專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種照明裝置，尤其是關(guān)于發(fā)光二極管燈具。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)因具光質(zhì)佳、發(fā)光效率高、長(zhǎng)壽命、 低耗能等特性而逐漸取代冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)作為照明 裝置的發(fā)光元件，廣泛應(yīng)用于交通指揮燈、汽車(chē)車(chē)燈、室內(nèi)照明燈、路燈等。
然而，LED本身發(fā)出波長(zhǎng)頻譜極窄，要使用LED制作照明燈具，通常要通過(guò)混合多種色光 以獲得白光。例如，先利用藍(lán)光與熒光粉搭配組合成白光，再搭配紅色光提高其演色性，并 同時(shí)提高其色溫度，或者利用藍(lán)光、藍(lán)綠色光、橘色光以及紅光組合成白光。然而，雖然搭 配各種色光能獲得白光，但由于琥珀色LED、紅光LED、黃光LED、橘色光LED等LED的溫度特 性變異很大，特別是使用AlInGaP與GaAs材料的LED其溫度變化影響其發(fā)光特性甚大，當(dāng)由室 溫(約2(TC)升高至8(TC時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度會(huì)衰減約45%，使得LED照明燈具的顏色、色溫度、 混光后的照度都大幅改變。因此本發(fā)明希望能設(shè)計(jì)一種工作溫度穩(wěn)定，從而產(chǎn)生穩(wěn)定白光的 發(fā)光二極管燈具。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種具有穩(wěn)定白光的發(fā)光二極管燈具。
一種發(fā)光二極管燈具，包括一第一發(fā)光二極管及一第二發(fā)光二極管，其中第一發(fā)光二極 管的發(fā)光強(qiáng)度隨溫度的變化小于第二發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管燈具還包括分離設(shè)置的第一 、第二散熱器以及一主動(dòng)式散熱裝置，其中第一散熱器與第一發(fā)光二極管熱性連接，第二散 熱器與第二發(fā)光二極管熱性連接，該主動(dòng)式散熱裝置用以輔助該第二散熱器散熱，該第二散 熱器的散熱效率高于第一散熱器的散熱效率。
上述發(fā)光二極管燈具針對(duì)不同的發(fā)光二極管的不同溫度特性，利用分離式的散熱器，使 不同發(fā)光二極管均工作在適當(dāng)?shù)臏囟?，從而能輸出穩(wěn)定的白光。


下面參照附圖，結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明
圖l是本發(fā)明發(fā)光二極管燈具的組合示意圖2是紅光、藍(lán)光、綠光二極管的發(fā)光強(qiáng)度與溫度的關(guān)系圖；圖3是本發(fā)明發(fā)光二極管燈具另一實(shí)施例示意圖4是本發(fā)明發(fā)光二極管燈具再一實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明發(fā)光二極管(Light Emitting Diode， LED)燈具100包括一基板30， 設(shè)置于基板30上的LED陣列，設(shè)置于基板30上的散熱裝置，及一罩設(shè)于LED陣列上的反射罩 40。
該實(shí)施例中，基板30為一金屬芯印刷電路板(Metal Core PCB， MCPCB)，該基板30通過(guò) 對(duì)一鋁板進(jìn)行絕緣處理，即于其表面上形成一絕緣層(圖未示)，而后于該絕緣層上建立一線(xiàn) 路層而形成?？梢岳斫獾?，基板30是為提供線(xiàn)路以安裝該LED陣列，該基板30也可以是一普 通的印刷電路板(printed circuit board, PCB)、陶瓷電路板等。相對(duì)于普通的電路板，本 實(shí)施例金屬芯印刷電路板具有更高的導(dǎo)熱系數(shù)，可以快速的將LED產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去。
所述LED陣列包括若干排布于基板30上的顏色不同的LED，所述LED通過(guò)打線(xiàn)方式(wire bonding)或者覆晶方式(flip chip)與基板30的線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)電性連接。該實(shí)施例中，所述LED陣 列包括兩種LED，即白光LED部分60與紅光LED部分50，白光LED部分60與紅光LED部分50所產(chǎn) 生的光線(xiàn)在反射罩40內(nèi)混合，產(chǎn)生白光照明。為達(dá)成高演色性的白光照明燈具IOO，白光 LED部分60采用藍(lán)光LED芯片，該藍(lán)光LED芯片的表面設(shè)有黃色熒光粉，從而由藍(lán)光LED芯片激 發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生黃光，藍(lán)光與黃光相混合而產(chǎn)生白光。該藍(lán)光LED芯片的材料可為GalnN( 氮化銦鎵)或GaN(氮化鎵)，波長(zhǎng)在45(T470nm。紅光LED部分50采用紅光LED芯片，其材料可 為AlInGaP(鋁銦鎵磷化物)或GaAs(砷化鎵)，波長(zhǎng)61(T635nm，通過(guò)紅光與白光的搭配，混合 后燈具100所產(chǎn)生白光的演色性可達(dá)90以上。
