LED模块和具有所述LED模块的灯器具的制作方法

本发明涉及LED(发光二极管)模块和具有所述LED模块的灯器具。

背景技术：

已经提出了由两个LED封装件形成的常规LED模块，所述两个LED封装件分别具有较高和较低速率的输出并且被安装在相同的LED模块基板上(JP 2013-20712A(在下文中被称为“文件1”))。文件1还描述了具有上述LED模块的灯器具。

在LED模块和具有所述LED模块的灯器具的领域中期望能够改善要被照明空间的光亮的感觉的LED模块和具有所述LED模块的灯器具。

技术实现要素：

本发明的目的是提供能够改善空间的光亮的感觉的LED模块和具有所述LED模块的灯器具。

根据本发明的方面的LED模块包括电路基板和光源。所述光源被设置在所述电路基板的表面上。所述光源中的每个具有LED芯片和遮盖所述LED芯片的波长转换构件。所述光源包括第一光源和第二光源。所述第一光源中的每个中的LED芯片在数量上不同于所述第二光源中的每个中的LED芯片。所述电路基板包括与所述第一光源和所述第二光源连接的导电图案。所述导电图案连同所述第一光源中的至少一个和所述第二光源中的至少一个一起形成一个或多个串联电路中的每个。

根据本发明的方面的灯器具包括前面提到的LED模块和容纳所述LED模块的器具主体。

附图说明

附图仅以范例的方式而非限制的方式描绘了根据本教导的一种或多种实施方式。在附图中，相似的附图标记指代相同或类似的元件，其中：

图1A是根据本发明的实施例1的LED模块的示意性平面视图，图1B是LED模块的部分的放大平面视图，并且图1C是LED模块的示意性电路图；

图2是LED模块的电路图；

图3A是形成LED模块中的第一光源的表面安装的LED的示意性透视图，并且图3B形成LED模块中的第二光源的表面安装的LED的示意性透视图；

图4A是具有LED模块的灯器具的示意性平面视图，并且图4B是具有LED模块的灯器具的部分剖开的前视图；

图5是图示具有LED模块的灯器具的部分的视图；

图6是作为本发明的实施例1中的第一修改的范例的LED模块的电路图；

图7是作为本发明的实施例1中的第二修改的范例的LED模块的示意性电路图；并且

图8是根据本发明的实施例2的LED模块的部分的放大平面视图。

具体实施方式

(实施例1)

实施例中的LED模块1a将会在下文中参考图1A、图1B、图1C，图2、图3A和图3B进行解释。图1A、图1B、图3A和图3B中的每个是示意图，并且不一定示出其中的部件的尺寸比例对应于实际的尺寸比例。

LED模块1a包括电路基板2和光源(参见图1A中的31和32)。光源被设置在电路基板2的表面21上。光源中的每个包括LED(发光二极管)芯片34和遮盖LED芯片34的波长转换构件35(参见图1B)。光源包括第一光源31(图1A的范例中的四个源)和第二光源32(图1A中的四个源)。第一光源31中的每个中的LED芯片34在数量上不同于第二光源32中的每个中的LED芯片34。电路基板2包括导电图案(包括电导体并且形成图案的导电层)23，所述导电图案23与第一光源31和第二光源32连接。导电图案23连同第一光源31中的至少一个和第二光源32中的至少一个一起形成一个或多个串联电路4中的每个。在一范例中(参见图1A)，导电图案23连同第一光源31中的所有光源和第二光源32中的所有光源一起形成一个串联电路4。在另一范例中(参见稍后解释的图7)，导电图案23连同第一光源31中的一半光源和第二光源32中的一半光源一起形成两个串联电路4中的每个。

在上述构造的情况下，LED模块1a能够改善空间的光亮的感觉。在LED模块1a中，第一光源31在光通量上不同于第二光源32。LED模块1a能够相应地具有包括高亮度和低亮度的亮度分布，从而改善光亮的感觉。与第一光源31与第二光源32并联地连接的情况相比，LED模块1a能够防止由通过第一光源31和第二光源32的电流因第一光源31和第二光源32的电性质的分散而引起的分散引起的第一光源31与第二光源32的亮度比的减小。空间例如是室内空间或室外空间。在实施例中，空间的光亮的感觉是当观察空间时人通过头脑感觉的量。

