一种基于透明陶瓷荧光管的高功率白光LED光源制造技术

本发明专利技术涉及一种基于透明陶瓷荧光管的高功率白光LED光源,由金属导热柱(1)、蓝光芯片(2)、透明陶瓷荧光管(3)、高透光封装外壳(4)、散热片(5)和电极(6)组成；其中蓝光芯片(2)贴在金属导热柱(1)上，金属导热柱(1)外设置一个管状的透明陶瓷荧光管(3)，透明陶瓷荧光管(3)和金属导热柱(1)置于散热片(5)上端面中央，高透光封装外壳(4)倒扣在散热片(5)上端面上，高透光封装外壳(4)内充入散热物质，电极(6)位于散热片(5)的正下方通过连接线与散热片(5)连接，另一端同外部电源连接。本发明专利技术采用一种远程激发技术，用透明陶瓷荧光管取代荧光粉，将其与蓝光芯片分离；所制备的白光LED光源的光均匀性好，更易进行散热处理，可应用于大功率LED光源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种基于远程激发技术的高功率白光LED光源，尤其涉及一种基于透明陶瓷荧光管的高功率白光LED光源,是用透明陶瓷荧光管取代直接涂覆在蓝光芯片上的荧光粉，将其与蓝光芯片分离的技术思想。
技术介绍
白光LED光源已经逐渐取代白炽灯、日光灯，在人们的日常生活中广泛应用。目前，白光LED光源的发光方式主要有两种。市场上广泛流通的白光LED光源主要利用单色光配合荧光粉激发形成白光的发光方式。相比于白炽灯和日光灯，白光LED光源的使用寿命长，安全可靠性更强且更加环保。但是在这种技术中，直接涂覆的荧光粉对白光LED的衰减影响很大，存在光衰大、均匀性差、发光效率低、散热差等缺点，导致目前的市售白光LED光源只适用于小功率应用。除此之外，目前市场上还有另外一种较为先进的技术即远端荧光粉技术。该技术将荧光粉涂在灯罩上，避免了荧光粉与蓝光芯片的直接接触，但是这种技术同样存在散光损失、光强分布不均、光均匀性差等缺点。因此，目前的白光LED光源的功率普遍较小，即使有功率较大的LED光源，价格也较高，发展应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，而提出了一种基于透明陶瓷荧光管的高功率白光LED光源,本专利技术采用一种远程激发技术，用透明陶瓷荧光管取代荧光粉，将其与蓝光芯片分离。采用这种技术制备的白光LED光源的光均匀性好，更易进行散热处理，光效能够提高20％左右，可应用于大功率LED光源。r>本专利技术采用如下的技术方案：一种基于透明陶瓷荧光管的高功率白光LED光源，其特征在于由金属导热柱1、蓝光芯片2、透明陶瓷荧光管3、高透光封装外壳4、散热片5和电极6组成；其中蓝光芯片2贴在金属导热柱1上，金属导热柱1外设置一个管状的透明陶瓷荧光管3，两者之间保持一定距离，透明陶瓷荧光管3和金属导热柱1置于散热片5上端面中央，置于高透光封装外壳4内，高透光封装外壳4倒扣在散热片5上端面上，高透光封装外壳4内充入散热物质，电极6位于散热片5的正下方，通过连接线一端与散热片5连接，电极6的另一端同外部电源连接。优选上述的金属导热柱为棱数为3-8的棱柱或圆柱形状，其管径为10-60mm，高度为40-200mm。优选金属导热柱的材质为金属铝。优选上述的高透光封装外壳外径为30-120mm，高度为80-240mm。优选高透光封装外壳的材质为聚丙烯或玻璃。优选上述金属导热柱和透明陶瓷荧光管之间保持10-40mm的距离。优选高透光封装外壳与散热片上端面等口径；散热片下端面口径为20mm-100mm。优选所述蓝光芯片为蓝光LED灯珠或COB集成蓝光芯片；厚度为2-8mm；蓝光芯片线性竖直排列贴在金属导热柱上，排布间距为2-4mm，所贴蓝光芯片面积占金属导热柱表面积的50-80％。优选所述透明陶瓷荧光管是一种中空的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％。优选所述充入的散热物质通过专用设备先抽真空，再充保护物质，可以是氮气、氩气、氮气、氩气混合气体、乙基硅油或苯基硅油，充入量占高透光封装外壳和透明陶瓷荧光管形成空隙体积的50-90％。本专利技术所制得的高功率的白光LED光源的瓦数为50-300W，LED光效为120-180lm/W。有益效果：(1)本专利技术中涉及的蓝光芯片，本身发光角度是120°，通过线性排列贴于不同形状的金属导热柱上，光与光之间相互作用，显著改善光均匀性，实现4π出光。同时光强呈类似蝠翼分布，空间均匀远优于传统白光LED，减少眩光。(2)本专利技术采用远程激发技术，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，降低荧光粉衰减，避免人眼接触较为强烈的蓝光波段的光照，有效地保护人眼。同时还提高了光效，散热效果更加良好，可适用于大功率LED光源。