Led模組以及l(fā)ed照明裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及LED模組，該LED模組包括芯片基板、至少一LED發(fā)光單元以及半導(dǎo)體制冷單元，所述LED發(fā)光單元設(shè)置于所述芯片基板的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元用于冷卻所述LED發(fā)光單元發(fā)出的熱量。本實(shí)用新型還提供一種LED照明裝置。本實(shí)用新型的所述LED模組在使用時(shí)，所述LED發(fā)光單元在發(fā)光時(shí)產(chǎn)生熱量，該熱量可以傳遞給所述半導(dǎo)體制冷單元，所述半導(dǎo)體制冷單元主動(dòng)對(duì)所述LED發(fā)光單元進(jìn)行冷卻，有利于降低所述LED發(fā)光單元的溫度，以提高所述LED發(fā)光單元的使用壽命。
【專利說(shuō)明】LED模組以及LED照明裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)光二極管【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種LED模組以及LED照明裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,簡(jiǎn)稱LED)作為新一代節(jié)能照明光源,是一種固態(tài)發(fā)光體，因其具有高效、節(jié)能、環(huán)保的顯著特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外照明、顯示器背光、工礦燈、隧道燈、路燈等照明領(lǐng)域，隨著LED價(jià)格的逐漸下降其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。具有數(shù)個(gè)LED芯片作為光源的發(fā)光裝置，已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)具有冷陰極管作為光源的發(fā)光裝置，成為目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，逐漸成為第四代的照明光源。
[0003]但是，發(fā)光二極管存在尚待克服的缺陷，S卩，LED的發(fā)光表現(xiàn)(如發(fā)光亮度以及所發(fā)出光源的色溫)會(huì)受到其本身溫度與其所處環(huán)境的溫度的影響，且一旦LED長(zhǎng)期處于過(guò)熱的環(huán)境中，其發(fā)光亮度便會(huì)迅速的衰減，造成LED使用壽命的明顯縮短。然而，LED模組在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，該熱量會(huì)集中在LED模組的LED發(fā)光單元區(qū)域，較難散失，從而影響LED模組的使用壽命。
[0004]因此，如何提供一種LED模組，能夠提高LED發(fā)光單元的使用壽命，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的LED模組存在問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種能解決上述問(wèn)題的LED模組。
[0006]本實(shí)用新型提供一種LED模組，包括芯片基板、至少一 LED發(fā)光單元以及半導(dǎo)體制冷單元，所述LED發(fā)光單元設(shè)置于所述芯片基板的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元用于冷卻所述LED發(fā)光單元發(fā)出的熱量。
[0007]進(jìn)一步的，在所述LED模組中，所述半導(dǎo)體制冷單元設(shè)置于所述芯片基板背離所述LED發(fā)光單元的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元的冷端連接所述芯片基板背離所述LED發(fā)光單元的一側(cè)的表面。
[0008]進(jìn)一步的，在所述LED模組中，所述LED發(fā)光單元為側(cè)發(fā)光式發(fā)光單元，所述半導(dǎo)體制冷單元設(shè)置于所述LED發(fā)光單元背離所述芯片基板的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元的冷端連接所述LED發(fā)光單元背離所述芯片基板的一側(cè)的表面。
[0009]進(jìn)一步的，在所述LED模組中，每一所述LED發(fā)光單元背離所述芯片基板的一側(cè)均具有一所述半導(dǎo)體制冷單元。
