CN103307464B - 一种led灯泡 - Google Patents

Abstract

一种LED灯泡包含：透光泡壳，LED发光源，带支柱、喇叭管、排气管和电引出线的芯柱，驱动器和电连接器；泡壳与芯柱真空密封，其内充低粘度高导热率气体；LED发光源由至少一个透明LED发光柱组成；LED发光柱包括：插于支柱外表面的高导热率透明管，透明管表面安装至少一串LED芯片和发光粉层；芯片相互串联或串并联，芯片电极的电引出线与芯柱电引出线相连，芯柱电连接线与驱动器的输出相连，驱动器的输入与电连接器相连，电连接器与外接AC或DC电源相连通；其优点：LED芯片与散热气体间热阻低、散热效果好、可制成更高光通量更高发光效率的LED灯泡，发光元件固定牢固、耐强震、可靠性高，制造工艺简单、成本低。

Description

一种LED灯泡

技术领域

本发明涉及的是一种LED灯泡，特别是一种可靠性高、发光效率高、输出光通量高、外形与白炽灯相似、无需笨重的金属散热器、制作工艺简单、成本低、寿命长、重量轻的LED灯泡。可替代白炽灯、荧光节能灯等用于照明。

背景技术

这里所述的LED灯泡是指灯泡的外形、大小和出射光的分布与普通白炽灯相似的LED灯泡。

现有技术的LED灯泡大多用分立的LED元件、例如表面贴(SMD)、直插LED、草帽LED等安装在PCB或金属基PCB(MPCB)上，再做成白炽灯泡形的LED灯泡；如玉米灯，带有泡壳、泡壳中央有多个SMD LED及其PCB的灯泡；例如中国专利02202147.7；200910250434.6；美国专利7354174；20100253221；日本专利2008-103112。其中玉米灯、体积大、LED外露、安全性和寿命欠佳；用SMD LED和PCB的带泡壳的灯、则功率小、发光效率低，一般约为60lm/W。

现有技术的另一种的LED灯泡是用LED芯片4π出光的发光条作光源的，发光效率高，例如中国专利201010278760.0和201010610092.7；现有这类灯的LED光源用几条分立的4π出光的LED发光条点焊组装而成，所述发光条被密封在一个充有低粘滞系数高导热率气体、例如氦等的真空密封的泡壳内，LED工作时产生的热经所述气体的对流和传导、再经泡壳散发掉；这类灯的整灯发光效率可高达160lm/W以上，但所述发光条与所述气体的接触面积即导热面积较小、难于制造1000lm以上的高亮度LED灯泡，且不耐强烈震动，组装点焊的焊点多、影响成本和可靠性。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述之不足，而提供一种输出光通量高、可靠性高、发光效率高、耐震动、生产工艺简单成本低的LED灯泡。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的LED灯泡，一种LED灯泡，其包含：一个透光泡壳，一个LED发光源，一个带有支柱、喇叭管、排气管和电引出线的芯柱，一个LED驱动器和一个电连接器；所述透光泡壳与芯柱真空密封构成真空密封的泡壳体，所述泡壳体之内充有低粘度高导热率气体；其特征在于，所述LED发光源由至少一个透明LED发光柱组成；所述透明LED发光柱包括：

一个插装于所述支柱外表面上的高导热率透明管，所述高导热率透明管外表面上安装有至少一串LED芯片和发光粉层；

所述LED芯片通过电连接线相互串联或串并联；所述LED芯片的总驱动电压等于或接近外接AC或DC工作电压；LED芯片的电极经发光柱的电引出线引出，电引出线与芯柱电引出线相连接，芯柱电连接线与LED驱动器的输出相连接，LED驱动器的输入与电连接器相连接，所述电连接器与外接AC或DC电源相连通。接通外接AC或DC电源，即可点亮LED灯泡。

所述真空密封的泡壳体内充有低粘度高导热率气体，例如氦、氢或氦氢混合气。

所述透明LED发光源包括有一个高导热率透明管，其外表面安装有至少一串LED芯片，所述芯片相互串联或串并联，其总驱动电压接近外接AC或DC电源电压，其电极经透明LED发光源的电引出线与芯柱的电引出线相连接。

