CN106449944A - 一种led面光源、led灯片及led灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED面光源、LED灯片及LED灯。所述LED面光源包括：导体；设置于所述半导体下方的用于透光和导热的透光介质。本发明在现有LED面光源工序中减少了电镀的工序，采用了透光介质，使得半导体发出的光透过正面的投射，加上背部贴着透光介质导出来的光，即可以形成了360度的出光角度，不但节省了制作工序及成本，还提高了光通量。
Description
技术领域
本发明属于照明技术领域，涉及一种照明器件，特别是涉及一种LED面光源、LED灯片及LED灯。
背景技术
随着现代科技的快速发展，具有节能、省电、无污染、高环保等特性的LED灯逐渐取代传统的照明灯具。很多人希望LED灯能做得像钨丝白炽灯那样轻巧，360度全角度发光。
如授权公告号为CN203309561U的中国发明专利，其公开了一种高光效的LED光源模组，该模组包括透明基板、在透明基板上固定有LED芯片阵列，LED芯片阵列由n个透明的芯片通过金属线串、并联构成，n为正整数，LED芯片阵列和透明基板外整体包裹一层混有荧光粉的封装树脂，该LED光源模组可以同时向上和向下发光，貌似实现了360度全空间角度发光。然而，实际效果并不然。究其原因是受现有LED芯片的本身结构所限制。参见图1所示，现有LED芯片100的基本结构包括：一个用于发光的半导体110，设置于半导体下方用于散热的蓝宝石衬底120，设置于蓝宝石衬底120下方的电镀不透光层130。现有LED芯片统一的做法是在蓝宝石衬底后多了一道工序，那就是底部的电镀，电镀的目的是让发光体(即半导体110)透过电镀层130将光反射出来。但是光透过电镀层反射后出来的亮度相当少，即光损很多。故而，现有市面上所谓的360度全空间角度发光仅是一个概念。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED面光源、LED灯片及LED灯，用于解决现有LED面光源的发光面有限，无法实现真正意义上的360度全空间角度发光的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED面光源，所述LED面光源包括：导体；设置于所述半导体下方的用于透光和导热的透光介质。
于本发明的一实施例中，所述透光介质的主要成分为氧化硅。
于本发明的一实施例中，所述透光介质为玻璃。
于本发明的一实施例中，所述透光介质为水晶。
于本发明的一实施例中，所述芯片由硅胶封装。
本发明还提供一种LED灯片，所述LED灯片包括：LED面光源；所述LED面光源包括半导体和设置于所述半导体下方的用于透光和导热的透光介质；透明基板，用于固定由所述LED面光源排列组成的LED面光源阵列；正极导电体，固定于所述透明基板上，通过导电线与所述LED面光源阵列相连，为所述LED面光源阵列提供正极电压；负极导电体，固定于所述透明基板上，通过导电线与所述LED面光源阵列相连，为所述LED面光源阵列提供负极电压。
于本发明的一实施例中，所述透光介质的主要成分为氧化硅。
于本发明的一实施例中，所述透光介质包括玻璃或/和水晶。
于本发明的一实施例中，所述正极导电体包括第一部体和第二部体；所述第一部体固定于所述透明基板上，所述第二部体处于所述透明基板外部；所述负极导电体包括第三部体和第四部体；所述第三部体固定于所述透明基板上，所述第四部体处于所述透明基板外部；其中，所述第一部体大于所述第二部体；所述第三部体大于所述第四部体。
于本发明的一实施例中，所述正极导电体和负极导电体均为导电金属片。
本发明还提供一种LED灯，所述LED灯包括如上所述的LED灯片。
如上所述，本发明的LED面光源、LED灯片及LED灯，具有以下有益效果：
本发明在现有LED面光源工序中减少了电镀的工序，采用了透光介质，使得半导体发出的光透过正面的投射，加上背部贴着透光介质导出来的光，即可以形成了360度的出光角度，不但节省了制作工序及成本，还提高了光通量。
附图说明
图1显示为现有的LED面光源的结构示意图。
图2显示为本发明实施例所述的LED面光源的一种实现结构示意图。
图3显示为本发明实施例所述的LED灯片的一种实现结构示意图。
图4a显示为本发明实施例所述的LED灯片的一种LED面光源阵列结构示意图。