LED模块1a的部件将会在下文中更详细地解释。

如上所述，LED模块1a包括电路基板2、第一光源31和第二光源32。

电路基板2像平面视图中的圆形一样被成形，但不限于此。电路基板2的平面视图是沿着电路基板2的厚度方向看见的电路基板2的周边形状。电路基板2由例如印刷电路板形成。优选地，印刷电路板具有高导热性。例如，印刷电路板由符合CEM-3(复合环氧树脂材料-3)标准的玻璃纤维/玻璃无纺织物基材环氧树脂覆铜薄层压板形成。

优选地，电路基板2包括被配置为反射来自第一光源31和第二光源32的各自的光的阻白层22。在电路基板2包括阻白层22的情况下，电路基板2的阻白层22的表面形成电路基板2的表面21的部分。LED模块1a能够相应地抑制电路基板2中的光学吸收并增加其光学输出。优选地，阻白层22的材料是从包括例如阻白含氟树脂、阻白环氧树脂和阻白硅树脂的的组中选择的。

在实施例的LED模块1a中，第一光源31(图1A中的四个源)和第二光源32(图1A中的四个源)被设置在电路基板2的表面21上。如图1C所示，LED模块1a包括第一光源31和第二光源32，所述第一光源31和所述第二光源32被串联地连接作为第一光源31与第二光源32之间的电连接构造。在图1C的范例中，第一光源31和第二光源32中的每个通过LED的电路符号来描绘。电路基板2包括上述的导电图案23，以便形成其中第一光源31和第二光源32被串联地连接的串联电路4。电路基板2包括导电图案23，其图案被设计为提供第一光源31与第二光源32之间的连接关系。导电图案23包括例如导电层。导电层包括例如铜箔等。电路基板2还包括用于电源到串联电路4的第一端子27和第二端子28。第一端子27和第二端子28中的每个包括例如像导电图案23一样的导电层。LED模块1a被配置为允许第一光源31和第二光源32在在第一端子27与第二端子28之间从例如外部电力单元(电源)等供应的电力发射光。

在实施例中，第一光源31和第二光源32中的每个像平面视图中的矩形(直角四边形)一样被成形。具体地，第一光源31和第二光源32中的每个像平面视图中的正方形一样被成形。第一光源31中的每个的平面视图是沿着电路基板2的厚度方向看见的其自己的周边形状。第二光源32中的每个的平面视图是沿着电路基板2的厚度方向看见的其自己的周边形状。

优选地，第一光源31和第二光源32中的每个的光源颜色基于相关的色温被设定为由例如JIS Z9112:2012定义的LED光源颜色。在JISZ9112:2012中，基于XYZ颜色空间色度，LED光源颜色被分类为日光(D)颜色、中性白(N)颜色、白(W)颜色、暖白(WW)颜色和灯泡(L)颜色(白炽灯颜色)的五种类型。在LED模块1a中，第一光源31和第二光源32中的每个的光源颜色是白颜色，但不限于白颜色。每个光源颜色可以是中性白颜色等。

优选地，每个LED芯片34例如像平面视图中的正方形一样被成形。每个LED芯片34的平面视图是沿着电路基板2的厚度方向看见的其自己的周边形状。

在一范例中，每个LED芯片34是被配置为发射蓝光的LED芯片。要从每个LED芯片34发射的蓝光具有其峰值波长被包含在440nm至480nm的波长区域中的发射光谱。每个波长转换构件35包含磷光体颗粒，所述磷光体颗粒被来自对应的芯片34的光(第一光)激励以发射包含例如比第一光的波长更长的波长的光(第二光)。优选的是，每个波长转换构件35包括例如磷光体颗粒和透光材料的混合物。优选地，透光材料是关于可见光具有高透射率的材料。透光材料例如是硅树脂。在LED模块1a中相应地可能的是，改善每个波长转换构件35的耐热性和耐候性。例如，硅树脂不仅指的是硅树脂，而且还指的是改性硅树脂等。每个波长转换构件35包括上述磷光体颗粒作为用于来自对应的LED芯片34的第一光的波长转换部分的波长转换材料，以发射包含与第一光的波长不同的波长的光。作为范例，磷光体颗粒是用于发射黄光的黄色磷光体颗粒。优选地，来自黄色磷光体颗粒的光(荧光)具有其主要峰值波长被包含在例如530nm至580nm的波长区域中的发射光谱。黄色磷光体颗粒的成分范例包括由铕等激活的SrSi₂O₂N₂。