由于LED在工作時(shí)部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，繼而導(dǎo)致LED溫度的升高，而在溫度上升時(shí)，各 色LED的發(fā)光強(qiáng)度與波長(zhǎng)的變動(dòng)并不相同，如圖2所示為三種不同顏色LED的發(fā)光強(qiáng)度與溫度 的關(guān)系圖，其中Tb線(xiàn)所示為藍(lán)光LED的發(fā)光強(qiáng)度隨溫度的變化，Tr線(xiàn)表示紅光LED的發(fā)光強(qiáng)度 隨溫度的變化，Tg線(xiàn)表示綠光LED的發(fā)光強(qiáng)度隨溫度的變化，由圖示可知，隨溫度的變化藍(lán) 光LED的發(fā)光強(qiáng)度改變最小，基本上不受溫度變化的影響；綠光LED在溫度由2(TC上升至8(TC 時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度大約下降15%，而紅光LED在溫度由2(TC上升至4(TC時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度已大約下降 15%。因此當(dāng)溫度上升時(shí)，應(yīng)首先控制紅光LED的溫度，當(dāng)綠光LED的環(huán)境溫度達(dá)到8(TC時(shí)， 若能控制紅光LED在40°C以下，即能夠?qū)⒒焐蟀坠獾淖儺惪刂朴谳^低的范圍。
根據(jù)各色LED的溫度特征，本發(fā)明LED燈具100的散熱裝置包括對(duì)應(yīng)各色LED設(shè)置得多個(gè)相 分離的散熱器。該實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)白光LED部分60與紅光LED部分50分別設(shè)置一散熱器，即第
5一、第二散熱器IO、 20，該兩散熱器均為鋁材質(zhì)散熱器，每一散熱器IO、 20包括一底板170、270及若干散熱鰭片180、 280。每一散熱器IO、 20上分別設(shè)置一第一風(fēng)扇70、 一第二風(fēng)扇80，當(dāng)LED燈具工作時(shí)，通過(guò)一速度控制電路90控制該第一、第二風(fēng)扇70、 80的轉(zhuǎn)速，使第二風(fēng)扇80的轉(zhuǎn)速高于第一風(fēng)扇70的轉(zhuǎn)速，從而增強(qiáng)第二散熱器20的熱量散發(fā)的速度，提升紅光LED部分50的散熱效率，使紅光LED部分50維持在較低的工作溫度，保證紅光LED部分50的發(fā)光強(qiáng)度與穩(wěn)定性，從而維持LED燈具100所形成的白光的穩(wěn)定性。
上述實(shí)施例中，通過(guò)控制風(fēng)扇70、 80的轉(zhuǎn)速使白光LED部分60與紅光LED50的散熱效率不同，從而使紅光LED部分50具有更低的工作溫度。如圖3所示，為更準(zhǔn)確地控制紅光LED部分50的工作溫度，可設(shè)置一溫度感測(cè)器200，如熱電偶，感測(cè)第二散熱器20的溫度，并輸出至控制電路90，從而根據(jù)第二散熱器20的溫度更準(zhǔn)確地控制第二風(fēng)扇80的轉(zhuǎn)速，使紅光LED部分50具有適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟取?br> 如圖4所示為本發(fā)明LED燈具300的再一實(shí)施例示意圖，該實(shí)施例中，通過(guò)混合藍(lán)光LED、綠光LED、黃光LED與紅光LED四種不同比例的色光達(dá)成高演色性的白光照明燈，而不采用熒光粉。其中藍(lán)光LED與綠光LED構(gòu)成第一發(fā)光部分360，該藍(lán)光LED與綠光LED的芯片均采用GalnN或GaN材料，藍(lán)光LED的波長(zhǎng)在45(T470nm，綠光LED的波長(zhǎng)在51(T540nm;紅光LED與黃光LED構(gòu)成第二發(fā)光部分350，紅光LED與黃光LED的芯片均采用AlInGaP或GaAs材料，紅光LED的波長(zhǎng)為61(T635nm，黃光LED的波長(zhǎng)為580 600nm。所有LED的外側(cè)罩設(shè)一散射片340，從而各色LED所產(chǎn)生的光線(xiàn)經(jīng)散射片340混光后產(chǎn)生白光，本實(shí)施例LED燈具300能夠使演色性達(dá)到95以上。同樣，所述四色LED均設(shè)置于金屬芯印刷電路基板330上，基板330的另一側(cè)同時(shí)設(shè)置兩散熱器310、 320，其中僅第二散熱器320上設(shè)置一風(fēng)扇380，加強(qiáng)第二散熱器320熱量的散發(fā)，同樣該風(fēng)扇380與一控制電路390相連，該第二散熱器320與一溫度感測(cè)器400相連并將第二散熱器320的溫度信息反饋至控制電路390以更準(zhǔn)確的控制風(fēng)扇380的轉(zhuǎn)速，從而使第二散熱器320具有更好的散熱效果，從而使紅光LED及黃光LED維持在較低的工作溫度。