图4b显示为本发明实施例所述的LED灯片的另一种LED面光源阵列结构示意图。
图4c显示为本发明实施例所述的LED灯片的再一种LED面光源阵列结构示意图。
元件标号说明
100 LED面光源
110 半导体
120 蓝宝石衬底
130 不透光层
200 LED面光源
210 半导体
220 透光介质
300 LED灯片
310 LED面光源
311 半导体
312 透光介质
320 透明基板
330 正极导电体
331 第一部体
332 第二部体
340 负极导电体
341 第三部体
342 第四部体
350 导电线
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参见图2所示，本发明提供一种LED面光源200，所述LED面光源200包括：半导体210和设置于所述半导体210下方的用于透光和导热的透光介质220。所述LED面光源的形状可以根据实际需要设计，如圆形、正方形、长方形、三角形、菱形、多边形等任意形状，本发明的保护范围不限于所述LED面光源的形状和尺寸。本发明所述的LED面光源可以实现4D全面均匀发光的效果。
所述半导体210为可发光的半导体。
所述透光介质220的主要功能在于透光和散热，透光率可根据实际应用需求进行设置或选取，散热效果也可根据实际需要进行选择，只要能满足以上两点需求的材料介质都可以应用在本发明中作为透光介质220。本发明的保护范围不限于所述透光介质220的具体材料和成分。本实施例所述的透光介质220的主要成分为氧化硅，例如：包含氧化硅和氧化铅(铅水晶片的折射率很高，色散很大，密度较高,具有高导热的特性)的透光介质。
所述透光介质220可以为玻璃，也可以为水晶。
当所述透光介质220为玻璃时，可以选用以下任一类型的玻璃：
1)普通玻璃(成分为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2)；
2)石英玻璃(以纯净的石英为主要原料制成的玻璃，成分仅为SiO2)；
3)钢化玻璃(成分与普通玻璃成分相同)；
4)钾玻璃(成分为K2O、CaO、SiO2)；
5)硼酸盐玻璃(成分为SiO2、B2O3)；
6)有色玻璃在(普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。Cu2O——红色；CuO——蓝绿色；CdO——浅黄色；CO2O3——蓝色；Ni2O3——墨绿色；MnO2——紫色；胶体Au——红色；胶体Ag——黄色)；
7)变色玻璃(用稀土元素的氧化物作为着色剂的高级有色玻璃)；
8)光学玻璃(在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质，如AgCl、AgBr等，再加入极少量的敏化剂，如CuO等，使玻璃对光线变得更加敏感)；
9)彩虹玻璃(在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化剂和溴化物制成)；
10)防护玻璃(在普通玻璃制造过程加入适当辅助料，使其具有防止强光、强热或辐射线透过而保护人身安全的功能。如灰色——重铬酸盐，氧化铁吸收紫外线和部分可见光；蓝绿色——氧化镍、氧化亚铁吸收红外线和部分可见光；铅玻璃——氧化铅吸收X射线和r射线；暗蓝色——重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大部分可见光；加入氧化镉和氧化硼吸收中子流。
11)微晶玻璃(又叫结晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入金、银、铜等晶核制成，代替不锈钢和宝石，作雷达罩和导弹头等)。
12)玻璃纤维(由熔融玻璃拉成或吹成的直径为几微米至几千微米的纤维，成分与玻璃相同)
13)玻璃丝(即长玻璃纤维)
14)玻璃钢(由环氧树脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材的增强塑料)。
15)玻璃纸(用粘胶溶液制成的透明的纤维素薄膜)。
16)金属玻璃(玻璃态金属，一般由熔融的金属迅速冷却而制得)。
17)萤石(氟石)(无色透明的CaF2，用作光学仪器中的棱镜和透光镜)。