(3)本专利技术采用的透明陶瓷荧光管能够有效保护蓝光芯片发出的蓝光，防止蓝光泄露，提高了发光效率。(4)本专利技术采用远程激发技术，将LED点光源转换为面光源，使发光更加均匀，减少了散光损失，发光率至少提高20％。(5)本专利技术采用远程激发技术，与传统LED灯相比，提高了光效，使温度更低，最大程度上减少了光扩散，因此寿命更长、能效更优、成本更低。附图说明图1为本专利技术的高功率白光LED光源的的结构示意图；图2为图1的剖视图；其中，1-金属导热柱，2-蓝光芯片，3-透明陶瓷荧光管，4-高透光封装外壳，5-散热片，6-电极。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术进行详细的阐述。这些实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术的范围。此外应理解，在不脱离本专利技术构思的前提下，本领域的技术人员对本专利技术作各种改动或修改，这些都属于本专利技术的保护范围。以下实施例的结构示意图如图1所示，剖视图如图2所示；高透光封装外壳材质均为聚丙烯或玻璃，金属导热柱的材质均为铝。实施例1(1)分别制备相互适合的金属导热柱1、蓝光芯片2、透明陶瓷荧光管3、高透光封装外壳(聚丙烯)4、散热片5和电极6；(2)将厚度为2mm的COB蓝光芯片2间隔3mm线性竖直排列，通过硅胶贴在底边边长15mm,高100mm的正长方体形状的金属导热柱1上，所贴芯片面积占金属导热柱1表面积的70％；(3)在贴有COB蓝光芯片2的正长方体形状的金属导热柱1外设置一个管状的Ce:YAG透明陶瓷荧光管3，其在550nm处透过率为70％，密度为99.7％，两者之间保持20mm的距离；(4)透明陶瓷管3和金属导热柱1置于散热片5上端面上，市售螺口电极6位于散热片5正下方，通过连接线一端与散热片5连接，电极另一端同外部电源连接；(5)将一个与散热片5上端面等口径、下端面为30mm的倒扣试管型高透光封装外壳4罩在步骤(4)行成的结构外，该外壳外径为50mm，高度为120mm，最后通过专用设备先抽真空，再往壳内充入含量为高透光封装外壳和透明陶瓷荧光管形成空隙体积的70％的氮气后完成封装。最终制成的高功率的白光LED光源瓦数为200W，LED光效为150lm/W。本实施例制备的基于透明陶瓷荧光官的白光LED光源结构如图1所示，剖视图如图2所示。实施例2(1)分别制备相互适合的金属导热柱1、蓝光芯片2、透明陶瓷荧光管3、高透光封装外壳(聚丙烯)4、散热片5和电极6；...

【技术保护点】
一种基于透明陶瓷荧光管的高功率白光LED光源，其特征在于由金属导热柱(1)、蓝光芯片(2)、透明陶瓷荧光管(3)、高透光封装外壳(4)、散热片(5)和电极(6)组成；其中蓝光芯片(2)贴在金属导热柱(1)上，金属导热柱(1)外设置一个管状的透明陶瓷荧光管(3)，两者之间保持一定距离，透明陶瓷荧光管(3)和金属导热柱(1)置于散热片(5)上端面中央，置于高透光封装外壳(4)内，高透光封装外壳(4)倒扣在散热片(5)上端面上，高透光封装外壳(4)内充入散热物质，电极(6)位于散热片(5)的正下方，通过连接线一端与散热片(5)连接，电极(6)的另一端同外部电源连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于透明陶瓷荧光管的高功率白光LED光源，其特征在于由金属导
热柱(1)、蓝光芯片(2)、透明陶瓷荧光管(3)、高透光封装外壳(4)、散热片
(5)和电极(6)组成；其中蓝光芯片(2)贴在金属导热柱(1)上，金属导热
柱(1)外设置一个管状的透明陶瓷荧光管(3)，两者之间保持一定距离，透明
陶瓷荧光管(3)和金属导热柱(1)置于散热片(5)上端面中央，置于高透光
封装外壳(4)内，高透光封装外壳(4)倒扣在散热片(5)上端面上，高透光
封装外壳(4)内充入散热物质，电极(6)位于散热片(5)的正下方，通过连
接线一端与散热片(5)连接，电极(6)的另一端同外部电源连接。
2.按权利要求1所述的高功率白光LED光源，其特征在于：所述金属导热
柱(1)为棱数为3-8的棱柱或圆柱形状，其管径为10-60mm，高度为40-200mm。
3.按权利要求1所述的高功率白光LED光源，其特征在于：所述高透光封
装外壳(4)外径为30-120mm，高度为80-240mm。
4.按权利要求1所述的高功率白光LED光源，其特征在于：所述金属导热
柱(1)和透明陶瓷荧光管(3)之间保持10-40...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，贲玥，张乐，陈旭，陈德军，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32