CN102376697B - 高显白光led模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高显白光LED模组，包括高导热基板和LED芯片，所述高导热基板包括金属基板和陶瓷基板，所述LED芯片包括红光LED芯片和蓝光LED芯片各至少一个；所述蓝光LED芯片上设有一层荧光粉层；所述LED芯片直接固定连接于所述高导热基板上；所述高导热基板上还设有线路层，当高导热基板为金属基板时，所述线路层和金属基板之间设有绝缘层，所述LED芯片之间通过所述线路层电连接。有益效果是：蓝光LED芯片设有荧光粉层，和红光LED芯片一起，通过调节相对的电流，可以很方便的改变色温，并得到高显色性的白光，LED芯片直接固定连接于金属基板或陶瓷基板上，可以采用焊接、银浆固晶等加工工艺，整个封装模组的热阻低，结构简单，生产成本较低。

Description

高显白光LED模组
技术领域
本发明涉及一种LED照明产品，特别涉及一种高显色性的白光LED模组。
背景技术
随着LED技术的飞速发展及大功率LED生产技术的日趋成熟，其低耗、高效、体积小、重量轻和长寿命等众多优点，使其得到广泛的应用，大功率LED的封装技术的发展，大大加快了大功率LED在照明领域和显示领域的应用，特别是显示领域，比如投影设备，不仅对LED芯片的散热问题要求较严苛，还需要LED芯片模组能产生高显的白光，以满足应用的需要，目前低热阻大功率发光二极管模组，生产工艺复杂，产品结构也较复杂，需要绝缘层、覆铜层、电极层和外绝缘层，金属基板中心设有凹坑，LED芯片安装于凹坑中，导致加工工序较多，生产成本较高，覆铜板下面的绝缘层也增加了热阻。另外生成高显白光的方法有两种：一是采用多色LED芯片混色产生白光，这种方法的优点是可以得到高显色的白光，但缺点是对色温的调整困难，因为每块LED芯片的参数存在差异，导致生产效率低，产品质量不稳定，同时光效很低，难以精确地得到符合要求的高显白光的LED芯片模组。另外一种方法是采用多种荧光粉混合得到高显色的白光，这种方法因为红粉的低效率而导致总体光效很低，在较高温度下由于不同荧光粉的性能变化不一致而导致显色指数下降，色温反而骤升，很难得到实用。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、质量稳定、高光效、参数符合要求的高质量的高显白光LED芯片模组。其核心是用单一稳定的高效率黄粉和红光芯片合成稳定而高光效的高显色指数的白光。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种高显白光LED模组，包括高导热基板和LED芯片，所述高导热基板包括金属基板和陶瓷基板，
所述LED芯片包括红光LED芯片和蓝光LED芯片各至少一个；
所述蓝光LED芯片上设有一层荧光粉层；
所述LED芯片直接固定连接于所述高导热基板上；
所述高导热基板上还设有线路层，当高导热基板为金属基板时，所述线路层和金属基板之间设有绝缘层，所述LED芯片之间通过所述线路层电连接。
优选的，所述荧光粉层为黄色荧光粉层。
优选的，所述红光LED芯片和蓝光LED芯片分别并联/串联；或两种LED芯片并联/串联在一起。
优选的，所述LED芯片还包括至少一个绿光LED芯片，所述红光LED芯片、蓝光LED芯片和绿光LED芯片分别并联/串联；或其中两种LED芯片并联/串联在一起，另外一种LED芯片单独并联/串联；或三种LED芯片均并联/串联在一起。
优选的，所述高显白光的LED模组还可能设有保护罩，所述保护罩包括边框和设于边框上或与边框为一整体的透明窗，所述保护罩罩设于所述LED芯片的上面。
优选的，所述高显白光的LED模组还设有温度监控装置，所述温度监控装置与控制所述高显白光的LED模组的电源开启或关闭的电控装置电信号连接。
优选的，所述高显白光的LED模组还设有过热保护装置，所述过热保护装置为一热敏电阻，所述热敏电阻串联于所述LED芯片与电源之间。
