CN103335226A - 一种全方向出光的led球泡灯 - Google Patents
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Abstract
一种全方向出光的LED球泡灯,涉及半导体照明领域,包括发光部分与电连接部分,电连接部分与发光部分采用绝缘连接件连接,发光部分由一个透明上盖,一个透明泡壳和LED光源构成,LED光源安装在透明上盖和透明外壳之间,所述LED光源是将LED芯片用透明固晶胶粘结在透明基板上所构成,LED芯片发出的蓝光激发涂覆在LED芯片表面的荧光粉胶或者掺杂在透明上盖、透明泡壳或透明基板中的荧光离子产生黄光、红光与蓝光混合成白光,采用本发明的LED球泡灯出光范围接近360°,可以获得较高的光效,并且有效克服了传统大角度发光球泡灯电气连接不良,导热性能差,发光角度小的缺点,适合大规模推广。
Description
技术领域
本发明涉及半导体照明领域,特别是一种全方向出光的LED球泡灯。
背景技术
作为一种节能、绿色环保光源,LED被称为是继白炽灯、荧光灯和高压放电灯之后的***光源,随着人们对III-V族化合物材料的深入研究以及金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长技术的日趋成熟,已经开发出了超高亮大功率LED,特别是高亮GaN蓝光LED的问世,结合高转换效率的钇铝石榴石荧光粉(YAG:Ce3+)制得了双基色白光LED,使LED快步走向照明领域。目前商用化的白光LED已达到100lm/w,Cree公司的实验室水平已达到了276lm/w。
LED以III-V族化合物半导体(如GaAs、GaP或GaN等)材料为衬底,在同一半导体中,一半掺入III族元素形成P型材料,另一半掺入V族元素形成N型材料,电子由N区向P区扩散,空穴由P区向N区扩散,在两半之间的边界上形成PN结,同时产生一个势垒阻止电子和空穴的进一步扩散,达到平衡状态,当PN结外加一个正向偏置电压时,PN结势垒降低,N区电子向P区注入,电子和空穴在PN结处相遇复合并将多余的能量以光子的形式释放出来。出射光子的频率由半导体禁带宽度决定,因此,采用禁带宽度不同的材料制得的LED,所发的光波长不同,LED所发出的光为窄带单色光,因此单个LED芯片是无法得到白光的。
根据对可见光的研究,人的眼睛所能看到的白光可以由两种或两种以上的单色光混合而成。基于这一原理,有三种方法得到白光LED,第一种是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉,芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光;第二种在蓝色LED芯片上涂敷绿色和红色荧光粉,通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光;第三种是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉,利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm-410nm)来激发荧光粉,从而实现白光发射。
现有技术的白光LED大多用蓝光LED芯片和荧光粉组成,其原理是LED芯片发出的蓝光激发荧光粉产生黄光,蓝光与黄光混合后产生白光。其封装通常是将LED芯片用固晶胶固定在基板上,然后在LED芯片上覆盖荧光粉层,然而,用这种方式封装的LED光源由于使用的基板为不透明材质,其发光角度最大只有180°,这种封装方式有以下几种缺点:l.因为LED芯片原本是360°发光体,采用不透明基板为了聚光或与金属散热器连接,通常在LED芯片的底面有反射层,所以原本是360°的发光体被制成180°的发光体,这就使射向散热器一面的180°的光要经过反射才能出射,因此基板表面的反射率对光效的影响很大,通常要在基板上制作较高反射率的银反射层,费用昂贵且制作复杂,导致球泡灯成本高昂,成品率较低。2基板对LED芯片的散热造成阻碍,使得整体光源的散热效果不好,利用这种光源制作灯具时,一般都要考虑配套散热器,既限制灯具的结构设计,又提高灯具的制造成本。3、为了更好的散热,基板材质一般采用金属基板,金属基板的绝缘耐压特性较差,因此需要采用绝缘性能优良的固晶底胶,但是绝缘性能好的固晶底胶的透过率较低,因此进一步影响了整个***的光效。
