專利名稱：一種高顯色性的發(fā)光二極管裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光源照明技術領域，特別是涉及一種高顯色性的發(fā)光二極管裝置。
背景技術：
隨著照明技術的進步，綠色新光源的應用越來越突出，以發(fā)光二極管(LED)為代表的第四代光源，因具有光通量高、結構小以及安全、節(jié)能等諸多優(yōu)點，已成為替代傳統(tǒng)照明光源的最佳光源選擇。目前，LED白光源一般是由藍光LED再配上黃色的熒光粉來實現(xiàn)，而高顯色性的 LED白光源則是采用在黃色熒光粉中添加不同含量的紅色熒光粉來實現(xiàn)的。然而，目前研制出的紅色熒光粉光譜受激轉發(fā)率低，至使LED光源的光效不高，而且紅色熒光粉的制備技術難度高，成本高，從而導致高顯色性的LED光源產(chǎn)品成本很高，這就限制了高顯色性LED 光源產(chǎn)品的推出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種成本低，通過簡單選擇和調(diào)整暖色調(diào)的小功率LED芯片的個數(shù)或發(fā)光顏色就能夠容易地獲得不同的高顯色性照明白光光源的發(fā)光二極管裝置。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的
本發(fā)明所述的高顯色性發(fā)光二極管裝置，包括支架及散熱組件、整流電路、熒光板和至少一個高壓LED芯片組，其特點是所述高壓LED芯片組上連接有至少一個用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片。其中，上述小功率LED芯片為發(fā)光波段在橙色和紅色之間的暖色LED芯片。上述熒光板由PC材料與熒光粉燒結而成或玻璃材料與熒光粉燒結而成或硅膠與熒光粉通過壓膜形成或樹脂與熒光粉通過壓膜形成。上述熒光板為可在高壓LED芯片組的藍光激發(fā)下發(fā)射出黃光或黃綠光的熒光板或為可在高壓LED芯片組的紫外光激發(fā)下發(fā)射出藍、綠、黃混合光的熒光板。進一步地，為了獲得更好效果的高顯色性白光光源，上述整流電路由至少四個高壓LED芯片組連接組成橋式整流電路。并且可在橋式整流電路的至少一條支路上串聯(lián)連接有至少一個用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片，而且小功率LED芯片為發(fā)光波段在橙色和紅色之間的暖色LED芯片。為了達到保護小功率LED芯片的目的，使小功率LED芯片不易燒壞，上述整流電路的輸入端連接有限流電阻R。本發(fā)明由于采用在高壓LED芯片組上串聯(lián)有用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片，通過小功率LED芯片有效地實現(xiàn)了對發(fā)光二極管裝置的色溫調(diào)節(jié)，使得發(fā)光二極管光源裝置的整體發(fā)光效率高，同時也能夠獲得高顯色性照明白光光源，而且通過簡單的選擇和調(diào)整小功率LED芯片的個數(shù)或發(fā)光顏色就能容易獲得不同的高顯色性照明白光光源。本發(fā)明
3中的整流電路可以由高壓LED芯片組橋接組成，而且整流電路的支路中還可以串接小功率 LED芯片，這樣既能夠使本發(fā)明獲得更好效果的高顯色性照明白光光源，進一步地提高本發(fā)明的實用性能，又能夠使本發(fā)明可以直接通過外部交流高壓電源驅動點亮。此外，在整流電路的輸入端連接有限流電阻，該限流電阻的阻值與高壓LED芯片組、小功率LED芯片的個數(shù)及工作電流相配合，這樣既起到保護小功率LED芯片不會因為過載而損壞，又能確保小功率LED芯片達到理想的發(fā)光效果。由于本發(fā)明結構簡單、制造方便、成本低、散熱效果好，能更好地還原物體的真實性，可廣泛地應用于各類照明領域。下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1為本發(fā)明實施方案1的電路原理圖。圖2為本發(fā)明實施方案2的電路原理圖。圖3為本發(fā)明實施方案3的電路原理圖。圖4為本發(fā)明實施方案4的電路原理圖。圖5為本發(fā)明的結構示意圖。圖6為本發(fā)明的高壓LED芯片組的內(nèi)部結構示意圖。