[0010]進(jìn)一步的，在所述LED模組中，所述半導(dǎo)體制冷單元包括至少一制冷對(duì)，所述制冷對(duì)包括一 P型半導(dǎo)體元件和一 N型半導(dǎo)體元件，所述制冷對(duì)的P型半導(dǎo)體元件的冷端和N型半導(dǎo)體元件的冷端通過(guò)一導(dǎo)電電極連接，所述制冷對(duì)的P型半導(dǎo)體元件的熱端和N型半導(dǎo)體元件的熱端分別用于接入電源。
[0011 ] 進(jìn)一步的，在所述LED模組中，所述LED模組還包括一冷卻基板，所述冷卻基板固定在所述半導(dǎo)體制冷單元的熱端上。
[0012]進(jìn)一步的，在所述LED模組中，所述冷卻基板為熱傳導(dǎo)基板。
[0013]進(jìn)一步的，在所述LED模組中，所述LED發(fā)光單元和半導(dǎo)體制冷單元連接同一電源，通過(guò)同一電源供電；或，所述LED發(fā)光單元和半導(dǎo)體制冷單元分別連接兩個(gè)不同的電源，通過(guò)兩個(gè)不同的電源供電。
[0014]進(jìn)一步的，在所述LED模組中，所述芯片基板為熱傳導(dǎo)基板。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的另一面，本實(shí)用新型還提供一種LED照明裝置，具備如上所述的LED模組。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的LED模組具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]在本實(shí)用新型的LED模組中，所述LED發(fā)光單元設(shè)置于所述芯片基板的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元用于冷卻所述LED發(fā)光單元發(fā)出的熱量，與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)所述LED模組在使用時(shí)，所述LED發(fā)光單元在發(fā)光時(shí)產(chǎn)生熱量，該熱量可以傳遞給所述半導(dǎo)體制冷單元，所述半導(dǎo)體制冷單元主動(dòng)對(duì)所述LED發(fā)光單元進(jìn)行冷卻，有利于降低所述LED發(fā)光單元的溫度，以提高所述LED發(fā)光單元的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的LED模組的示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的LED模組的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)有技術(shù)的LED模組中，LED模組中LED發(fā)光單元發(fā)出的熱量的釋放較慢，從而影響LED發(fā)光單元的使用壽命。 申請(qǐng)人:經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)LED模組的深入研究發(fā)現(xiàn)，如果在所述LED模組上設(shè)置一半導(dǎo)體制冷單元，所述半導(dǎo)體制冷單元可以對(duì)所述LED發(fā)光單元進(jìn)行冷卻，則可以增加所述LED發(fā)光單元的使用壽命。
[0021]有鑒于上述的研究，本實(shí)用新型提供一 LED模組，包括芯片基板、至少一 LED發(fā)光單元以及半導(dǎo)體制冷單元，所述LED發(fā)光單元設(shè)置于所述芯片基板的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元用于冷卻所述LED發(fā)光單元發(fā)出的熱量。當(dāng)所述LED模組在使用時(shí)，所述LED發(fā)光單元在發(fā)光時(shí)產(chǎn)生熱量，該熱量可以傳遞給所述半導(dǎo)體制冷單元，所述半導(dǎo)體制冷單元對(duì)所述LED發(fā)光單元進(jìn)行冷卻，有利于降低所述LED發(fā)光單元的溫度，以提高所述LED發(fā)光單元的使用壽命。
[0022]進(jìn)一步的，所述LED模組還包括一冷卻基板，所述冷卻基板的熱傳導(dǎo)率好于所述LED模組，所述冷卻基板固定在所述半導(dǎo)體制冷單元的熱端上，所述冷卻基板將所述半導(dǎo)體制冷單元的熱端的熱量傳遞到環(huán)境中，從而增加所述半導(dǎo)體制冷單元的冷端與熱端之間的溫度差，以增加所述半導(dǎo)體制冷單元的半導(dǎo)體制冷效率。