当所述透光介质220为水晶时，可以根据以下介绍的水晶特性选用任一类型的水晶。水晶(rock Crystal)是一种石英(Quartz)结晶体矿物，它的主要化学成份是二氧化硅，化学式为SiO2。国际上通常以Rock crystal来特指天然水晶。当二氧化硅结晶完美时就是水晶；结晶不完美的就是石英：二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
化学成分：二氧化硅，化学成分中含Si—46.7％，O—53.3％。由于含有不同的微量元素或色心而呈现多种颜色[3]。
矿物成分：针铁矿、赤铁矿、金红石、磁铁矿、电气石、石榴石、云母、绿泥石等形成了包裹体水晶，如发晶、钛晶、绿幽灵等，发晶中则含有肉眼可见的似头发状的针状矿物的包裹体形成。含锰和铁者称紫水晶；含铁者；呈金黄色或柠檬色称黄水晶；含锰和钛呈玫瑰色者称蔷薇石英，即粉水晶；烟色者称烟水晶；褐色者称茶晶；黑色透明者称为墨晶。
结晶习性：结晶完美的水晶晶体属三方晶系，常呈六棱柱状晶体，柱面横纹发育，柱体为一头尖或两头尖，多条长柱体连结在一块，通称晶簇，美丽而壮观，形状可谓是千姿百态。除了常见的长柱状外，还有似宝剑形，有的若板状，有的如短柱形，有的像双锥。有的小如手指，有的大如巨石；有的不足半两，有的重达300多公斤。
光学性质：
颜色：
无色，浅至深的紫色，浅黄、中至深黄色，浅至深褐、棕色，绿至黄绿色，浅至中粉红。
紫水晶：浅至深的紫色。
黄水晶：浅黄、中至深黄色。
蓝水晶：淡蓝、暗蓝色。几乎所有的蓝色水晶都是人工合成的。
烟晶：浅至深褐、棕色。由于成分中Al3+替换了Si4+，受辐照后产生[AlO4]4-色心。
绿水晶：绿至黄绿色。颜色形成与Fe2+有关，市场上几乎不存在天然形成的绿色水晶，通常是紫水晶在加热成黄水晶的过程中形成的一种中间产物。
芙蓉石：浅至中粉红，色调较浅。通常因含有微量的钛(Ti)元素而呈粉红色。可具有透射星光效应。
发晶：无色、浅黄、浅褐等，可因含金红石常呈金黄、褐红等色，含电气石常呈灰黑色；含阳起石而呈灰绿色。
光泽：玻璃光泽。断口处为油脂光泽。光泽，指宝石表面对光线反射的一种光学性质。观察水晶的光泽，可用手握着它，以灯光或窗户投进来的光线看表面反射，透明水晶亮度与光泽强弱有关。
透明度：水晶透明度与透过它的光的质与量有关。光线透明过厚度为1厘米以上的水晶碎片或薄片时，可以清晰地看到映出的图像。如果底像不够清楚，仅见轮廓，那便是半透明。
折射率(RI)：1.544－1.553，几乎不超出此范围。(折射率，是当光由空气中透入宝石晶体，并产生折射现象，其入射角正弦与折射角正弦之比值。)
双折率(DR)：0.009(最大)，此值非常稳定。
色散值：0.013。色散是说宝石的折射率随照明光的不同而有一定的变化。例如钻石对红光折射为2.405；对绿光为2.427；紫光为2.449。
光性：一轴晶正光性。正交偏光下所看到的一轴晶干涉图是独特的，其黑十字臂未达中心，形成中空的图案，俗称牛眼干涉图。中心部分通常为淡绿色或淡粉色。
多色性:无色水晶没有多色性。有色水晶有弱到强的多色性.表现为体色的不同深浅。
力学性质：
解理：无解理。所谓解理是指矿物被打击时，沿一定方向有规则地裂开形成光滑平面的性质。根据解理的程度可以分为五类：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和无解理，水晶属于无解理。
断口：贝壳状。断口也叫破口。它是指矿物被打击后产生不规则的破裂，破裂裂面凹凸不平称为断口。根据断口的形状可分为贝壳状和锯齿状。
硬度：摩氏硬度7，为摩氏硬度，相当于钢锉一般坚硬。
密度(比重SG)：2.66(0.03，0.02)g/cm3。这意味着一定体积水晶的重量，是相同体积水的重量的2.56-2.66倍。块状变种水晶密度可能稍高些。
压电性：水晶晶体受到压力时会产生电荷；反之，受到电压作用时，晶体会产生频率很高的振动。水晶具有可使压力与电荷相互转移的性能，称压电性。
条痕颜色：无色。矿物粉末的颜色叫条痕。它可以消除假色，减弱他色，保留自色，是比矿物的颜色更为可靠的鉴定特征之一。
熔点：水晶熔点为1713℃。
本实施例所述的LED面光源外层还可覆盖透明的硅胶，以加强LED面光源的祈祷光及导热的效果。此外，还可在硅胶中添加荧光粉等物质，来保证稳定性。
本发明利用透光介质来固定无电镀层的LED半导体(即半导体210)，然后根据电压及电流的驱动电路来驱使LED半导体发光，再在LED面光源外层覆盖透明的硅胶，可以加强LED面光源的祈祷光及导热的效果，达到了LED面光源的4D全面发光的效果,延长了该高导热低光衰特性的LED面光源的寿命。
