CN102278647B

CN102278647B - Led灯板

Info

Publication number: CN102278647B
Application number: CN201110254839.4A
Authority: CN
Inventors: 刘明新; 金升阳
Original assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: CN102278647A

Abstract

本发明涉及LED照明领域，公开了一种LED灯板。本发明中，包括：基板、聚光板、LED芯片和透镜；基板由导热材料制成；聚光板设有通孔，并置于基板上；LED芯片置于通孔内，并紧贴在基板上；透镜由透明胶体注满整个通孔后凝固而成。本发明解决了目前大功率LED灯散热不良，光线出射介质过大造成光衰严重的问题。具有散热效果好，光线利用率高，使用寿命长等优点。

Description

LED灯板

技术领域

本发明涉及LED照明领域，特别涉及一种LED灯板。

背景技术

基板：由电路层(铜箔层)、导热绝缘层和金属基层组成。电路层要求具有很大的载流能力，从而应使用较厚的铜箔，厚度一般35μm～280μm；导热绝缘层是基板核心技术之所在，它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，能够承受机械及热应力；金属基层是基板的支撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板，也可使用铜板(其中铜板能够提供更好的导热性)，适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。

LED透镜：改变LED的光场分布的光学系统，功能是将LED光源的发光角度汇聚光成任意想要的角度，光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形、矩形等。

发光二级管(Light Emitting Diode，简称“LED”)是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。发光二极管主要由砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Si)这几种元素中的若干种组成。

目前LED照明应用越来越广泛，但LED散热一直是影响其寿命的最大因素。在增大电流提高亮度的同时，LED产生的热量对自身的损伤也随之加大。如图1所示，目前大功率LED组合成的灯板构架一般为单颗LED外加单独透镜1的方式，LED发光二极管散热需经过LED自身封装支架2，LED和铝基板间的导热胶4，传导到铝基板上。此方式热阻层比较多，LED热量不能及时有效散出，导热受阻造成LED热量过大光衰加快。且光线需经过LED自身封装硅胶，LED透镜与聚光透镜之间的空气，聚光透镜三层介质才能发射出来，光损耗比较大。且LED和透镜之间有高度差，光线不能很好的收集，造成光浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED灯板，解决了目前大功率LED灯散热不良，光线出射介质过大造成光衰严重的问题。具有散热效果好，光线利用率高，使用寿命长等优点。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种LED灯板，包括：基板、聚光板、LED芯片和透镜；

基板由导热材料制成；

聚光板设有通孔，并置于基板上；

LED芯片置于通孔内，并紧贴在基板上；

透镜由透明胶体注满整个通孔后凝固而成。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

基板由导热材料制成，且LED芯片紧贴在基板上，故LED芯片的热量可以直接传导至电源基板，导热阻层少，LED热量能够及时有效地散出，具备良好的散热性能，大大地提高了LED的寿命。同时，通过透明胶体注满通孔后凝固形成透镜，LED芯片的光线仅需通过一种介质传播，光损耗较小，光线利用率高。且LED和聚光板之间基本无高度差，能够较好的收集光线，大大提高了光线利用率。

进一步地，含有LED和透镜的通孔为多个。多个通孔可以布置多个LED芯片，可根据设计需求，选择相应LED的数量和布局，满足不同的照明亮度需求。

进一步地，通孔的表面为弧形。该表面的弧度可以根据所需的聚光效果而变化，从而实现LED灯板的出光角度要求。

进一步地，通孔表面具有反光层，反光层为光洁面或粗糙面。发光层可以提高LED芯片的出光效率。反光层为光洁面，能够通过镀银、镀铜等方式实现，光洁面具有较高的的光线反射率，可以提高出光效率。反光层为粗糙面，则可以通过粗糙的表面来增加光线的散射。

进一步地，LED芯片直接置于用导热材料制成的基板上。该结构减少了散热阻层，LED热量能够及时而有效的排出，具有更好的散热效果。

进一步地，透镜的表面呈圆弧、椭圆或双峰形状。透镜表面形状不同能够形成不同的光斑，从而满足不同出光角度的设计要求，

进一步地，基板的金属基层由金属或陶瓷材料制成。高导热率的材料具有良好的散热性能，能够尽快将LED芯片在通电时产生的热量散出，提高LED芯片的使用寿命。

进一步地，聚光板由高导热率的材料制成，能够比一般材料具有更好的散热效果。

附图说明

图1是现有技术LED灯板中单颗LED芯片的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式中一种LED灯板的单颗LED芯片的结构示意图；

图3是本发明第一实施方式中一种LED灯板的立体图；

图4是本发明第一实施方式中一种LED灯板的剖面图；

图5是本发明第一实施方式中一种LED灯板的俯视图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种LED灯板。图2是该LED灯板的单颗LED芯片的结构示意图，图3、图4、图5分别是该LED灯板的立体图、剖面图和俯视图。该LED灯板包括：基板1、聚光板2、LED芯片4和透镜3。

