二極體串中，以達到涵蓋更寬廣之綠光、黃光及紅光的光譜比例。

參閱圖8、圖9及圖10，其中，圖8及圖9表示本發明發光二極體之照明裝置的一較佳實施例，並繪示出除了該照明裝置的外殼以外其餘絕大部分區域的立體圖。圖8、圖9及圖10僅表示本發明之照明裝置的其中一個實施形式。在圖9中，該發光二極體陣列701設置於一散熱器702之上。如上所述地，該發光二極體陣列的金屬電路板(MCB)(圖9中未示出)提供自該等發光二極體晶片6A01、6B01(見圖6及圖7)至該散熱器702間的有效傳熱路徑。該照明裝置的較佳實施例中，某些形式的散熱片可設置於該散熱器702之下。需特別說明的是，在本較佳實施例中，圖9省略該散熱片未繪示(該散熱片繪示於圖10)是為了便於說明該散熱器702底部還設置有一風扇704。該風扇704的下方是一個具有用於該照明裝置之控制及驅動電路的印刷電路板705。為了重塑該發光二極體陣列701所輸出的光，還於該照明裝置中設置有一個二次光學元件706。在圖8所示的較佳實施例中，即是藉由一反射鏡做為二次光學元件706，並為光束塑形。此外，該照明裝置也可進一步地包括有額外的鏡片、光圈、快門、變焦機構……等。圖10表示本發明照明裝置之一較佳實施例其它的細部結構。該散熱片803設置於如圖9所示之該散熱器702及該風扇704間。為了提供更佳的混光均勻性，及輸出光的均質性，該照明裝置還可再包含一光擴散元件807，及一外殼808(為便於說明，圖10中僅以簡單而未經特別結構設計之外殼808表示，但實際使用時的態樣當不以此為限)。

雖然尚未於圖式中表示出來，完整的照明裝置應包含一個或多個控制鈕，或以其他形式供使用者控制。在一較佳實施例中，一控制鈕可用於控制該照明裝置所有的亮度，並具有一用於控制色溫的第二控制鈕。配置其他功能的控制鈕也是可行的，例如，具有一控制輸出低色溫之「暖白光」(例如2500K)亮度的控制鈕，並有一控制輸出較高色溫之「日光」(例如6500K)亮度的第二控制鈕。改變該二控制鈕的設定，可產生所輸出色溫範圍在2500K至6500K的光。再者，其他種類的控制的實施方式也在本發明所界定的範圍內。

參閱圖11及圖16，圖11表示基於圖6至圖10所繪製之本發明照明裝置之一較佳實施例的發光二極體陣列 701(見圖9)的光譜。該發光二極體陣列701包括2種波長之靛藍光及藍光發光二極體晶片1201(即圖6及圖7中的6A01、6B01)，並分別具有實質於430 nm及455 nm的光譜峰值9A01、9A02。該較佳實施例的該等發光二極體晶片1201塗覆有三種形式的螢光材料，其吸收自其中之一或兩種形式之藍光發光二極體晶片1201的光能，並發出大致在綠光9A03、黃光9A04及紅光9A05範圍之廣光譜的光。參閱圖16，需注意的是，該較佳實施例的所有發光二極體晶片1201塗覆有至少一種螢光材料1205。在一個或一組發光二極體晶片1201上施加一混合形式的螢光材料1205，將可自該等特定發光二極體晶片1201位置輸出一較廣頻譜的光，以改良該照明裝置之視線範圍中色彩及色調的均勻性。如前所述，即便極端地使每一發光二極體晶片1201分別具有獨特的螢光材料1205的混合物(此表示，在每個發光二極體晶片1201頂端或頂部的螢光材料1205之混合物是獨一無二的，且不同於另一發光二極體晶片1201頂端或頂部的螢光材料1205之混合物)，該螢光材料1205的施加過程仍允許不同形式或混合不同形式的螢光材料1205施加於一發光二極體晶片1201的不同位置。即使在圖11及圖12所示之較佳實施例是使用2種波長之靛藍光及藍光發光二極體晶片1201，其他實施例也可僅使用單一種波長之藍光、靛藍光或紫光的發光二極體晶片1201，或使用2種波長以上的發光二極體晶片1201。類似地，螢光材料1205之混合物的種類數量也可低於或多於3種。

