一种具有4π发光板的电源内置型LED灯制造技术

本发明专利技术提供了一种具有4π发光板的电源内置型LED灯，包括灯泡壳、带有排气管的芯座、电容器、灯头以及一个4πLED发光板。本发明专利技术将4πLED发光板放置在密封的灯泡壳内，安全、可靠；且本发明专利技术的电容器，利用电容滤波特征来提高电源利用率且将电容器放置在灯头内，解决了电容在高温环境下易损坏问题。而且所述4πLED发光板的正反两面设置含有热辐射材料的荧光胶层，可以直接将LED芯片和驱动器产生的热量转换成2~20μm的红外波，再透过红外透射率大于0.8的硅酸盐系玻璃泡壳透射到周围环境中；另外还可以通过灯泡壳内的高导热率气体将气体对流传导到玻璃泡壳上，进而传导到周围环境中，多方位实现散热。

A power supply built-in LED lamp with 4 PL light-emitting panel

The invention provides a power supply built-in LED lamp with a 4Pi light emitting plate, which comprises a bulb shell, a core seat with an exhaust pipe, a capacitor, a lamp head and a 4Pi light emitting plate. The invention places the 4Pi LED light emitting plate in the sealed bulb shell, which is safe and reliable, and the capacitor of the invention utilizes the capacitive filtering characteristics to improve the utilization ratio of the power supply and places the capacitor in the lamp head, thus solving the problem that the capacitor is easy to be damaged in the high temperature environment. Moreover, the fluorescent glue layer containing thermal radiation material is arranged on both sides of the 4Pi LED light-emitting plate, which can directly convert the heat generated by the LED chip and the driver into the infrared wave of 2~20 microns, and then transmit the silicate glass bulb shell with infrared transmittance greater than 0.8 to the surrounding environment; besides, the high conductivity in the bulb shell can also be transmitted to the surrounding environment. Heat rate gas convection will be transmitted to the glass bubble shell, and then to the surrounding environment, multi-directional heat dissipation.

【技术实现步骤摘要】
一种具有4π发光板的电源内置型LED灯
本专利技术涉及到照明
，特别是涉及一种具有4π发光板的电源内置型LED灯。
技术介绍
