Led白光照明灯泡的制作方法

专利名称：Led白光照明灯泡的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明用灯泡，特别是涉及一种混光均勻、易于调整色温且具有高 演色性的LED白光照明灯泡。
背景技术：
由于发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)具有低耗能、高效率的特性及 优点，因此目前各国及业界均将此技术列为策略发展的重点技术，以取代现有传统的照明 设备。如图1所示，现有的LED照明灯泡，是将多个可分别发出红光、绿光、蓝光的LED元 件1、2、3电性连接于一电路板4上，再由该电路板4连接一连接端子(图中未表示)，以由该 连接端子与电源或灯座电性连接，实现利用三原色光(红、绿、蓝)混出可供照明用的白光 的目的。但此种利用红、绿、蓝光加以混合以实现白光照明的方式，除了各色光的波长要满 足能够配合出白光的条件以外，各色光的强度也要有适当的配比，因此在混光实施上存在 着相当的难度，往往仅能够实现以下的效果白光仅出现在各色光的光束交集的区域中央， 远离中央区域的混光的色温会逐渐趋近红、绿、蓝三原色光，导致在照明区域形成色彩缤纷 的色块。这即为混光不均所造成的缺陷，会导致照明效果不佳。图2所示为另一种LED照明灯泡，其将多个可分别发出红光、绿光、蓝光的LED元 件1、2、3电性连接于一电路板4上，再由该电路板4连接一连接端子(图中未表示)，并于 该电路板4前设置一透明灯罩5，该透明灯罩5内部则加入荧光粉(剂)6，以将三原色光 (红、绿、蓝)经由荧光粉的混合而实现可供照明用的白光。但此种方式所能提供照明的广 度有限，而且由于LED元件1、2、3在发光的同时必然伴随着高温，而荧光粉6本身并不耐高 温，因此当LED元件的温度升高时，荧光粉会快速发生质变，造成LED元件产生光衰现象，严 重影响照度或明亮度。另外，由于LED的发光波长取决于磊晶层的结构及组成的材料，甚至涉及晶格匹 配的问题，因此，由上述原因导致的半导体因温度的高低变化而发生波长飘移的问题就不 容忽视了。就LED在开机初期和通电一段时间后这两种情况来说，在开机初期，由于红光的 发光效率较高，由该红、绿、蓝三原色光混出的为白色偏红的光源；而通电一段时间后，随着 发光效率较高的蓝光逐步增强，会使得混光色温逐渐偏向冷光系的白色偏蓝光，因此在这 两种情况下所得的混光的色温各不相同。从光谱的角度来看，波长由暖色系移动到冷色系 的热飘移范围过大，会严重影响混光色温的白平衡，相对减损光源的照度。另外，还有一种利用一发白光的LED充当主要光源，并于白光LED附近设置一组由 发红、绿、蓝光等的LED构成的色温补偿单元，即当白光LED的亮度因荧光层质变而快速下 降从而导致光衰时，以红、绿、蓝光LED根据衰变的白光LED进行单个LED或多个LED的电 流强度的调整。但此种方式不仅无法精确地恢复至原先白光的标准色温，而且需要精准地 控制单个或多个LED的电流强度，这在实际上也存在着相当高的难度，因而不符合经济效 益的需求。

发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的LED白光照明灯泡混光不均 或色温漂移过大的缺陷，提供一种混光均勻、易于调整色温且照明效果更佳的LED白光照 明灯泡。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种LED白光照明灯泡，其 特点在于，其包括一承载基板；至少三个红光LED封装元件，电性连接于该承载基板上，每 个红光LED封装元件具有至少一个可发出红光的LED晶片；至少三个绿光LED封装元件，电 性连接于该承载基板上，每个绿光LED封装元件具有至少一个可发出绿光的LED晶片；至少 三个蓝光LED封装元件，电性连接于该承载基板上，每个蓝光LED封装元件具有至少一个可 发出蓝光的LED晶片；该红光LED封装元件、绿光LED封装元件和蓝光LED封装元件分别还 包括一分别罩覆于该可发出红光的LED晶片、可发出绿光的LED晶片和可发出蓝光的LED 晶片上的罩覆体，每个该罩覆体中均布设有多个扩散粒子；一罩型灯壳，连接于该承载基板 的周边；一导电件，连接于该罩型灯壳上，并与该承载基板电性连接，用于连接外部的电源。