組合藍光發光二極體晶片1201的波長及多種螢光材料1205所輸出光的光譜，將使得該光譜具有良好光譜填充力(在光譜中沒有深斷差)，並避免產生在特定波長範圍輸出過量的光所形成的「熱點」，進而接近理想黑體輻射的曲線9A06。實際上，在該較佳實施例的所有發光二極體晶片1201都塗覆有螢光材料1205，進而顯著地降低輸出過量之位於特定窄波長範圍的光，及避免在該窄波長範圍中形成光譜「熱點」(「熱點」通常會發生在未塗覆螢光材料的發光二極體晶片1101(如圖15))。亦即，多種波長之藍光(或多種藍光、靛藍光及/或紫光波長)發光二極體晶片1201的使用，皆是作為該等螢光材料1205之激發光源，且與僅使用單一種藍光發光二極體晶片1201比較，也避免過量輸出的光集中於光譜之窄波長範圍。本發明的顯色指數易於超過95。經由螢光材料1205的細心選擇，及施加過程的細心控制，更可使顯色指數高達99。

雖然圖11所示的頻譜圖表示其色溫為4500K，但在圖11中所表示之該發光二極體陣列701(見圖9)之較佳實施例頻譜圖的色溫是固定或可調整的。配合參閱圖12，圖12所示之本發明較佳實施例的CIE圖也具有一條在不同色溫值時所繪示之理想黑體輻射曲線。

綜合上述，為了使發光二極體陣列701的較佳實施例在維持CIE坐標值或預定色溫值接近理想黑體輻射的曲線的條件下，更具有可調變的色溫，該陣列被設計成其發光二極體晶片串(或一組發光二極體晶片串)是可被各別控制的。每一各別控制之發光二極體晶片串或每組發光二極體晶片串將各自擁有CIE坐標，並可繪置於CIE圖上。藉由控制該等發光二極體晶片串(或該組發光二極體晶片串)的相對亮度，各個發光二極體晶片串的任何色彩或色調的坐標值可落在該CIE圖的範圍中。舉例來說，當有三組分別受控制的發光二極體晶片串，且每一發光二極體晶片串各自具有施加於其上的螢光材料混合物、其所擁有的色溫值，及於CIE圖上不同的坐標值時，任何預定的色溫值、色彩及色調都可產生，例如，最後發光的色彩坐標值會落在該三發光二極體晶片串之對應色彩坐標值所構成的三角形中。除了在本發明中具有其色彩坐標值未落在接近黑體輻射曲線的各個發光二極體串外，此概念類似於多種落在RGB LED陣列的「色彩三角形」中之色彩的生成，因此，其可傾向具有一般白光之不同深淺及色調的視覺表現。所以，若本發明之較佳實施例的三個發光二極體晶片串的色彩坐標值皆繪製於該CIE圖上時，其最終形成的三角形相對來說較小(與RGB LED陣列的色彩三角形比較)，且將集中在理想黑體輻射曲線上。

需特別說明的是，本發明也可使用四個以上各別控制之發光二極體晶片串(其皆塗覆有螢光材料1205)。該等發光二極體晶片串被設置為使其CIE坐標值構成一橫跨黑體輻射曲線之矩形或平行四邊形。特別地，其中一發光二極體晶片串具有落在黑體輻射曲線的高色溫值端略上方的色彩坐標值(四邊形或平行四邊形的「左上方」角 )。第二發光二極體晶片串具有落在黑體輻射曲線的高色溫值端略下方的色彩坐標值(四邊形或平行四邊形的「左下方」角)。類似地，第三及第四發光二極體晶片串具有圈圍黑體輻射曲線之低色溫值端的色彩坐標值。藉由改變該四發光二極體晶片串的強度及亮度，最終發光的坐標值可位於矩形或平行四邊形中之理想黑體輻射曲線上的任何預定色溫值。

