[發明專利]一種具有4π發光板的電源內置型LED燈

在審

• 申請號: 201810568252.2
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108506756A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 何思丁
• 申請（專利權）人: 深圳市豐功文化傳播有限公司
• 主分類號: F21K9/232
• 分類號: F21K9/232;F21V7/28;F21V23/00;F21Y115/10
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超

本發明提供了一種具有4π發光板的電源內置型LED燈，包括燈泡殼、帶有排氣管的芯座、電容器、燈頭以及一個4πLED發光板。本發明將4πLED發光板放置在密封的燈泡殼內，安全、可靠；且本發明的電容器，利用電容濾波特征來提高電源利用率且將電容器放置在燈頭內，解決了電容在高溫環境下易損壞問題。而且所述4πLED發光板的正反兩面設置含有熱輻射材料的熒光膠層，可以直接將LED芯片和驅動器產生的熱量轉換成2~20μm的紅外波，再透過紅外透射率大于0.8的硅酸鹽系玻璃泡殼透射到周圍環境中；另外還可以通過燈泡殼內的高導熱率氣體將氣體對流傳導到玻璃泡殼上，進而傳導到周圍環境中，多方位實現散熱。

技術領域

本發明涉及到照明技術領域，特別是涉及一種具有4π發光板的電源內置型LED燈。

背景技術

19世紀鎢絲白熾燈的出現帶領全世界走進了人工照明時代。自20世紀出現革命性的新光源—LED，憑借著節能環保，壽命長等優點迅速走紅照明市場，LED成了未來主流的照明光源，廣泛應用于商業照明，工業照明，戶外照明等。但是以往的LED光源，像插件LED、貼片LED、COB（Chip On Board，板上芯片封裝）、集成大功率等LED燈珠，在不加透鏡之類的光學器件情況下，都只能是平面光源。

2008年，日本牛尾光源推出以白熾燈原型配置LED燈絲的燈泡式燈具。“LED燈絲燈”的出現真正的實現了360度全角度發光立體光源，滿足客戶全視角發光需求，帶來前所未有的照明體驗且更加節能。自日本牛尾光源率先推出并量產，以LED燈絲為光源的蠟燭燈、燈泡殼等產品在市場上逐漸受到愈來愈多消費者的青睞。

現有的LED燈一般采用4π發光的LED發光條密封在充有氣體的泡殼中，并將驅動器裝在燈頭中。其4π發光的LED發光條通常為條狀的透明基板，其上分布4π發光的LED芯片，并用熒光粉層包裹以實現4π發光。

然而，現有的LED燈存在著以下問題，制約了LED燈的進一步發展。

一是散熱問題。LED燈的熱量主要由LED芯片及驅動電路的功率器件產生。現有技術的LED燈一般用低壓大電流的功率型LED，一個LED芯片一個PN結，工作電流大到0.35A甚至幾A，1W至幾W或更大的電功率集中在1至幾平方毫米的芯片上，而其外量子效率僅僅只有約30%，加上注入電子和產生的光子的能量差、PN結產生的光子和最后出射的光子的能量差，有約70%的電功率將轉變成熱，如何把這大量的熱散發掉一直是LED燈絲燈的關鍵難題之一。LED是半導體器件，其PN結的結溫升高、將導致發光效率迅速下降、甚至燒毀PN結，且隨著溫度升高，用于包裹LED芯片的硅膠將會出現龜裂問題，直接影響LED燈絲燈的使用壽命。

對于單個LED而言，如果熱量集中在尺寸很小的芯片內而不能有效散出，則會導致芯片溫度升高，引起熱應力的非均勻分布、芯片發光效率和熒光粉激射效率下降。研究表明：當溫度超過一定值，器件的失效率將呈指數規律攀升，元件溫度每上升2℃，可靠性下降10%。為了保證器件的壽命，一般要求PN結結溫在110℃以下。隨著PN結的溫升，白光LED器件的發光波長將發生紅移。統計資料表明：在100℃的溫度下，波長可以紅移4~9nm，從而導致YAG熒光粉隨著溫度升高，導致熒光粉的非輻射增加，轉換光能量減少，使得轉換效率下降，總的發光強度會減少，白光色度變差。在室溫附近，溫度每升高1℃，LED的發光強度會相應地減少1%左右。

二是電源效率低的問題。現有的LED燈采用交流電源供電，而LED是一個具有PN結結構的半導體器件，具有勢壘電勢，這就形成了導通門限電壓，加在LED上的電壓值超過這個門限電壓時 LED才會充分導通。以市電220V為例，當使用220V市電供電時，由于交流電的電壓按照正弦函數規律變化，LED的門限電壓為平均電壓220V的1.2倍，即260~280V，當電壓低于此數值時，LED燈并不會亮，因此其電源效率僅為30%左右。