CN202056682U

CN202056682U - 一种提高光效的led模组

Info

Publication number: CN202056682U
Application number: CN2011201173372U
Authority: CN
Inventors: 郑永生; 陈海英; 刘贤金; 肖国伟
Original assignee: APT (GUANGZHOU) ELECTRONICS Ltd
Current assignee: Guangdong APT Electronics Ltd
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-04-20

Abstract

本实用新型一种提高光效的LED模组，包括一LED模组芯片、一光转换介质层、一第一透光介质层和一透镜，该光转换介质层覆盖在该LED模组芯片的发光区上表面，该第一透光介质层设置在该光转换介质层上表面，该透镜设置在该第一透光介质层的上表面。相对于现有技术，本实用新型直接采用高透光率的透镜作为LED灯具的二次透镜并直接暴露在空气中，可以有效的减少因透镜材料透光率低及玻璃罩对光线阻碍损失，大幅度提升LED灯具的发光效率。

Description

一种提高光效的LED模组

技术领域

本实用新型属于发光器件的制造领域，涉及一种提高LED灯发光效率的LED模组。

背景技术

发光二极管(LED)是一种具有节能和环保特性的照明光源，集高光效、低能耗、低维护成本等优良性能于一身。随着LED技术的进一步成熟和成本的持续下降，高效节能的LED灯逐渐取代传统的高压钠灯逐渐成为节能新趋势。与高压钠灯相比，LED灯在节能、寿命、显色指数、环保、光线利用率、启动时间等方面均有明显的优势，被广泛应用于包括道路照明、工矿照明、隧道照明等户外领域首先，LED灯更节能，如目前用于道路照明的LED灯具效率普遍为70-80lm/W，通常采用200W-250W的LED灯即可替代传统的400W的高压钠灯，比传统高压钠灯省电37.5％-50％，并具备更好的照度均匀性；其次，LED灯更长寿命，传统高压钠灯目前寿命一般为6000-8000小时，而LED灯的平均寿命约为30,000小时；再者，LED灯的显色指数更高，采用传统高压钠灯显色指数为20-30，而LED灯显色性可以达到68-75，灯光下的物体本身色彩还原度更高；进一步，LED灯完全不含汞和其它有害物质，完全符合欧盟的ROHS指令；同时，传统高压钠灯由于四面发光，部分光线需要通过多次反射被投射到地面，光线有效利用率只有55-60％，而LED灯光线属于定向发光，光线利用率可以达到92％以上；最后，传统高压钠灯从启动到到达正常亮度需约10分钟，而LED灯属于瞬态启动。

请参阅图1，其为现有技术中LED灯的结构示意图。该LED灯包括一散热器11、一PCB线路板12、多个LED单元13、多个二次透镜14和一玻璃罩15。每个LED单元13的上表面均设置一二次透镜14，该二次透镜14的材料为亚克力(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。该LED单元13设置在PCB线路板12上。该线路板12设置在散热器11上。该玻璃罩15将该多个LED单元13及其上表面的二次透镜14收容在其空间内以防尘和防水。

但是，上述的LED灯结构具有诸多技术难题和缺陷：二次透镜材质PMMA或PC透光率分别为93％和89％，耐高温能力分别为80℃和110℃，透光率低，长期使用过程中会出现逐渐“黄化”等现象，造成LED灯发光效率的降低；另外，加装该透明玻璃罩15进行防尘和防水，该玻璃罩透光率约为86％-92％，光损失较大，进一步降低LED灯的发光效率。以上这些设计的先天不足548C生产工艺过程中难以控制的隐患均易造成目前LED灯光效普遍为70-80lm/W，寿命远小于标称的30,000小时。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种提高光效的LED模组。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种提高光效的LED模组，包括一LED模组芯片、一光转换介质层、一第一透光介质层和一透镜，该光转换介质层覆盖在该LED模组芯片的发光区上表面，该第一透光介质层设置在该光转换介质层上表面，该透镜设置在该第一透光介质层的上表面。

进一步，该LED模组芯片进一步包括一基板和多个LED芯片单元，该多个LED芯片单元倒装设置在该基板上，并通过该基板的布线实现电连接。

进一步，该LED模组还包括一底座、一反光杯支架和一连接介质层，该反光杯支架设置在该底座上，该LED模组芯片设置在该反光杯支架的内凹空间内，并通过该连接介质层固定在底座上。

进一步，该透镜具有光散射结构。该光散射结构为该透镜与该第一透光介质层接触的下表面具有的多个凸起结构。该凸起结构为半球形凸起或锥形凸起。

进一步，还包括一第二透光介质层，该第二透光介质层设置在该第一透光介质层与透镜之间。

相对于现有技术，本实用新型直接采用高透光率的透镜作为LED路灯的二次透镜并直接暴露在空气中，可以有效的减少因透镜材料透光率低及玻璃罩对光线阻碍损失，大幅度提升LED路灯的发光效率。进一步，在该透镜上设计散光结构，使光线经过透镜时得到进一步的降低光线界面全反射损失，提高LED路灯的发光效率。