优选的，所述金属基板包括铜基板、铝基板和银基板，所述陶瓷基板包括氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板。
优选的，所述LED芯片还包括白光LED芯片或黄光LED芯片。
优选的，所述高导热基板上还设有辅助定位的光学定位孔。
采用本技术方案的有益效果是：蓝光LED芯片设有荧光粉层，和红光LED芯片一起，通过调节相对的电流，可以很方便的改变色温，并得到高显色性的白光，LED芯片直接固定连接于金属基板或陶瓷基板上，可以采用焊接、银浆固晶等加工工艺，整个封装模组的热阻低，结构简单，生产成本较低。
附图说明
图1是本发明一种大功率LED封装模组实施例1的剖视图；
图2是本发明一种大功率LED封装模组实施例1的示意图；
图3是本发明一种大功率LED封装模组实施例2的示意图；
图4是本发明一种大功率LED封装模组实施例3的示意图；
图5是现有技术由蓝光和黄光混色后的光强曲线图；
图6是本发明蓝光加黄色荧光粉层产生的黄光及红光混色后的光强曲线图；
图7是本发明一种大功率LED封装模组实施例5的示意图；
图8是本发明一种大功率LED封装模组实施例5的电路连接图；
图9是本发明一种大功率LED封装模组实施例6的示意图；
图10是本发明一种大功率LED封装模组实施例6的电路连接图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
11.金属基板  12.陶瓷基板  2.LED芯片  21.蓝光LED芯片22.红光LED芯片  23.绿光LED芯片  24.荧光粉层  3.线路层条41.边框  42.透明窗  5.温度传感器  6.绝缘层  7.引脚  8.光学定位孔
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1，
如图1和图2所示，一种高显白光LED模组，包括高导热基板和LED芯片2，高导热基板为金属基板11，LED芯片2包括红光LED芯片22四个和蓝光LED芯片21五个，两种颜色LED芯片2的排列方式如图2所示；
蓝光LED芯片21上设有一层黄色荧光粉层24；
两种LED芯片2直接固定连接于金属基板11上；
金属基板11上还设有线路层条3，即条状的线路层，线路层条3和金属基板11之间设有绝缘层6，两种LED芯片2的阳极共同连接于一条线路层条3上，其阴极共同连接于另一条线路层条3上，从而使两种LED芯片2并联在一起，并在金属基板上引出一对引脚7，作为控制电源的接口。
金属基板11上还设有辅助定位的光学定位孔8，以方便模组的安装和调校。
本实施例还设有保护罩和温度监控装置，保护罩包括边框41和设于边框41上或与边框为一整体的透明窗42，保护罩罩设于所述LED芯片的上面。温度监控装置为一温度传感器5，温度传感器5与控制高显白光的LED模组的电源开启或关闭的电控装置电信号连接。
本实施例可以通过对黄色荧光粉层24的调整，方便的调试得到色温一致的产品，这样成本较低，程序较简单，质量稳定。
图5是现有技术由蓝光和黄光混色后的光强曲线图，图6是本发明蓝光加黄色荧光粉层产生的黄光及红光混色后的光强曲线图；通过图5和图6对比可知，本发明产生的高显白光的光强要明显优于现有技术。
实施例2，
如图3所示，其余与实施例1相同，不同之处在于，蓝光LED芯片21和红光LED芯片22分为独立的两组，这两组LED芯片2通过相互绝缘的不同的四条线路层条3分别并联，并在金属基板11上引出两对分别对应于蓝光LED芯片21芯片组和红光LED芯片22芯片组的引脚，从而可利用电控装置分别对蓝光LED芯片21芯片组和红光LED芯片22芯片组进行控制，红光LED芯片22和蓝光LED芯片21的电流可以独立调节，从而混合出不同显色指数的白光；同时，也可以混合出高光效的色温可变的暖白光或正白光。可以实现更多的控制扩展功能。
实施例3，