优选地，每个第一光源31包括具有相同的规格的LED芯片34。相同的规格指的是具有相同的发射峰值波长、相同的结构、相同的正向电压(Vf)和相同的光通量。如图2所示，每个第一光源31包括被串联地和并联地连接的LED芯片34(在图示的附图中十六个芯片)。每个第二光源32包括被串联地和并联地连接的LED芯片34(在图示的附图中十二个芯片)。优选地，每个第二光源32包括具有相同的规格的LED芯片34。另外，优选的是，每个第二光源32的LED芯片34具有与每个第一光源31的LED芯片34相同的规格。

在实施例中，第一光源31中的每个中的LED芯片34(在图2中的十六个芯片)形成被并联地连接的第一规定数量的(在图示的附图中为四个)第一节段性电路41。第一节段性电路41中的每个包括被串联地连接的第一特定数量的(在图示的附图中为四个)LED芯片34。第二光源32中的每个中的LED芯片34(在图2中的十二个芯片)形成被并联地连接的第二规定数量的(在图示的附图中为四个)第二节段性电路42。第二节段性电路42中的每个包括被串联地连接的第二特定数量的(在图示的附图中为三个)LED芯片34。在LED模块1a中，第一特定数量(四个)不同于第二特定数量(三个)，并且第一规定数量(四个)与第二规定数量(四个)相同。亦即，在LED模块1a中，每个第一光源31的被串联地连接的LED芯片的数量不同于每个第二光源32的被串联地连接的LED芯片的数量。在上述构造的情况下，LED模块1a能够在每个第一光源31的正向电压与每个第二光源32的正向电压之间加以区别，并且还能够在每个第一光源31的光通量与每个第二光源32的光通量之间加以区别。

在这种情况下，每个第一光源31的正向电压是每个对应的第一节段性电路41中的LED芯片34的正向电压的总电压。因此，每个第一光源31的正向电压基本上等于其自己的每个LED芯片34的正向电压与第一特定数量的乘积。每个第二光源32的正向电压是每个对应的第一节段性电路42中的LED芯片34的正向电压的总电压。因此，每个第二光源32的正向电压基本上等于其自己的每个LED芯片34的正向电压与第二特定数量的乘积。

当其自己的LED芯片34的数量增加更多时，每个第一光源31的光通量增加越多。每个第一光源31的光通量基本上等于一个LED芯片34的光通量与其自己的LED芯片34的数量的乘积。每个第二光源32的光通量基本上等于一个LED芯片34的光通量与其自己的LED芯片34的数量的乘积。

在实施例中，第一光源31和第二光源32中的每个是通过表面安装(表面安装技术)被安装在电路基板2(的表面21)上的表面安装的LED(表面安装类型的LED)。LED模块1a能够相应地具有包括在没有电线的被安装在电路基板2的表面21上的第一光源31和第二光源32的构造。被安装的第一光源31和第二光源32指的是电路基板2与电路基板2的表面21上的第一光源31和第二光源32之间的机械连接以及电路基板2的导电图案23与第一光源31和第二光源32之间的电连接。

每个第一光源31包括安置LED芯片34(在图3A中的十六个芯片)和波长转换构件35的封装件311。

每个第二光源32包括安置LED芯片34(在图3B中的十二个芯片)和波长转换构件35的封装件321。

优选地，每个第一光源31具有与每个第二光源32相同的大小。还优选的是，每个第一光源31和每个第二光源32具有外部连接电极，所述外部连接电极具有相同的布置和大小。LED模块1a能够相应地具有用于第一光源31和第二光源32中的每个的布置的高灵活性。

优选地，第一光源31和第二光源32中的每个中的LED芯片34围绕一中心进行布置以具有点对称性。该中心是对应的波长转换构件35的中心轴线350与垂直于中心轴线350的平面的交点。亦即，第一光源31和第二光源32中的每个中的LED芯片34被布置为关于中心而点对称。相应地可能的是，抑制LED模块1a的不规则颜色。该平面是包括对应的LED芯片34的平面。该不规则颜色是LED模块1a的色度根据其光发射方向而改变的现象。

优选地，第一光源31和第二光源32中的每个中的LED芯片34包括一组LED芯片34，该组LED芯片34沿着对应的波长转换构件35的外周边351进行布置，并且该组LED芯片34中的每个均具有相距对应的波长转换构件35的外周边351的相同的最短距离L1。在LED模块1a中相应地可能的是，针对第一光源31和第二光源32中的每个抑制色度的分散。换言之，LED模块1a的不规则颜色能够被抑制。在LED模块1a中，第一光源31的最短距离L1可以不同于第二光源32的最短距离L1。

包括上述LED模块1a的灯器具6将会在下文中参考图4A、图4B和图5进行解释。

在实施例中，灯器具6包括LED模块1a和容纳LED模块1a的器具主体7。灯器具6能够相应地改善空间的光亮的感觉。

灯器具6是例如天花板嵌入式灯器具。具体地，灯器具6是天花板嵌入式筒灯。

灯器具6可以包括被附接到器具主体7的下端的安装框架9和被附接到安装框架9的两个安装弹簧10。

在一范例中，器具主体7由铝制成。器具主体7可以通过铝压铸来制作。

在实施例中，器具主体7一体地包括基部71和辐射翅片72。基部71像盘一样被成形，并且具有第一表面(下侧)711和第二表面(上侧)712。辐射翅片72沿着基部71的厚度方向(向上)从基部71的第二表面712突出。辐射翅片72被并排地布置在基部71的圆周上。在灯器具6中，LED模块1a被设置在基部71的第一表面711的一侧上。优选地，灯器具6还被提供有在基部71与LED模块1a之间的导热片，并且导热片是非导电的并且具有导热性。例如，导热片是为非导电的并且具有导热性的硅凝胶片。作为一范例，硅凝胶片是等。导热片的材料不限于硅凝胶，而且可以是例如为非导电的并且具有导热性的弹性体等。

由于灯器具6包括在LED模块1a与器具主体7之间的导热片，因此由LED模块1a生成的热能够被高效地传递给器具主体7。灯器具6能够相应地通过辐射翅片72高效地消散由LED模块1a生成的热。

在一范例中，安装框架9由铝制成。安装框架9可以通过铝压铸来制作。安装框架9包括像中空圆柱体一样被成形的框架主体91和从框架主体91的下端向外突出的凸缘92。凸缘92的外周边像圆形一样被成形。凸缘92的外径大于框架主体91的外径。

在一范例中，每个安装弹簧10由不锈钢制成。每个安装弹簧10是板弹簧。两个安装弹簧10在框架主体91的圆周上最远离彼此。在灯器具6中，两个安装弹簧10在平面视图中以直线的方式被对齐。

例如，灯器具6利用安装框架9和两个安装弹簧10被附接到天花板构件。天花板构件在其中被提供有安装孔，所述安装孔用于将灯器具6附接到所述安装孔。安装孔的内径大于框架主体91的外径，并且小于凸缘92的外径。在灯器具6的安装中，在器具主体7被插入到安装孔中之前，安装弹簧10首先沿着器具主体7的两侧弹性地变形。器具主体7和安装弹簧10然后被插入到安装孔中，并且凸缘92与天花板构件的下表面接触。结果，安装弹簧10通过安装弹簧10的各自的弹簧力与天花板构件的上表面接触。因此，灯器具6能够利用安装弹簧10和凸缘92保持天花板构件并且将天花板构件保持在安装弹簧10与凸缘92之间。换言之，灯器具6被嵌入到天花板构件中。

优选地，灯器具6还包括透镜8，为第一光源31和第二光源32中的每个均提供一个透镜8。亦即，透镜8中的每个被配置为控制来自第一光源31和第二光源32中的对应光源的光的分布(光强的分布)。灯器具6能够相应地增加其光学输出，并且在亮度分布中的亮和暗上加以清楚的区别，从而进一步改善光亮的感觉。

例如，每个透镜8由丙烯酸树脂制成。在图5的范例中，每个透镜8具有这样的形式：其外径沿着其自己的中心轴线从电路基板2朝向远端逐渐变得更大。每个透镜8还具有外周边表面80。每个透镜8的形式是绕其自己的中心轴线而轴对称的。每个透镜8具有腔81，所述腔81在电路基板2的一侧上，并且安置第一光源31和第二光源32中的对应光源。腔81的内部811包括光进入表面82。腔81的内部811由腔81的内底部812和腔81的内周边表面813形成。腔81具有像圆形一样被成形的开口。每个透镜8的在相对侧上到电路基板2的表面83形成光发射表面84。

在实施例中，每个透镜8具有用于允许来自对应的腔81的内底部812的光从对应的光发射表面84被发射的功能以及用于允许来自对应的腔81的内周边表面813的光被对应的外周边表面80反射以从对应的光离开表面84被发射的功能。在图5中，点划线示意性地示出了来自第一光源31的各自的光的透射路径。

在图4B和图5的范例中，灯器具6包括具有透镜8的透镜构件800。透镜构件800包括脱离电路基板2的表面21的前板部分8011和像圆形管一样被成形的、从前板部分8011的周边朝向器具主体7突出的侧板部分8012。简言之，透镜构件800像具有盖的圆柱体一样被成形。前板部分8011和侧板部分8012可以由丙烯酸树脂制成。在透镜构件800中，前板部分8011与透镜8一体地形成。简言之，透镜构件800由丙烯酸树脂制成。透镜构件800被附接到器具主体7。在灯器具6中，优选地，第一光源31和第二光源32中的每个具有相同的中心轴线以及在电路基板2的厚度方向上被堆叠的对应的透镜8。第一光源31和第二光源32中的每个具有与对应的波长转换构件35的中心轴线相同的中心轴线。

优选地，每个透镜8具有漫散射透过性。灯器具6能够相应地增加来自每个透镜8的光的亮度，从而改善光亮的感觉。

优选地，每个透镜8的光发射表面84具有光可漫射性质。例如，具有光可漫射性质的光发射表面84可以通过例如浮雕处理来形成。

每个透镜8可以由包含光漫射剂的透明材料(例如，丙烯酸树脂)制成，从而具有光可漫射性质。光漫射剂是颗粒状的。光漫射剂的材料范例包括无机材料、有机材料、无机-有机混合材料等。无机材料的范例包括氧化铝、二氧化硅、氧化钛、金等。作为一范例，有机材料是氟基树脂等。

(修改的范例1)

实施例1的修改的范例1中的LED模块1b将会在下文中参考图6来进行解释。

修改的范例1中的LED模块1b具有与实施例1中的LED模块1a的基本构造相同的基本构造。修改的范例1中的LED模块1b的每个第一光源31具有与实施例1中的LED模块1a的每个第一光源31的电路构造相同的电路构造。修改的范例1中的LED模块1b的每个第二光源32具有与LED模块1a的每个第二光源32的电路构造不同的电路构造。修改的范例1的LED模块1b中的每个第一光源31的LED芯片34(在图示的附图中的十六个芯片)形成被并联地连接的第一规定数量的(在图示的附图中为四个)第一节段性电路41。每个第一节段性电路41包括被串联地连接的第一特定数量的(在图示的附图中为四个)LED芯片34。修改的范例1的LED模块1b中的每个第二光源32的LED芯片34(在图示的附图中的二十个芯片)形成被并联地连接的第二规定数量的(在图示的附图中为五个)第二节段性电路42。每个第二节段性电路42包括被串联地连接的第二特定数量的(在图示的附图中为四个)LED芯片34。在LED模块1b中，第一特定数量(四个)与第二特定数量(四个)相同。在LED模块1b中，第一规定数量(四个)不同于第二规定数量(五个)。亦即，在LED模块1b中，每个第一光源31在被并联地连接的电路的数量上不同于每个第二光源32。在上述构造中，尽管每个第一光源31的正向电压基本上等于每个第二光源32的正向电压，但是修改的范例1中的LED模块1b能够在每个第一光源31的光通量与每个第二光源32的光通量之间加以区别。

即使在实施例1中的灯器具6的LED模块1a用修改的范例1中的LED模块1b来代替的情况下，改善光亮的感觉也是可能的。

(修改的范例2)