其中，该承载基板为一印刷电路板。其中，该罩覆体由透光的材质所制成。其中，该扩散粒子由具有高反射率或高散射率的材料所制成。较佳地，该扩散粒子由二氧化硅或碳酸钙与树脂调和而成。较佳地，该导电件具有两个导电端子，该两个导电端子由导电材质所制成，并与该 承载基板电性连接，且该导电端子用于与外部的电源电性连接。较佳地，该导电件的外周面上形成有一外螺纹，该外螺纹由可导电的材质所制成， 并与该承载基板电性连接，且该外螺纹用于与外部的电源电性连接。较佳地，其还包含有一增光片，该增光片由透光的材质所制成，连接于该罩型灯壳 上，并位于该红光LED封装元件、绿光LED封装元件和蓝光LED封装元件的发光方向上。较佳地，其还包含有一扩散片，该扩散片具有一扩散平板及多个扩散粒子，该扩散 平板由透光的材质所制成，并连接于该罩型灯壳上，且位于该红光LED封装元件、绿光LED 封装元件和蓝光LED封装元件的发光方向上，该扩散粒子散布于该扩散平板中，该扩散粒 子由具有高反射率或高散射率的材料所制成。较佳地，该扩散平板由环氧树脂、硅胶和玻璃中的一种所制成。较佳地，该红光LED封装元件、绿光LED封装元件和蓝光LED封装元件为插件型。较佳地，该红光LED封装元件、绿光LED封装元件和蓝光LED封装元件为贴片型。较佳地，该红光LED封装元件、绿光LED封装元件和蓝光LED封装元件为倒装晶片型。较佳地，其还包含有多个第四色光LED封装元件，该第四色光LED封装元件设于该 承载基板上。其中，该第四色光LED封装元件具有至少一个可发出第四色光的LED晶片、一罩覆 于该可发出第四色光的LED晶片上的罩覆体及多个布设于该罩覆体中的扩散粒子。较佳地，该第四色光LED封装元件发出一波长在560nm 610nm频谱范围内的黄 光。
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较佳地，该第四色光LED封装元件发出一波长在470nm 500nm频谱范围内的蓝绿光。本发明的积极进步效果在于1、混光均勻，照明效果较佳。由于本发明中的各红、绿、蓝光LED封装元件的罩覆 体中均布设有呈预定状态的扩散粒子，且扩散粒子在各罩覆体内的散布密度、数量及位置 各不相同，因此当红、绿、蓝光LED晶片分别发出红、绿、蓝光时，其光束经由该扩散粒子沿 较佳的散射路径散射，因而实现充分混光，红、绿、蓝光的光束能够几乎完全重迭，从而均勻 地混成白光，并且也基本没有其它颜色的色块产生，未能均勻混光的色块区域仅会发生于 照明区域的周边，其所占的面积比例远低于人眼所能察觉的程度，由此便实现了均勻混光 的效果，另外，光线在经由扩散粒子发散后，将使得照明的广度更佳。2、易于调整色温。由于本发明采用的是多个红、绿、蓝光的LED封装元件，因此可 通过置换或调配这些LED封装元件在承载基板上的位置，来达到调整色温的效果，即使得 混成的白光可以在冷色系白光至暖色系白光之间进行调整，并防止产生眩光的情形，以此 实现例如在室内照明时及室外照明时采用不同色温的白光的目的，以适应不同的照明需 求。另外，所述的LED封装元件的位置的置换或调配并不需要像现有技术那样对相关的电 流和电压进行复杂的改变，由此使得本发明的LED白光照明灯泡的调整色温的方式较为简 易ο3、高演色性。对于本发明的LED白光照明灯泡，还可以增设多个能够发出有别于 红、绿、蓝光的第四色光的第四色光LED封装元件，此时的LED白光照明灯泡所发出的白光， 由于不仅仅由三原色的色光混合而成，而是另外又混入了第四色光，因此具有高演光性。