[0023]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的LED模組的示意圖。在本實(shí)施方式中，所述LED模組10包括芯片基板110、至少一 LED發(fā)光單元120以及半導(dǎo)體制冷單元130，所述LED發(fā)光單元120設(shè)置于所述芯片基板110的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元130用于冷卻所述LED發(fā)光單元120發(fā)出的熱量。其中，所述LED發(fā)光單元120為包括PN結(jié)的芯片結(jié)構(gòu)。圖1所示的所述LED模組10中包括3個(gè)所述LED發(fā)光單元120，但所述LED發(fā)光單元120的數(shù)量以及排列方式并不做限制，可以根據(jù)具體需要進(jìn)行設(shè)置。
[0024]在本實(shí)施方式中，所述半導(dǎo)體制冷單元130設(shè)置于所述芯片基板110背離所述LED發(fā)光單元120的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元130的冷端連接所述芯片基板110背離所述LED發(fā)光單元120的一側(cè)的表面，當(dāng)所述LED模組10在使用時(shí)，所述LED發(fā)光單元120在發(fā)光時(shí)產(chǎn)生熱量，該熱量可以通過(guò)所述芯片基板110傳遞給所述半導(dǎo)體制冷單元130，所述半導(dǎo)體制冷單元130對(duì)所述LED發(fā)光單元120進(jìn)行冷卻。較佳的，所述芯片基板110可以為熱傳導(dǎo)基板，即所述芯片基板110的熱傳導(dǎo)率較高，一般，所述芯片基板110的熱傳導(dǎo)率高于所述LED發(fā)光單元120的熱傳導(dǎo)率，例如所述芯片基板110為金屬熱傳導(dǎo)基板，可以提高所述芯片基板110的導(dǎo)熱能力，從而提高所述半導(dǎo)體制冷單元130對(duì)所述LED發(fā)光單元120的冷卻效率。
[0025]其中，所述半導(dǎo)體制冷單元130包括至少一制冷對(duì)130A，所述制冷對(duì)130A包括一P型半導(dǎo)體元件131和一 N型半導(dǎo)體元件132，所述制冷對(duì)130A的P型半導(dǎo)體元件131的冷端和N型半導(dǎo)體元件132的冷端通過(guò)一導(dǎo)電電極133連接，所有所述制冷對(duì)130A的P型半導(dǎo)體元件131的冷端和N型半導(dǎo)體元件132的冷端共同構(gòu)成所述半導(dǎo)體制冷單元130的冷端；所述制冷對(duì)130A的P型半導(dǎo)體元件131的熱端和N型半導(dǎo)體元件132的熱端分別用于接入電源，所有所述制冷對(duì)130A的P型半導(dǎo)體元件131的熱端和N型半導(dǎo)體元件132的熱端共同構(gòu)成所述半導(dǎo)體制冷單元130的熱端。在本實(shí)施方式中，所述半導(dǎo)體制冷單元130中包括5個(gè)所述制冷對(duì)130A，但所述制冷對(duì)130A的數(shù)量與排列方式并不做限制，可以根據(jù)具體需要進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)所述半導(dǎo)體制冷單元130具有多個(gè)所述制冷對(duì)130A時(shí)，相鄰所述制冷對(duì)130A的相鄰P型半導(dǎo)體元件131和N型半導(dǎo)體元件132可以通過(guò)導(dǎo)線連接，以使每一所述制冷對(duì)130A接入電源。
[0026]當(dāng)所述制冷對(duì)130A通電后，在所述半導(dǎo)體制冷單元130的冷端，P型半導(dǎo)體元件131吸熱，產(chǎn)生而產(chǎn)生了電子-空穴對(duì)，電子-空穴對(duì)在電場(chǎng)力的作用下分離，其中電子形成自由電子，自由電子進(jìn)入到P型半導(dǎo)體元件131中，并傳輸?shù)絇型半導(dǎo)體元件131的熱端，自由電子在熱端與空穴復(fù)合而釋放熱量；同理，在電場(chǎng)力作用下分離的空穴在電場(chǎng)力的作用下，進(jìn)入到N型半導(dǎo)體元件132中并傳輸?shù)絅型半導(dǎo)體元件132的熱端，空穴在熱端與自由電子復(fù)合而釋放熱量；通過(guò)上述過(guò)程，半導(dǎo)體制冷單元130將位于冷端的熱量傳輸?shù)搅税雽?dǎo)體制冷單元130的熱端，從而實(shí)現(xiàn)了制冷的功能。從而，所述半導(dǎo)體制冷單元130的冷端可以吸收所述芯片基板110傳遞來(lái)的熱量，產(chǎn)生制冷效果，對(duì)所述LED發(fā)光單元120進(jìn)行降溫。同理，在所述半導(dǎo)體制冷單元130的熱端，由于電子-空穴對(duì)的復(fù)合，釋放出熱量，向外界放熱，將從所述芯片基板110吸收的熱量釋放到外界，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述芯片基板110持續(xù)降溫，以提高所述LED發(fā)光單元120的使用壽命。
