CN103489995B - 柔性led光源灯丝 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED灯，尤其涉及LED光源灯丝。一种柔性LED光源灯丝，P‑N结与蓝宝石封装在一起成单个LED晶片，由荧光粉和环氧树脂的混合物将单个LED晶片固定于基板上，其设计要点在于在基板上设计有可容下LED晶片的固定单个LED晶片的固定孔，固定孔为上大下小的二段孔，大孔为沉孔，小孔为通孔，小孔的内径小于LED晶片的外径。本发明解决了LED单面发光的弊端，提高光效，降低温度，延长LED寿命，发热少，无需散热器使灯具轻便，解决了传统LED终端照明产品因需散热器把灯具变的很笨重的缺陷，LED光源柔软，可任意变形、裁剪，为终端光源产品的多元化、大发光角度开发提供有利的条件。

Description

柔性LED光源灯丝
技术领域
本发明涉及LED灯，尤其涉及LED光源灯丝。
背景技术
发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个发光二极管的晶片，整个晶片由荧光粉和环氧树脂的混合物封装在任意结构的基板上，一端是负极，另一端连接电源的正极。对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。而白光需要蓝色晶片与黄色荧光粉配合才能达到人们所需要的一系列白光。1998 年发白光的 LED 开发成功。这种 LED 是将 GaN 芯片和钇铝石榴石（ YAG ）封装在一起做成，也就是将P-N结与蓝宝石封装在一起，单个LED的功率较小，通常小于1W，因此要想得到大功率的LED灯，需要将几个LED进行串联或并联，以达到所需的亮度。如图1所示，将P-N结1与蓝宝石2封装在一起成单个LED灯泡并将其固定在导电的铝质基板4上，通过金线3将P-N结的两端与铝基板进行电连接，金线3从发光二极管的表面经过，由于铝基板不透光，所以发光二极管（P-N结）只能单方向发光，使照射角度受到限制，一般只能照射120°，不超过140°，而其被挡的另一个方向的光无法发出，还转成热量，金线3对发光二极管挡光和吸光也使发光二极管的光效降低，所以目前LED的光效只能达到30%左右，其余70%转为热能。1000个/M2的LED在通电10分钟，按传统的封装结构LED晶体内温度达180度以上，Led晶体外周围平均温度就达80度以上（温度计算方式：（LED晶体内温180度+空气温度25度）÷2=102度），而80度以上的温度会使LED加速光衰，对其寿命影响大。在LED晶体外周围平均温度达80度以下单粒LED的理论寿命10万小时，光衰为初始的50%，而当LED晶体外周围平均温度超过80度，其寿命仅为30000--50000小时，光衰为初始的70%。因此在开发LED晶体结构上对散热的结构考虑极为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有LED灯存在的缺点，提供一种能双面发光，光效能高的柔性LED光源灯丝。
本发明所采用的技术方案为一种柔性LED光源灯丝，P-N结与蓝宝石封装在一起成单个LED晶片，由荧光粉和环氧树脂的混合物将单个LED晶片固定于基板上，其设计要点在于在基板上设计有可容下LED晶片的固定单个LED晶片的固定孔，固定孔为上大下小的二段孔，大孔为沉孔，小孔为通孔，小孔的内径小于LED晶片的外径。
本发明是在现有LED封装工艺的基础上，在基板上增加了LED的固定孔，自从发明LED白光灯以来，都是将发光二极管粘贴在基板进行固定，本发明另辟蹊径对传统的LED晶片与基板的固定的方法进行改进，通过打孔进行固定不仅使固定位置更加准确牢固，还使原先一面发光的LED晶片变成两面都能发光，使电能大部分变成光能，减少电能变成热能，大大降低LED晶片的发热，提高了LED晶片的光效，光效能达到60%以上，仅有基板厚度方向有遮光现象，由于基板厚度较薄，覆盖上荧光粉后，经荧光粉反射，发光角度接近360°，能达到白炽灯全周光的效果。因此，所述的LED晶片的固定孔也可称为透光孔。
封装1W的LED晶片的内部温度由原来180度降低至120度，延长了LED晶片的使用寿命，大大提高了LED单瓦数的流明度，为提高LED单光源的光效提供了条件。
多个固定孔均匀布置。可以通过增加LED晶片的数量来达到提高光照的目的，由于本发明的LED光源发热少所以可以在很小的体积里任意增加LED晶片的数量，可以根据需要达到任意剪切或弯曲，为下游的LED照明应用产品的研发提供巨大想象空间和应用范围。
基板上设计有导电槽，导电槽的中心线与LED晶片的固定孔的中心线重合，单个LED晶片P-N结向下，蓝宝石向上固定于固定孔中，小孔的内径小于LED晶片中P-N结的外径，P-N结的正负极与导电槽相接。
与现有LED晶片的固定方式相比，本发明LED晶片反装，这也是本发明的重点，蓝宝石向上，对蓝宝石表面的散热效果好，能有效降低整体温度 60度以下。通过在基板上制有导电槽，使LED晶片直接通过基板进行导通，取消使用金线连接，即节约了成本又提高了光效，使LED光源的光效能达到80%。在电路上做二次导热，实现了LED光源快传、快导、快散的原则，也大大提高了LED单瓦数的流明度，为提高LED单光源的光效提供了条件。
基板为厚度为0.01-1mm的铜板，表面镀银而成，表面刻蚀出导电槽。薄铜板具有良好的柔韧性和导电性，剪切方便，因此制出的柔性LED光源灯丝可根据需要进行剪切或变形，表面镀银对LED晶片所发出的光具有反射作用，可增加光效。
基板的宽度为0.08-5mm。
基板为厚度为0.01-1mm的透明板，表面制有长槽，槽内固定有导电片形成导电槽。由于基板为透明板对LED晶片所发出的光毫无阻挡，能使LED晶片所发出的光的光效达到最强。
本发明的有益效果：解决了LED单面发光的弊端，提高光效，降低温度，延长LED寿命，发热少，无需散热器使灯具轻便，解决了传统LED终端照明产品因需散热器把灯具变的很笨重的缺陷， LED光源柔软，可任意变形、裁剪，为终端光源产品的多元化、大发光角度开发提供有利的条件。
附图说明
图1 现有LED光源的结构示意图
图2 本发明的结构示意图
图3为本发明实施例2的结构示意图
图4为基板的结构示意图
其中：1P-N结 2蓝宝石 3金线 4基板 41导电槽 42小孔 43大孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，可以使本专业的技术人员更理解本发明，对下述的实施例进行修改，添加和替换都是可能的，都没有超出本发明的保护范围。
实施例1，如图2所示，一种柔性LED光源灯丝，是在现有的LED光源的基础上进行改进，将固定LED晶片的基板打出通孔，LED晶片放入孔中，实现两面发光。具体而言：P-N结1与蓝宝石2封装在一起成单个LED晶片，由荧光粉和环氧树脂的混合物将单个LED晶片固定于基板4上，通过金线3将P-N结的两端与基板4进行电连接，P-N结的两端与基板4之间的距离也比现有的距离小，可节省金线3用量，在基板4上设计有可容下LED晶片的固定单个LED晶片的固定孔，固定孔为上大下小的二段孔，大孔43为沉孔，小孔42为通孔，小孔42的内径小于LED晶片的外径，小孔42可将蓝宝石2方向光透出，使原先一面发光的LED晶片变成两面都能发光，使电能大部分变成光能，提高了LED晶片的光效，光效能达到60%以上，发光角度接近360°，能达到白炽灯全周光的效果。其余未述部分与现有技术相同。
实施例2，如图3、4所示，是在实施1的基础上进行改进，基板4为厚度为0.01-1mm，宽度为0.08-5mm的铜板，表面镀银而成，表面刻蚀出导电槽41，导电槽41的中心线与LED晶片的固定孔的中心线重合，多个固定孔均匀布置，每个固定孔内装一个LED晶片，使用时可以根据需要的亮度进行裁剪，选择不同数量的LED晶片。小孔42的内径小于LED晶片中P-N结1的外径，单个LED晶片的P-N结1向下，蓝宝石2向上固定于固定孔中，P-N结1的正负极与导电槽41相接，通过导电槽41进行电连接。
实施例3，在实施2的基础上选择厚度为0.01-1mm的透明板为基板4，表面制有长槽，槽内固定有导电片形成导电槽41，这样基板对LED晶片的发光也无阻挡，能使光效最大化。其余未述部分与上例相同。