本发明LED灯泡为一种散热效果更好、输出光通量更大的LED灯泡；安装LED芯片的高导热率透明管由高导热率透明陶瓷、玻璃或塑料制成；高导热率透明管内径与芯柱的支柱外径相配，高导热率透明管套在支柱上；二者之间至少有一处用透明胶相互固定；高导热率透明管外形为圆柱形、方形、多面棱形或有多个凹槽的柱形，其外表面上有至少一个平面部分(用于安装LED芯片和发光粉层)；高导热率透明管由高导热率材料制成，且有较大的表面积，即有较大的与低粘度高导热率气体接触的接触面，即降低了LED与散热气体之间的热阻，从而提高了LED芯片散热效果，可制成更大功率、更高光通量的LED灯泡。

所述LED芯片可为基板是透明的LED芯片，高导热率透明管外表面的平面部分上先覆盖上一层发光粉层(第一发光粉层)，然后把LED芯片用固晶胶固定在该第一发光粉层上，然后电连接(即打线)再覆盖上一层发光发粉层(第二发光粉层)；这些发光粉层均可由发光粉和透明介质混合制成，所述透明介质为硅胶类、环氧树脂类、塑料等有机介质或透明低熔点玻璃。

所述LED芯片还可为基板上有反射层或不透明的LED芯片，此时，所述LED芯片被直接用固晶胶固定在高导热率透明管外表面的平面部分上，然后电连接，再覆盖上一层发光发粉层；该发光粉层由发光粉和透明介质混合制成，所述透明介质为硅胶类、环氧树脂类、塑料等有机介质或透明低熔点玻璃。

为了使高导热率透明管与低粘度气体有较大的接触面积，芯柱的支柱外径可较大，例如为4-40mm。

所述高导热率透明管还有散射光的作用，可降低LED灯炫光。

本发明提供一种高可靠、耐震动的LED灯泡：由于LED芯片被固定在高导热率透明管上，高导热率透明管被固定在芯柱的支柱上，具有牢固可靠和耐强烈震动优点。

本发明提供了不同形状的透明LED发光源：所述透明LED发光源的高导热率透明管内径与支柱外径匹配插接；所述的高导热率透明管外形为圆柱形、方形、多面棱形或带有多个凹槽的柱形，其内径上设有至少一个定位槽。

本发明的LED芯片为发红、蓝和绿三基色的芯片；或为发多基色光的芯片；用不同数量的各色芯片可得到不同色的输出光。

本发明的LED芯片为发蓝光或紫外光的芯片，并需要把所发光转变为白光或其它色的光时，所述LED芯片周围设置有发光粉层；为了得到所需色温和显色指数、还可加装发红光或其它色光的芯片。

本发明的LED芯片之间的电连接都在高导热率透明管上完成，仅有其电引出线和芯柱的电引出线之间的连接需要点焊，工艺简单，适合大批量生产，可靠性高、成本低。

本发明不同外形泡壳体的LED灯泡，包括A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、T-型、烛型或其它现有灯泡泡壳中的一种。

本发明与现有技术相比，其优点是：LED芯片与散热气体之间的热阻低、散热效果更好、可制成更高光通量更高发光效率的LED灯泡，LED发光元件固定牢固、耐强烈震动、可靠性高，制造工艺简单、成本低。