如上所述，本發(fā)明LED燈具根據(jù)各種LED的不同的溫度特性，設(shè)置不同轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇，可有效保證各色LED均工作在適當(dāng)?shù)臏囟?，維持各色LED的發(fā)光效率，進(jìn)而獲得更為穩(wěn)定的白光照明。以上僅列舉本發(fā)明LED燈具的幾種具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)，如各色LED的組合設(shè)置，可根據(jù)需要而變更。而散熱器材質(zhì)的選擇并不限于鋁，其它熱傳導(dǎo)系數(shù)更高的材料，如銅、銀等均可作為散熱器的材料，而兩散熱器也可采用不同材料，如第二散熱器采用銅、第一散熱器采用鋁，從而增強(qiáng)第二散熱器的效率，使LED維持適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?。另外，以上均采用風(fēng)扇輔助散熱器散熱，實(shí)際上，其它主動(dòng)式散熱裝置，如熱電致冷器、壓縮-冷凝式散熱元件等均可應(yīng)用于本發(fā)明中輔助散熱器散熱，提升紅光LED部分散熱器的散熱效率。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種發(fā)光二極管燈具，包括一第一發(fā)光二極管及一第二發(fā)光二極管，其中第一發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度隨溫度的變化小于第二發(fā)光二極管，其特征在于該發(fā)光二極管燈具還包括分離設(shè)置的第一、第二散熱器以及一主動(dòng)式散熱器，其中第一散熱器與第一發(fā)光二極管熱性連接，第二散熱器與第二發(fā)光二極管熱性連接，該主動(dòng)式散熱器用以輔助該第二散熱器散熱，該第二散熱器的散熱效率高于第一散熱器的散熱效率。
2 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于該主動(dòng)式散 熱器為一風(fēng)扇或熱電致冷器。
3 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于還包括一連 接于該風(fēng)扇的速度控制電路及一溫度感測(cè)器，工作時(shí)該溫度感測(cè)器用以感測(cè)第二散熱器的溫 度并反饋至該速度控制電路以控制該風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
4 如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于 :該發(fā)光二極管燈具還包括另一主動(dòng)式散熱器用以輔助第一散熱器散熱。
5 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于每一散熱器 均包括一與相應(yīng)發(fā)光二極管熱連接的底座及自底座延伸的若干散熱鰭片，其中該第一散熱器 的材料為鋁，第二散熱器的材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于第一散熱器的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
6 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于該發(fā)光二極 管燈具還包括一設(shè)置于第一及第二發(fā)光二極管與第一及第二散熱器之間的金屬芯電路基板， 所述第一及第二發(fā)光二極管電連接于該金屬芯電路基板上。
7 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于所述第一發(fā) 光二極管為藍(lán)光發(fā)光二極管，第二發(fā)光二極管為紅光發(fā)光二極管。
8 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于該發(fā)光二極 管燈具還包括一反射罩，該藍(lán)光發(fā)光二極管的表面設(shè)有黃色熒光粉，由藍(lán)光二極管產(chǎn)生的藍(lán) 光激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生黃光，藍(lán)光與黃光在該反射罩相混合而產(chǎn)生白光。
9 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于第一發(fā)光二 極管為綠光發(fā)光二極管與藍(lán)光發(fā)光二極管的組合；第二發(fā)光二極管為紅光發(fā)光二極管與黃光 發(fā)光二極管的組合。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管燈具，其特征在于該發(fā)光二極 管燈具還包括一罩設(shè)于第一發(fā)光二極管與第二發(fā)光二極管外側(cè)的散射片，第一發(fā)光二極管與 第二發(fā)光二極管所產(chǎn)生的光線(xiàn)經(jīng)散射片混光后產(chǎn)生白光。
全文摘要
一種發(fā)光二極管燈具，包括一第一發(fā)光二極管及一第二發(fā)光二極管，其中第一發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度隨溫度的變化小于第二發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管燈具還包括分離設(shè)置的第一、第二散熱器以及一主動(dòng)式散熱裝置，其中第一散熱器與第一發(fā)光二極管熱性連接，第二散熱器與第二發(fā)光二極管熱性連接，該主動(dòng)式散熱裝置用以輔助該第二散熱器散熱，該第二散熱器的散熱效率高于第一散熱器的散熱效率，從而使各種發(fā)光二極管工作在適當(dāng)?shù)臏囟?，能輸出穩(wěn)定的白光。
文檔編號(hào)H01L33/32GK101463986SQ20071020332
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者徐弘光, 江文章, 王君偉 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司