图1为现有的一种LED灯泡的照明状态示意图。图2为现有的另一种LED灯泡的照明状态示意图。图3为本发明的LED白光照明灯泡的第一较佳实施例的立体图。图4为本发明的LED白光照明灯泡的第一较佳实施例的局部构件示意图。图5为本发明的LED白光照明灯泡的第二较佳实施例的立体图。图6为本发明的LED白光照明灯泡的第三较佳实施例的立体图。图7为本发明的LED白光照明灯泡的第四较佳实施例的立体图。图8为本发明的LED白光照明灯泡的第五较佳实施例的立体图。图9为本发明的LED白光照明灯泡的第六较佳实施例的立体图。附图标记说明现有红光LED元件1绿光LED元件2
蓝光LED元件3 电路板4透明灯罩5荧光粉6本发明LED 白光照明灯泡结构 100、200、300、400、500、600承载基板10红光LED封装元件20
红光LED晶片21罩覆体22
扩散粒子23绿光LED封装元件30
罩覆体32扩散粒子33
蓝光LED封装元件40罩覆体42
扩散粒子43罩型灯壳50
导电件60方型壳体61
导电端子62增光片70
增光片70’导电件80
外螺纹82第四色光LED封装元件90
红光LED封装元件20，绿光LED封装元件30’
蓝光LED封装元件40，红光LED封装元件20”
绿光LED封装元件30”蓝光LED封装元件40”
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。图3和图4所示为本发明的LED 光照明灯泡的第一较佳实施例中的灯泡结构 100，包含有一承载基板10、多个红光LED封装元件20、多个绿光LED封装元件30、多个蓝光 LED封装元件40、一罩型灯壳50及一导电件60。其中该承载基板10为一圆形板状的印刷 电路板(PCB)，其上布设有多条预定状态的电路布线(图中未表示)。仍如图3和图4所示，该红光LED封装元件20包含有至少一红光LED晶片21、一 罩覆体22及多个扩散粒子23。该红光LED晶片21能接通预定电流而发射出红光。该罩覆 体22由透光的材质所制成，如环氧树脂(Epoxy)、硅胶(Silicone)、玻璃等等。该罩覆体22 覆盖于该红光LED晶片21上，该扩散粒子23散布于该罩覆体22中。该扩散粒子23由具 有高反射率或高散射率的材料所制成，例如银(Silver)、碳酸钙(CACO3)、硅(Silicon)、二 氧化硅(SiO2)等等，或由上述材料与树脂按适当比例调和而成。扩散粒子的组成及制备方 式为现有技术，具体内容可参见《工业材料杂志》第258期中《高分子微粒在液晶显示器的 应用》一文。该红光LED封装元件20按照预定状态布设于该承载基板10上，并与该承载基 板10电性接通，由该承载基板10向该红光LED封装元件20供给电流，以使该红光LED晶 片21能发射出红光。如图3所示，该绿光LED封装元件30与该红光LED封装元件20的结构类似，其同 样具有至少一绿光LED晶片(图中未表示)、一罩覆体32及多个扩散粒子33。该绿光LED 封装元件30与该红光LED封装元件20的差异仅在于所发出的光色不同而已，即红光LED封 装元件20发出红光，而绿光LED封装元件30则发出绿光。其同样设于该承载基板10上， 并与该承载基板10电性接通。如图3所示，该蓝光LED封装元件40与该红光LED封装元件20的结构类似，其同 样具有至少一蓝光LED晶片(图中未表示)、一罩覆体42及多个扩散粒子43。该蓝光LED 封装元件40与该红光LED封装元件20的差异仅在于所发出的光色不同而已，即红光LED封 装元件20发出红光，而蓝光LED封装元件40则发出蓝光。其同样设于该承载基板10上， 并与该承载基板10电性接通。
