一种无荧光粉多基色LED侧发光灯具

本技术涉及led照明领域，尤其是涉及一种无荧光粉多基色led侧发光灯具。

背景技术：

1、发光二极管（light emitting diode,led）具有电光转换效率高、环保节能、体积小、寿命长等优点，已逐渐取代白炽灯、荧光灯等传统光源，led灯具的使用能够有效减少有害气体的排放和挥发，减少对室内及周围环境的污染，被公认为 21 世纪绿色照明光源。相对于主流的蓝光led激发荧光粉合成白光的方法，无荧光粉多基色led合成白光为电致发光，无需荧光粉，没有转换损失，电光响应快，不存在因荧光粉老化出现 led 光效下降和色温漂移等可靠性问题，在智能照明、健康照明和可见光通信等领域有更广阔的前景。基于多基色 led 合成白光在光效、光色品质、可靠性和光谱可调等方面的优势，其必然是下一代半导体照明技术的发展方向。而从多基色led光源到用户实现高质量无荧光粉照明，必须经过高品质无荧光粉多基色led灯具的研发。

2、目前主流灯具为直下式照明灯具，因为多基色led光源由不同颜色的芯片组成会存在分色现象，多基色led光源用于直下式照明灯具时近似为点光源，当多基色led光源用于直下式照明灯具时会产生颜色和亮度均匀性差、眩光严重的问题。若要改善上述问题，需要复杂的二次光学结构，同时直下式照明灯具的光提取效率会大幅降低。间接照明光线可以充分混合后再出射，具有出光柔和的优势，在一定程度上可以解决直下式照明灯具的光品质问题。其中，反射式间接照明灯具需要较大的反射空间，体积较大，而侧发光式间接照明灯具在导光板内实现混光，兼顾了出光柔和及轻薄美观的特点，因此，多基色led侧发光灯具在实现高品质照明方面具有较大的潜力。但是，目前传统侧发光式间接照明灯具的结构无法满足多基色led侧发光灯具出光面亮度均匀性和眩光的要求，且光线无法被充分提取。因此，发展一种出光均匀柔和的高光效多基色led侧发光灯具具有非常重要的应用价值。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种无荧光粉多基色led侧发光灯具，它结构简单、体积小，易加工生产，它通过多基色led直接合成白光，它属于间接照明方式，是一种光谱、色温、亮度均可调、高颜色均匀性、高亮度均匀性、低眩光、散热效果好的高舒适性照明装置。

2、本实用新型的目的是这样实现的：

3、一种无荧光粉多基色led侧发光灯具，包括多基色led光源、光源电路板、热传导材料、驱动模块、灯具框架、背板、缓冲层、反光层、导光板、出光面盖板，特征是：所述多基色led光源固定在光源电路板上，光源电路板通过热传导材料安装在灯具框架内侧，多基色led光源的电路通过焊接层与光源电路板上的电路连接，光源电路板上的电路通过电线与驱动模块连接，所述驱动模块包括电源模块和控制模块，电源模块通过导线与控制模块连接，所述反光层包括第一反光层、第二反光层、第三反光层，所述背板、缓冲层、第一反光层、导光板、第二反光层、出光面盖板依次叠设，所述第三反光层覆盖在多基色led光源所在的光源电路板表面，其中多基色led光源对应位置镂空，所述每个多基色led光源由至少四颗不同基色led芯片组成，不同多基色led光源之间通过串并联组合连接，所述灯具框架设置有散热翅片和螺纹槽，螺纹槽与螺钉配合用于固定背板，所述背板通过机械连接的方式固定在灯具框架上，所述背板边缘设有镂空结构，所述散热翅片通过镂空结构暴露于空气中，增强空气热对流，实现无荧光粉多基色led侧发光灯具的良好散热，进而提高无荧光粉多基色led侧发光灯具的光效和可靠性。

4、进一步地，所述多基色led光源的数量为2~400颗，所述多基色led光源包括至少四颗不同基色led芯片、固晶层、基板、金线和一次光学透镜，所述led芯片通过固晶层与基板连接，所述led芯片通过金线与基板进行电传导；所述一次光学透镜将led芯片密封在基板上；所述多基色led光源的封装结构为陶瓷封装、板上芯片、系统封装或硅基封装中的一种，实现对led芯片的机械保护和光提取；所述基板为陶瓷基板、铝基板、铜基板或硅基板中的一种；所述一次光学透镜为球帽、自由曲面、平面中的一种，其中自由曲面透镜实现小角度出光，让更多的光线导入导光板，其中平面透镜顶面为平面，所述平面透镜侧壁设有高反射率反光层，使芯片侧壁（大角度）出射光线经侧壁高反射率反光层反射被提取，减小出光角度，提高光线由多基色led光源到导光板之间的光提取效率，所述一次光学透镜材料为硅胶、环氧树脂或聚氨酯中的一种。

5、进一步地，所述不同基色led芯片为高光效黄光led芯片、高光效绿光led芯片、高光效青光led芯片、高光效蓝光led芯片、高光效红光led芯片、高光效橙光led芯片，其中至少四颗不同基色的led芯片在所述多基色led光源中为并联连接，采用多路电流驱动，不同基色芯片所在电路的输入电流不完全相同，通过调节电流大小合成不同光谱，实现按需照明。

6、进一步地，所述的光源电路板上固定设有导光结构，其内表面设置有高反射率反光层，所述导光结构的特征尺寸d1等于导光板的厚度特征尺寸d3，该导光结构实现在导光板厚度方向的大角度出射光线经反射耦合进导光板，提高光线从多基色led光源到导光板之间的光提取效率；所述导光结构内表面、所述多基色led光源、所述导光板三者之间为空气或果冻胶介质填充，果冻胶介质的折射率介于多基色led光源一次光学透镜材料的折射率和导光板材料的折射率之间，光线由led芯片出射依次经过一次光学透镜、果冻胶介质、导光板，降低了界面处的菲涅尔损耗，提高了光线从多基色led芯片到导光板之间的光提取效率。

