CN204922548U - 全发光高照度led灯泡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全发光高照度LED灯泡，涉及照明技术领域，主要目的是克服目前全发光LED灯存在眩光及主工作面照度低的缺陷。该全发光高照度LED灯泡，包括泡壳，LED发光体以及灯头；所述LED发光体是一种具有LED扩展光源的发光体，其由小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成；所述LED发光体固定在泡壳内部与灯头中心轴垂直相交的一个平面中，并通过灯头连接外电源从泡壳射出高照度的照明光线。

Description

全发光高照度LED灯泡

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种全发光高照度LED灯泡。

背景技术

目前，各行各业都倡导绿色环保，照明领域也不例外。在照明领域，由于LED灯的使用寿命长、能耗低、节约能源显著，故LED灯替代白炽灯和荧光节能灯已广泛地应用于日常生活中。随着人们生活质量的提高，人们对LED灯的要求也越来越高，特别是4π出光的LED灯丝灯，其大角度全发光用在装饰照明以及环境照明中很受市场欢迎；但是现在4π出光的LED灯丝灯普遍存在眩光及光圈、光斑、光影，正中心点光强偏弱、光照不均匀的这些缺陷，不适合高照度工作照明及健康照明的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种全发光高照度LED灯泡，主要目的是克服目前全发光LED灯存在眩光及主工作面照度低的缺陷。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种全发光高照度LED灯泡，包括泡壳，LED发光体以及灯头；所述LED发光体是一种具有LED扩展光源的发光体，其由小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成；

所述LED发光体固定在泡壳内部与灯头中心轴垂直相交的一个平面中，并通过灯头连接外电源从泡壳射出高照度的照明光线。

进一步的，所述LED发光体为LED光引擎；

所述LED光引擎还包括线性恒流芯片、半导体器件；所述线性恒流芯片、半导体器件与小功率LED芯片一起裸晶绑定在所述透光热沉基板上。

进一步的，所述小功率LED芯片成圆环形排列裸晶绑定封装在透光热沉基板上。

进一步的，所述LED发光体固定在LED灯泡的泡颈至LED灯泡的泡壳最大直径之间。

进一步的，所述透光热沉基板为带有微形小孔的超簿高导热率基板；或者带有微形小孔的阶梯形高导热率基板。

进一步的，所述带有微形小孔的超簿高导热率基板为0.5mm以下带有微形小孔的超簿高导热率基板。

进一步的，所述超簿高导热率基板或者阶梯形高导热率基板均基板为荧光陶瓷基板、荧光玻璃基板或荧光塑料基板。

进一步的，所述透光热沉基板上涂覆0.01mm～5mm的透明导电膜。

进一步的，所述泡壳为磨砂、乳白色或内涂白玻壳；或者为涂有1μm～500μm光学膜层或荧光粉膜层的泡壳。

本实用新型实施例提出的一种全发光高照度LED灯泡，该LED灯泡发光体是一种由小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成LED扩展光源，提供足够光通输出，实现LED灯泡全发光高照度；并且其固定在泡壳内部与灯头中心轴垂直相交的一个平面中，可以有效克服现有led灯丝灯发光条线光源产生直接眩光的缺陷；同时可以克服现有led灯丝灯中，LED发光条线光源在泡壳内纵向位置所造成的灯头中心轴垂直平面的光通输出低，存在光圈、光斑、光影，正中心点光强偏弱、光照不均匀及的这些缺陷。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种全发光高照度LED灯泡的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种灯颈位置置放LED发光体的全发光高照度LED灯泡结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种有反射涂层的全发光高照度LED灯泡结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种全发光高照度LED灯泡的配光曲线图；

图5为本实用新型实施例提供的一种用芯柱调节LED发光体的全发光高照度LED灯泡结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种带有led光引擎的芯柱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

目前提供给有效工作区域内高光通输出，得到高照度的LED灯泡大多是由LED芯片封装在一块金属热沉电路板上、配置一个带有散热鳍片的金属散热器或塑包铝散热器、一个驱动电源、一个透光罩壳和一个电连接器组成；这种金属散热器LED灯泡，发光角度小於180度，不美观，不安全，存在许多缺陷，阻碍了LED照明的应用推广；而全塑料外壳与透明基板制作的全发光LED透明塑料灯泡，利用空气对流散热的不密封结构，还无法制作高光通输出的全发光高照度LED灯泡。另外，LED是一种点光源，若人眼直视它，会产生强烈的炫光、在视野中留下一个黑影，严重影响视力，全发光LED灯丝灯的发光条产生的直接眩光也是一种光污染，影响人体健康，LED灯丝灯产生的光影也让人产生不舒适感。