如图4所示，其余与实施例2相同，不同之处在于，红光LED芯片22为1个，蓝光LED芯片21为7个，还增设一个绿光LED芯片23，三种LED芯片的排列如图4所示，红光LED芯片22、蓝光LED芯片21和绿光LED芯片23分为三组分别并联，并引出三对分别对应红光LED芯片22芯片组、蓝光LED芯片21芯片组和绿光LED芯片23芯片组的引脚7，从而可利用电控装置分别对蓝光LED芯片21芯片组、红光LED芯片22芯片组和绿光LED芯片23芯片组进行控制，可以实现更多的控制扩展功能。
实施例4，
其余和实施例3相同，不同之处在于，本实施例还设有过热保护装置，过热保护装置为一热敏电阻，该热敏电阻串联于所述LED芯片与电源之间，当芯片组过热时，热敏电阻的阻值增加，减少甚至切断LED芯片的电源，达到控制其温度的目的。
实施例5，
如图7和图8所示，其余与实施例4相同，不同之处在于，蓝光LED芯片21分为两组，每组四个，每组蓝光LED芯片21串联连接，然后两组蓝光LED芯片21并联连接，并联后的蓝光LED芯片21组与红光LED芯片22串联，最后引出一对引脚7，由电控装置对所有LED芯片2同时控制。
两种颜色LED芯片2的排列方式如图7所示。
实施例6，
如图9和图10所示，其余与实施例4相同，不同之处在于，蓝光LED芯片21分为两组，每组四个，每组蓝光LED芯片21串联连接，然后两组蓝光LED芯片21并联连接，并联后的蓝光LED芯片21组最后引出一对引脚7，而红光LED芯片22单独引出一对引脚7，从而电控装置可以对蓝光LED芯片21和红光LED芯片22分别进行控制和调整，扩展了控制功能。
两种颜色LED芯片2的排列方式如图9所示。
上述实施例中，金属基板11包括铜基板、铝基板和银基板，也可采用包括氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板的陶瓷基板。
在LED芯片组中还可添设白光LED芯片或黄光LED芯片，来调整色温。
采用本技术方案的有益效果是：蓝光LED芯片设有荧光粉层，和红光LED芯片一起，通过调节相对的电流，可以很方便的改变色温，并得到高显色性的白光，LED芯片直接固定连接于金属基板或陶瓷基板上，可以采用焊接、银浆固晶等加工工艺，整个封装模组的热阻低，结构简单，生产成本较低。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高显白光LED模组，包括高导热基板和LED芯片，所述高导热基板包括金属基板和陶瓷基板，其特征在于，
所述LED芯片包括红光LED芯片和蓝光LED芯片各至少一个；
所述LED芯片还包括白光LED芯片或黄光LED芯片；
所述蓝光LED芯片上设有一层荧光粉层；
所述LED芯片直接固定连接于所述高导热基板上；
所述高导热基板上还设有线路层，当高导热基板为金属基板时，所述线路层和金属基板之间设有绝缘层，所述LED芯片之间通过所述线路层电连接；
还设有温度监控装置，所述温度监控装置与控制所述高显白光的LED模组的电源开启或关闭的电控装置电信号连接；
还设有过热保护装置，所述过热保护装置为一热敏电阻，所述热敏电阻串联于所述LED芯片与电源之间；
所述红光LED芯片和所述蓝光LED芯片分为独立的两组并分别并联，在金属基板上引出两对分别对应于蓝光LED芯片和红光LED芯片的引脚。
2.根据权利要求1所述的高显白光LED模组，其特征在于，所述荧光粉层为黄色荧光粉层。
3.根据权利要求1或2所述的高显白光LED模组，其特征在于，所述高显白光的LED模组还设有保护罩，所述保护罩包括边框和设于边框上或与边框为一整体的透明窗，所述保护罩设于所述LED芯片的上面。
4.根据权利要求3所述的高显白光的LED模组，其特征在于，所述金属基板包括铜基板、铝基板和银基板，所述陶瓷基板包括氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板。
5.根据权利要求3所述的高显白光LED模组，其特征在于，所述高导热基板上还设有辅助定位的光学定位孔。
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