在實施時，任何各別的發光二極體晶片串的色彩坐標值將具有某些變異；然而，透過將多種發光二極體晶片串色彩坐標值間隔足夠的距離(於其在CIE圖上的各個位置)，各個發光二極體晶片串的變異可藉由仔細地調整該等發光二極體晶片串之強度或亮度而教正。為了提高最終光的顯色指數可高達95，各個發光二極體晶片串的顯色指數也必須是高的。除此之外，當盡可能具有多個發光二極體晶片串，且其各自具有不同的光譜時，經組合而輸出之光的顯色指數將高於各個發光二極體晶片串的顯色指數。

雖然本發明之發光二極體陣列701(見圖9)的發光區域的尺寸小，但其仍具有限的區域。這是由於該發光二極體陣列701包括各種波長的發光二極體晶片1201，且該等發光二極體晶片1201塗覆多種波長範圍的螢光材料1205，來自該陣列701表面之不同區域的輸出光的不同色彩也許仍會造成最終輸出之光或光束的色彩及色調不均勻。為了達到在該發光區域中其輸出光之色彩/色調之良好的均勻性與均質性，本發明發光二極體陣列701將被配置為各式發光二極體晶片1201及螢光材料1205分散於該陣列701的區域中，使得各式發光二極體晶片1201及螢光材料1205彼此混合。除此之外，該發光二極體陣列701沿數個軸而對稱，關於此配置的用意將於下段詳細地說明。簡言之，當配合例如光擴散器、光導管，及/或波紋狀反射器之二次光學元件共同使用時，該對稱性的配置可有效增加光束之色彩及色調的空間均勻性。

參閱圖13及圖14，圖13及圖14表示本發明發光二極體陣列701(見圖9)的另一較佳實施例，在該較佳實施例中，該發光二極體陣列701使用共有二種波長的藍光及靛藍光發光二極體晶片B、I，且該等發光二極體晶片B、I上分別塗覆有三種形式的磷光粉，因此其光譜圖會類似於圖11所繪製的圖式。圖13表示二種波長的發光二極體晶片B、I的排列，其中，「藍光」發光二極體晶片B的光譜峰值約於450-490 nm的波長範圍中，而「靛藍光」發光二極體晶片I的光譜峰值約於410-450 nm的波長範圍中。在實際使用時，所使用之特定波長也許會改變，但該較佳實施例之「藍光」發光二極體晶片B、I應具有約為455 nm的光譜峰值，且「靛藍光」發光二極體晶片B應具有約為430 nm的光譜峰值。需注意的是，「藍光」及「靛藍光」的發光二極體晶片B、I的位置是彼此混雜的，且在圖示中是沿著四個對稱軸：垂直軸V、水平軸H及該發光二極體陣列的二條對角線D1、D2，而形成四重對稱。換句話說，對每一發光二極體晶片B、I或每一發光二極體晶片B、I所發光之峰值波長而言，在四對稱軸V、H、D1、D2的兩側皆有相同數值之發光二極體晶片B、I所發光的峰值波長。詳細說明，所謂發光二極體晶片及螢光材料的四重對稱，其定義為在每一對稱軸的兩側有相同數量的同形式之晶片1201及螢光材料，包括垂直軸V、水平軸H及該發光二極體陣列的二條對角線D1、D2。換句話說，發光二極體晶片B、I的形式(或發光二極體發光峰值波長)及螢光材料的形式不需沿著該四個軸V、H、D1、D2形成鏡射。類似地，圖14中，共有三種螢光材料P1、P2、P3施加於每一發光二極體晶片B、I(見圖13)的頂部。當然，該等螢光材料形式的數量可大於或小於三種，在本較佳實施例中僅是以三種做為說明。其中，螢光材料P1、P2，及P3分別具有於可見光譜之黃光、綠光及紅光區域的發光光譜。需注意的是，具有該等螢光材料P1、P2、P3形式的晶片B、I位置是混雜的，且其配置也是符合四重對稱的配置規則。在該較佳實施例中，所有螢光材料P1、P2、P3形式受任一該等發光二極體晶片B、I形式激發，並藉該發光二極體晶片B、I及螢光材料P1、P2、P3的配置而能提供極佳之光混合的均勻性及均質性。此外，藉由該發光二極體之照明裝置與一光擴散元件或其他二次光學元件相組合使用，亦能使得整體光學特性有所提升。

回顧在圖6所示本發明之該較佳實施例，還需注意的是，對該陣列701(見圖9)之多數發光二極體晶片串而言，該等發光二極體晶片6A01的位置(以發光二極體晶片串的號碼標記於每一晶片6A01位置中)具有相對四個對稱軸V、H、D1、D2的對稱性。所有該等發光二極體晶片串成對地對稱，例如，相對該陣列的中心6A06，發光二極體晶片串1與發光二極體晶片串5成對地對稱，發光二極體晶片串2與發光二極體晶片串6成對地對稱，發光二極體晶片串3與發光二極體晶片串7成對地對稱，且發光二極體晶片串4與發光二極體晶片串10成對地對稱。相對該垂直軸，發光二極體晶片串1與發光二極體晶片串3成對地對稱，發光二極體晶片串2與發光二極體晶片串4成對地對稱，發光二極體晶片串5與發光二極體晶片串7成對地對稱，且發光二極體晶片串6與發光二極體晶片串10成對地對稱。除此之外，每一發光二極體晶片串中發光二極體晶片6A01的位置對應其中一對角線對稱D1、D2軸而對稱。當維持對應該四個對稱軸V、H、D1、D2時，具有不同數量之發光二極體晶片6A01及不同數量之發光二極體晶片串的其他實施例也是可行的。

參閱圖13及圖14本發明還提出可在各個發光二極體晶片B、I的頂部施加不同螢光材料P1、P2、P3，且該等發光二極體晶片B、I緊密地設置於一發光二極體陣列701中。該螢光材料P1、P2、P3(通常是單一螢光材料形式，或於某些實施例中是混合多螢光材料形式)混合至一矽凝膠材料中，該矽凝膠材料作為黏稠劑，且之後固化為固體。該矽凝膠有很高的黏性，且配置量易於控制，使得每一發光二極體晶片B、I透過矽凝膠而塗佈滿預定螢光材料P1、P2、P3，且不遮覆相鄰的發光二極體晶片B、I，其是由於鄰近的發光二極體晶片B、I需塗佈不同的螢光材料P1、P2、P3。市售可取得之用於封裝發光二極體晶片B、I的矽凝膠被設計成於可見光的波長範圍至紫外光的範圍中是透明的。該矽凝膠也可為了配合該等發光二極體晶片B、I表面光的提出率而設計成易於控制折射率，並於以下詳細地說明。

參閱圖15，圖15表示本發明發光二極體陣列701(見圖9)之另一較佳實施例的部份剖視示意圖，並表示數個發光二極體晶片1101在施加矽凝膠1204、1206(見圖16)及螢光材料1205(見圖16)前的剖視示意圖。需特別說明的是，圖15並未根據實際尺寸或比例繪製。而如前所述地，每一發光二極體晶片1101的寬度通常為1mm，但並不以此為限，其它不同之發光二極體晶片1101的尺寸也是可行的。該等晶片1101間的空隙或空間一般在100微米至數百微米間。該等發光二極體晶片1101為了達到高導熱力，而透過一金屬焊接材料1103黏置於一金屬電路板基板1102。該等箭頭符號表示來自該等發光二極體晶片1101的輸出光，只要該發光二極體晶片1101表面的入射角在藉由該發光二極體晶片1101的材質與外界空氣的相對折射率所界定之臨界角內，透過該等發光二極體晶片1101的主動發光磊晶層所發出的光即可自該等發光二極體晶片1101的頂面及側面行進至晶片1101邊界。若不深入地探究光學及物理理論，則最終效應是該等發光二極體晶片1101之主動發光磊晶層所發出大量的光被「侷限」於該發光二極體晶片1101中，這是由於在該等晶片1101表面與空界間的界面之內部反射所造成，圖15即是用以表示此現象的示意圖，而此一現象也將降低該等發光二極體晶片1101的發光效率，造成低光輸出亮及增加該發光二極體晶片1101內的廢熱生成。

除此之外，若一含有螢光材料1205(見圖16)的矽凝膠1206僅沉積於該等發光二極體晶片1101的頂部，則部分自該晶片1101側面所輸出的光將略過該矽凝膠1206及該螢光材料1205。其將導致輸出過多該發光二極體晶片1101的波長，並降低自該螢光材料1205所發出的光，進而產生該發光二極體陣列701(見圖9)之光譜中的「熱點」，並使得顯色指示降低。其也導致該螢光材料1205之激發量降低，造成該螢光材料1205的發光量降低。

如圖16所示，為了使得該發光二極體陣列701(見圖9)之整體光輸出量最大化，及避免於其上設置具有螢光材料1205的矽凝膠1206所形成之發光二極體晶片1201的空隙產生光譜「熱點」的問題，該矽凝膠1204及螢光材料1205利用2個步驟塗覆至本發明發光二極體陣列701。首先，先將不含螢光材料1205之透明的矽凝膠1204塗覆至該等發光二極體晶片1202間的區域，並填充到至少與該等發光二極體晶片1201的頂面高度齊平。為了使經由該等發光二極體晶片1201側壁進入該透明矽凝膠1204的出光量最大化，該透明的矽凝膠1204是選自高折射係數的材料，且該該透明的矽凝膠1204之折射係數較接近該等發光二極體晶片1201之半導體材料的折射係數，且較遠離空氣的折射係數。接著，伴隨著該透明矽凝膠1206之多種形式的螢光材料1205分別被塗覆至該等預定發光二極體晶片1201的表面。其中一種螢光材料1205先塗覆於相對少量的晶片1201上，最後再塗覆另一螢光材料1205於大量的晶片1201位置上。然而，塗覆不同螢光材料1205的順序並不重要。當塗覆最後一種螢光材料1205時，需調整矽凝膠1206(含有螢光材料1205於其中)量，以確保覆蓋滿包括區域之該發光二極體陣列701的表面，其中，該等發光二極體晶片1201間之間隙已於前填充不含螢光材料1205的透明矽凝膠1204，使得該等發光二極體晶片1201間的間隙不復存在。換句話說，所塗覆之該矽凝膠1206(含有螢光材料1205於其中)也覆蓋於已填充於該等發光二極體晶片1201間的不含螢光材料1205的透明矽凝膠1204上，使得塗覆於該等發光二極體晶片1201表面上或上方之該矽凝膠1206(含有螢光材料1205於其中)實質沒有間隙。

在圖16所示之實線箭頭表示自該等發光二極體晶片1201所發出的光。虛線線頭表示自該矽凝膠1206的頂層中之螢光材料1205所發出的光。如圖16所示，該螢光材料1205及矽凝膠1204、1206的施加過程使得發光二極體晶片1201的光進入含有螢光材料1205的矽凝膠1206材料中的傳送能力佳，進而使得自該螢光材料1205的輸出光量最大化。部分由該等發光二極體晶片1201發出的光穿經具有螢光材料1205之矽凝膠1206區域，進而提升該發光二極體陣列701(見圖9)的整體光譜。然而，由於本發明可避免於該螢光材料1205的矽凝膠1206中產生空隙及孔洞，從而將該發光二極體晶片1201之波長的光譜「熱點」最小化，其有助於兼顧本發明發光二極體陣列所輸出光的高效率，及高色彩/色調均勻性及均質性。需注意的是，該金屬電路基板1202的表面1207，及該等發光二極體晶片1201下方之該金屬焊接層1203，應都可反射可見光，使得朝向下方的光將大量地被反射而朝上，既而有效提升該發光二極體陣列701之整體出光量。

為了改變本發明發光二極體之照明裝置的色溫，必須在該發光二極體陣列701中提供可獨立地控制多數電流通道或多數發光二極體串的控制電路。如圖6、圖13及圖14所示，本發明該發光二極體陣列701(見圖9)的多數發光二極體電流通道或發光二極體串整合具有不同波長的發光二極體晶片6A01、及具有不同發光光譜的螢光材料P1、P2、P3。當獨立地驅動時，該等發光二極體電流通道或發光二極體串將具備不同的色溫值。藉由選擇該等發光二極體電流通道或發光二極體串的相對亮度，組合輸出光的色溫值是可於大範圍區域中調整。

