[实用新型]一种高亮度、高功率、低发热LED发光装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种节能型的固体光源，特别是涉及一种高亮度、高功率、低发热的LED发光装置。

背景技术

在现有的节能型光源装置中，依据其发光原理可以分为以下几种：

一、荧光灯管(CCFL)，其直径较小约2mm，必须配合导光板及反射层才能使光均匀分散发光，其理论工作寿命小于1万小时，其缺点为必须经过瞬间高压、高频电流进行辉光放电进行点亮，才能进行正常的照明。

二、冷光片(EL)，其优点为很薄，缺点为寿命短仅为3000小时，刚性较差，难以进行大规模集成，不适宜做大功率照明，而且必须经过高电压驱动，才能进行正常照明，而且对工作环境要求较高，易损坏。

三、发光二极管(LED)，其理论工作寿命较长，约为5-10万小时，且不须经过高压驱动即可正常工作，但其缺点为单颗LED芯片的功率较低、一般为0.2-1瓦，其发光亮度不足以进行大规模的照明，因此必须将多颗组合后才可达到所需的亮度，但是传统技术中，在将多颗LED芯片组合使用后，存在发热量过大的问题，严重制约着LED光源向集成化、大规模化发展。

发光二极管的研究始于本世纪六十年代，至今已研制出多种发光二极管，如红色LED，橙色LED，黄色LED，绿色LED等。近年来，短波长发光二极管的研究方兴未艾，尤其是以III-V族氮化物半导体为基础的氮化铝镓铟(AlGaInN)系列最引人瞩目。

近年来，能源问题已经成为困扰世界各国经济发展的头等重要问题，现在所用的高能耗、低发光效率的白炽灯，以及使用发光效率较低、且使用不便的日光灯等陈旧的照明用具已无法适应新的市场需求，LED光源以其所具有能耗低、寿命长等特点逐步受到市场的青睐，但是传统LED光源的封装结构存在着发热量较大、发光效率较低、稳定性差、成品率较低、难以制成较大规模发光功率的光源等严重制约LED光源发展的缺点。

下面参照说明书附图1，对传统的LED光源的封装结构进行说明，将发光芯片1置于一带有凹杯的电极2上，凹杯将发光芯片射向底部的光进行反射，使其朝向凹杯的开口方向射出，在凹杯内部、发光芯片1的上方，有一个混有荧光粉的树脂层4，其中的颗粒为荧光粉，最后通过封装树脂5将树脂层4、发光芯片1以及电极2、3封装为一个整体，该封装树脂通常为环氧树脂。光线通过荧光粉以后，所发出光线的颜色发生改变，根据荧光粉配方的不同，可以发出各种所需的颜色，3和2分别为发光芯片1的两个电极，电极2为散热电极，可以将发光芯片1产生的热量导出到发光芯片的外部，为了加强散热效果，还会在电极2的下方外接一散热基板(未示出)。为了达到所需的发光亮度，通常将多个如上所述结构的LED芯片的封装结构进行组合，即将多个LED芯片的封装结构通过分压电阻并联到电源的两端，形成如附图2所示的结构。

如附图2所示结构的LED光源具有以下的缺点：

1、因为每个LED芯片都带有至少一个起分压作用的电阻，如此众多电阻的存在，使得流过电阻的电能转化为热量，根据纯电阻器件的热能产生公式：E＝I²RT(I为流过电阻的电流强度，R为电阻的电阻值，T为电流通过电阻的时间)，从而使大量的电能被白白地浪费，而且产生的热量由于无法及时的传递到外界，使LED芯片的工作环境产生高温，在较高温度的影响下，LED芯片工作的稳定性、使用寿命都会大大降低，而且在高温的影响下，荧光粉的活性也将大大降低，目前一个LED发光芯片的实际使用寿命仅不到1000小时，远远低于普通白炽灯和其它节能光源。

2、荧光粉被布置于树脂层内，由于荧光粉最初是放置于液态的树脂层中，然后进行充分的搅拌，然后在空气中使树脂硬化。由于树脂层具有一定的粘稠度，荧光粉很难在树脂内分布均匀，如果提高该搅拌过程的温度，会降低树脂层的粘稠度，使荧光粉易于在树脂层中进行均匀分布，但在高温下，荧光粉的化学性质极不稳定，会发生一系列的反应，失去其应有的荧光粉作用，因此不可能通过提高温度来提高荧光粉在树脂层内的均匀性。如果树脂层内不是仅有一种荧光粉，而是含有多种荧光粉，则会更加降低荧光粉的均匀度，由于荧光粉的不均匀，致使最终的LED芯片所发出的光极不均匀，且带有一定的条纹和色斑，严重影正常的使用。而且需要对每个LED芯片都要单独设置含有荧光粉的树脂层，这一过程严重的降低了生产的效率，因此无法进行集成化的大规模生产。

3、由于众多的散热电极、散热基板、以及与外部电路进行连接的接引、线管脚的存在，使得LED发光装置的体积庞大，不适宜做出兼顾小型化和高亮度的发光装置。