具體實施例方式如圖1-圖6所示，本發(fā)明所述的高顯色性的發(fā)光二極管裝置，包括支架及散熱組件1、整流電路、熒光板13和至少一個高壓LED芯片組，其中整流電路的輸入端與外部交流高壓電源連接、輸出端與高壓LED芯片組連接，而在高壓LED芯片組上連接有至少一個用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片，通過小功率LED芯片有效地實現(xiàn)了對發(fā)光二極管裝置的色溫調(diào)節(jié)，使得發(fā)光二極管裝置的整體發(fā)光效率高，同時也能夠容易地獲得高顯色性照明白光光源，而且通過簡單的選擇和調(diào)整小功率LED芯片的個數(shù)或發(fā)光顏色就能容易地獲得不同的高顯色性照明白光光源。其中，小功率LED芯片為發(fā)光波段在橙色和紅色之間的暖色LED 芯片，而高壓LED芯片組發(fā)出的光為藍光或紫光。在本發(fā)明中，所用的小功率LED芯片為發(fā)紅光的芯片，發(fā)光波長在620 650nm之間，工作電壓在2. IV左右。而整流電路由至少四個高壓LED芯片組連接組成橋式整流電路，而且高壓LED芯片組發(fā)出的光為藍光或紫光，并且在橋式整流電路的至少一條支路上串聯(lián)連接有至少一個用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片，而小功率LED芯片為發(fā)光波段在橙色和紅色之間的暖色LED芯片。如圖6所示，本發(fā)明中的高壓LED芯片組為由若干個微芯片串聯(lián)在同一襯底上并通過芯片工藝制成或由多個小功率芯片通過金線串聯(lián)并集成在同一基板上而構成，通常高壓LED芯片組是通過一系列芯片工藝實現(xiàn)在一個藍寶石襯底上把16個微芯片串聯(lián)起來而形成，高壓LED芯片組的發(fā)光波長為450 475nm的藍光，每個高壓LED芯片組的工作電壓在50V左右。此外，為了保護小功率LED芯片，整流電路的輸入端連接有限流電阻R，該限流電阻R的阻值為300 IK Ω 之間，具體數(shù)值要根據(jù)高壓LED芯片組中的每個微芯片pn結電壓、單個小功率LED芯片的 pn結電壓和芯片的工作電流決定。而熒光板13由PC材料與熒光粉燒結而成或玻璃材料與熒光粉燒結而成或硅膠與熒光粉通過壓膜形成或樹脂與熒光粉通過壓膜形成，并且熒光板 13為可在高壓LED芯片組的藍光激發(fā)下發(fā)射出黃光或黃綠光的熒光板或為可在高壓LED芯片組的紫外光激發(fā)下發(fā)射出藍、綠、黃混合光的熒光板。如圖5所示，支架及散熱組件1包括具有通孔111的支撐殼體11及設置在支撐殼體11的通孔111的一端的散熱底板12、另一端的透鏡14，熒光板13裝置在支撐殼體11的通孔111內(nèi)且位于透鏡14的內(nèi)側面上并通過粘膠劑與透鏡14緊密連接，透鏡14則由硅膠或樹脂材料或耐高溫的透明塑料或玻璃材料制成，在本發(fā)明中，透鏡14采用球冠形狀，采用的材料為低折射率的硅膠，所以有利于提高本發(fā)明的光效，而高壓LED芯片組及小功率LED芯片位于支撐殼體11的通孔111內(nèi)且固定在散熱底板12上，同時在散熱底板12與熒光板13之間填充有硅膠體15，在支撐殼體 11的側面上設置有電源輸入端電極16。其中，硅膠體15由高折射率的硅膠制成，一方面可把高壓LED芯片組與小功率LED芯片相連接的金線凝固，保護金線；另一方面又有利于提高LED的光提取效率。為了更好地獲得均勻的高顯色性照明白光光源，高壓LED芯片組、小功率LED芯片的封裝位置基本對稱。