为解决上述的问题，本实用新型实施例采用透光热沉基板制作发光体，并且将制作的发光体设置在泡壳内部与灯头中心轴垂直相交的一个平面中。具体的，如图1所示，本实用新型实施例提供一种全发光高照度LED灯泡，包括泡壳1，LED发光体2以及灯头3；所述LED发光体2是一种具有LED扩展光源的发光体，其由小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成，该LED扩展光源是一种发光面积较大的光源，发光角度大于180度，其可以是平面光源，曲面光源，任何异形出光面光源；所述LED扩展光源固定在泡壳内部与灯头中心轴3a垂直相交的一个平面中，并通过灯头连接外电源从泡壳1射出高照度的照明光线。

其中，全发光高照度LED灯泡，其发光体是一种由小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成LED扩展光源，提供足够光通输出，实现LED灯泡全发光高照度，并且其固定在泡壳内部与灯头中心轴垂直相交的一个平面中可以有效克服现有LED灯丝灯发光条线光源产生直接眩光的缺陷；同时可以克服现有LED灯丝灯中，LED发光条线光源在泡壳内纵向位置所造成的灯头中心轴垂直平面的光通输出低，存在光圈、光斑、光影，正中心点光强偏弱、光照不均匀的这些缺陷。

进一步的，为了加强LED灯泡的全发光高照度，在透光热沉基板上封装小功率LED芯片时，可以选用将小功率LED芯片成圆环形排列裸晶绑定封装在透光热沉基板上，也可以采用其他的分散排列方式将小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上，具体的，本实用新型实施例对此不进行限制，本实用新型优选圆环形排列。

其中，需要说明的是，本实用新型实施例中的小功率LED芯片可以为20mm电流下工作的小功率芯片，具体的本实用新型实施例对此也不进行限制，其他的小功率LED芯片也可以根据具体需求应用到本实用新型实施例中。

进一步的，在实施过程中，为了克服不同外形泡壳的LED灯泡所存在的眩光、光圈、光斑、光影、正中心点光强偏弱、光照不均匀的这些缺陷问题，所述LED扩展光源可以但不局限于固定在LED灯泡的泡颈1b至LED灯泡的泡壳1最大直径1a之间。例如，如图2所示，将该发光体放置在泡颈1b位置。

本实用新型实施例在具体实施的过程中，该透光热沉基板可以为但不局限于以下的基板，该基板具体为带有微形小孔的超簿高导热率基板；或者带有微形小孔的阶梯形高导热率基板。其中，该带有微形小孔的超簿高导热率基板优选0.5mm以下带有微形小孔的超簿高导热率基板。上述两种不同形式的基板都可以做成以下材料的基板，具体为荧光陶瓷基板、荧光玻璃基板或荧光塑料基板。当然，在具体实施时，本实用新型对此也不限制，也可以是可以的其他材料的基板。

本实用新型实施例提供的全发光高照度LED灯泡，除了通过发光体的组成和设置位置来克服LED灯泡所存在的眩光、光圈、光斑、光影、正中心点光强偏弱、光照不均匀及的这些缺陷问题外，其还提供了如下的方法进一步克服上述问题，具体为：该全发光高照度LED灯泡的泡壳为磨砂、乳白色或内涂白玻壳；或者将其做成为涂有1μm～500μm光学膜层或荧光粉膜层的泡壳，具体如图3所示，在泡壳1的内表面1c上涂有1μm～500μm光学膜层或荧光粉膜层。通过涂有1μm～500μm光学膜层或荧光粉膜层的泡壳，对LED灯泡进行二次光学设计调整，可以低成本、有效地克服直接眩光，产业化实现无眩光，无光影的健康照明。