附图说明

图1为本发明的LED灯泡的一个实施例的结构示意图。

图2为图1的透明LED发光柱截面的一个实施例的结构示意图。

图3为图1的透明LED发光柱截面的又一个实施例的结构示意图。

其中：LED灯泡1          LED发光源2          透光泡壳3    LED驱动器4

      电连接器5         连接件6             泡壳体7      芯柱8

      支柱8a            喇叭管8b            排气管8c     电引出线8ｄ

      发光柱电极引出线9 电极引出线固定装置9a

      第一电连接线10    高导热率透明管11    LED芯片12

      发光粉层13        第二电连接线14      透明胶15

      支柱外径16        根部通孔17          平面部分18

      第一发光粉层19    固晶胶20            第二发光粉层21

      凹槽22            定位槽23 

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细介绍。

图1为本发明的LED灯泡的一个实施例的结构示意图。

该实施例的LED灯泡包含：一个透光泡壳3，一个LED发光源2，一个带有支柱8a、喇叭管8b、排气管8c和电引出线8d的芯柱8，一个LED驱动器4和一个电连接5器；所述透光泡壳3与芯柱8真空密封构成真空密封的泡壳体7，所述泡壳体7之内充有低粘度高导热率气体；所述LED发光源2由至少一个透明LED发光柱组成；所述透明LED发光柱包括：一个插装于所述支柱8a外表面上的高导热率透明管11，所述高导热率透明管11外表面设有至少一串LED芯片12和发光层13；所述LED芯片12通过电连接线14相互串联或串并联；所述LED芯片12的总驱动电压等于或接近外接外AC或DC工作电压；所述发光柱2的电引出线9与芯柱电引出线8d相连接，芯柱电连接线8d与LED驱动器4的输出相连接，LED驱动器4的输入与电连接器5相连接，所述电连接器5与外接AC或DC电源相连通，接通外电源、即可点亮LED发光柱2。

本实施例的透明泡壳3由泡壳体7和芯柱8真空密封构成，二者由相同的玻璃制成，所述芯柱8由喇叭管8a、排气管8b、支柱8c和电连接线8d构成，喇叭管8a和泡壳体7用高温熔封，熔封后，经排气管8b把透明泡壳3抽真空，再经排气管8b 充入低黏度高导热率气体，随后把排气管8b熔封，把充入的气体密封在透明泡壳3内；低粘度高导热率气体可为氦、氢、氦氢混合气、氮气或其它气体。

所述透明LED发光源2的高导热率透明管11外表面上的至少一串LED芯片12、为发蓝光或紫外光的芯片，所述芯片12周围设置有发光粉层13、用于把LED芯片12所发的光转变成所需的白光或其它色的光；为了得到所需的色温和显色指数、还可加有发红光和其它色光的芯片。

所述LED芯片12也可为发红、蓝、绿三基色的芯片，或多基色的芯片；用不同数量的各色芯片可得到不同色的输出光。

所述LED发光源2外表面上的至少一串LED芯片，相互由连接线14串联或串并联，其总驱动电压接近外接外接AC或DC电源电压，高导热率透明管11的电极引出线9与芯柱8上的电引出线8d相连接；所述LED芯片12之间的电连接都在高导热率透明管11上完成，仅有其电引出线9和芯柱上的电引出线8d之间的连接需要点焊，工艺简单，适合大批量生产，可靠性高、成本低。

所述安装LED芯片12的高导热率透明管11由高导热率透明陶瓷、玻璃或塑料制成；透明柱形管11的内径与芯柱8上的支柱8a外径相配，高导热率透明管11被套在支柱8a上；二者之间至少有一处有透明胶15相互固定。所述高导热率透明管11由高导热率材料制成；为了有较大的与低粘度高导热率气体的接触面积，即降低LED芯片12与散热气体之间的热阻，从而提高了LED的散热效果，芯柱8上的支柱8a可用外径16较大的玻璃管，其外径为4-40mm，所述玻璃管的近排气管一段可有至少一个通孔17，以让玻璃管内的气体对流，从而可制成更大功率、更高光通量的LED灯泡。

所述LED芯片12被固定在高导热率透明管11上，高导热率透明管11被固定在芯柱8的支柱8a上，牢固可靠，可耐强烈震动。

高导热率透明管11为有光散射特性的陶瓷、玻璃或塑料，可把LED芯片12和发光粉层13所发的光散射，以降低LED灯的炫光和使输出光分布更均匀。

真空密封的泡壳体7的形状为A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、T-型、烛型或其它现有灯泡泡壳中的一种。

