Led模组以及led照明装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及LED模组，该LED模组包括芯片基板、至少一LED发光单元以及半导体制冷单元，所述LED发光单元设置于所述芯片基板的一侧，所述半导体制冷单元用于冷却所述LED发光单元发出的热量。本实用新型还提供一种LED照明装置。本实用新型的所述LED模组在使用时，所述LED发光单元在发光时产生热量，该热量可以传递给所述半导体制冷单元，所述半导体制冷单元主动对所述LED发光单元进行冷却，有利于降低所述LED发光单元的温度，以提高所述LED发光单元的使用寿命。
【专利说明】LED模组以及LED照明装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发光二极管【技术领域】，特别是涉及一种LED模组以及LED照明装置。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting D1de,简称LED)作为新一代节能照明光源,是一种固态发光体，因其具有高效、节能、环保的显著特点，被广泛应用于室内外照明、显示器背光、工矿灯、隧道灯、路灯等照明领域，随着LED价格的逐渐下降其应用领域更加广阔。具有数个LED芯片作为光源的发光装置，已经逐渐取代传统具有冷阴极管作为光源的发光装置，成为目前市场上的主流产品，逐渐成为第四代的照明光源。
[0003]但是，发光二极管存在尚待克服的缺陷，S卩，LED的发光表现(如发光亮度以及所发出光源的色温)会受到其本身温度与其所处环境的温度的影响，且一旦LED长期处于过热的环境中，其发光亮度便会迅速的衰减，造成LED使用寿命的明显缩短。然而，LED模组在使用过程中会产生热量，该热量会集中在LED模组的LED发光单元区域，较难散失，从而影响LED模组的使用寿命。
[0004]因此，如何提供一种LED模组，能够提高LED发光单元的使用寿命，已成为本领域技术人员需要解决的技术。
实用新型内容
[0005]现有技术的LED模组存在问题，本实用新型提供一种能解决上述问题的LED模组。
[0006]本实用新型提供一种LED模组，包括芯片基板、至少一 LED发光单元以及半导体制冷单元，所述LED发光单元设置于所述芯片基板的一侧，所述半导体制冷单元用于冷却所述LED发光单元发出的热量。
[0007]进一步的，在所述LED模组中，所述半导体制冷单元设置于所述芯片基板背离所述LED发光单元的一侧，所述半导体制冷单元的冷端连接所述芯片基板背离所述LED发光单元的一侧的表面。
[0008]进一步的，在所述LED模组中，所述LED发光单元为侧发光式发光单元，所述半导体制冷单元设置于所述LED发光单元背离所述芯片基板的一侧，所述半导体制冷单元的冷端连接所述LED发光单元背离所述芯片基板的一侧的表面。
[0009]进一步的，在所述LED模组中，每一所述LED发光单元背离所述芯片基板的一侧均具有一所述半导体制冷单元。
[0010]进一步的，在所述LED模组中，所述半导体制冷单元包括至少一制冷对，所述制冷对包括一 P型半导体元件和一 N型半导体元件，所述制冷对的P型半导体元件的冷端和N型半导体元件的冷端通过一导电电极连接，所述制冷对的P型半导体元件的热端和N型半导体元件的热端分别用于接入电源。
[0011 ] 进一步的，在所述LED模组中，所述LED模组还包括一冷却基板，所述冷却基板固定在所述半导体制冷单元的热端上。
[0012]进一步的，在所述LED模组中，所述冷却基板为热传导基板。
[0013]进一步的，在所述LED模组中，所述LED发光单元和半导体制冷单元连接同一电源，通过同一电源供电；或，所述LED发光单元和半导体制冷单元分别连接两个不同的电源，通过两个不同的电源供电。
[0014]进一步的，在所述LED模组中，所述芯片基板为热传导基板。
[0015]根据本实用新型的另一面，本实用新型还提供一种LED照明装置，具备如上所述的LED模组。
[0016]与现有技术相比，本实用新型提供的LED模组具有以下优点:
[0017]在本实用新型的LED模组中，所述LED发光单元设置于所述芯片基板的一侧，所述半导体制冷单元用于冷却所述LED发光单元发出的热量，与现有技术相比，当所述LED模组在使用时，所述LED发光单元在发光时产生热量，该热量可以传递给所述半导体制冷单元，所述半导体制冷单元主动对所述LED发光单元进行冷却，有利于降低所述LED发光单元的温度，以提高所述LED发光单元的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型第一实施方式的LED模组的示意图；
[0019]图2是本实用新型第二实施方式的LED模组的示意图。
【具体实施方式】
[0020]现有技术的LED模组中，LED模组中LED发光单元发出的热量的释放较慢，从而影响LED发光单元的使用寿命。 申请人:经过对现有技术LED模组的深入研究发现，如果在所述LED模组上设置一半导体制冷单元，所述半导体制冷单元可以对所述LED发光单元进行冷却，则可以增加所述LED发光单元的使用寿命。
[0021]有鉴于上述的研究，本实用新型提供一 LED模组，包括芯片基板、至少一 LED发光单元以及半导体制冷单元，所述LED发光单元设置于所述芯片基板的一侧，所述半导体制冷单元用于冷却所述LED发光单元发出的热量。当所述LED模组在使用时，所述LED发光单元在发光时产生热量，该热量可以传递给所述半导体制冷单元，所述半导体制冷单元对所述LED发光单元进行冷却，有利于降低所述LED发光单元的温度，以提高所述LED发光单元的使用寿命。
[0022]进一步的，所述LED模组还包括一冷却基板，所述冷却基板的热传导率好于所述LED模组，所述冷却基板固定在所述半导体制冷单元的热端上，所述冷却基板将所述半导体制冷单元的热端的热量传递到环境中，从而增加所述半导体制冷单元的冷端与热端之间的温度差，以增加所述半导体制冷单元的半导体制冷效率。
[0023]请参阅图1，图1是本实用新型第一实施方式的LED模组的示意图。在本实施方式中，所述LED模组10包括芯片基板110、至少一 LED发光单元120以及半导体制冷单元130，所述LED发光单元120设置于所述芯片基板110的一侧，所述半导体制冷单元130用于冷却所述LED发光单元120发出的热量。其中，所述LED发光单元120为包括PN结的芯片结构。图1所示的所述LED模组10中包括3个所述LED发光单元120，但所述LED发光单元120的数量以及排列方式并不做限制，可以根据具体需要进行设置。
[0024]在本实施方式中，所述半导体制冷单元130设置于所述芯片基板110背离所述LED发光单元120的一侧，所述半导体制冷单元130的冷端连接所述芯片基板110背离所述LED发光单元120的一侧的表面，当所述LED模组10在使用时，所述LED发光单元120在发光时产生热量，该热量可以通过所述芯片基板110传递给所述半导体制冷单元130，所述半导体制冷单元130对所述LED发光单元120进行冷却。较佳的，所述芯片基板110可以为热传导基板，即所述芯片基板110的热传导率较高，一般，所述芯片基板110的热传导率高于所述LED发光单元120的热传导率，例如所述芯片基板110为金属热传导基板，可以提高所述芯片基板110的导热能力，从而提高所述半导体制冷单元130对所述LED发光单元120的冷却效率。
[0025]其中，所述半导体制冷单元130包括至少一制冷对130A，所述制冷对130A包括一P型半导体元件131和一 N型半导体元件132，所述制冷对130A的P型半导体元件131的冷端和N型半导体元件132的冷端通过一导电电极133连接，所有所述制冷对130A的P型半导体元件131的冷端和N型半导体元件132的冷端共同构成所述半导体制冷单元130的冷端；所述制冷对130A的P型半导体元件131的热端和N型半导体元件132的热端分别用于接入电源，所有所述制冷对130A的P型半导体元件131的热端和N型半导体元件132的热端共同构成所述半导体制冷单元130的热端。在本实施方式中，所述半导体制冷单元130中包括5个所述制冷对130A，但所述制冷对130A的数量与排列方式并不做限制，可以根据具体需要进行设置。当所述半导体制冷单元130具有多个所述制冷对130A时，相邻所述制冷对130A的相邻P型半导体元件131和N型半导体元件132可以通过导线连接，以使每一所述制冷对130A接入电源。
