CN105674225B - 一种透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光led光源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源；由透明陶瓷荧光管(1)、高透光封装外壳(2)、电极(3)、散热片(4)和蓝光发光条(5)组成，其中蓝光发光条(5)粘贴在透明陶瓷荧光管(1)内壁上，透明陶瓷荧光管(1)位于散热片(4)的正上方且置于高透光封装外壳(2)内，高透光封装外壳(2)倒扣在散热片(4)上端面上，电极(3)位于散热片(4)的正下方，通过连接线一端与散热片(4)连接，电极(4)的另一端同外部电源连接。本发明采用内壁紧贴技术，高效简洁，出光均匀，透明陶瓷管本身具有良好的导热性能，且与高透光封装外壳之间又有较大的空腔体积，散热效果大幅提升。本发明采用远程激发技术，发光更加均匀，减少了散光损失，发光效率得到提高。

Description

一种透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源
技术领域
本发明涉及一种LED照明灯和LED发光器件中的LED发光管，特别涉及一种透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源；用作分立LED发光器件和LED照明灯。
背景技术
白光LED光源应用比较广泛，可应用于公园、车间、大型超市、体育馆、矿区等场所。LED最常用产生白光的方式是利用蓝光芯片激发荧光粉，通过混合剩余蓝光与荧光粉发出的黄光来得以实现。荧光粉通常与硅胶均匀混合后被直接涂覆在蓝色芯片表面。但是由于LED芯片发射的光在荧光粉表面反射同时还有散射，光返回到芯片被芯片吸收导致部分损失；同时，芯片与荧光粉作用产生热量导致芯片温度升高，降低了发光效率。传统的白光LED光源中蓝色芯片与荧光器件不分离，蓝光芯片发出蓝光，照射在荧光器件上产生白光，芯片与荧光器件产生的热量同时通过散热气体释放掉，不易散热。传统的白光LED光源还存在出光不均匀的缺陷。此外传统的白光LED光源在外壁粘贴芯片时，需要安装散热柱等器件，结构不够简洁高效，散热效果也不够显著。
发明内容
本发明的目的是针对传统LED灯具中存在的不易散热、光转化效率低等问题而提供了一种透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源，解决了散热难、光效率低下的问题，提高LED的输出光通量，改善了输出光的均匀性。
本发明的技术方案如下：一种透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源，其特征在于：由透明陶瓷荧光管1、高透光封装外壳2、电极3、散热片4和蓝光发光条5组成，其中蓝光发光条5粘贴在透明陶瓷荧光管1内壁上，透明陶瓷荧光管1位于散热片4的正上方且置于高透光封装外壳2内，高透光封装外壳2倒扣在散热片4上端面上，电极3位于散热片4的正下方，通过连接线一端与散热片4连接，电极4的另一端同外部电源连接。
优选所述的高透光封装外壳2的口径为20mm-50mm；透明陶瓷荧光管1的口径为15-45mm；电极3口径为15-45mm。透明陶瓷荧光管1的口径与电极3口径相当。优选高透光封装外壳的材质为聚丙烯或玻璃。
优选高透光封装外壳2与散热片4上端面等口径；散热片4下端面口径为18-48mm。
优选所述的透明陶瓷荧光管1的材质为Ce:YAG透明陶瓷荧光管；其在550nm处透过率为65％-75％，密度为99.0％-99.7％，厚度为0.5mm-1.5mm。
优选所述这种蓝光发光条5为市场可售的普通蓝光芯片、蓝光LED灯珠或COB集成蓝光芯片；蓝光发光条的数目为3-8条，等间隔粘贴，粘贴蓝光发光条时距离透明陶瓷荧光管端口一定距离，粘贴时距离透明陶瓷荧光管1上端口的距离为透明陶瓷荧光管长度的1/5-1/3；蓝光发光条5芯片宽度30mil-55mil(1mil＝0.0254mm)。用透明胶直接粘贴在透明陶瓷荧光管内壁上，而不是采用传统的方式在管外壁上直接粘贴。