7、进一步地，所述光源电路板的数量为1~4根，所述光源电路板为柔性电路板、铜基电路板或铝基电路板，在所述光源电路板上制作有对应多基色led光源中不同基色led芯片的导电连接点和电路，实现多基色led光源与电源的电连接，若干多基色led光源在光源电路板上以等间距排列方式分布，多基色led光源的中心至出光面的距离特征尺寸h1、光面盖板的厚度特征尺寸d1、第二反光层的厚度特征尺寸d2以及导光板的厚度特征尺寸d3之间的关系为h1=d1+d2+1/2*d3，目的在于提高光线由多基色led光源到导光板的光提取效率的同时，减小导光板厚度，进而降低灯具的重量，在所述光源电路板的两端制作有接线端子，所述光源电路板上的电路通过接线端子与导线连接，实现光源电路板与驱动模块电导通。

8、进一步地，所述导光板材质为聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯（ps）或聚碳酸酯(pc)，在所述导光板的边缘设置与多基色led光源相配合的凹形光耦合结构，所述凹形光耦合结构的特征尺寸r2大于所述多基色led光源的特征尺寸r1，所述凹形光耦合结构与所述多基色led光源之间为空气或果冻胶介质填充；在所述导光板的非出光面一侧设有图形化漫反射网点，所述图形化漫反射网点制作方式为激光打点、丝网印刷或免私印，所述图形化漫反射网点的形状、尺寸、分布和填充面积可根据具体灯具调节，能够实现对不同尺寸侧发光灯具的出光面亮度均匀性的调节和提高灯具光提取效率；所述导光板的形状与所述灯具框架的形状一致，所述导光板的特征尺寸l0与所述灯具框架特征尺寸l、所述光源电路板的厚度特征尺寸d4、所述热传导材料的厚度特征尺寸d5之间的关系为l0＜l-2（d4+d5）。

9、进一步地，所述第一反光层的表面反射类型为高反射率漫反射，所述第二反光层、第三反光层的表面反射类型为高反射率漫反射或高反射率镜面反射；所述第一反光层设置在所述导光板与缓冲层之间，所述第二反光层设置在所述导光板与出光面盖板之间；所述第一反光层的特征尺寸l1与所述灯具框架特征尺寸l、所述光源电路板的厚度特征尺寸d4、所述热传导材料的厚度特征尺寸d5之间的关系为l1≤l-2（d4+d5）；第二反光层的外边长特征尺寸l2与所述灯具框架特征尺寸l、所述光源电路板的厚度特征尺寸d4、所述热传导材料的厚度特征尺寸d5之间的关系为l2≤l-2（d4+d5），所述第二反光层内边长特征尺寸l2’与灯具框架内边长特征尺寸l5之间的关系为l2’≤l5。

10、进一步地，所述出光面盖板为扩散板、微晶板、扩散板和微晶板的组合、扩散板和防眩板的组合中的一种，其中扩散板在微晶板或防眩板的上面，所述出光面盖板的特征尺寸l3与所述灯具框架特征尺寸l、所述光源电路板的厚度特征尺寸d4、所述热传导材料的厚度特征尺寸d5之间的关系为l3≤l-2（d4+d5）。

11、进一步地，多基色led光源发出的所有光线中，小角度出射的光线直接耦合进导光板，并在导光板中形成全反射，通过图形化漫反射网点的漫反射作用打破全反射从而实现光提取；大角度出射的光线部分通过凹形光耦合结构或导光结构耦合进导光板，另外部分光线经过第一反光层和第二反光层的二次光提取作用进入导光板，还有部分被反射到光源电路板表面的光线，通过覆盖在光源电路板表面的第三反光层实现二次光提取，再通过导光板上的图形化漫反射网点的漫反射作用打破全反射实现光提取；不同颜色的光线经导光板混光、混色后被提取出来，后经出光面盖板出射到空气中。

12、进一步地，所述灯具框架设置有散热翅片和螺纹槽，所述位于灯具框架与光源电路板之间的热传导材料为导热双面胶、导热硅脂或导热硅胶，所述灯具框架为一体结构或组装结构，其中一体结构的灯具框架各边通过焊接方式固定连接，组装结构的灯具框架各边框两端设有插孔或插头，插孔与插头相互配合，并通过螺钉固定连接。

13、进一步地，所述电源模块包括ac-dc模块与电流调节模块，输入的交流电通过所述ac-dc模块转化为低压直流电；所述控制模块接收外部信号后，将外部信号转码编译给所述电流调节模块，所述电流调节模块输出的多路恒流电流通过光源电路板电路分别输入到所述不同基色的led芯片中。

14、本实用新型通过多基色led直接合成白光，它属于间接照明方式，通过结构优化实现了无荧光粉多基色led灯具的高颜色均匀性、高亮度均匀性和低眩光的高舒适性照明，通过多路输出驱动模块设计，实现了灯具的光谱可调、色温可调和亮度可调。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

16、1、采用了无荧光粉型led照明技术，避免荧光粉老化带来的色温漂移和可靠性降低等问题，减少了稀土资源这一不可再生资源的使用；

17、2、采用了间接照明技术，设计了光耦合结构、二次光提取结构以及灯具框架结构，具有高光提取、高颜色均匀性、高亮度均匀性、低眩光和散热效果好的优点，可以为用户提供高品质的舒适照明环境；

18、3、可兼顾低色温、高光效、高显指的照明要求，通过多路输出驱动模块设计可实现光谱可调、色温可调、亮度可调，满足智慧照明的要求。