Claims (5)

1.一种双面发光的柔性LED光源灯丝，P-N结（1）与蓝宝石（2）固定在一起成单个LED晶片，由荧光粉和环氧树脂的混合物将单个LED晶片固定于基板（4）上，其特征在于：在基板（4）上设计有可容下LED晶片的固定单个LED晶片的固定孔，固定孔为上大下小的二段孔，大孔（43）为沉孔，小孔（42）为通孔，小孔（42）的内径小于LED晶片的外径,基板（4）为厚度为0.01-1mm的铜板，表面镀银而成，表面刻蚀出导电槽（41），基板（4）的宽度为0.08-5mm。
2.根据权利要求1所述的一种柔性LED光源灯丝，其特征在于：多个固定孔均匀布置。
3.根据权利要求1所述的一种柔性LED光源灯丝，其特征在于：基板（4）上设计有导电槽（41），导电槽（41）的中心线与LED晶片的固定孔的中心线重合，单个LED晶片P-N结（1）向下，蓝宝石（2）向上固定于固定孔中，小孔（42）的内径小于LED晶片中P-N结（1）的外径，P-N结（1）的正负极与导电槽（41）相接。
4.一种双面发光的柔性LED光源灯丝，P-N结（1）与蓝宝石（2）固定在一起成单个LED晶片，由荧光粉和环氧树脂的混合物将单个LED晶片固定于基板（4）上，其特征在于：在基板（4）上设计有可容下LED晶片的固定单个LED晶片的固定孔，固定孔为上大下小的二段孔，大孔（43）为沉孔，小孔（42）为通孔，小孔（42）的内径小于LED晶片的外径,基板（4）上设计有导电槽（41），导电槽（41）的中心线与LED晶片的固定孔的中心线重合，单个LED晶片P-N结（1）向下，蓝宝石（2）向上固定于固定孔中，小孔（42）的内径小于LED晶片中P-N结（1）的外径，P-N结（1）的正负极与导电槽（41）相接，基板（4）为厚度为0.01-1mm的透明板，表面制有长槽，槽内固定有导电片形成导电槽（41），基板（4）的宽度为0.08-5mm。
5.根据权利要求4所述的一种柔性LED光源灯丝，其特征在于：多个固定孔均匀布置。
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