优选本发明所述的透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源为蓝光LED发光条表面不在涂覆荧光粉，蓝光LED发光条发出蓝光后照射在Ce:YAG透明陶瓷荧光管上产生白光。白光LED光源的功率为10-80W，效率为120-180lm/W。
本发明创造的LED所发的蓝光经Ce:YAG透明陶瓷管转变为白光；为了得到所需的色温和显色指数的白光，还可以加入红光芯片。
优选透明陶瓷荧光管1与高透光封装外壳2形成的空隙中充入散热和保护气体，其中所述的散热和保护气体为氮气、氩气、氮气与氩气的混合气体。散热和保护气体的充气量为透明陶瓷荧光管1与高透光封装外壳2形成的空隙体积的40％～80％。如果是制备大功率的白光LED光源必须充散热和保护气体，而制备小功率的白光LED光源可以不充，抽真空即可。
所述这种蓝光LED发光条被内壁紧贴在透明陶瓷管上，将透明陶瓷管与散热片连接，外部再安装一个高透光封装外壳，在散热片上安装一个微小的排气孔，由排气孔将透明陶瓷荧光管内部抽成真空，通过排气孔充入散热和保护气体，充完气体后将排气孔烧焊封装。所述散热和保护气体如氩气、氮气或氩气和氮气的混合气体。
本发明创造的透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源和现有技术下的白光LED光源相比具有散热好、光效率高、输出光均匀等特点。
有益效果：
(1)本发明中涉及的蓝光芯片，发光角度是120°，通过线性排列内壁紧贴于Ce:YAG透明陶瓷管上，光与光之间相互叠加，全覆盖发光，显著改善光的均匀性。
(2)本发明采用内壁紧贴技术，高效简洁，出光均匀，透明陶瓷管本身具有良好的导热性能，且与高透光封装外壳之间又有较大的空腔体积，散热效果大幅提升。
(3)本发明采用远程激发技术，用Ce:YAG透明陶瓷荧光管取代直接涂覆在蓝光芯片上的荧光粉，使蓝光芯片与透明陶瓷荧光管分离，两者产生的热量有效分开，降低荧光衰减的同时，提高光效，散热效果更加良好，适用于高功率LED光源。
(4)本发明采用远程激发技术，发光更加均匀，减少了散光损失，发光效率得到提高。
(5)本发明创造的白光LED光源功率为10-80W，效率为120-180lm/W，而目前的市售的白光LED光源功率为3-70W，效率为100-120lm/W。
附图说明
图1为本发明白光LED光源的结构示意图：其中(1)透明陶瓷荧光管、(2)高透光封装外壳、(3)电极、(4)散热片、(5)蓝光发光条；
图2为白光LED光源的一个剖视图；其中(1)透明陶瓷荧光管、(2)高透光封装外壳、(5)蓝光发光条。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明创造作详细的介绍。结构示意图如图1所示，剖视图如图2所示。
实施例1
(1)准备相应的普通蓝光LED发光条5、Ce:YAG透明陶瓷荧光管1、高透光封装外壳2(玻璃材质)、散热片4和电极3，其中蓝光LED芯片宽度30mil，透明陶瓷荧光管口径15mm，厚度为0.5mm，透过率65％，密度99.0％，高透光封装外壳口径为20mm，电极口径15mm。
(2)将3排蓝光LED发光条5竖直排列内壁用透明胶紧贴在Ce:YAG透明陶瓷荧光管1上，到透明陶瓷荧光管1上端口的距离是透明陶瓷荧光管1自身长度的1/5；
(3)透明陶瓷荧光管1与散热片4连接，位于散热片4的正上方；
(4)往透明陶瓷管1内部充入氮气，所充氮气，充气量占空隙体积的40％，接着把高透光封装外壳2倒扣在散热片4上，散热片下端面口径为18mm；
(5)电极3位于散热片4正下方，通过连接线与散热片连接，电极3用于连接外部电源点亮LED光源。
(6)本发明创造的白光LED光源功率为10W，效率为120lm/W。