本發(fā)明使用時，其發(fā)出的高顯色性白光，既可以由高壓 LED芯片組發(fā)出的藍光與熒光板13發(fā)出的黃光，以及小功率LED芯片發(fā)出的紅光或橙色光混合而成，也可以是由不同的高壓LED芯片組發(fā)出的藍光和紫光，它們激發(fā)熒光板13發(fā)出黃綠光或黃光，再配合小功率LED芯片發(fā)出的紅光或橙色光混合而成。由于熒光板13在高壓LED芯片組發(fā)出的部分藍光受激下會發(fā)射出長余輝黃光，并與高壓LED芯片組發(fā)出的其余藍光和小功率LED芯片發(fā)出的紅光配混合，就可以獲得人眼感受不到白光的閃耀和顯色性達到90以上的白光，這樣的白光就可應用到各類照明場合，其市場應用潛力巨大。為了使本發(fā)明具有良好的散熱效果，如圖5所示，散熱底板12由導熱絕緣層121和散熱層122 組成，其中散熱層122與外部空間相通且其一側面與導熱絕緣層121緊密貼合，而高壓LED 芯片組及小功率LED芯片固定在導熱絕緣層121上。為了增大散熱層122與外部空間的接觸面積，以利用散熱層122更好地散熱，如圖5所示，散熱層122具有斜面結構。其中，導熱絕然層121由陶瓷或金剛石或其它非金屬材料制成，散熱層122則由Al、Cu等金屬或金屬復合材料或石墨或石墨與金屬復合材料或其它散熱能力強的非金屬材料制成。并且在導熱絕緣層121上設置有電極層2，高壓LED芯片組及小功率LED芯片固定在電極層2上，而且電極層2由銅金屬制成并通過電鍍的方式設置在導熱絕緣層121的表面上。為了使本發(fā)明具有不同的照明效果，本發(fā)明的電路可設置成由不同個數(shù)的高壓 LED芯片組及小功率LED芯片連接組成。實施例一
如圖1所示，高壓LED芯片組Bi、高壓LED芯片組B2、高壓LED芯片組B3和高壓LED 芯片組B4連接組成橋式整流電路，該橋式整流電路的輸出端之間順著電流流經(jīng)方向依序連接有小功率LED芯片LEDl、小功率LED芯片LED2、小功率LED芯片LED3、高壓LED芯片組 B6和高壓LED芯片組B5。而限流電阻R連接在橋式整流電路的輸入端。該電路通電時，限流電阻R、高壓LED芯片組B4、小功率LED芯片LED1、小功率LED芯片LED2、小功率LED芯片LED3、高壓LED芯片組B6、高壓LED芯片組B5和高壓LED芯片組B2構成通電回路；高壓LED芯片組Bi、小功率LED芯片LEDl、小功率LED芯片LED2、小功率LED芯片LED3、高壓 LED芯片組B6、高壓LED芯片組B5、高壓LED芯片組B3和限流電阻R構成通電回路。實施例二
如圖2所示，高壓LED芯片組Bi、高壓LED芯片組B2、高壓LED芯片組B3和高壓LED 芯片組B4連接組成橋式整流電路，其中高壓LED芯片組Bl所在的支路中串聯(lián)有小功率LED芯片LED1，而且小功率LED芯片LEDl的電流輸出端與高壓LED芯片組Bl的正極連接，同時在高壓LED芯片組B4所在的支路中串聯(lián)有小功率LED芯片LED2，而且小功率LED芯片 LED2的電流輸出端與高壓LED芯片組B4的正極連接。該橋式整流電路的輸出端之間順著電流流經(jīng)方向依序連接有小功率LED芯片LED3、小功率LED芯片LED4、高壓LED芯片組B6 和高壓LED芯片組B5。而限流電阻R連接在橋式整流電路的輸入端。該電路通電時，限流電阻R、小功率LED芯片LED2、高壓LED芯片組B4、小功率LED芯片LED3、小功率LED芯片 LED4、高壓LED芯片組B6、高壓LED芯片組B5和高壓LED芯片組B2構成通電回路；小功率 LED芯片LEDl、高壓LED芯片組Bi、小功率LED芯片LED3、小功率LED芯片LED4、高壓LED 芯片組B6、高壓LED芯片組B5、高壓LED芯片組B3和限流電阻R構成通電回路。實施例三
