WO2012075781A1

WO2012075781A1 - 可调节色温的发光源系统

Info

Publication number: WO2012075781A1
Application number: PCT/CN2011/074480
Authority: WO
Inventors: 陈烱勋
Original assignee: 方方
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-05-21
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN102563379A; EP2650592A1; US20130175949A1

Description

可调节色温的发光源系统技术领域

本发明涉及一种可调节色温的发光源系统，尤其是藉改变驱动信号以调节输出混合光线的色温的发光源系统。背景技术

在节能减碳的环保意识下，近年来，照明用光源以渐渐由具有较高发光效率及较长使用寿限的发光二极管 (LED)取代。

现有技术的发光二极管光源主要是利用安置在支架上的发光二极管芯片以产生发射光，并利用适当的荧光粉以改变光谱范围，比如将部分的紫外光转换成成可见光，进而形成白光。支架还进一步具有提供热传导路径以降低发光二极管芯片温度的散热功能，避免因温度过高而降低发光质量。支架的另一功能是当作承载电气电路连接线的基板，使得电气电路连接线所传送的电气信号能点亮发光二极管芯片。

理想照明用的柔合光源一般为色温约 3000K的柔合黄光，一般是利用白光 LED以及红色 LED, 并配合适当的荧光粉以转换红色 LED的光谱而形成。然而最佳的照明用 LED光源具有约 4000K的色温，因此，最佳的照明用 LED光源无法达到自然的理想照明光源，造成被照物体所呈现的色彩不自然，影响人眼的视觉感知。此外，现有技术 LED输出光的演色性不高，其最高的平均演色评价指数也只可达 70或 80%，无法适当的显示出被照物体所应展现的真实色彩。

现有技术的另一缺点是，无法在支架上安置复杂的电路连接线以传送不同的驱动信号，因此无法改善 LED的色温，以及随着不同的驱动信号的改变进而改变不同的色温。而现有调节色温用的荧光粉更会降低光源的亮度，不但需额外加大驱动电流，还可能要增加 LED 个数以维持所需的光源亮度，因此不仅耗费电力，又会造成材料成本，制作成本的增加以及支架的散热瓶颈而降低使用寿命。

因此，需要一种不使用支架而利用电气绝缘基板以承载 LED芯片的可调节色温的发光源系统，以解决上述现有技术的问题。发明内容本发明的主要目的在于提供一种可调节色温的发光源系统，包括：在电气绝缘基板上安置至少一第一发光二极管芯片及至少一第二发光二极管芯片；在电气绝缘基板上安置第一驱动线路及第二驱动线路；利用至少一荧光胶体覆盖住第一发光二极管芯片，其中荧光胶体可包含荧光粉；利用驱动单元产生第一驱动信号及第二驱动信号，以分别传送至第一驱动线路及第二驱动线路，使得第一驱动信号可驱动所有的第一发光二极管芯片，且第二驱动信号可驱动所有的第二发光二极管芯片；以及利用至少一透明封装胶体覆盖住相对应第一发光二极管芯片上的荧光胶体及第二发光二极管芯片，藉以提供保护作用及二次光学功能。

本发明的可调节色温的发光源系统不需支架，且可在第一驱动信号稳定驱动第一发光二极管芯片而产生稳定的第一光线时，藉改变第二驱动信号以调节第二发光二极管芯片所产生的第二光线的亮度，进而达成调节第一发光二极管芯片的第一光线及第二发光二极管芯片的第二光线混合后的色温，提供可调节色温的发光源。附图说明

图 1为本发明可调节色温的发光源系统的操作示意图。

图 2为本发明可调节色温的发光源系统的示意图。具体实施方式

以下配合说明书附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

参阅图 1及图 2，其中图 1为本发明可调节色温的发光源系统的操作示意图，而图 2为本发明可调节色温的发光源系统的示意图。如图 1及图 2所示，本发明的可调节色温的发光源系统由步骤 S10开始，在电气绝缘基板 1上安置发光二极管芯片，且该发光二极管芯片包含至少一第一发光二极管芯片 (比如组件符号 11、 12、 13)以及至少一第二发光二极管芯片 (比如组件符号 21、 22、 22)。