7壳50由不透光的材质所制成，罩设于该承载基板10的周边 上，并位于该红、绿、蓝光LED封装元件20、30、40的非发光方向的位置上，用以支撑并同时 保护该承载基板10。如图3所示，该导电件60具有一方型壳体61及两个导电端子62。该方型壳体61 连接于该罩型灯壳50上，且该方型壳体61由绝缘材质所制成。该导电端子62由导电材质 所制成，置于该方型壳体61中，并与该承载基板10电性连接，且该导电端子62的局部露出 于该方型壳体61之外，以用于与外部的灯座(图中未表示)电性连接，从而，外部的电源由 导电端子62导入至该承载基板10上，再由该承载基板10提供给该红、绿、蓝光LED封装元 件20、30、40，使得该红、绿、蓝光LED封装元件20、30、40能发出红、绿、蓝光。由于该各红、绿、蓝光LED封装元件20、30、40的罩覆体中均布设有呈预定状态的 扩散粒子，且扩散粒子在罩覆体内的散布密度、数量及位置各不相同，因此当红、绿、蓝光 LED晶片分别发出红、绿、蓝光时，其光束经由该扩散粒子沿较佳的散射路径散射，从而实现 充分混光，这使得红、绿、蓝光的光束能够几乎完全重迭，均勻地混成白光，并且也基本不会 导致有其它颜色的色块产生，未能均勻混光的色块区域仅会发生于照明区域的周边，其所 占的面积比例远低于人眼所能察觉的程度，由此便实现了均勻混光的效果，另外，光线经由 扩散粒子所发散后，将使得照明的广度更佳。另外，由于本实施例的LED白光照明灯泡结构100具有多个红、绿、蓝光的LED封 装元件，因此可通过置换或调配这些LED封装元件在承载基板上的位置，以达到调整色温 的效果，即使得混成的白光能够在冷色系白光至暖色系白光之间进行调整，实现例如在室 内照明时或室外照明时采用不同色温的白光的目的，以适应不同的照明需求，并防止产生 眩光的情形。另外，所述的LED封装元件的位置的置换或调配并不需要像现有技术那样对 相关的电流和电压进行复杂的改变，由此使得本发明的LED白光照明灯泡的调整色温的方 式较为简易。图5所示为本发明的LED白光照明灯泡的第二较佳实施例的灯泡结构200，其与 第一较佳实施例中的灯泡结构100相比具有以下相同的部件一承载基板10、多个红光LED 封装元件20、多个绿光LED封装元件30、多个蓝光LED封装元件40、一罩型灯壳50及一导 电件60。而其与第一较佳实施例中的灯泡结构100相比主要差异在于该LED白光照明灯 泡结构200还包含有一圆弧状的增光片70，该增光片70由透光的材质所制成，如环氧树脂 (Epoxy)、硅胶(Silicone)、玻璃等等。该增光片70连接于该罩型灯壳50上，并位于该红、 绿、蓝光的LED封装元件20、30、40的发光方向上，使得该红、绿、蓝光LED封装元件20、30、 40所发出的光线的照明距离更长，从而加强聚光效果。图6所示为本发明的LED白光照明灯泡的第三较佳实施例的灯泡结构300，其与 第二较佳实施例中的灯泡结构200相比具有以下相同的部件一承载基板10、多个红光LED 封装元件20、多个绿光LED封装元件30、多个蓝光LED封装元件40、一罩型灯壳50、一导电 件60及一增光片70’。而其与第二较佳实施例中的灯泡结构200相比的主要差异在于该 增光片70’呈一长型管状。另外，虽然上述第二及第三较佳实施例中均增加了增光片的构件，但实际上也可 将增光片取代为一扩散片(图中未表示)。该扩散片具有一扩散平板及多个如上述的扩散 粒子。该扩散平板由透光的材质所制成，如环氧树脂(Epoxy)、硅胶(Silicone)、玻璃等等，该扩散粒子散布于该扩散平板中。该扩散粒子由具有高反射率或高散射率的材料所制成， 例如银(Silver)、碳酸钙(CACO3)、硅(Silicon)、二氧化硅(SIO2)等，或由上述材料与树脂 按适当比例调和而成。通过增加一扩散片的设置，可使得原本未设置扩散片时混光后的光线在周边位置 所产生的色块被消除，从而利用第二次混光，增加混光的均勻度。