传统LED面光源的做法是在蓝宝石衬底后多了一道工序，即蓝宝石底部的电镀，电镀的目的是让发光体透过电镀层把光反射出来,但是光透过电镀层反射后出来的亮度相当少。而本发明不需要电镀层，并利用透光性高的介质把无背镀(即无电镀层)的芯片固定在透光性好的介质上，如此可以不须反射即可将光完全的投射出去。本发明可以中原LED面光源亮度的基础上增加至少三分之一的光通量，并且达到了传统LED无法做到的全方位发光(传统只有半圆最高180度出光面)，此外透过圆柱形模条导入透明的硅胶体，利用硅胶体的反射出光，可以达到全方位无暗区的出光。
本发明实施例还提供一种LED灯片，参加图3所示，所述LED灯片300包括：LED面光源310，透明基板320，正极导电体330，负极导电体340，导电线350。所述LED面光源310包括半导体311和设置于所述半导体下方的用于透光和导热的透光介质312。所述透明基板320用于固定由所述LED面光源310排列组成的LED面光源阵列。所述正极导电体330固定于所述透明基板320上，通过导电线350与所述LED面光源阵列相连，为所述LED面光源阵列提供正极电压。所述负极导电体340固定于所述透明基板320上，通过导电线350与所述LED面光源阵列相连，为所述LED面光源阵列提供负极电压。所述LED灯片的长度可以设置成任意所需长度或宽度尺寸，所述LED灯片的形状可以设置为任意所需形状，如直线型、折线型、曲线型、波浪线型、不规则线型等任意形状，本发明的保护范围不限于所述LED灯片的形状、长度和宽度尺寸。
所述透光介质312的主要功能在于透光和散热，透光率可根据实际应用需求进行设置或选取，散热效果也可根据实际需要进行选择，只要能满足以上两点需求的材料介质都可以应用在本发明中作为透光介质。本发明的保护范围不限于所述透光介质220的具体材料和成分。本实施例所述的透光介质312的主要成分为氧化硅，例如：包含氧化硅和氧化铅(铅水晶片的折射率很高，色散很大，密度较高,具有高导热的特性)的透光介质。所述透光介质312可以为玻璃，也可以为水晶。
所述正极导电体330包括第一部体331和第二部体332；所述第一部体331固定于所述透明基板320上，所述第二部体332处于所述透明基板320外部；所述负极导电体340包括第三部体341和第四部体342；所述第三部体341固定于所述透明基板320上，所述第四部体342处于所述透明基板320外部；其中，所述第一部体331长于所述第二部体332；所述第三部体341长于所述第四部体342。
进一步，所述正极导电体330和负极导电体340均为导电金属片，例如：铜片，金片，铁片，铝片等任意具有导电、导热功能的片状体或其他形状体。所述正极导电体330和负极导电体340还具有均温特性，能够避免LED灯片因局部温度过高而损坏。此外，由于所述正极导电体330和负极导电体340的大部分结构与所述透明基板320直接相接触，也容易将热量快速传递至所述透明基板320，相较于传统LED灯片散热更快。
所述导电线350优选采用金线，也可以采用其他导电金属线或导电非金属线，只要满足使用需要，本发明的保护范围不限于导电线350的具体材料和结构。
此外，所述LED面光源阵列中，LED面光源310的排列方式可以为任意合适方式，本发明的保护范围不限于所述LED面光源的排列方式。所述LED面光源阵列中，LED面光源可以全部串联相连，例如图4a所示，也可以全部并联相连，例如图4b所示，还可以串联并联混合相连,例如图4c所示。
本发明实施例还提供一种LED灯，所述LED灯包括如上所述的LED灯片300。其中，LED灯中，所述LED灯片300的布局方式可以为任意设置方式，本发明的保护范围不限于LED灯中LED灯片的布局、数量、和结构。
本发明采用了透光介质实现了无背镀的LED面光源，可以根据透光介质的面积及LED面光源的大小，控制输出功率并增加二极管半导体发光量，还可以通过灌注硅胶形成圆柱形的发光体，真正达到4D(360度全方位)无暗区覆盖的光源。