实施例2
(1)准备相应的蓝光LED发光条5(COB集成蓝光芯片)、Ce:YAG透明陶瓷荧光管1、高透光封装外壳2(材质为聚丙烯)、散热片4和电极3，其中蓝光LED芯片宽度45mil，透明陶瓷荧光管口径30mm，厚度为1mm，透过率70％，密度99.35％，高透光封装外壳口径为35mm，电极口径30mm。
(2)将5排蓝光LED发光条5竖直排列内壁紧贴在Ce:YAG透明陶瓷荧光管1上，到透明陶瓷荧光管1上端口的距离是透明陶瓷荧光管1自身长度的1/4；
(3)透明陶瓷荧光管1与散热片4连接，位于散热片4的正上方；
(4)往透明陶瓷管1内部充入氩气，所充氩气量占空隙体积的80％，,接着把高透光封装外壳2倒扣在散热片4上；散热片下端面口径为32mm；
(5)电极3位于散热片4正下方，通过连接线与散热片4连接，电极3用于连接外部电源点亮LED光源。
(6)本发明创造的白光LED光源功率为45W，效率为150lm/W。
实施例3
(1)准备相应的普通蓝光LED发光条5、Ce:YAG透明陶瓷荧光管1、高透光封装外壳2(玻璃)、散热片4和电极3，其中蓝光LED芯片宽度55mil，透明陶瓷荧光管口径45mm，厚度为1.5mm，透过率75％，密度99.7％，高透光封装外壳口径为50mm，电极口径45mm。
(2)将8排蓝光LED发光条5竖直排列内壁紧贴在Ce:YAG透明陶瓷荧光管)上，到透明陶瓷荧光管1上端口的距离是透明陶瓷荧光管1自身长度的1/3；
(3)透明陶瓷荧光管1与散热片4连接，位于散热片4的正上方；
(4)往透明陶瓷管1内部充入氮气和氩气的混合气体，所充混合气体含量占空隙体积的60％，氮气和氩气的比例为1:1，接着把高透光封装外壳2倒扣在散热片4上；散热片下端面口径为48mm；
(5)电极3位于散热片4正下方，通过连接线与散热片4连接，电极3用于连接外部电源点亮LED光源。
(6)本发明创造的白光LED光源功率为80W，效率为180lm/W。
上述实例均为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式不受上述实例的限制，其他任何未背离本发明精神实质与原理下所做的修改、修饰、替代、组合、简化均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种透明陶瓷荧光管内壁封装蓝光芯片的白光LED光源，其特征在于：由透明陶瓷荧光管(1)、高透光封装外壳(2)、电极(3)、散热片(4)和蓝光发光条(5)组成，其中蓝光发光条(5)用透明胶直接粘贴在透明陶瓷荧光管(1)内壁上，透明陶瓷荧光管(1)位于散热片(4)的正上方且置于高透光封装外壳(2)内，高透光封装外壳(2)倒扣在散热片(4)上端面上，电极(3)位于散热片(4)的正下方，通过连接线一端与散热片(4)连接，电极(3)的另一端同外部电源连接；其中所述的透明陶瓷荧光管(1)为Ce:YAG透明陶瓷荧光管；其在550nm处透过率为65％-75％，密度为99.0％-99.7％，厚度为0.5mm-1.5mm；所述的蓝光发光条(5)的数目为3-8条，等间隔粘贴，粘贴时距离透明陶瓷荧光管(1)上端口的距离为透明陶瓷荧光管长度的1/5-1/3；蓝光发光条(5)芯片宽度30mil-55mil；所述的高透光封装外壳(2)口径为20mm-50mm；透明陶瓷荧光管(1)的口径为15-45mm；电极(3)口径为15-45mm；高透光封装外壳(2)与散热片(4)上端面等口径；散热片(4)下端面口径为18-48mm；透明陶瓷荧光管(1)与高透光封装外壳(2)形成的空隙中充入散热和保护气体，其中所述的散热和保护气体为氮气、氩气、氮气与氩气的混合气体。
2.按权利要求1所述的白光LED光源，其特征在于所述白光LED光源功率为10-80W，效率为120-180lm/W。
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