图7所示为本发明的LED白光照明灯泡的第四较佳实施例的灯泡结构400，其与 第一较佳实施例中的灯泡结构100相比具有以下相同的部件一承载基板10、多个红光LED 封装元件20、多个绿光LED封装元件30、多个蓝光LED封装元件40、一罩型灯壳50及一导 电件80。而其与第一较佳实施例中的灯泡结构100相比的主要差异在于该导电件80的 外周面上形成有一外螺纹82，且该外螺纹82由可导电的材质所制成，并与该承载基板10电 性连接。通过将该外螺纹82直接旋入现有的一般灯泡灯座中，使得本发明的LED白光照明 灯泡能够被运用于现有的灯座上。另外，还可以在本发明的LED白光照明灯泡中加设多个第四色光LED封装元件90。 该第四色光LED封装元件90同样包含有至少一第四色光LED晶片、一罩覆体及多个扩散粒 子。该第四色光LED晶片能接通预定电流，发射出有别于红光、绿光、蓝光的第四色光，该第 四色光可以为一波长在560nm 610nm或470nm 500nm频谱范围内的光束，前者按照光谱 图来看可以被泛称为黄光(Yellow Light，YL)，后者则可以被泛称为青光或蓝绿光(Bluish Green Light, BGL)。该第四色光LED封装元件90与该承载基板10电性接通，通过该承载基板10向该 第四色光LED封装元件90供给电流，以使该第四色光LED晶片能发射出有别于红光、绿光、 蓝光的第四色光。当该第四色光LED封装元件90所发出的第四色光为一黄光时，由于黄光为红光与 绿光的混色光，因此可与蓝光混成白光。此时的LED白光照明灯泡所发出的白光，由于不仅 仅由三原色的色光混合而成，而是另外又混入了第四色光，因此具有高演光性。图8所示为本发明的LED白光照明灯泡的第五较佳实施例的灯泡结构500，其与 第一较佳实施例中的灯泡结构100相比具有以下相同的部件一承载基板10、多个红光 LED封装元件20，、多个绿光LED封装元件30，、多个蓝光LED封装元件40，、一罩型灯壳50 及一导电件60。而其与第一较佳实施例中的灯泡结构100相比的主要差异在于前述的 各实施例中，各色光的LED封装元件采用的是LED LAMP (插件型LED)形式的LED，而在本 实施例中，该红光、绿光、蓝光LED封装元件20，、30，、40，则采用SMDLED (Surface mount device LED)，即贴片型LED (也称为表面黏着型LED)，或另一种覆晶LED封装元件，即Flip Chip (倒装晶片)型LED。上述各种类型的LED封装元件的差异仅在于封装状态不同，但均 可以实现本发明的目的。另外，图9所示为本发明的LED白光照明灯泡的第六较佳实施例的灯泡结构600， 其中的多个红光LED封装元件20 ”、多个绿光LED封装元件30 ”、多个蓝光LED封装元件40 ”， 可以采用高功率(如1瓦(W)或以上)的LED封装元件，从而能够减少所需设置的LED封 装元件的数量，并同样可以实现本发明的目的。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些 仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
权利要求
一种LED白光照明灯泡，其特征在于，其包括一承载基板；至少三个红光LED封装元件，电性连接于该承载基板上，每个红光LED封装元件具有至少一个可发出红光的LED晶片；至少三个绿光LED封装元件，电性连接于该承载基板上，每个绿光LED封装元件具有至少一个可发出绿光的LED晶片；至少三个蓝光LED封装元件，电性连接于该承载基板上，每个蓝光LED封装元件具有至少一个可发出蓝光的LED晶片；该红光LED封装元件、绿光LED封装元件和蓝光LED封装元件分别包括一分别罩覆于该可发出红光的LED晶片、可发出绿光的LED晶片和可发出蓝光的LED晶片上的罩覆体，每个该罩覆体中均布设有多个扩散粒子；一罩型灯壳，连接于该承载基板的周边；以及一导电件，连接于该罩型灯壳上，并与该承载基板电性连接，用于连接外部的电源。