19世纪钨丝白炽灯的出现带领全世界走进了人工照明时代。自20世纪出现革命性的新光源—LED，凭借着节能环保，寿命长等优点迅速走红照明市场，LED成了未来主流的照明光源，广泛应用于商业照明，工业照明，户外照明等。但是以往的LED光源，像插件LED、贴片LED、COB（ChipOnBoard，板上芯片封装）、集成大功率等LED灯珠，在不加透镜之类的光学器件情况下，都只能是平面光源。2008年，日本牛尾光源推出以白炽灯原型配置LED灯丝的灯泡式灯具。“LED灯丝灯”的出现真正的实现了360度全角度发光立体光源，满足客户全视角发光需求，带来前所未有的照明体验且更加节能。自日本牛尾光源率先推出并量产，以LED灯丝为光源的蜡烛灯、灯泡壳等产品在市场上逐渐受到愈来愈多消费者的青睐。现有的LED灯一般采用4π发光的LED发光条密封在充有气体的泡壳中，并将驱动器装在灯头中。其4π发光的LED发光条通常为条状的透明基板，其上分布4π发光的LED芯片，并用荧光粉层包裹以实现4π发光。然而，现有的LED灯存在着以下问题，制约了LED灯的进一步发展。一是散热问题。LED灯的热量主要由LED芯片及驱动电路的功率器件产生。现有技术的LED灯一般用低压大电流的功率型LED，一个LED芯片一个PN结，工作电流大到0.35A甚至几A，1W至几W或更大的电功率集中在1至几平方毫米的芯片上，而其外量子效率仅仅只有约30%，加上注入电子和产生的光子的能量差、PN结产生的光子和最后出射的光子的能量差，有约70%的电功率将转变成热，如何把这大量的热散发掉一直是LED灯丝灯的关键难题之一。LED是半导体器件，其PN结的结温升高、将导致发光效率迅速下降、甚至烧毁PN结，且随着温度升高，用于包裹LED芯片的硅胶将会出现龟裂问题，直接影响LED灯丝灯的使用寿命。对于单个LED而言，如果热量集中在尺寸很小的芯片内而不能有效散出，则会导致芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和荧光粉激射效率下降。研究表明：当温度超过一定值，器件的失效率将呈指数规律攀升，元件温度每上升2℃，可靠性下降10%。为了保证器件的寿命，一般要求PN结结温在110℃以下。随着PN结的温升，白光LED器件的发光波长将发生红移。统计资料表明：在100℃的温度下，波长可以红移4~9nm，从而导致YAG荧光粉随着温度升高，导致荧光粉的非辐射增加，转换光能量减少，使得转换效率下降，总的发光强度会减少，白光色度变差。在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1%左右。二是电源效率低的问题。现有的LED灯采用交流电源供电，而LED是一个具有PN结结构的半导体器件，具有势垒电势，这就形成了导通门限电压，加在LED上的电压值超过这个门限电压时LED才会充分导通。以市电220V为例，当使用220V市电供电时，由于交流电的电压按照正弦函数规律变化，LED的门限电压为平均电压220V的1.2倍，即260~280V，当电压低于此数值时，LED灯并不会亮，因此其电源效率仅为30%左右。三是LED灯的频闪问题。如上所述，当电压低于LED的门限电压时，LED灯就不会亮，由此便带来了频闪问题，对人体带来危害。为解决频闪问题，有人在驱动器中加入了滤波电容，解决了频闪问题。但是电容是对温度非常敏感的器件，LED灯内的高温环境会降低电容的使用寿命，进而降低了LED灯的使用寿命。四是现有的LED灯的驱动器一般放在灯头内，而灯头为导电金属，所以驱动器要套上绝缘套后方可放入灯头，需要手工操作，工序烦琐，效率低，并且由于灯头内的空间狭小，放入驱动器后使得灯头与灯泡壳的粘结空间不够，粘结牢度下降，容易脱落，且粘结需要经过300度的高温，这对驱动器中的电子器件的寿命影响大，综合故障率高。为了解决该问题，也有人将电源内置到灯泡壳内，但是如上所述，驱动器中的电容是对温度非常敏感的器件，而LED灯在工作时，灯泡壳内的温度会很高，容易造成电容损坏，影响LED灯的使用寿命。另一方面，电容的体积也比较大，安装在灯泡壳内部也会造成生产工艺复杂化。五是现有的LED灯一般采用带有支架的芯柱，所述支架为延伸入灯泡中心的玻璃支架，LED灯丝分散固定在玻璃支架上。LED灯丝是一种精细而微小的工业零件产品，唯有自动化机器生产才能保持它们的一致性、可靠性。因此灯丝衬底基材的生产、引脚和支架的安装、LED灯珠的绑定固晶、金线连接、荧光粉的裹涂等都应在工业化自动生产机器设备中自动完成。现有的LED灯丝一端焊接在支架上端，另一端焊接在芯座下端，焊接点位分为上下两端，且现有LED灯丝一般采用串联或串并联以适应电压的要求，这就需要更多的LED灯丝，焊接点位进一步增加，灯芯组装更加复杂。综上所述，为使LED灯能得到进一步的发展，现有技术还有待于进一步的改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。相应地，本专利技术的目的是提供一种散热性能优异、生产工艺简单、无频闪、电源效率高、使用寿命长的4π发光的LED灯。