CN105927950A - 带热辐射材料的led灯丝及led灯丝球泡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带热辐射材料的LED灯丝及灯丝球泡，涉及照明技术领域。一种带热辐射材料的LED灯丝，包括线型支架、LED发光单元组和荧光粉层；线型支架包括线型基板单体和两电极引脚；荧光粉层位于LED发光单元组的表面；线型基板单体的背面设有热辐射材料层。一种带热辐射材料的LED灯丝球泡，包括泡壳体、发光源和高导热性气体介质。发光源采用上述的带有热辐射材料的LED灯丝。本发明大大提高LED灯丝球泡的散热效果和可靠性，使LED芯片可以被更高的电流驱动而获得更高的光通量或流明值，从而使每单位流明的成本得到大大降低；同时也延长了LED灯丝球泡的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体涉及一种带热辐射材料的LED灯丝和一种使用该LED灯丝作为发光源的LED灯丝球泡。
背景技术
LED作为一种新的光源，因其节能效果好、长寿命等优点，已广泛应用于各种照明设施。一般的LED光源，将LED芯片固晶在线条状的玻璃基板、蓝宝石基板或金属基板上，焊线后将整个基板用荧光粉胶层模封，由此获得一种能够实现发光的LED封装产品，将其组装在球泡灯或蜡烛灯中可以获得一种近似白炽灯的发光效果。
LED支架一般由金属材料如铜、铝、铁等及用于白色绝缘有机材料如PPA等通过注塑成形制作而成，其整个支架为一不透明体，因此其封装的LED光源都是单面发光的点光源或面光源。同时传统的LED支架一般用于制作点状的LED光源如SMD型LED或Lamp型LED，或者是面状光源如COB型光源。用此类LED光源制作的LED灯与传统的白炽灯在照明效果上有较大的差距，不符合人们的使用习惯。
因此，目前出现了一种线型LED光源，通常称为LED灯丝，以及用此LED灯丝制作成的LED球泡，通常称为LED灯丝球泡。由于LED灯丝球泡一般不含有散热器，LED灯丝在工作时温度较高，散热困难，因此LED灯丝球泡的可靠性方面与带散热器的普通LED球泡相比，还有一定差距。因此，目前需要设计一种带有散热功能的LED灯丝及LED灯丝球泡。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种散热效果好、寿命长，带热辐射材料的LED灯丝及灯丝球泡。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种带热辐射材料的LED灯丝，包括线型支架、LED发光单元组和荧光粉层；线型支架包括线型基板单体和位于线型基板单体两端的电极引脚；LED发光单元组位于线型基板单体的正面，LED发光单元组包括至少一个沿线型基板单体长轴方向呈直线状排布的LED发光单元；LED发光单元组与线型基板单体两端的电极引脚串联连接；LED发光单元之间通过金属导线依次串联连接；荧光粉层位于LED发光单元的表面；线型基板单体的背面设有热辐射材料层。
进一步地，上述热辐射材料层由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；热辐射材料为石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、氧化镍、氧化铁、油漆中的任一种。
进一步地，上述LED发光单元为蓝光LED芯片、红光LED芯片、绿光LED芯片、黄光LED芯片、紫光LED芯片中的一种或其任意组合。
进一步地，上述线型基板单体采用高导热系数材料制作；高导热系数材料为金属材料，或陶瓷材料。
进一步地，上述线型支架呈直线状或曲线状。
进一步地，上述线型基板单体的长度为5mm~200mm，宽度为0.3mm~5mm，厚度为0.1mm~3mm；优选地，线型基板单体的长度为10mm~100mm，宽度为0.5mm~2mm，厚度为0.2mm~1.0mm。
进一步地，上述荧光粉层的横截面为半圆形、半椭圆形、长方形或其他任意形状；荧光粉层材质为YAG系列黄粉、黄绿粉，或硅酸盐系列黄粉、黄绿粉、橙粉，或氮化物、氮氧化物系列红粉或YAG系列荧光粉、硅酸盐系列荧光粉、氮化物、氮氧化物系列荧光粉的任意组合。
本发明还提供了一种LED灯丝球泡，包括一密封的透光泡壳体，位于透光泡壳体内的发光源，以及位于透光泡壳体内部的高导热性气体介质。发光源采用上述的带有热辐射材料的LED灯丝；高导热性气体介质为氦气，或氢气，或氦气与氢气混合气体；当高导热性气体介质为氦气与氢气混合气体时，氦气与氢气的体积比为任意比例，优选氦气与氢气的体积比为95:5。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
通过在线型基板单体背面设一层热射系数较高的热幅射材料层，提高LED灯丝的散热效率，使发光源在工作时产生的热量传导到热幅射材料后，一部分热量通过热幅射的方式散发出去，另一部分通过高导热气体的热对流方式传导到泡壳散发出去，在传统利用高导热气体的热对流方式散热的基础上，增加一种新热辐射散热途径，大大提高了LED灯丝球泡的散热效果和可靠性，使LED芯片可以被更高的电流驱动而获得更高的光通量或流明值，从而使每单位流明的成本得到大大降低；同时也延长了LED灯丝球泡的使用寿命。
附图说明
图1为本发明中一种带热辐射材料的LED灯丝的示意图；
图2为本发明中一种带热辐射材料的LED灯丝的截面图；
图3为本发明中曲线状的带有热辐射材料的LED灯丝示意图；
图4为本发明中发光源为直线状带有热辐射材料的LED灯丝球泡的示意图；
图5为本发明中发光源为曲线状带有热辐射材料的LED灯丝球泡的示意图；