现有的LED芯片要发光必须要有铜，铝，铁等金属或是非金属来做支架，但是发光的角度最大只有180度。本发明相对于现有LED芯片工序中减少了电镀的工序，采用了透光介质，使得半导体发出的光透过正面的投射，加上背部贴着透光介质导出来的光，即可以形成了360度的出光角度，不但节省了制作工序及成本，还提高了光通量(即原LED芯片损失的光通量)。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种LED面光源，其特征在于，所述LED面光源包括：
半导体；
设置于所述半导体下方的用于透光和导热的透光介质。
2.根据权利要求1所述的LED面光源，其特征在于：所述透光介质的主要成分为氧化硅。
3.根据权利要求2所述的LED面光源，其特征在于：所述透光介质为玻璃。
4.根据权利要求2所述的LED面光源，其特征在于：所述透光介质为水晶。
5.根据权利要求1所述的LED面光源，其特征在于：所述LED面光源由硅胶封装。
6.一种LED灯片，其特征在于，所述LED灯片包括：
LED面光源；所述LED面光源包括半导体和设置于所述半导体下方的用于透光和导热的透光介质；
透明基板，用于固定由所述LED面光源排列组成的LED面光源阵列；
正极导电体，固定于所述透明基板上，通过导电线与所述LED面光源阵列相连，为所述LED面光源阵列提供正极电压；
负极导电体，固定于所述透明基板上，通过导电线与所述LED面光源阵列相连，为所述LED面光源阵列提供负极电压。
7.根据权利要求6所述的LED灯片，其特征在于：所述透光介质的主要成分为氧化硅。
8.根据权利要求6所述的LED灯片，其特征在于：所述透光介质包括玻璃或/和水晶。
9.根据权利要求6所述的LED灯片，其特征在于：所述正极导电体包括第一部体和第二部体；所述第一部体固定于所述透明基板上，所述第二部体处于所述透明基板外部；所述负极导电体包括第三部体和第四部体；所述第三部体固定于所述透明基板上，所述第四部体处于所述透明基板外部；其中，所述第一部体大于所述第二部体；所述第三部体大于所述第四部体。
10.根据权利要求9所述的LED灯片，其特征在于：所述正极导电体和负极导电体均为导电金属片。
11.一种LED灯，其特征在于：所述LED灯包括权力要求6-10任意一项所述的LED灯片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 202, 42nd Building, 518 Shenzhuan Highway, Songjiang High-tech Park, Caohejing Development Zone, Songjiang District, Shanghai, 20112 Applicant after: Caiyun (Shanghai) Technology Co.,Ltd. Address before: Room 202, 42nd Building, 518 Shenzhuan Highway, Songjiang High-tech Park, Caohejing Development Zone, Songjiang District, Shanghai, 20112 Applicant before: Shanghai Leadesco Lighting Technology Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20181221 Address after: 363000 Chaoyang West Road, Longwen District, Zhangzhou City, Fujian Province Applicant after: FUJIAN HONGJIA PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Room 202, 42nd Building, 518 Shenzhuan Highway, Songjiang High-tech Park, Caohejing Development Zone, Songjiang District, Shanghai, 20112 Applicant before: Caiyun (Shanghai) Technology Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170222 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |