专利名称：高密度发光二极管阵列灯板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用发光二极管作为发光元件的发光组件，特别涉及一种高密度发光二极管阵列灯板。
背景技术：
发光二极管作为光源具有显著的优点。其一是寿命长，可达几万小时；其二是结构牢固，没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，具有极高的抗震性能；其三是响应速度快，光通上升时间短；其四是对点灯线路要求低，易实现调光和智能控制；其五是耐开关冲击，适用于频繁开关的场合；其六是高效节能；其七是不含汞、铅等有害物质，没有污染。因此，发光二极管作被广泛用于照明、电子显示幕墙、液晶显示器背照光源、汽车车灯、交通信号灯、仪器仪表照明光源等。
现有技术的一种超高亮发光二极管灯如图1所示。它包括发光二极管芯片101、阴极杆102、阳极杆103、支架104、环氧树脂封装105和引线106。这种超高亮发光二极管灯由于发光二极管芯片的表面面积小而工作电流密度大，二极管内发热严重。现有技术的另一种超高亮发光二极管灯如图2所示。它是由多个发光二极管灯201组合而成的发光二极管阵列灯板202，它体积较大，热量较高，如应用于光能集中、光源形式接近点光源或小的面光源的系统中，发光二极管的光能量不能充分利用，系统亮度达不到使用要求。
发明内容
本发明的目的，在于克服现有技术的发光二极管阵列灯板所存在的上述问题，提供一种高密度发光二极管阵列灯板。可有效提高光利用率，并具有良好的散热功能。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种高密度发光二极管阵列灯板，其特点是，包括铝基印制电路板，在铝基印制电路板的一面至少设有一层印刷电路，另一面是铝基散热面与散热器连接，在铝基印制电路板的其中一面规则排列有N行×M列个安装位，各安装位内植入至少一个红色发光二极管晶片、至少一个绿色发光二极管晶片和至少一个蓝色发光二极管晶片；位于印制电路板上同一列安装位的相同颜色的发光二极管晶片顺序串联连接，各列相同颜色的发光二极管晶片相互并联连接，分别组成红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列；所述印制电路板上设有与红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列电连接的正负极端口。
上述高密度发光二极管阵列灯板，其中，所述正负极端口包括三个正极端口和三个负极端口，所述红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列分别与一个正极端口和一个负极端口电连接。
上述高密度发光二极管阵列灯板，其中，所述正负极端口包括一个正极端口和三个负极端口，所述红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共与一个正极端口电连接，分别与一个负极端口电连接。
上述高密度发光二极管阵列灯板，其中，所述正负极端口包括三个正极端口和一个负极端口，所述红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共与一个负极端口电连接，分别与一个正极端口电连接。
上述高密度发光二极管阵列灯板，其中，所述铝基印制电路板的各安装位内各植入三个红色发光二极管晶片、一个绿色发光二极管晶片和一个蓝色发光二极管晶片。
上述高密度发光二极管阵列灯板，其中，所述铝基印制电路板的各安装位内各植入一个红色发光二极管晶片、二个绿色发光二极管晶片和一个蓝色发光二极管晶片。
本发明高密度发光二极管阵列灯板阵列排列结构紧凑，灯板体积小，采用铝基印制电路板散热快，灯板的色温、亮度可控。发光二极管晶片可直接植入各安装位内，省去了焊接工艺，灯的排列更规则有序。系统的亮度更高，光的利用率更高。
本发明的具体性能、特征由以下的实施例及其附图进一步描述。
图1是现有技术超高亮发光二极管灯的结构示意图；图2是现有技术发光二极管阵列灯板的结构示意图；
图3是本发明高密度发光二极管阵列灯板一实施例的结构示意图；图4是图3所示实施例中A部分的放大示意图；图5是本发明高密度发光二极管阵列灯板另一实施例的结构示意图；图6是图5所示实施例中B部分的放大示意图。
具体实施例方式