为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式。

附图说明

图1是现有技术中LED路灯的立体结构示意图。

图2本实用新型LED模组的结构示意图。

图3是图2所示LED光源的放大结构示意图。

图4是图2所示透镜的放大结构示意图。

具体实施方式

请参阅图2，其是本实用新型LED模组的结构示意图。该LED模组包括一底座21、一反光杯支架22、一连接介质层23、一LED模组芯片24、一光转换介质层25、一第一透光介质层26和一透镜27。该反光杯支架22设置在该底座21上，该LED模组芯片24设置在该反光杯支架22的内凹空间内并通过该连接介质层23固定在底座21上。该光转换介质层25覆盖在该LED模组芯片24的发光区上表面。该第一透光介质层26设置在该光转换介质层25上表面。该透镜27设置在该第一透光介质层26的上表面。

请参阅图3，其是图2所示LED模组芯片24的放大结构示意图。该LED模组芯片24包括一硅基板341、多个LED芯片单元342、金线343和硅基板电极344。该多个LED芯片单元342倒装设置在该硅基板341上，并通过该硅基板341的布线实现电连接。该硅基板电极344通过金线343与反光杯支架32上的电极(图未示)电连接。

请参阅图4，其是图2所示透镜27的放大结构示意图。该透镜27的外表面光滑，与该第一透光介质层26接触的内表面具有多个向内凸起结构40，从而使光线经过透镜27时得到进一步降低界面全反射几率，提高LED光效。该向内凸起结构40具体为半球形凸起或锥形凸起。该透镜27的材料为透明玻璃，其透光率大于97％，且折射率为1.5。

该光转换介质层25具体是荧光粉和硅胶混合层。其中，荧光粉为颗粒大小为13-15um的Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺黄色荧光粉，其将LED模组芯片24发出的波长为455-457.5nm的蓝光转换成波长为564nm的白光；硅胶为折射率大于1.5的透明硅胶。

该透光介质层26具体是透明硅胶层，其折射率为1.5。

上述LED模组还可具有多种变形结构，如该透镜内表面的多个向内凸起结构可由多个散射粒子替代，同样达到散射的效果。还可在透镜27和该透光介质层26之间设置一第二透光介质层，该第二透光介质层的折射率小于或等于第一透光介质层的折射率，但该第二透光介质层的硬度小于该第一透光介质层。

相对于现有技术，本实用新型的LED模组摈弃传统LED路灯采用的低透光率的PC透镜或PMMA透镜外加一低透光率的防尘和防水玻璃罩的结构设计，而直接采用高透光率的透镜作为LED路灯的二次透镜并直接暴露在空气中，可以有效的减少因透镜材料透光率低及玻璃罩对光线阻碍损失，大幅度提升LED路灯的发光效率。进一步，在该透镜上设计散光结构，使光线经过透镜时得到进一步的散射而更加均匀。此外，本实用新型将采用将多颗电性能和光色性能相匹配的LED芯片单元倒装在同一基板上的芯片结构，并且无需焊接金线来实现多颗芯片的串并联，可以避免传统LED路灯依靠多颗LED光源在PCB线路板上通过回流焊工艺进行焊接形成串并联而很难解决高温过程中对LED光源的损伤及虚焊、假焊等难题，同时可避免传统LED路灯多颗LED光源在使用过程中衰减速度不一致而导致寿命大幅度下降的难题；同时可以避免传统LED路灯采用多颗芯片通过金线串并联形成大功率模组光源过程中金线的可靠性低等问题，大幅度提升LED路灯的使用寿命。因此，本发明不仅可以解决传统LED路灯生产过程中的品质控制难题和设计缺陷，并可极大地提高LED路灯的寿命和发光效率。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims

1.一种提高光效的LED模组，其特征在于：包括一LED模组芯片、一光转换介质层、一第一透光介质层和一透镜，该光转换介质层覆盖在该LED模组芯片的发光区上表面，该第一透光介质层设置在该光转换介质层上表面，该透镜设置在该第一透光介质层的上表面。

2.根据权利要求1所述的LED模组，其特征在于：该LED模组芯片进一步包括一基板和多个LED芯片单元，该多个LED芯片单元倒装设置在该基板上，并通过该基板的布线实现电连接。

3.根据权利要求1或2所述的LED模组，其特征在于：还包括一底座、一反光杯支架和一连接介质层，该反光杯支架设置在该底座上，该LED模组芯片设置在该反光杯支架的内凹空间内，并通过该连接介质层固定在底座上。

4.根据权利要求1或2所述的LED模组，其特征在于：该透镜具有光散射结构。

5.根据权利要求4所述的LED模组，其特征在于：该光散射结构为该透镜与该第一透光介质层接触的下表面具有的多个凸起结构。

6.根据权利要求5所述的LED模组，其特征在于：该凸起结构为半球形凸起或锥形凸起。

7.根据权利要求1或2所述的LED模组，其特征在于：还包括一第二透光介质层，该第二透光介质层设置在该第一透光介质层与透镜之间。

8.根据权利要求5或6所述的LED模组，其特征在于：还包括一第二透光介质层，该第二透光介质层设置在该第一透光介质层与透镜之间。

9.根据权利要求1或2所述的LED模组，其特征在于：该光转换介质层是荧光粉和硅胶混合层。