图2为本发明LED灯泡的透明LED发光源2的A-A截面结构的一个实施例的示意图。

图中高导热率透明管11为圆柱形管，其外表面有至少一个平面部分18，所述平面部分18用于安置发光粉层和LED芯片。如图所示，在平面部分18上先制作一层第一发光粉层19，然后用固晶胶20把LED芯片12固定在第一发光粉层19上，所述LED芯片12为基板透明的芯片，固化后把各LED芯片相互电连接，再在LED芯片和电连接线上覆盖一层第二发光粉层21；该第一发光粉层19和第二发光粉层21均由发光粉和透明介质混合制成，所述透明介质为硅胶类透明介质、环氧树脂类透明介质、塑料等有机透明介质或透明低熔点玻璃。LED芯片12被发光粉层包裹，出射光色分布均匀。高导热率透明管11的形状还可为方形、带有凹槽的多角形，或其它形状。图2中其它数字所代表的意义与图1中的相同。

图3为本发明LED灯泡的透明LED发光源2的A-A截面结构的又一个实施例的示意图：LED芯片12被用固晶胶20直接固定在高导热率透明管11的平面部分18上，然后用电连接线14将至少一串LED芯片12电连接，再覆盖上一层(第二)发光粉层21；所述LED芯片12为基板上有反射层的或不透明的芯片；高导热率透明管11的外表面为带有凹槽22的柱体，23为高导热率透明管11的定位槽，用于高导热率透明管11制作发光层和LED芯片固晶和打线时定位固定。图3中其它数字所代表的意义与图1中的相同。

本发明要求保护的范围不限于本文中介绍的各实施例，凡基于本发明申请专利范围和说明书内容所作的各种形式的变换和代换、皆属本发明专利涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种LED灯泡，其包含：一个透光泡壳，一个LED发光源，一个带有支柱、喇叭管、排气管和电引出线的芯柱，一个LED驱动器和一个电连接器；所述透光泡壳与芯柱真空密封构成真空密封的泡壳体，所述泡壳体之内充有低粘度高导热率气体；其特征在于，所述LED发光源由至少一个透明LED发光柱组成；所述透明LED发光柱包括：

一个插装于所述支柱外表面上的高导热率透明管，所述高导热率透明管外表面上安装有至少一串LED芯片和发光粉层；

所述LED芯片通过电连接线相互串联或串并联；所述LED芯片的总驱动电压等于或接近外接AC或DC工作电压；LED芯片的电极经发光柱的电引出线引出，电引出线与芯柱电引出线相连接，芯柱电连接线与LED驱动器的输出相连接，LED驱动器的输入与电连接器相连接，所述电连接器与外接AC或DC电源相连通。

2.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述的高导热率透明管的材质为透明陶瓷、玻璃或塑料，其外表面设有至少一个平面部分，用于安装LED芯片和发光粉层。

3.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述的支柱外径为4-40mm。

4.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述的高导热率透明管内径与支柱外径匹配插接；所述的高导热率透明管外形为圆柱形、方形、多面棱形或带有多个凹槽的柱形，其内径上设有至少一个定位槽。

5.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述LED芯片为基板是透明的LED芯片，所述高导热率透明管的平面部分上涂覆有第一发光粉层；所述LED芯片由固晶胶粘接安装于所述平面部分的第一发光粉层上；LED芯片上再覆盖有第二发光粉层，所述LED芯片被包裹在第一发光粉层与第二发光粉层之内。

6.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述LED芯片12为基板上有反射层或不透明层的芯片，所述LED芯片被直接固定在高导热率透明管的平面部分上，LED芯片上涂覆有第二发光粉层。

7.根据权利要求5所述的LED灯泡，其特征在于，所述第一发光粉层由发光粉和透明介质混合而成；所述透明介质为硅胶类透明介质、塑料透明介质或透明低熔点玻璃。

8.根据权利要求1、2或4所述的LED灯泡，其特征在，所述高导热率透明管与支柱之间至少有一处由透明胶固定。

9.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于：所述LED芯片为发多基色光的芯片；或者

所述LED芯片为发蓝光或发紫外光的芯片，其LED芯片周围涂有芯片发光粉层，以将蓝光或紫外光转变为白光。

10.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述泡壳体形状为A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、T-型或烛型。

11.根据权利要求6所述的LED灯泡，其特征在于，所述第二发光粉层的材质由发光粉和透明介质混合而成；所述透明介质为硅胶类透明介质、塑料透明介质或透明低熔点玻璃。