基板1由导热材料制成。

聚光板2设有通孔21，并置于基板1上。

LED芯片4置于通孔21内，并紧贴在基板1上。

透镜3由透明胶体注满整个通孔21后凝固而成。

基板1由导热材料制成，且LED芯片4紧贴在基板1上，故LED芯片4的热量可以直接传导至电源基板1，导热阻层少，LED芯片4热量能够及时有效地散出，具备良好的散热性能。同时，通过透明胶体注满通孔21后凝固形成透镜3，LED芯片4的光线仅需通过一种介质传播，光损耗较小，光线利用率高。且LED芯片4和聚光板2之间基本无高度差，能够较好的收集光线，大大提高了光线利用率。该灯板可以应用于大功率的LED照明领域，比如夜视监控红外灯板的应用。

LED芯片4的一极直接或通过导线与基板1连接，另一极通过导线5与基板1中的电路连接。

此外，可以理解，LED芯片4的一极可以直接与基板1连接，另一极通过导线5与基板1中的电路连接。或者，LED芯片4的两级可以分别通过导线5与基板1电路连接。

通孔21为多个，多个通孔21可以布置多个LED芯片4，可根据设计需求，选择相应LED的数量，满足不同的照明亮度需求。

此外，可以理解，当然，灯板的通孔21数量也可以为1个。通孔21可以采用机械加工或者直接通过注塑成型。

通孔21的表面为弧形，该弧形的弧度可以根据所需的聚光效果而变化，从而实现LED灯板的出光角度要求。

此外，可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，通孔21的表面也可以不是弧面。

通孔21表面具有反光层22，反光层22为光洁面或粗糙面。反光层22为光洁面，可以通过镀银、镀铜等方式实现，光洁面具有较高的的光线反射率，可以提高出光效率。反光层21为粗糙面，则可以通过粗糙的表面来增加光线的散射。

此外，可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，也可以不具有该反光层22。

LED芯片4直接置于基板1上。LED芯片4直接置于用导热材料制成的基板1上，减少了散热阻层，LED热量能够及时而有效的排出，具有更好的散热效果。

此外，可以理解，LED芯片4也可以通过高导热率的胶水固定在基板上，先以胶水固定LED芯片，再在通孔中加入硅胶，在加工过程中LED芯片不易移位，加工较为容易。

透镜3的表面31呈圆弧、椭圆或双峰形状。透镜3的表面31形状不同能够形成不同的光斑，从而满足不同出光角度的设计要求，透镜3的表面形状可以通过在向通孔21灌注胶水时附加适当的模具，在胶水凝固时自然形成。

此外，可以理解，透镜3的出光角度是由透镜孤面31、透镜弧面高度32决定的。透镜3的表面31形状并不限于圆弧、椭圆或双峰形状。只要满足LED等的出光角度要求，均属于本发明的保护范围。设计时，可以根据用户需求确定相同角度或多种不同角度的LED和相应角度LED的数量，然后进行光学模拟设计透镜3的弧形31和高度32，聚光板2通过通孔21弧面的弧形，来实现所需的LED出光角度。

基板1的金属基层由金属或导热的陶瓷材料制成。高导热率的材料具有良好的散热性能，能够尽快将LED芯片4在通电时产生的热量散出，提高LED芯片4的使用寿命。

此外，可以理解，基板1的金属基层可以由铝、铜、铁等金属材料或导热的陶瓷等高导热率的材料制成。

聚光板2由高导热率的材料制成，能够比一般材料具有更好的散热效果。

此外，可以理解，聚光板2可以用高导热率的材料制成，如铜、铁、铝等材料。或者也可以用塑料等一般性材料制成。聚光板2与基板1可通过高温胶水粘合，也可通过螺钉等机械方式连接。

透镜3的材料为硅胶，在本发明的某些其他实施方式中，也可以采用其他透明胶体。透镜3经由特定模具，采用硅胶对聚光板通孔21进行填充，然后高温凝固而形成，并与聚光板通孔21的弧度成为一个整体，使其满足一定的出射角度要求。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种LED灯板，其特征在于，包括：基板、聚光板、LED芯片和透镜；

所述基板由导热材料制成；

所述聚光板设有通孔，并置于所述基板上；

所述LED芯片置于所述通孔内，该LED芯片直接置于并紧贴在所述基板上；该LED芯片的一极直接与所述基板连接，另一极通过导线与所述基板中的电路连接；

所述透镜由透明胶体注满整个所述通孔后凝固而成。

2.根据权利要求1所述的LED灯板，其特征在于，

所述聚光板上有多个通孔，每个通孔内均有紧贴在所述基板上的LED芯片和由透明胶体注满整个通孔后凝固而成的透镜。

3.根据权利要求1所述的LED灯板，其特征在于，所述通孔的表面为弧形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的LED灯板，其特征在于，所述通孔表面具有反光层，所述反光层为光洁面或粗糙面。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的LED灯板，其特征在于，所述透镜的表面呈圆弧、椭圆或双峰形状。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的LED灯板，其特征在于，所述聚光板由高导热率的材料制成。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的LED灯板，其特征在于，所述透镜的材料为硅胶。