[0026]当所述制冷对130A通电后，在所述半导体制冷单元130的冷端，P型半导体元件131吸热，产生而产生了电子-空穴对，电子-空穴对在电场力的作用下分离，其中电子形成自由电子，自由电子进入到P型半导体元件131中，并传输到P型半导体元件131的热端，自由电子在热端与空穴复合而释放热量；同理，在电场力作用下分离的空穴在电场力的作用下，进入到N型半导体元件132中并传输到N型半导体元件132的热端，空穴在热端与自由电子复合而释放热量；通过上述过程，半导体制冷单元130将位于冷端的热量传输到了半导体制冷单元130的热端，从而实现了制冷的功能。从而，所述半导体制冷单元130的冷端可以吸收所述芯片基板110传递来的热量，产生制冷效果，对所述LED发光单元120进行降温。同理，在所述半导体制冷单元130的热端，由于电子-空穴对的复合，释放出热量，向外界放热，将从所述芯片基板110吸收的热量释放到外界，实现对所述芯片基板110持续降温，以提高所述LED发光单元120的使用寿命。
[0027]在本实施方式中，所述LED模组10还包括一冷却基板140，所述冷却基板140固定在所述半导体制冷单元130的热端上，所述冷却基板140将所述半导体制冷单元130的热端的热量传递到环境中，从而增加所述半导体制冷单元130的冷端与热端之间的温度差，以增加所述半导体制冷单元130的半导体制冷效率。所述冷却基板140为热传导基板，即所述冷却基板140的热传导率较高，一般，所述冷却基板140的热传导率高于所述半导体制冷单元130热端的热传导率，例如所述冷却基板140为金属热传导基板，可以提高所述冷却基板140的导热能力，从而提高增加所述半导体制冷单元130的冷端与热端之间的温度差。
[0028]其中，所述LED发光单元120和半导体制冷单元130可以连接同一电源150，如图1所示，通过同一电源150供电。但所述LED发光单元120和半导体制冷单元130并不限于连接同一电源150，所述LED发光单元120和半导体制冷单元130分别连接两个不同的电源，通过两个不同的电源供电，亦在本实用新型的思想范围之内。
[0029]当所述LED模组10在使用时，所述LED发光单元120在发光时产生热量，该热量可以传递给所述半导体制冷单元130，所述半导体制冷单元130对所述LED发光单元120进行冷却，有利于降低所述LED发光单元120的温度，以提高所述LED发光单元120的使用寿命O
[0030]本实施方式的所述LED模组10可以应用于LED照明装置，实现LED发光。
[0031]请参阅图2，图2是本实用新型第二实施方式的LED模组的示意图，在图2中，参考标号表不与图1相同的表述与第一实施方式相同的兀件。所述第二实施方式的LED模组20与所述第一实施方式的LED模组10基本相同，其区别在于:所述LED发光单元120为侧发光式发光单元，所述半导体制冷单元230设置于所述LED发光单元120背离所述芯片基板110的一侧，所述半导体制冷单元230的冷端连接所述LED发光单元120背离所述芯片基板110的一侧的表面。当所述LED模组20在使用时，所述LED发光单元120在发光时产生热量，该热量直接传递给所述半导体制冷单元230，所述半导体制冷单元230对所述LED发光单元120进行冷却，有利于降低所述LED发光单元120的温度，以提高所述LED发光单元120的使用寿命。
[0032]在本实施方式中，每一所述LED发光单元120背离所述芯片基板110的一侧均具有一所述半导体制冷单元230，其中，所述半导体制冷单元230包括至少一个所述制冷对130A。但是，并不限于每一所述LED发光单元120背离所述芯片基板110的一侧均具有一所述半导体制冷单元230，还可以在所有的所述LED发光单元120背离所述芯片基板110的一侧的表面同时覆盖一个面积足够大的所述半导体制冷单元230，所述半导体制冷单元230可以覆盖所有的所述LED发光单元120，亦在本实用新型的思想范围之内。
[0033]其中，在本实施方式中，每一所述半导体制冷单元130的热端上均具有一冷却基板240，如图2所示，还可以在所有的所述半导体制冷单元230的热端同时覆盖一个面积足够大的所述冷却基板240，所述冷却基板240可以覆盖所有的所述半导体制冷单元230，亦在本实用新型的思想范围之内。另外，当一个所述半导体制冷单元230覆盖所有的所述LED发光单元120时，一个所述冷却基板240固定在所述半导体制冷单元230的热端上，所述冷却基板240将所述半导体制冷单元230的热端的热量传递到环境中，亦可以增加所述半导体制冷单元230的冷端与热端之间的温度差，亦能增加所述半导体制冷单元230的半导体制冷效率，亦在本实用新型的思想范围之内。
[0034]在本实施方式中，所述LED发光单元120和半导体制冷单元230分别连接两个不同的电源251和电源252，通过两个不同的电源供电，但所述LED发光单元120和半导体制冷单元230还可以连接同一电源，亦在本实用新型的思想范围之内。
[0035]本实用新型并不限于以上实施方式，例如:所述半导体制冷单元并不限于位于设置于所述芯片基板背离所述LED发光单元的一侧，或设置于所述LED发光单元背离所述芯片基板的一侧，还可以设置于所述芯片基板的侧边，亦可以通过所述芯片基板实现与所述LED发光单元的热量传递，亦在本实用新型的思想范围之内。
[0036]虽然本实用新型已以较佳实施方式披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与
[0037]修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种LED模组，其特征在于，包括芯片基板、至少一 LED发光单元以及半导体制冷单元，所述LED发光单元设置于所述芯片基板的一侧，所述半导体制冷单元用于冷却所述LED发光单元发出的热量。
2.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于:所述半导体制冷单元设置于所述芯片基板背离所述LED发光单元的一侧，所述半导体制冷单元的冷端连接所述芯片基板背离所述LED发光单元的一侧的表面。
3.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于:所述LED发光单元为侧发光式发光单元，所述半导体制冷单元设置于所述LED发光单元背离所述芯片基板的一侧，所述半导体制冷单元的冷端连接所述LED发光单元背离所述芯片基板的一侧的表面。
4.如权利要求3所述的LED模组，其特征在于:每一所述LED发光单元背离所述芯片基板的一侧均具有一所述半导体制冷单元。
5.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于:所述半导体制冷单元包括至少一制冷对，所述制冷对包括一 P型半导体元件和一 N型半导体元件,所述制冷对的P型半导体元件的冷端和N型半导体元件的冷端通过一导电电极连接，所述制冷对的P型半导体元件的热端和N型半导体元件的热端分别用于接入电源。
6.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于:所述LED模组还包括一冷却基板，所述冷却基板固定在所述半导体制冷单元的热端上。
7.如权利要求6所述的LED模组，其特征在于:所述冷却基板为热传导基板。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的LED模组，其特征在于:所述LED发光单元和半导体制冷单元连接同一电源，通过同一电源供电；或，所述LED发光单元和半导体制冷单元分别连接两个不同的电源，通过两个不同的电源供电。
9.如权利要求1所述的LED模组，其特征在于:所述芯片基板为热传导基板。
10.一种LED照明装置，其特征在于，具备如权利要求1-9中任意一项所述的LED模组。
【文档编号】F21V29/00GK204114879SQ201420433777
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】金国华, 黄强, 杨乐, 施燕, 陈胜利, 周明, 许修安, 韩州, 叶建明, 朱霆 申请人:苏州袭麟光电科技产业有限公司