如圖3所示，高壓LED芯片組Bi、高壓LED芯片組B2、高壓LED芯片組B3和高壓LED 芯片組B4連接組成橋式整流電路，其中高壓LED芯片組Bl所在的支路中串聯(lián)有小功率LED 芯片LED1，而且小功率LED芯片LEDl的電流輸出端與高壓LED芯片組Bl的正極連接；高壓LED芯片組B2所在的支路中串聯(lián)有小功率LED芯片LED2，而且小功率LED芯片LED2的電流輸出端與高壓LED芯片組B2的正極連接；高壓LED芯片組B3所在的支路中串聯(lián)有小功率LED芯片LED3，而且小功率LED芯片LED3的電流輸出端與高壓LED芯片組B3的正極連接；高壓LED芯片組B4所在的支路中串聯(lián)有小功率LED芯片LED4，而且小功率LED芯片 LED4的電流輸出端與高壓LED芯片組B4的正極連接。該橋式整流電路的輸出端之間順著電流流經(jīng)方向依序連接有小功率LED芯片LED5、高壓LED芯片組B6和高壓LED芯片組B5。 而限流電阻R連接在橋式整流電路的輸入端。該電路通電時，限流電阻R、小功率LED芯片 LED4、高壓LED芯片組B4、小功率LED芯片LED5、高壓LED芯片組B6、高壓LED芯片組B5、 小功率LED芯片LED2和高壓LED芯片組B2構成通電回路；小功率LED芯片LED1、高壓LED 芯片組Bi、小功率LED芯片LED5、高壓LED芯片組B6、高壓LED芯片組B5、小功率LED芯片 LED3、高壓LED芯片組B3和限流電阻R構成通電回路。實施例四
如圖4所示，高壓LED芯片組B2、高壓LED芯片組B4、高壓LED芯片組B5、高壓LED芯片組B6、高壓LED芯片組B7和高壓LED芯片組B9連接組成橋式整流電路，其中高壓LED芯片組B4和高壓LED芯片組B5串聯(lián)在同一支路上，高壓LED芯片組B6和高壓LED芯片組B7 串聯(lián)在同一支路上，而高壓LED芯片組B2的正極端串聯(lián)有小功率LED芯片LED1、負極端串聯(lián)有小功率LED芯片LED2，高壓LED芯片組B9的正極端串聯(lián)有小功率LED芯片LED4、負極端串聯(lián)有小功率LED芯片LED3。該橋式整流電路的兩端分別串聯(lián)有高壓LED芯片組Bl和高壓LED芯片組B8、高壓LED芯片組B3和高壓LED芯片組B10。而在橋式整流電路的電流輸入端連接有限流電阻R。該電路通電時，限流電阻R、高壓LED芯片組Bi、小功率LED芯片 LEDl、高壓LED芯片組B2、小功率LED芯片LED2、高壓LED芯片組B6、高壓LED芯片組B7、 小功率LED芯片LED4、高壓LED芯片組B9、小功率LED芯片LED3和高壓LED芯片組B8構成通電回路；高壓LED芯片組B10、小功率LED芯片LED4、高壓LED芯片組B9、小功率LED 芯片LED3、高壓LED芯片組B5、高壓LED芯片組B4、小功率LED芯片LEDl、高壓LED芯片組 B2、小功率LED芯片LED2、高壓LED芯片組B3和限流電阻R構成通電回路。本發(fā)明是通過實施例來描述的，但并不對本發(fā)明構成限制，參照本發(fā)明的描述，所公開的實施例的其他變化，如對于本領域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應該屬于本發(fā)明權利要求限定的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種高顯色性的發(fā)光二極管裝置，包括支架及散熱組件(1)、整流電路、熒光板(13) 和至少一個高壓LED芯片組，其特征在于所述高壓LED芯片組上連接有至少一個用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片。
2.根據(jù)權利要求1所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述小功率LED芯片為發(fā)光波段在橙色和紅色之間的暖色LED芯片。
3.根據(jù)權利要求1所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述整流電路由至少四個高壓LED芯片組連接組成橋式整流電路。