[0027]在本實(shí)施方式中，所述LED模組10還包括一冷卻基板140，所述冷卻基板140固定在所述半導(dǎo)體制冷單元130的熱端上，所述冷卻基板140將所述半導(dǎo)體制冷單元130的熱端的熱量傳遞到環(huán)境中，從而增加所述半導(dǎo)體制冷單元130的冷端與熱端之間的溫度差，以增加所述半導(dǎo)體制冷單元130的半導(dǎo)體制冷效率。所述冷卻基板140為熱傳導(dǎo)基板，即所述冷卻基板140的熱傳導(dǎo)率較高，一般，所述冷卻基板140的熱傳導(dǎo)率高于所述半導(dǎo)體制冷單元130熱端的熱傳導(dǎo)率，例如所述冷卻基板140為金屬熱傳導(dǎo)基板，可以提高所述冷卻基板140的導(dǎo)熱能力，從而提高增加所述半導(dǎo)體制冷單元130的冷端與熱端之間的溫度差。
[0028]其中，所述LED發(fā)光單元120和半導(dǎo)體制冷單元130可以連接同一電源150，如圖1所示，通過(guò)同一電源150供電。但所述LED發(fā)光單元120和半導(dǎo)體制冷單元130并不限于連接同一電源150，所述LED發(fā)光單元120和半導(dǎo)體制冷單元130分別連接兩個(gè)不同的電源，通過(guò)兩個(gè)不同的電源供電，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0029]當(dāng)所述LED模組10在使用時(shí)，所述LED發(fā)光單元120在發(fā)光時(shí)產(chǎn)生熱量，該熱量可以傳遞給所述半導(dǎo)體制冷單元130，所述半導(dǎo)體制冷單元130對(duì)所述LED發(fā)光單元120進(jìn)行冷卻，有利于降低所述LED發(fā)光單元120的溫度，以提高所述LED發(fā)光單元120的使用壽命O
[0030]本實(shí)施方式的所述LED模組10可以應(yīng)用于LED照明裝置，實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光。
[0031]請(qǐng)參閱圖2，圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的LED模組的示意圖，在圖2中，參考標(biāo)號(hào)表不與圖1相同的表述與第一實(shí)施方式相同的兀件。所述第二實(shí)施方式的LED模組20與所述第一實(shí)施方式的LED模組10基本相同，其區(qū)別在于:所述LED發(fā)光單元120為側(cè)發(fā)光式發(fā)光單元，所述半導(dǎo)體制冷單元230設(shè)置于所述LED發(fā)光單元120背離所述芯片基板110的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元230的冷端連接所述LED發(fā)光單元120背離所述芯片基板110的一側(cè)的表面。當(dāng)所述LED模組20在使用時(shí)，所述LED發(fā)光單元120在發(fā)光時(shí)產(chǎn)生熱量，該熱量直接傳遞給所述半導(dǎo)體制冷單元230，所述半導(dǎo)體制冷單元230對(duì)所述LED發(fā)光單元120進(jìn)行冷卻，有利于降低所述LED發(fā)光單元120的溫度，以提高所述LED發(fā)光單元120的使用壽命。
[0032]在本實(shí)施方式中，每一所述LED發(fā)光單元120背離所述芯片基板110的一側(cè)均具有一所述半導(dǎo)體制冷單元230，其中，所述半導(dǎo)體制冷單元230包括至少一個(gè)所述制冷對(duì)130A。但是，并不限于每一所述LED發(fā)光單元120背離所述芯片基板110的一側(cè)均具有一所述半導(dǎo)體制冷單元230，還可以在所有的所述LED發(fā)光單元120背離所述芯片基板110的一側(cè)的表面同時(shí)覆蓋一個(gè)面積足夠大的所述半導(dǎo)體制冷單元230，所述半導(dǎo)體制冷單元230可以覆蓋所有的所述LED發(fā)光單元120，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0033]其中，在本實(shí)施方式中，每一所述半導(dǎo)體制冷單元130的熱端上均具有一冷卻基板240，如圖2所示，還可以在所有的所述半導(dǎo)體制冷單元230的熱端同時(shí)覆蓋一個(gè)面積足夠大的所述冷卻基板240，所述冷卻基板240可以覆蓋所有的所述半導(dǎo)體制冷單元230，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。