图中：1-线型基板单体；2-热辐射材料层；3-LED发光单元；4-金属导线；5-荧光粉层；6-电极引脚；10-LED灯丝；11-泡壳体；12-高导热性气体介质；13-灯头；14-驱动电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域内的技术人员了解本发明。
如图1和2所示，本发明提供了一种带热辐射材料的LED灯丝10，包括线型支架、LED发光单元组和荧光粉层5，所述线型支架包括线型基板单体1和位于线型基板单体1两端的电极引脚6；LED发光单元组位于线型基板单体1的正面，所述LED发光单元组包括22个沿线型基板单体1长轴方向呈直线状排布的LED发光单元3。本实施例中，LED发光单元3为蓝光LED芯片，当然也可以根据需要选择红光LED芯片、绿光LED芯片、黄光LED芯片、紫光LED芯片中的一种或其任意组合，在此不对其进行限制。LED发光单元组与线型基板单体1两端的电极引脚6串联连接；蓝光LED芯片之间通过金属导线4依次串联连接。
本实施例中，线型基板单体1的背面设有热辐射材料层2。热辐射材料层2由热辐射率大于0.9的石墨烯材料组成，石墨烯材料通过与有机粘结剂混合后涂覆于线型基板单体1的背面。在另外的一种实施例中，热辐射材料还可以为石墨、炭黑、碳纳米管、氧化镍、氧化铁、油漆中的一种组。
本实施例中，荧光粉层5位于LED发光单元3的表面；荧光粉层5的横截面为半椭圆形，如图2所示；进一步地，荧光粉层5材质为YAG系列黄绿粉、氮化物红粉的组合。
本实施例中，组成线型基板单体1的高导热系数材料为金属铜材料，当然也可以采用金属铁材料或陶瓷材料。线型基板单体1的长度为40mm，宽度为1mm，厚度为0.4mm。本实施例中线型支架呈直线状。在另外的实施例中，线型支架也可以呈曲线状，如图3所示。
基于上述提供的带有热辐射材料的LED灯丝制作的LED灯丝球泡，包括一密封的透光泡壳体11，位于所述泡壳体11内的发光源，以及位于所述泡壳体11内部的高导热性气体介质12，以及一个用于连接市电的灯头13，以及位于灯头13内部，用于将市电交流电转换成直流电的驱动电源14。其中，泡壳体采用玻璃壳体；所述高导热性气体介质12为氦气；发光源采用上述制得的直线状的带有热辐射材料的LED灯丝10，如图4所示。在另一实施例中的LED灯丝球泡，发光源可以采用曲线型的带有热辐射材料的LED灯丝，如图5所示。
采用带有热辐射材料的LED灯丝制作的LED灯丝灯的外形构造可设置成球泡灯、蜡烛灯、U型灯管等。通过设置带有热辐射材料的LED灯丝，一方面，由于LED灯丝的背面有一层热幅射材料层，其热辐射系数高，LED发光单元在工作时产生的热量传导到热幅射材料层后，一部分热量可以通过热幅射的方式散发出去；另一方面，LED灯丝与玻璃壳体中的氦气直接接触实现热交换，从而达到良好的散热效果，通过两种散热途径，提高LED灯丝球泡的可靠性的，使LED芯片可以被更高的电流驱动而获得更高的光通量或流明值，从而使每单位流明的成本得到大大降低。
以上实施方式仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述的各个实施方式对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种带热辐射材料的LED灯丝，包括线型支架、LED发光单元组和荧光粉层（5），所述线型支架包括线型基板单体（1）和位于线型基板单体（1）两端的电极引脚（6）；
所述LED发光单元组位于线型基板单体（1）的正面，所述LED发光单元组包括至少一个沿线型基板单体（1）长轴方向呈直线状排布的LED发光单元（3）；所述LED发光单元组与线型基板单体（1）两端的电极引脚（6）串联连接；所述LED发光单元（3）之间通过金属导线（4）依次串联连接；
所述荧光粉层（5）位于LED发光单元（3）的表面；
其特征在于，所述线型基板单体（1）的背面设有热辐射材料层（2）。
2.如权利要求1所述的带热辐射材料的LED灯丝，其特征在于，所述热辐射材料层（2）由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；所述热辐射材料为石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、氧化镍、氧化铁、油漆中的任一种。
3.如权利要求1所述的带热辐射材料的LED灯丝，其特征在于，所述LED发光单元（3）为蓝光LED芯片、红光LED芯片、绿光LED芯片、黄光LED芯片、紫光LED芯片中的一种或其任意组合。
4.如权利要求3所述的带热辐射材料的LED灯丝，其特征在于，所述线型基板单体（1）采用高导热系数材料制作；所述高导热系数材料为金属材料，或陶瓷材料。
5.如权利要求4所述的带热辐射材料的LED灯丝，其特征在于，所述线型支架呈直线状或曲线状。
6.如权利要求5所述的带热辐射材料的LED灯丝，其特征在于，所述线型基板单体（1）的长度为5mm~200mm，宽度为0.3mm~5mm，厚度为0.1mm~3mm。
7.如权利要求6所述的带热辐射材料的LED灯丝，其特征在于，所述荧光粉层（5）的横截面为半圆形、半椭圆形或长方形；所述荧光粉层（5）材质为YAG系列黄粉、黄绿粉，或硅酸盐系列黄粉、黄绿粉、橙粉，或氮化物、氮氧化物系列红粉，或YAG系列荧光粉、硅酸盐系列荧光粉、氮化物、氮氧化物系列荧光粉的任意组合。
8.一种LED灯丝球泡，包括一密封的透光泡壳体（11），位于所述透光泡壳体（11）内的发光源，以及位于所述透光泡壳体（11）内部的高导热性气体介质（12），其特征在于，所述发光源采用如权利要求1至权利要求7任一项所述的带有热辐射材料的LED灯丝（10）；所述高导热性气体介质（12）为氦气，或氢气，或氦气与氢气混合气体。
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