请参见图3。图3是本发明高密度发光二极管阵列灯板一实施例的结构示意图。本发明高密度发光二极管阵列灯板包括包括铝基印制电路板301、印刷电路302、红色发光二极管晶片303、绿色发光二极管晶片304、蓝色发光二极管晶片305、红光阵列的正负极端口306、绿光阵列的正负极端口307、蓝光阵列的正负极端口308和安装位309。印刷电路302设置在铝基印制电路板的其中一面(可以是单层或两层以上印刷电路)，各安装位309按N行×M列规则排列在铝基印制电路板的其中一面，各安装位内各植入至少一个红色发光二极管晶片303、至少一个绿色发光二极管晶片304和至少一个蓝色发光二极管晶片305。位于印制电路板上同一列安装位的相同颜色的发光二极管晶片顺序串联连接，各列相同颜色的发光二极管晶片相互并联连接，分别组成红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列。图3所示实施例是用于彩色数码扩印机的光源，考虑到红光的曝光速度比绿光和蓝光慢，要求红光亮度必须比绿光、蓝光强，所以在本实施例中，铝基印制电路板的各安装位内各植入三个红色发光二极管晶片、一个绿色发光二极管晶片和一个蓝色发光二极管晶片。请配合参见图4，三个红色发光二极管晶片分别植入一安装位的左右两端，其中一端植入两个红色发光二极管晶片，另一端植入一个红色发光二极管晶片，一个绿色发光二极管晶片和一个蓝色发光二极管晶片则分别植入安装位的中部，而在与上述安装位同列的相邻安装位中，植入左右两端的红色发光二极管晶片数目交换设置。每一列安装位内的三个红色发光二极管晶片分左右通过导线串联成两列，整个印制电路板上的各列红色发光二极管晶片并联在一起组成红光阵列；每一列安装位内的一个绿色发光二极管晶片通过导线串联在一起，整个印制电路板上的各列绿色发光二极管晶片并联在一起组成绿光阵列；每一列安装位内的一个蓝色发光二极管晶片通过导线串联在一起，整个印制电路板上的各列蓝色发光二极管晶片并联在一起组成蓝光阵列。
本发明中的印制电路板上设有与印刷电路电连接的正负极端口以供红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列接通电源，这种正负极端口可以设置成三个正极端口和三个负极端口，由红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列各用一个正极端口和一个负极端口。也可以设置成一个正极端口和三个负极端口，由红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共用一个正极端口，各用一个负极端口。还可以设置成三个正极端口和一个负极端口，由红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共用一个负极端口，各用一个正极端口。本实施例采用的是设置三个正极端口和三个负极端口，红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列各用一个正极端口和一个负极端口。图中所示，306为红光阵列的正负极端口，307为绿光阵列的正负极端口，308为蓝光阵列的正负极端口。
本发明工作时，向红光阵列的正负极端口306加上正向电压，电流从发光二极管的阳极流向阴极，红光阵列中各红色发光二极管发出红光。同样，向绿光阵列的正负极端口307加上正向电压，电流从发光二极管的阳极流向阴极，绿光阵列中各绿色发光二极管发出绿光。向蓝光阵列的正负极端口308加上正向电压，电流从发光二极管的阳极流向阴极，蓝光阵列中各蓝色发光二极管发出蓝光。
请参见图5、图6。图5是本发明高密度发光二极管阵列灯板另一实施例的结构示意图，图6是图5中的B放大示意图。本发明高密度发光二极管阵列灯板包括包括铝基印制电路板401、印刷电路402、红色发光二极管晶片403、绿色发光二极管晶片404、蓝色发光二极管晶片405、红光阵列的正负极端口407、绿光阵列的正负极端口406、蓝光阵列的正负极端口408和安装位409。印刷电路402设置在铝基印制电路板的其中一面(可以是单层或两层以上印刷电路)，多个安装位409纵横排列在铝基印制电路板的其中一面，各安装位内各植入至少一个红色发光二极管晶片403、至少一个绿色发光二极管晶片404和至少一个蓝色发光二极管晶片405。位于印制电路板上同一列安装位的相同颜色的发光二极管晶片顺序串联，各列相同颜色的发光二极管晶片相互并联，分别组成红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列。本实施例是用于投影设备的光源，考虑到眼睛的感光特性管，绿光亮度必须比红光、蓝光强，所以在本实施例中，铝基印制电路板的各安装位内各植入一个红色发光二极管晶片403、二个绿色发光二极管晶片404和一个蓝色发光二极管晶片405。二个绿色发光二极管晶片404分别植入安装位409左右两端，一个红色发光二极管晶片403和一个蓝色发光二极管晶片405则分别植入安装位409的中部，每一列安装位409内的二个红色发光二极管晶片403分左右通过导线串联成两列，整个印制电路板上的各列绿色发光二极管晶片404并联在一起组成绿光阵列；每一列安装位内的一个红色发光二极管晶片403通过导线串联在一起，整个印制电路板上的各列红色发光二极管晶片403并联在一起组成红光阵列；每一列安装位内的一个蓝色发光二极管晶片405通过导线串联在一起，整个印制电路板上的各列蓝色发光二极管晶片405并联在一起组成蓝光阵列。