进一步的，为了减少了高成本的外接LED驱动器，大辐度降低全发光高照度LED灯泡的整体造价，本实用新型实施例中，该LED发光体可以为LED光引擎，也可以为单独的发光体。具体的，本实用新型实施例对此不进行限制，当其是单独的发光体时，该LED发光体为将小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成的LED扩展光源，其在组装成灯泡时需要电源的驱动装置。当该LED发光体为LED光引擎时，该LED发光体为将小功率LED芯片、线性恒流芯片、半导体器件裸晶绑定在所述透光热沉基板上封装制作而成的LED光引擎。本实用新型实施例优选使用LED光引擎。

其中，LED光引擎(LEDlightengine)为包含LED封装(元件)或LED阵列(模块)、LED驱动器以及其他光学、热度、机械和电气元件的整体组合。LED光引擎作为一个标准化的产品，不同的LED灯具厂家可以根据不同的应用场合，选择不同的LED光引擎，设计及制作不同的LED灯具。同一款标准化的LED光引擎产品可以同时有很多家生产厂家方便地进行批量生产；经过自动或半自动量产化的LED光引擎，其寿命真正可以做到和发光芯片同寿命，使LED灯具的应用品质给予了有效保障。

本实用新型实施例的LED光引擎是将小功率LED芯片、线性恒流芯片、半导体器件裸晶绑定在所述透光热沉基板上封装制作而成的。具体为：将透光热沉基板，LED封装技术与线性恒流技术，光学、热学、机械、和电气、电子元件，融合在一起制成了全发光高照度灯泡的LED光引擎。其中，裸芯半导体元器件包含LED驱动IC、控制IC、传感IC、通信IC裸芯器件；小功率LED芯片为20mm电流下工作的小功率芯片。本实用新型使用LED光引擎替代LED发光条及传统LED光源，无需另外配置驱动电源，减少了高成本的外接LED驱动器，大辐度降低了LED灯泡的整体造价，有利于LED灯泡平民化。并且，将扩展光源制成光引擎器件，这样可以直接得到一次光学设计的配光曲线及有效工作区域照度，然后按照模糊匹配的设计方法，可以大大减少整灯组装二次光学的设计成本，只要通过不同泡壳对光参数进行修正，就可以筒单，方便的制作光耗小的大功率全发光高照度灯泡，适合不同光环境下工作照明对照度的需要，有利于实现全发光高照度灯泡的产业化，推扩LED照明的应用。

需要说明的是，在制作LED扩展光源时，可以在所述透光热沉基板上涂覆0.01mm～5mm的透明导电膜，实现光路、电路、热路联接；涂覆上这一层透明导电膜之后，由于LED扩展光源微孔透光热沉基板的热容量远远大于发光条线光源的透光热沉基板的热容量，热容量的增加有利于led芯片的传热，由于用透明导电膜电路替代原有金属材料印刷电路。减少了热沉基板的纵向热阻，有效降低了热沉的系统热阻，在微孔的对流作用下，使高光效的扩展光源可在较低温度下工作发挥其高光效的优点，用透明导电层，真正实现了光、电、热连接的全发光LED光电热复合光源成为产业化产品。

基于上述全发光高照度LED灯泡，本实用新型实施例还提供一种全发光高照度LED灯泡的组装方法，该方法整体包括两个步骤，第一个步骤为灯泡组件选择，第二个步骤为整灯组装。具体的包括如下的方法：

步骤1，选择全发光高照度LED灯泡的组成部件，该组件包括LED发光体2选择、泡壳1选择、灯头3选择。

需要说明的是，本步骤的组成部件的选择是按照图4所示的光学软件设定的灯具配光曲线及灯具有效工作区域照度要求进行模糊匹配的选择。其中模糊匹配指的是通过LED芯片的功率大小及在透光热沉基板上排列绑定的位置、形状及封装方法的调整，即一次光学设计进行近似的配光曲线及灯具有效工作区域照度匹配。

其中，LED发光体2选择用小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成的LED扩展光源，例如LED光引擎，该LED光引擎可用20mm电流下工作的小功率芯片成园环形排列裸晶绑定在所述透光热沉基板上封装制作而成。在透光热沉基板上封装制作的LED光引擎，取得如图4所示近似的配光曲线及灯具有效工作区域照度；其中透光热沉基板，如图5和图6所示，选择用厚度0.5mm带有微形小孔2c的园形超簿高导热率的荧光陶瓷基板2b；用薄膜涂覆技术将基板2b两面都涂覆上透明导电膜层，然后用半导体IC绑定技术，裸晶绑定led芯片、线性恒流芯片、半导体器件在透光热沉基板上封装制作成LED光引擎；为了散热有利，将排列成多亇园环形状的20ma小电流LED2a芯片绑定在带有微孔的荧光陶瓷基板正面；将高压线性恒流芯片与裸芯半导体元器件绑定在透光热沉基板的反面(图6中未表示)，通过透明导电膜层制成的电路进行电、热联接；通过微形小孔2c提高散热性能。