4.根據(jù)權利要求3所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述橋式整流電路的至少一條支路上串聯(lián)連接有至少一個用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片。
5.根據(jù)權利要求1所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述熒光板(13)由 PC材料與熒光粉燒結而成或玻璃材料與熒光粉燒結而成或硅膠與熒光粉通過壓膜形成或樹脂與熒光粉通過壓膜形成。
6.根據(jù)權利要求1所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述熒光板(13)為可在高壓LED芯片組的藍光激發(fā)下發(fā)射出黃光或黃綠光的熒光板或為可在高壓LED芯片組的紫外光激發(fā)下發(fā)射出藍、綠、黃混合光的熒光板。
7.根據(jù)權利要求1或3所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述整流電路的輸入端連接有限流電阻R。
8.根據(jù)權利要求1所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述支架及散熱組件 (1)包括具有通孔(111)的支撐殼體(11)及設置在支撐殼體(11)的通孔(111)的一端的散熱底板(12)、另一端的透鏡(14)，上述熒光板(13)裝置在所述支撐殼體(11)的通孔(111) 內(nèi)且位于所述透鏡(14)的內(nèi)側面上，上述高壓LED芯片組及小功率LED芯片位于所述支撐殼體(11)的通孔(111)內(nèi)且固定在散熱底板(12)上，所述散熱底板(12)與熒光板(13)之間填充有硅膠體(15 )，所述支撐殼體(11)的側面上設置有電源輸入端電極(16)。
9.根據(jù)權利要求8所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述散熱底板(12)由導熱絕緣層(121)和散熱層(122)組成，所述散熱層(122)與外部空間相通且其一側面與導熱絕緣層(121)緊密貼合，上述高壓LED芯片組及小功率LED芯片固定在所述導熱絕緣層 (121)上。
10.根據(jù)權利要求9所述高顯色性的發(fā)光二極管裝置，其特征在于上述導熱絕緣層 (121)上設置有電極層(2)，上述高壓LED芯片組及小功率LED芯片固定在所述電極層(2) 上。
全文摘要
一種高顯色性的發(fā)光二極管裝置，包括支架及散熱組件、整流電路、熒光板和至少一個高壓LED芯片組，所述高壓LED芯片組上連接有至少一個用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片。本發(fā)明由于采用在高壓LED芯片組上串聯(lián)有用于調(diào)節(jié)色溫的小功率LED芯片，通過小功率LED芯片有效地實現(xiàn)了對發(fā)光二極管裝置的色溫調(diào)節(jié)，使得發(fā)光二極管裝置的整體發(fā)光效率高，同時也能夠容易地獲得高顯色性照明白光光源，而且通過簡單的選擇和調(diào)整小功率LED芯片的個數(shù)或發(fā)光顏色就能獲得不同的高顯色性照明白光光源。本發(fā)明結構簡單、制造方便、成本低、散熱效果好，能更好地還原物體真實性，可廣泛應用于各類照明領域。
文檔編號F21V29/00GK102506315SQ20111032335
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月22日 優(yōu)先權日2011年10月22日
發(fā)明者喻曉鵬, 宋晶晶, 張濤, 李述體, 范廣涵, 鄭樹文 申請人:華南師范大學