要注意的是，图 2是以三个第一 LED芯片 11、 12及 13，三个第二 LED芯片 21、 22 及 23，三个荧光胶体 31、 32及 33为示范性实例，用以解释本发明的特征，因此，本发明第一 LED芯片、第二 LED芯片及荧光胶体的个数可为一个或一个以上。

电气绝缘基板 1 可包括陶瓷基板及高耐热基板的其中之一，其中陶瓷材料可包括碳化硅、氮化铝、氧化铝的金属氧化物或氧化硅的半导体氧化物，而高耐热基板由具电气绝缘及高耐热的环氧树脂、聚酰亚胺 (PI)、玻璃苯树脂、酚醛树脂及铝合金等金属合金的其中之一而构成。

第一 LED芯片 11、 12及 13可在被驱动或点亮后产生第一原始发射光，而第二发光二极管芯片 21、 22、 22可在被驱动或点亮后产生第二发射光。

接着执行步骤 S20，在电气绝缘基板上安置驱动线路，该驱动线路包含第一驱动线路 41及第二驱动线路 42，其中第一驱动线路 41连接第一发光二极管 11、 12、 13，而第二驱动线路 42连接第二发光二极管芯片 21、 22、 22。

第一驱动线路 41及第二驱动线路 42可由导电材料构成，比如导电金属、导电合金、导电胶或银胶。

要注意的是，在图 2中，第一驱动线路 41及第二驱动线路 42是以并联连接方式连接第一 LED芯片 11、 12及 13，以及第二 LED芯片 21、 22及 23而当作示范性实例，并非用以限定本发明的范围，亦即第一驱动线路 41及第二驱动线路 42的连接方式可包括并联及串联的不同组合，比如将每四个 LED串联后再相互并联。或者，第一驱动线路 41可包括至少一并联连接线路及至少一串联连接线路的至少其中之一的组合，而第二驱动线路 42亦可包括至少一并联连接线路及至少一串联连接线路的至少其中之一的组合。

在步骤 S30中，利用至少一荧光胶体 (比如组件符号 31、 32及 33) 覆盖住第一 LED芯片 11、 12及 13，其中荧光胶体 31、 32及 33可包含荧光粉，用以转换第一原始发射光成具有适当光谱的第一发射光，比如白光，且第二发射光的光谱为不同于第一发射光的光谱，比如第二发射光可为红色光、绿色光或蓝色光。

接着在步骤 S40中，利用驱动单元 50产生第一驱动信号 S1及第二驱动信号 S2，并分别传送至第一驱动线路 41及第二驱动线路 42，以使得第一驱动信号 S1可驱动所有的第一 LED芯片 11、 12及 13，且第二驱动信号 S2可驱动所有的第二发光二极管芯片 21、 22、 22。

此外，本发明的可调节色温的发光源系统可进一步包括步骤 S50，利用至少一透明封装胶体 (图中未显示)覆盖住相对应第一 LED芯片上的荧光胶体及第二 LED芯片，藉以提供保护作用及二次光学功能。

上述本发明的特点在于，第一 LED芯片的白光与第二 LED芯片的第二发射光所形成的混合光线，可藉改变第二驱动信号以改变第二 LED芯片的第二发射光的亮度而用达到调节混合光线的色温。例如，当第二 LED芯片为产生红光的 LED芯片时，本发明的发光源系统可产生偏黄光的混合光线，比如色温为约 3000K或约 2900K的柔合黄光。

本发明的另一特点在于直接利用第二 LED芯片所产生的原始色光，比如红色光，而不是藉由红色荧光粉以转换第二 LED芯片的原始色光而产生所需的红色光，所以本发明的红色光的亮度可获得大幅度提高，进而改善混合线的亮度，同时具有较佳的演色性 (color rendering), 比如平均演色评价指数 (Ra)可高达 90%，远高于一般现有技术 LED所能达到的 70%或甚至 80%，因此能提供相当理想的光源，以展现出被照物体的真实色彩。

上述本发明的再一特点在于，并不使用支架，而是使用，因此可在电气绝缘基板 (如陶瓷基板)上安置复杂的电气线路，比如利用导电银胶所形成的第一驱动线路以及第二驱动线路，以达到复杂的驱动功能，并分别独立驱动第一 LED芯片及第二 LED芯片，进而调节所需的输出混合光线的色温。