其中，泡壳1选择，可根据市场选择按现有灯泡的泡壳中的一种合适的形状1，如：A-型、G-型、R-型、PAR-型、T-型、烛型或自制一种合适的形状。并且进一步的可以使用磨砂、乳白色或内涂白玻壳，或者在灯泡的泡壳上涂1μm～500μm光学膜层或荧光粉膜层，实现防眩光作用的泡壳，进行二次光学设计调整。

其中，灯头3可选择常用的E26灯头；为E40、E27、E26、E14、GU等现有灯泡的电连接器中的一种，以适合于安装在不同灯座或灯具上。

步骤2，整灯组装。

在进行整灯组装的时，可以采用但不局限于以下的方法实现，该方法包括：

第一种方法，如图5和图6所示，用芯柱调节LED发光体的全发光高照度LED灯泡。具体的，先按LED发光体在泡壳内的位置，确定芯柱支架4a的长度，然后将LED发光体固定在带有排气口与电引出线4c，支架4a的芯柱4上，再将芯柱喇叭口4b与玻璃泡壳封口，真空密封，充有低粘度高导热率散热气体。实现用气体散热的全发光高照度LED玻璃灯泡的制作，将电引出线4c与灯头3焊接后完成整灯组装。组装制作成基本上符合设定的配光曲线及灯具有效工作区域照度的全发光高照度LED灯泡。

第二种方法，如图2：用塑料容器真空加工工艺，直接将LED发光体用专用模具固定在透明塑料泡壳内，再封口，真空密封，充有低粘度高导热率散热气体；实现用气体散热的全发光高照度LED塑料灯泡的制作。其它工艺与实施例一相同，不再重复。

其中整灯组装中，所述的灯头3作为电连接器按照需要还可以内置有电参数调整组件或电子保护组件或智能控制组件，这样全发光高照度LED灯泡不仅可以通过LED光引擎上的基本LED驱动电路正常工作，还可以通过附加组件圦加调光，智能控制，无线通讯等功能，进一步扩展全发光高照度LED灯泡的应用功能及应用领域。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种全发光高照度LED灯泡，包括泡壳，LED发光体以及灯头；其特征在于，所述LED发光体是一种具有LED扩展光源的发光体，其由小功率LED芯片裸晶绑定封装在透光热沉基板上制作而成；

所述LED发光体固定在泡壳内部与灯头中心轴垂直相交的一个平面中，并通过灯头连接外电源从泡壳射出高照度的照明光线。

2.根据权利要求1所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述LED发光体为LED光引擎；

所述LED光引擎还包括线性恒流芯片、半导体器件；所述线性恒流芯片、半导体器件与小功率LED芯片一起裸晶绑定在所述透光热沉基板上。

3.根据权利要求2所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述小功率LED芯片成圆环形排列裸晶绑定封装在透光热沉基板上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述LED发光体固定在LED灯泡的泡颈至LED灯泡的泡壳最大直径之间。

5.根据权利要求4所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述透光热沉基板为帶有微形小孔的超簿高导热率基板；或者帶有微形小孔的阶梯形高导热率基板。

6.根据权利要求5所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述帶有微形小孔的超簿高导热率基板为0.5mm以下帶有微形小孔的超簿高导热率基板。

7.根据权利要求5所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述超簿高导热率基板或者阶梯形高导热率基板均为荧光陶瓷基板、荧光玻璃基板或荧光塑料基板。

8.根据权利要求7所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述透光热沉基板上涂覆0.01mm～5mm的透明导电膜。

9.根据权利要求7所述的全发光高照度LED灯泡，其特征在于，所述泡壳为磨砂、乳白色或内涂白玻壳；或者为涂有1μm～500μm光学膜层或荧光粉膜层的泡壳。