本发明中的印制电路板上设有与印刷电路电连接的正负极端口以供红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列接通电源，这种正负极端口可以设置成三个正极端口和三个负极端口，由红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列各用一个正极端口和一个负极端口。也可以设置成一个正极端口和三个负极端口，由红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共用一个正极端口，各用一个负极端口。还可以设置成三个正极端口和一个负极端口，由红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共用一个负极端口，各用一个正极端口。本实施例采用的是设置三个正极端口和三个负极端口，红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列各用一个正极端口和一个负极端口。图中所示，407为红光阵列的正负极端口，406为绿光阵列的正负极端口，408为蓝光阵列的正负极端口。
本发明工作时，向红光阵列的正负极端口407加上正向电压，电流从发光二极管的阳极流向阴极，红光阵列中各红色发光二极管发出红光。同样，向绿光阵列的正负极端口406加上正向电压，电流从发光二极管的阳极流向阴极，绿光阵列中各绿色发光二极管发出绿光。向蓝光阵列的正负极端口408加上正向电压，电流从发光二极管的阳极流向阴极，蓝光阵列中各蓝色发光二极管发出蓝光。
本发明各安装位中使用的红色发光二极管晶片、绿色发光二极管晶片和蓝色发光二极管晶片的多少根据需要照明光学系统规定的色温决定，晶片的大小按照光学系统需要的光强度决定。并且红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列的光强度、开/关分别进行控制。
权利要求
1.一种高密度发光二极管阵列灯板，其特征在于包括铝基印制电路板，在铝基印制电路板的一面至少设有一层印刷电路，另一面是铝基散热面与散热器连接，在铝基印制电路板的其中一面规则排列有N行×M列个安装位，各安装位内各植入至少一个红色发光二极管晶片、至少一个绿色发光二极管晶片和至少一个蓝色发光二极管晶片；位于印制电路板上同一列安装位的相同颜色的发光二极管晶片顺序串联连接，各列相同颜色的发光二极管晶片相互并联连接，分别组成红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列；所述印制电路板上设有与红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列电连接的正负极端口。
2.根据权利要求1所述的高密度发光二极管阵列灯板，其特征在于所述正负极端口包括三个正极端口和三个负极端口，所述红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列分别与一个正极端口和一个负极端口电连接。
3.根据权利要求1所述的高密度发光二极管阵列灯板，其特征在于所述正负极端口包括一个正极端口和三个负极端口，所述红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共与一个正极端口电连接，分别与一个负极端口电连接。
4.根据权利要求1所述的高密度发光二极管阵列灯板，其特征在于所述正负极端口包括三个正极端口和一个负极端口，所述红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列共与一个负极端口电连接，分别与一个正极端口电连接。
5.根据权利要求1所述的高密度发光二极管阵列灯板，其特征在于所述铝基印制电路板的各安装位内各植入三个红色发光二极管晶片、一个绿色发光二极管晶片和一个蓝色发光二极管晶片。
6.根据权利要求1所述的高密度发光二极管阵列灯板，其特征在于所述铝基印制电路板的各安装位内各植入一个红色发光二极管晶片、二个绿色发光二极管晶片和一个蓝色发光二极管晶片。
全文摘要
本发明提供了一种高密度发光二极管阵列灯板，它包括铝基印制电路板，在铝基印制电路板的一面至少设有一层印刷电路，另一面是铝基散热面与散热器连接，在铝基印制电路板的其中一面规则排列有N行×M列个安装位，各安装位内各植入至少一个红色发光二极管晶片、至少一个绿色发光二极管晶片和至少一个蓝色发光二极管晶片。位于印制电路板上同一列安装位的相同颜色的发光二极管晶片顺序串联，各列相同颜色的发光二极管晶片相互并联，分别组成红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列。印制电路板上设有与红光阵列、绿光阵列和蓝光阵列电连接的正负极端口。本发明阵列排列结构紧凑，灯板体积小，散热快，灯板的色温、亮度可控。系统的亮度更高，光的利用率更高。
文档编号H01L25/075GK1740630SQ200410054000
公开日2006年3月1日 申请日期2004年8月25日 优先权日2004年8月25日
发明者朱宗曦, 杨爱萍, 朱宗昇, 陈云祥, 朱汝平, 朱毅 申请人:上海力保科技有限公司, 上海丽宝数码技术有限公司