[发明专利]LED灯具及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及灯具，更具体地说，涉及一种LED灯具及其制备方法。

背景技术

LED被称为第四代照明光源和绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛，其中LED散热一直是一个亟待解决的问题。LED发热的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能，而是一部分转化成为热能。LED的电光转换效率大约只有20～30%左右。也就是说大约70%的电能都变成了热能。

依据照阿雷纽斯法则，温度每降低10℃寿命会延长2倍。从Cree公司发布的光衰和结温的关系也中可以看出，结温假如能够控制在65℃，那么其光衰至70％的寿命可以高达10万小时！这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短。可见改善散热，控制结温是十分重要的事。除此以外LED的发热还会使得其光谱移动；色温升高；正向电流增大(恒压供电时)；反向电流也增大；热应力增高；荧光粉环氧树脂老化加速等问题。

随着高功率LED技术的发展，使得LED灯具面临到热管理和散热设计的严苛挑战，因为温度升高不但会造成亮度下降，当温度超过摄氏100度时更会加速灯具本体及封装材料的劣化。因此，除了LED封装组件本身的散热技术外，LED灯具的散热及导热设计更是维持灯具寿命的最大关键。

所以，LED灯具的散热是LED灯具的设计中最为重要的一个问题。这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，以致LED灯具的寿命变成了一个影响其性能的主要问题。

目前市面上的LED灯具常见采用的散热方式有自然对流散热方式、风扇强制散热与回路热管散热等。

自然对流散热是透过散热器(例如：散热鳍片、灯具灯壳、系统电路板…等)和空气进行直接接触，散热器周边的空气因吸收热量成为热空气，接着热空气上升，冷空气下降，自然就会带动空气产生对流，达到散热的效果。随着高功率灯具产品的推出，使用自然对流散热需有较大的散热表面积，需提供较大的散热面积，强化对流散热的效果。散热鳍片的使用虽增加散热效果，但也增加了灯具的整体重量和成本，更增添了灯具安全悬挂的风险，此外，LED灯具常面临落尘堆积等问题，一旦经过长时间的使用，过多的脏污、灰尘累积于散热鳍片，将弱化散热能力。

风扇强制散热就是藉由风扇产生空气对流，将热空气导出灯具本体外来进行散热，使用风扇强制散热可以非常有效的将热排出。但是风扇有如下方面的缺点：如果灯具使用风扇强制散热，首先会更费电，LED照明讲的就是节能,虽然有的小风扇的只有几W,但长时间和灯一起耗,无端增加了能耗。其次风扇的寿命远比不上LED寿命，如果光靠风扇散热，风扇一出问题，这个灯就会马上面临严重的光衰和死灯现象。还有噪音；采用风扇的灯具一开就有不小的噪声，而且灯具的使用环境大多不是很好,灰尘一多噪音就更大,同时灰尘带来阻力增加功耗的同时也让风扇短命。

回路热管散热此种散热方法是透过循环式的热管进行散热，回路管的两端为系统电路板(热源处)和散热器，回路管的内部则充填着工作流体，并配有蒸发器，其工作原理为：当系统电路板传来热能时，热源处的工作流体吸收热量后，经蒸发器转变为气体，利用气体移动快速的特性，热源处的热量可快速传导到灯壳或散热器，因此回路热管散热仅解决热传导问题，无法有效达到「散热」功能。

目前大功率LED灯具散热技术的研究只从热传导与热对流两个角度着手，这无疑都增加灯具整体的重量或成本。

综上，现有技术中的LED灯具存在散热效果较差、整体重量较重、成本较高的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述LED灯具存在散热效果较差、整体重量较重、成本较高的的缺陷，提供一种散热效果较好、整体重量较轻、成本较低的LED灯具及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED灯具，包括外壳以及设于所述外壳内的电路板，所述电路板包括相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上设有若干LED发光体，所述第二侧面上涂覆有磁性催化剂薄膜，在所述磁性催化剂薄膜上设有用于对所述电路板和所述LED发光体产生的热量进行辐射散热的第一碳纳米管，所述第一碳纳米管垂直地凸设在所述第二侧面上。

在本发明所述的LED灯具中，所述磁性催化剂薄膜包括Fe薄膜、Co薄膜或者Ni薄膜。

在本发明所述的LED灯具中，所述磁性催化剂薄膜厚度为2纳米～90纳米。