对此,很多厂家考虑采用透明基板来封装球泡灯,例如中国专利200510089384.X,它把单个LED芯片悬空状置于透光物质中,使芯片360°发光;但它没有解决芯片的散热问题,芯片没有支撑板悬空放置、芯片上的电引出线可靠性很差。还有如专利201120319651.9、201220184752.4、201010278760.0和201010610092.7等,这类灯的LED光源用分立的透明基板封装的LED发光条制成,LED发光条通过连接件垂直固定于灯泡中,这种灯泡由于基板与电源支架采用芯柱连接,因此有一部分光被芯柱遮挡无法透射,并且这种灯泡组装电焊的焊点多,并且发光条仅通过连接件连接,连接件的接触面积较小影响了***的散热性能。
综上所述,现有技术的大角度出光的LED灯普遍存在光效不高,电连接可靠性差,组装流程复杂,散热不良等诸多缺点。
发明内容
针对普通大角度出光LED球泡灯存在的问题,本发明是采用以下技术手段实现的:一种全方向出光的LED球泡灯,包括发光部分与电连接部分,所述电连接部分由一个控制电路,一个电连接器,一个绝缘连接件组成,所述控制电路安装在电连接器中,通过绝缘连接件与发光部分连接,其特征在于:所述发光部分由一个透明上盖,一个透明泡壳和LED光源构成,LED光源安装在透明上盖和透明外壳之间,透明上盖与透明外壳采用胶粘或者螺纹连接,所述LED光源包括一个透明基板,透明基板上安装至少一串相同方向串联的复数个LED芯片,所述LED芯片的出光角度为360°,LED芯片被用固晶绝缘胶固定在透明基板上,所述LED芯片表面和透明基板背面覆盖荧光粉胶层,所述荧光粉将LED芯片所发的部分蓝光转变成黄光,黄光与剩余蓝光混合得到白光,所述透明基板、透明上盖、透明泡壳中可以掺入荧光离子,所述荧光离子将LED芯片所发的部分蓝光转变成红光或黄光,从而得到高显色指数的白光,所述透明基板的中心蒸发镀有透明电极,所述LED芯片通过金线或铝线与电极实现电连接,透明电极与控制电源使用导线连接,所述透明电极材料可以是ITO,石墨烯或者ZnO,所述透明基板、透明上盖与透明泡壳的材料可以是具有高热导率的透明陶瓷、微晶玻璃或单晶,所述透光泡壳的近电连接器的一端设有一个光反射板;所述的透明上盖可以为A-型、G-型、R-型、PAR-型,T-型、烛型或现有灯泡的泡壳中的任一种。
本发明的全方向出光的LED球泡灯,LED芯片发出蓝光激发荧光粉胶层产生黄光,蓝光与黄光混合得到白光,也可以在透明基板、透明上盖和透明泡壳中掺入荧光离子来获得更高的显色指数,白光在出射的过程中基本不会被遮挡,出光范围接近360°,并且芯片产生的热量通过高导热透明基板,透明上盖和透明泡壳可以很快散发出去。
附图说明
图1为本发明的一种全方向出光的LED球泡灯的结构示意图。
其中101为透明上盖,102为LED光源,103为透明泡壳,104为反射层,105为控制电源,106为导线,107为绝缘连接件,108为电连接器,109为荧光粉胶
图2为本发明的一种全方向出光的LED球泡灯的LED光源结构示意图。
其中201为透明电极,202为LED芯片,203为金线,204为透明基板,205为荧光粉胶层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一:图1为本发明的一种全方向出光的LED球泡灯的一个实施例的结构示意图,将控制电源105安装在电连接器108之中,把电连接器108与透光泡壳103采用绝缘连接件107进行组合,之后将封装好的360°出光的LED光源102安装在透光泡壳103之中,盖上透明上盖101并用胶水密封,所述LED光源102如图2所示,将LED芯片202粘结在透明基板204上形成,LED芯片202与透明基板204之间采用高导热固晶胶粘结,并且在透明基板的中心位置蒸发镀制ITO形成透明电极201,所述透明电极材料为ITO,透明电极201与LED芯片202之间采用金线203焊接,焊接完成后在芯片表面和透明基板背面覆盖配制好的荧光粉胶109,控制电源105与透明电极201之间采用导线106连接,其中透明上盖101和透明泡壳103为微晶玻璃,透明基板204采用的是掺铈离子的单晶材料,封装完成后测试球泡灯整灯光效151lm/W,显色指数为80。