圖17表示用於本發明發光二極體之照明裝置之一控制電路的一較佳實施例。在該實施例中，該發光二極體陣列701(見圖9)之該等發光二極體電流通道或發光二極體串1301被組合成四個發光二極體驅電路，並具有一對去改變二組驅動電路之亮度的手動控制鈕(即圖17中之亮度控制鈕)。利用連接或配置具有高色溫值之該等發光二極體電流通道或發光二極體串1301，使得其可被其中一個手動控制鈕控制，並連接具有高色溫值之該等發光二極體電流通道或發光二極體串1301，使得其可被其中之另一手動控制鈕控制，進而達到整體色溫值可於該發光二極體陣列之二個各別控制組之色溫值間的任何一個值。對一個設計控制電路技術領域的人士而言，嵌入不同的驅動電路及用於本發明實施例的控制系統是熟習的技術，以產生具有不同數量之發光二極體晶片6A01(見圖6)的陣列、不同數量之各別控制之發光二極體電流通道或發光二極體串1301，及多數不同波長之發光二極體晶片6A01(見圖6)及螢光材料P1、P2、P3(見圖14)形式的不同配置方式。

圖18表示用於本發明發光二極體之照明裝置之一控制電路的另一較佳實施例。在該實施例中，一微控制器用於控制四個發光二極體驅動電路。該微控制器可轉換及接收來自多數不同輸入形式的控制輸入訊號，其中，不同輸入形式指的是包括一個以上的狀態選擇開關、一個以上的亮度控制鈕，或無線控制界面。利用來自一個以上的控制界面的資料，該微控制器控制多數發光二極體驅動電路的亮度，使得該發光二極體之照明裝置的整體亮度及色溫都可被決定。

於圖18中所示為本發明發光二極體之照明裝置的其中一個電子控制的較佳實施例，或使用其他種類的電子控制方式，本發明發光二極體陣列701之組合輸出光的色溫可於2500K至6500K之間做調整，既而橫跨自鎢絲白熾燈炮至自然光的色溫範圍。藉由具有於部份發光二極體電流通道或發光二極體串1401中之較高密度的紅光螢光材料，以產生具有2500K之色溫值的光，及於部份發光二極體電流通道或發光二極體串1401中之較高密度的綠光螢光材料(及部分黃光螢光材料)，以產生具有6500K之色溫值的光。即便是更大範圍的色溫值也是可行的，舉例來說，自2000K至10000K，並使用於該藍光及靛藍光發光二極體晶片6A01(見圖6)之上之少量的螢光材料P1、P2、P3(見圖14)，以達到1000K之色溫值，進而產生較多的藍光。然而，較大的色溫範圍將會降低任一色溫值的最大光輸出量。且在大多數應用於攝影、錄影，及電影領域之光源的色溫範圍通常是在2500K至6500K的範圍中。

如上所述，為了確保最終組合輸出光於CIE圖上的色彩坐標值接近或落在理想黑體輻射曲線，對所有預定的色溫值而言，其通常需要至少三個或四個以上各別控制的發光二極體串，並分別具有圍繞並括及黑體輻射曲線上之預定色溫範圍的色彩坐標值。其將允許個別發光二極體串之色彩坐標值中的某些變異。

因此，本發明發光二極體陣列701的所有發光二極體電流通道或發光二極體串1301、1401是利用混合一個以上波長的發光二極體晶片6A01、6B01及多數螢光材料P1、P2、P3形式而實施，進而在整個色溫調整範圍下維持極高的顯色指數。其比較使用紅光發光二極體晶片6A01、6B01去暖化輸出光及調整色溫值的習知方法。調整或改變色溫值的習知方法，也就是簡易地利用增加紅光發光二極體晶片調整色溫值，造成光譜「熱點」的產生，反而得到較差的顯色指數。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。