为解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：一种具有4π发光板的电源内置型LED灯，包括灯泡壳、带有排气管的芯座、电容器、灯头以及一个4πLED发光板；所述灯泡壳与芯座真空密封形成真空密封腔体，所述真空密封腔体内设有高导热率气体；所述4πLED发光板位于真空密封腔体内部，通过至少两根金属线固定在芯座上，所述4πLED发光板包括板式基板以及设置在所述板式基板上的驱动器和若干个LED芯片，所述板式基板为透明的，所述驱动器与LED芯片电连接，所述LED芯片相互串联或串并联连接，所述4πLED发光板的正反两面设置有荧光胶层，所述荧光胶层包含折射率大于1.4且热辐射率大于0.8的热辐射材料；所述电容器设置在真空密封腔体外所述灯头内，通过所述金属线与所述驱动器电连接。进一步地，所述板式基板为矩形基板、方形基板、圆形基板、椭圆形基板或不规则形状基板中的任一种，所述板式基板为透明的玻璃基板、透明或半透明的陶瓷基板中的任一种。进一步地，所述板式基板为垂直摆放、水平摆放或倾斜摆放。进一步地，所述LED芯片设置在所述4π发光板的一面或两面。进一步地，所述金属线的数量为2根或4根。进一步地，所述荧光胶层包括荧光粉、热辐射材料以及胶体，所述热辐射材料的质量占所述荧光胶层总质量的0.5~10%；所述荧光粉的质量占所述荧光胶层总质量的25~45%；所述胶体的质量占所述荧光胶层总质量的45~74.5%。进一步地，所述热辐射材料折射率由云母粉、氮化硼、氧化铝、氧化硅或氟化钙中的一种或多种组成，也可由云母粉与氮化硼、氧化铝、氧化硅或氟化钙中的一种或多种共价键结合而成。进一步地，所述灯泡壳为红外透射率大于0.8的硅酸盐系玻璃泡壳。进一步地，所述驱动器还包括驱动器壳体和驱动电路；所述驱动电路位于驱动器壳体的内部，所述驱动电路为阻容降压电源、线性恒流电源或开关恒流电源中的任一种。进一步地，所述灯泡壳采用A型泡壳、G型泡壳、PAR型泡壳、T型泡壳、烛型泡壳、P型泡壳、PS型泡壳、BR型泡壳、ER型泡壳或BRL型泡壳；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有4π发光板的电源内置型LED灯，其特征在于，包括灯泡壳、带有排气管的芯座、电容器、灯头以及一个4πLED发光板；所述灯泡壳与芯座真空密封形成真空密封腔体，所述真空密封腔体内设有高导热率气体；所述4πLED发光板位于真空密封腔体内部，通过至少两根金属线固定在芯座上，所述4πLED发光板包括板式基板以及设置在所述板式基板上的驱动器和若干个LED芯片，所述板式基板为透明的，所述驱动器与LED芯片电连接，所述LED芯片相互串联或串并联连接，所述4πLED发光板的正反两面设置有荧光胶层，所述荧光胶层包含折射率大于1.4且热辐射率大于0.8的热辐射材料；所述电容器设置在真空密封腔体外所述灯头内，通过所述金属线与所述驱动器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有4π发光板的电源内置型LED灯，其特征在于，包括灯泡壳、带有排气管的芯座、电容器、灯头以及一个4πLED发光板；所述灯泡壳与芯座真空密封形成真空密封腔体，所述真空密封腔体内设有高导热率气体；所述4πLED发光板位于真空密封腔体内部，通过至少两根金属线固定在芯座上，所述4πLED发光板包括板式基板以及设置在所述板式基板上的驱动器和若干个LED芯片，所述板式基板为透明的，所述驱动器与LED芯片电连接，所述LED芯片相互串联或串并联连接，所述4πLED发光板的正反两面设置有荧光胶层，所述荧光胶层包含折射率大于1.4且热辐射率大于0.8的热辐射材料；所述电容器设置在真空密封腔体外所述灯头内，通过所述金属线与所述驱动器电连接。2.根据权利要求1所述的具有4π发光板的电源内置型LED灯，其特征在于，所述板式基板为矩形基板、方形基板、圆形基板、椭圆形基板或不规则形状基板中的任一种，所述板式基板为透明的玻璃基板、透明或半透明的陶瓷基板中的任一种。3.根据权利要求1所述的具有4π发光板的电源内置型LED灯，其特征在于，所述板式基板为垂直摆放、水平摆放或倾斜摆放。4.根据权利要求1所述的具有4π发光板的电源内置型LED灯，其特征在于，所述LED芯片设置在所述4π发光板的一面或两面。5.根据权利要求1所述的具有4π发光板的电源内置型LED灯，其特征在于，所述金属线的数量为2根或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：何思丁，
申请(专利权)人：深圳市丰功文化传播有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44