本发明发光源系统的另一实施例进一步包括在步骤 S10中安置至少一第三 LED芯片 (图中未显示)以及在步骤 S20中安置第三驱动线路，且在步骤 S40中驱动单元进一步产生第三驱动信号 (图中未显示)，其中第三 LED芯片产生第三发射光，且第三发射光为不同于第一 LED芯片及荧光胶体所产生的第一发射光，且不同于第二 LED芯片所产生的第二发射光，同时，第三驱动线路连接所有第三 LED芯片，且第三驱动线路接收第三驱动信号以驱动或点亮所有第三 LED芯片。

因此，在上述的实施例中，由于第三 LED芯片的第三发射光可配合第一 LED芯片的白光及第二 LED芯片的第二发射光，因此可产生不同色温的输出光线。例如，第二发射光为红光而第三发射光为绿光或蓝光，则不同亮度的白光、红光及绿光，或白光、红光及蓝光，便可组合成所有色温的光线，形成可调节出具任何色温的光源。

以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims

权利要求

1. 一种可调节色温的发光源系统，其特征在于，包括以下步骤：

在一电气绝缘基板上安置至少一第一发光二极管芯片以及至少一第二发光二极管芯片；在该电气绝缘基板上安置一第一驱动线路及一第二驱动线路，其中，该第一驱动线路连接该至少一第一发光二极管，而该第二驱动线路连接该至少一第二发光二极管芯片；

利用至少一荧光胶体覆盖住该至少一第一发光二极管芯片，且该至少一荧光胶体包含荧光粉；以及

利用一驱动单元产生一第一驱动信号及一第二驱动信号，并分别传送至该第一驱动线路及该第二驱动线路，以使得该第一驱动信号驱动或点亮该至少一第一 LED芯片，且该第二驱动信号驱动或点亮该至少一第二发光二极管芯片；

其中，该至少一第一发光二极管芯片在被该第一驱动信号驱动或点亮后产生第一原始发射光，该至少一荧光胶体的荧光粉将该第一原始发射光转换成一第一发射光，该至少一第二发光二极管芯片在被该第二驱动信号驱动或点亮后产生第二发射光，该第二发射光的光谱为不同于该第一发射光的光谱，该第一发射光及该第二发射光混合形成一混合光线，该混合光线的色温由改变该第二驱动信号而调节。

2. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，该电气绝缘基板包括陶瓷基板及高耐热基板的其中之一，且该陶瓷基板由电气绝缘的陶瓷材料构成，且该陶瓷材料包括碳化硅、氮化铝、氧化铝的金属氧化物或氧化硅的半导体氧化物，而该高耐热基板由具电气绝缘及高耐热的环氧树脂、聚酰亚胺、玻璃苯树脂、酚醛树脂及铝合金的金属合金的其中之一而构成。

3. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，该第二发射光包括红光、蓝光或绿光。

4. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，该第一驱动信号及该第二驱动信号为独立的定电流驱动信号。

5. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，该第一驱动线路包括至少一并联连接线路及至少一串联连接线路的至少其中之一的组合。

6. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，该第二驱动线路包括至少一并联连接线路及至少一串联连接线路的至少其中之一的组合。

7. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，该第一驱动线路及该第二驱动线路由导电材料构成，而该导电材料包括导电金属、导电合金、导电胶或银胶。

8. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，进一步包括利用至少一透明封装胶体覆盖住相对应该第一发光二极管芯片上的荧光胶体及相对应该第二发光二极管芯片，以提供保护作用及二次光学功能。

9. 如权利要求 1所述的发光源系统，其特征在于，进一步包括至少一第三发光二极管芯片及一第三驱动线路，且该驱动单元进一步产生一第三驱动信号，其中该第三驱动线路连接该至少一第三发光二极管芯片，该第三驱动线路接收该第三驱动信号以驱动或点亮该至少一第三发光二极管芯片，该至少一第三发光二极管芯片产生一第三发射光，该第三发射光的光谱为不同于该第一发射光的光谱，且不同于第二发射光的光谱。