另外，當(dāng)一個(gè)所述半導(dǎo)體制冷單元230覆蓋所有的所述LED發(fā)光單元120時(shí)，一個(gè)所述冷卻基板240固定在所述半導(dǎo)體制冷單元230的熱端上，所述冷卻基板240將所述半導(dǎo)體制冷單元230的熱端的熱量傳遞到環(huán)境中，亦可以增加所述半導(dǎo)體制冷單元230的冷端與熱端之間的溫度差，亦能增加所述半導(dǎo)體制冷單元230的半導(dǎo)體制冷效率，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0034]在本實(shí)施方式中，所述LED發(fā)光單元120和半導(dǎo)體制冷單元230分別連接兩個(gè)不同的電源251和電源252，通過(guò)兩個(gè)不同的電源供電，但所述LED發(fā)光單元120和半導(dǎo)體制冷單元230還可以連接同一電源，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0035]本實(shí)用新型并不限于以上實(shí)施方式，例如:所述半導(dǎo)體制冷單元并不限于位于設(shè)置于所述芯片基板背離所述LED發(fā)光單元的一側(cè)，或設(shè)置于所述LED發(fā)光單元背離所述芯片基板的一側(cè)，還可以設(shè)置于所述芯片基板的側(cè)邊，亦可以通過(guò)所述芯片基板實(shí)現(xiàn)與所述LED發(fā)光單元的熱量傳遞，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0036]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施方式披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與
[0037]修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED模組，其特征在于，包括芯片基板、至少一 LED發(fā)光單元以及半導(dǎo)體制冷單元，所述LED發(fā)光單元設(shè)置于所述芯片基板的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元用于冷卻所述LED發(fā)光單元發(fā)出的熱量。
2.如權(quán)利要求1所述的LED模組，其特征在于:所述半導(dǎo)體制冷單元設(shè)置于所述芯片基板背離所述LED發(fā)光單元的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元的冷端連接所述芯片基板背離所述LED發(fā)光單元的一側(cè)的表面。
3.如權(quán)利要求1所述的LED模組，其特征在于:所述LED發(fā)光單元為側(cè)發(fā)光式發(fā)光單元，所述半導(dǎo)體制冷單元設(shè)置于所述LED發(fā)光單元背離所述芯片基板的一側(cè)，所述半導(dǎo)體制冷單元的冷端連接所述LED發(fā)光單元背離所述芯片基板的一側(cè)的表面。
4.如權(quán)利要求3所述的LED模組，其特征在于:每一所述LED發(fā)光單元背離所述芯片基板的一側(cè)均具有一所述半導(dǎo)體制冷單元。
5.如權(quán)利要求1所述的LED模組，其特征在于:所述半導(dǎo)體制冷單元包括至少一制冷對(duì)，所述制冷對(duì)包括一 P型半導(dǎo)體元件和一 N型半導(dǎo)體元件,所述制冷對(duì)的P型半導(dǎo)體元件的冷端和N型半導(dǎo)體元件的冷端通過(guò)一導(dǎo)電電極連接，所述制冷對(duì)的P型半導(dǎo)體元件的熱端和N型半導(dǎo)體元件的熱端分別用于接入電源。
6.如權(quán)利要求1所述的LED模組，其特征在于:所述LED模組還包括一冷卻基板，所述冷卻基板固定在所述半導(dǎo)體制冷單元的熱端上。
7.如權(quán)利要求6所述的LED模組，其特征在于:所述冷卻基板為熱傳導(dǎo)基板。
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的LED模組，其特征在于:所述LED發(fā)光單元和半導(dǎo)體制冷單元連接同一電源，通過(guò)同一電源供電；或，所述LED發(fā)光單元和半導(dǎo)體制冷單元分別連接兩個(gè)不同的電源，通過(guò)兩個(gè)不同的電源供電。
9.如權(quán)利要求1所述的LED模組，其特征在于:所述芯片基板為熱傳導(dǎo)基板。
10.一種LED照明裝置，其特征在于，具備如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的LED模組。
【文檔編號(hào)】F21V29/00GK204114879SQ201420433777
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】金國(guó)華, 黃強(qiáng), 楊樂(lè), 施燕, 陳勝利, 周明, 許修安, 韓州, 葉建明, 朱霆 申請(qǐng)人:蘇州襲麟光電科技產(chǎn)業(yè)有限公司