实施例1的修改的范例2中的LED模块1c将会在下文中参考图7来进行解释。

修改的范例2中的LED模块1c具有与实施例1中的LED模块1a的基本构造相同的基本构造。修改的范例2中的LED模块1c与实施例1中的LED模块1a的不同在于，LED模块1c包括被并联地连接的两个串联电路4，其中，串联电路4中的每个包括：第一光源31，其数量是LED模块1a的串联电路4中的第一光源31的数量的一半；以及第二光源32，其数量是LED模块1a的串联电路4中的第二光源32的数量的一半。

即使在实施例1中的灯器具6的LED模块1a用修改的范例2中的LED模块1c来代替的情况下，改善光亮的感觉也是可能的。

(实施例2)

实施例2中的LED模块1d将会在下文中参考图8来进行解释。

本实施例中的LED模块1d具有与实施例1中的LED模块1a的基本构造相同的基本构造。在实施例的LED模块1d中，第一光源31和第二光源32中的每个的LED芯片34被安装在电路基板2的表面21上。实施例的LED模块1d能够相应地增加其光学输出。在实施例的LED模块1d中，与LED模块1a的组成元件相同的组成元件已经被分派相同的附图标记，并且其描述已经被适当地省略。

被安装在电路基板2的表面21上的LED芯片34指的是电路基板2与电路基板2的表面21上的LED芯片34之间的机械连接以及电路基板2的导电图案23与LED芯片34之间的电连接。简言之，实施例的LED模块1d是COB(板上芯片)LED模块。

在实施例中，LED模块1d的每个第一光源31包括像平面视图中的圆形一样被成形的波长转换构件35。在每个第一光源31中，LED芯片34(在图示的附图中的十六个芯片)被分开地布置在两个或更多个(在图示的附图中为两个)同心圆VC11和VC12上。具体地，在每个第一光源31中，四个LED芯片34以规则的间隔被布置在两个同心圆VC11和VC12中的内圆VC11上。另外，十二个LED芯片34以规则的间隔被布置在两个同心圆VC11和VC12中的外圆VC12上。

在实施例中，LED模块1d的每个第二光源32包括像平面视图中的圆形一样被成形的波长转换构件35。在每个第二光源32中，LED芯片34(在图示的附图中的十二个芯片)被分开地布置在两个或更多个(在图示的附图中为两个)同心圆VC21和VC22上。具体地，在每个第二光源32中，两个LED芯片34以规则的间隔被布置在两个同心圆VC21和VC22中的内圆VC21上。另外，十个LED芯片34以规则的间隔被布置在两个同心圆VC21和VC22中的外圆VC22上。

在实施例的LED模块1d中，第一光源31和第二光源32的每个波长转换构件35像平面视图中的圆形一样被成形。相应地可能的是，进一步抑制来自第一光源31和第二光源32的各自的光的不规则颜色。在实施例的LED模块1d中，可能的是，使第一光源31和第二光源32中的每个的光强分布特性接近点光源的光强分布特性。

即使在实施例1中的灯器具6的LED模块1a用本实施例中的LED模块1d来代替的情况下，改善光亮的感觉也是可能的。

实施例1、修改的范例1、修改的范例2和实施例2中的相应各自的材料、数值等仅仅是优选的范例，并不旨在对其进行限制。旨在由权利要求请求保护落在本教导的实际范围内的任何和所有修改和变化。

电路基板2不限于平面视图中的圆形形状，而且可以像平面视图中的例如矩形等一样被成形。形成电路基板2的印刷电路板也可以是例如金属基印刷电路板。

电路基板2也可以在其中心部分中被提供有用于允许第一电线和第二电线穿过的电线通孔。第一电线与第一端子27电连接，并且第二电线与第二端子28电连接。

每个波长转换构件35的透光材料不限于硅树脂，而且可以是例如玻璃等。

每个透镜8的材料不限于丙烯酸树脂，而且可以是例如聚碳酸酯树脂、硅树脂、玻璃等。

LED模块1a至1d中的每个可以包括透镜构件800。相应地可能的是，进一步改善光亮的感觉。

灯器具6还可以包括遮盖透镜8的遮盖件。所述遮盖件具有例如透光性。在这种情况下，包括透镜8和遮盖件的光学系统的至少部分可以具有漫射透过性。

灯器具不限于筒灯，而且可以是例如用于大型设施(游乐设施等)的投影仪的灯器具。