2.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该导电件具有两个导电端子， 该两个导电端子由导电材质所制成，并与该承载基板电性连接，且该导电端子用于与外部 的电源电性连接。
3.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该导电件的外周面上形成有一 外螺纹，该外螺纹由可导电的材质所制成，并与该承载基板电性连接，且该外螺纹用于与外 部的电源电性连接。
4.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，其还包含有一增光片，该增光 片由透光的材质所制成，连接于该罩型灯壳上，并位于该红光LED封装元件、绿光LED封装 元件和蓝光LED封装元件的发光方向上。
5.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，其还包含有一扩散片，该扩散 片具有一扩散平板及多个扩散粒子，该扩散平板由透光的材质所制成，并连接于该罩型灯 壳上，且位于该红光LED封装元件、绿光LED封装元件和蓝光LED封装元件的发光方向上， 该扩散粒子散布于该扩散平板中，该扩散粒子由具有反射率或散射率的材料所制成。
6.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该红光LED封装元件、绿光LED 封装元件和蓝光LED封装元件为插件型。
7.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该红光LED封装元件、绿光LED 封装元件和蓝光LED封装元件为贴片型。
8.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该红光LED封装元件、绿光LED 封装元件和蓝光LED封装元件为倒装晶片型。
9.如权利要求1所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，其还包含有多个第四色光LED 封装元件，该第四色光LED封装元件设于该承载基板上。
10.如权利要求9所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该第四色光LED封装元件具 有至少一个可发出第四色光的LED晶片、一罩覆于该可发出第四色光的LED晶片上的罩覆 体及多个布设于该罩覆体中的扩散粒子。
11.如权利要求9所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该第四色光LED封装元件发 出一波长在560nm 6IOnm频谱范围内的黄光。
12.如权利要求9所述的LED白光照明灯泡，其特征在于，该第四色光LED封装元件发 出一波长在470nm 500nm频谱范围内的蓝绿光。
全文摘要
本发明公开了一种LED白光照明灯泡，其包含有一承载基板、多个红光LED封装元件、多个绿光LED封装元件、多个蓝光LED封装元件、一罩型灯壳及一导电件；该红、绿、蓝光LED封装元件设置于该承载基板上，分别具有一可发出红、绿、蓝光的LED晶片、一罩覆于该红、绿、蓝光LED晶片上的罩覆体及多个布设于该罩覆体中的扩散粒子；该罩型灯壳连接于该承载基板的周边，以封闭红、绿、蓝光LED封装元件的非发光方向；该导电件连接于该罩型灯壳上并与该承载基板电性连接，用以将外部的电源导通至该红、绿、蓝光LED晶片上。本发明的LED白光照明灯泡具有混光均匀、易于调整色温且演色性高的优点。
文档编号F21V19/00GK101900253SQ20091005227
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者杨凯任 申请人:杨凯任