实施例二:图1为本发明的一种全方向出光的LED球泡灯的另一个实施例的结构示意图,将控制电源105安装在电连接器108之中,把电连接器108与透光泡壳103采用绝缘连接件107进行组合,之后将封装好的360°出光的LED光源102安装在透光泡壳103之中,盖上透明上盖101并用胶水密封,所述LED光源102如图2所示,将LED芯片202粘结在透明基板204上形成,LED芯片202与透明基板204之间采用高导热固晶胶粘结,并且在透明基板的中心位置蒸发镀制ZnO形成透明电极201,透明电极201与LED芯片202之间采用金线203焊接,控制电源105与透明电极201之间采用导线106连接,其中透明上盖101、透明泡壳103和透明基板204均采用双掺Ce3+离子和Eu2+离子的透明陶瓷,封装完成后测试球泡灯整灯光效117lm/W,显色指数为90。
实施例三:图1为本发明的一种全方向出光的LED球泡灯的另一个实施例的结构示意图,将控制电源105安装在电连接器108之中,把电连接器108与透光泡壳103采用绝缘连接件107进行组合,之后将封装好的360°出光的LED光源102安装在透光泡壳103之中,盖上透明上盖101并用胶水密封,所述LED光源102如图2所示,将LED芯片202粘结在透明基板204上形成,LED芯片202与透明基板204之间采用高导热固晶胶粘结,并且在透明基板的中心位置蒸发镀制ITO形成透明电极201,透明电极201与LED芯片202之间采用金线203焊接,焊接完成后在芯片表面和透明基板背面覆盖配制好的荧光粉胶109,控制电源105与透明电极201之间采用导线106连接,其中透明上盖101、透明泡壳103和透明基板204中均掺入Eu2+离子,封装完成后测试球泡灯整灯光效96lm/W,显色指数为95。
Claims (8)
1.一种全方向出光的LED球泡灯,包括发光部分与电连接部分,所述电连接部分由一个控制电路,一个电连接器,一个绝缘连接件组成,所述控制电路安装在电连接器中,通过绝缘连接件与发光部分连接,其特征在于:所述发光部分由一个透明上盖,一个透明泡壳和LED光源构成,LED光源安装在透明上盖和透明外壳之间,透明上盖与透明外壳采用胶粘或者螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种全方向出光的LED球泡灯,其特征在于:所述LED光源包括一个透明基板,透明基板上安装至少一串相同方向串联的复数个LED芯片,所述LED芯片的出光角度为360°,LED芯片被用固晶绝缘胶固定在透明基板上。
3.根据权利要求1所述的一种全方向出光的LED球泡灯,其特征在于:所述LED芯片表面和透明基板背面覆盖荧光粉胶层,所述荧光粉将LED芯片所发的部分蓝光转变成黄光,黄光与剩余蓝光混合得到白光。
4.根据权利要求1所述的一种全方向出光的LED球泡灯,其特征在于:所述透明基板、透明上盖、透明泡壳中可以掺入荧光离子,所述荧光离子将LED芯片所发的部分蓝光转变成红光或者黄光,从而得到高显色指数的白光。
5.根据权利要求1所述的一种全方向出光的LED球泡灯,其特征在于:所述透明基板的中心蒸发镀有透明电极,所述LED芯片通过金线或铝线与电极实现电连接,透明电极与控制电源使用导线连接。
6.根据权利要求1所述的一种全方向出光的LED球泡灯,其特征在于:所述透明电极材料可以是ITO,石墨烯或者ZnO。
7.根据权利要求1所述的一种全方向出光的LED球泡灯,其特征在于:所述透明基板、透明上盖与透明泡壳的材料可以是具有高热导率的透明陶瓷、微晶玻璃或单晶。
8.根据权利要求1所述的一种全方向出光的LED球泡灯,其特征在于:所述透光泡壳的近电连接器的一端设有一个光反射板;所述的透明上盖可以为A-型、G-型、R-型、PAR-型,T-型、烛型或现有灯泡的泡壳中的任一种。
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