白光发光二极管、白光发光二极管灯泡及平面光源的制作方法

专利名称：白光发光二极管、白光发光二极管灯泡及平面光源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发光二极管(以下简称LED)，特别是涉及一种将6个以上的 发不同颜色的发光二极管芯片，放在一个起混光作用的反光杯内进行电组合，把多种颜色 的光均匀混合成具有高显色性的白光发光二极管，以及应用该发光二极管制成的白光发光 二极管灯。
背景技术：
目前市场上所见到的白光发光二极管都是采用蓝光加荧光粉混合制成，蓝光由发 射波长为450 470nm的发光二极管芯片产生，而荧光粉是吸收蓝光发射黄绿光，用此方法 做成的发光二极管由于缺少红光成份，所以显色指数不高，很难做到能取代普通照明的光 源。 正在研究中的制作白光发光二极管的方法还有如下几种 A.用红、绿、蓝三种光色的发光二极管芯片组合在一起，通过混色剂使之混合产生 白光。由于发光二极管芯片发出的是单色光，半功率波宽约20nm，混色剂不能改变光谱的成 份，只能把光混和，所以这种发光二极管的光谱是分立的三个峰值，不能形成连续光谱所以 难以形成高显色性的光源，且混色剂形成的漫反射使光损失严重。 B. 1998年6月美国曾提出了一个设计方法(例如文献CN1185042A)，按文中所述， 先设定需要的显色指数，然后利用色度学的公式计算出色坐标，再计算采用三个芯片或四 个芯片组成系统时，每种芯片应有的波长，然后计算各波长的幅度；然而这种设计方法不能 用于实际的白光LED制作，因为 1)、这种设计方法最多只能对四种芯片有效，多于四种芯片就没有确定的解，而四 种芯片是难以达到高显色性； 2)、该方法所提供的解，得到的波长并不是发光二极管芯片厂能批量生产的产品， 所以事实上目前批量生产的芯片仍然达不到预期的显色性，另外，在该文献中更没有公开 如何把几种光混合成白光的技术方案； 3)、在该文献中没有公开记载一个实际的发光二极管的结构，所以从该设计方法 得不到一种白光发光二极管可操作的技术方案。 C.用紫外光激发三基色荧光粉这个方法在原理上和荧光灯一样，但是首先在封 装过程中，紫外光难免有泄露，这会对人体造成伤害；其次是目前紫外发光二极管的波长相 当长，激发三基色荧光粉的效率很低，本身的电光转换效率又很低，造成了整个发光二极管 效率很低，目前还不能实用。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，特别是克服采用蓝光加荧光 粉制成的白光发光二极管的方案中，由于缺少红光成份，其光谱和标准灯光谱相差很大，而 显色指数不高的缺陷；从而提供一种将6种或6种以上输出不同颜色光的发光二极管芯片，安放在一个导热基座上进行电组合，通过一内壁带突起物的起混光作用的反光杯的反射壁
漫反射，把多色光均匀混合，而制成具有高显色性、高效率的白光发光二极管。
本实用新型的另一目的在于应用本实用新型的具有高显色性的白光发光二极
管，制作白光发光二极管灯泡和室内照明用发光二极管平面光源。该白光发光二极管灯泡
和室内照明用发光二极管平面光源，消除了荧光粉在光色转换中对光能的损耗，因此电光
转换效率高，使用寿命长，便于批量生产。
本实用新型的目的是这样实现的 本实用新型提供的具有高显色性的白光发光二极管(参见图8a-C)，包括一导热 底座、引线架、反光杯、6个或6个以上芯片和透明硅胶或环氧树脂；其中，所述的反光杯安 装在导热基座上表面上，所述的芯片安装在该反光杯内的导热基座上，芯片上部覆盖透明 硅胶或环氧树脂；其特征在于，所述的反光杯为一底部镂空的锥形杯，且在该反光杯内壁面 上设置起混光作用的小突起；所述的引线架形状和大小与所述的反光杯底部相配合，该引 线架安装在所述反光杯底部的外侧，并固定在所述的导热基座的上表面上；所述的6个或6 个以上的芯片为6种或6种以上输出不同颜色光的发光二极管芯片，每一种芯片至少为一 粒，相邻的两个芯片发光波长间隔以35 20nm为原则；所述的芯片之间电连接采用串联、 并联或串并结合；所述的芯片的电极与引线架上的引线电连接。 在上述的技术方案中，所述的6种输出不同颜色光的发光二极管芯片的波长分别 为457nm蓝光芯片、490nm蓝绿光芯片、525nm绿光芯片、560nm黄绿光芯片、590nm橙色芯 片和630nm红光芯片；6种输出不同颜色光的发光二极管芯片各为一粒，在导热基座上排列 的方式，以便于不同光色的光交错混合为原则；芯片之间的电连接可以采用串联、并联或串 并结合的方式连接，在串并结合的方式中，并联的两组电压降若是相同的，则可以采用同一 电源；若是不同，则不能采用同一电源。图8b显示了一种电连接方式是三个芯片串联成一 组后，两组并联通电，也可以两组不并联，用两个驱动电源每个电源驱动一组(三个芯片串 联)，也可以把6个芯片全部串联供电。还可以有其他电连接方式，视用户需要而定。 在上述的技术方案中，还包括6种输出不同颜色光的发光二极管芯片各为2粒，分 别设置在导热基座上表面，把12粒芯片位置交错排列，目的是为了能更好地混光，12粒芯 片平均分成两组，每一组6个芯片串联，由于芯片数目相同，所以两组的压降是相同的，再 把两组并联起来(如图8d);加上电压两组通过的电流也是相同的，所以LED会发出均匀的 白光，LED的功率比图8(b)的6个芯片增加了一倍。 在上述的技术方案中，所述的芯片为6种以上输出不同颜色光的芯片为9或11 种，目的是让LED的光谱能量分布曲线更光滑，更接近标准灯的光谱能量分布曲线，例如采 用457nm 465nm 490nm 515nm 535nm 560nm590nm 610nm 630nm共9种LED芯片，每一种芯 片为一粒，其在导热基座上的排列和电连接方式如图8d所示，芯片位置的排列以便于混光 为原则；9种输出不同颜色光的发光二极管芯片之间的电连接分成了不相等的两组，一组 光色偏蓝，由5种输出不同颜色光的发光二极管芯片串联组成，另一组由偏红波长的四种 输出不同颜色光的发光二极管芯片串联组成(见图8d);由于两组芯片数量不相等，所以要 有两个独立的电源驱动，电源虽繁琐一些，但两组可以独立调节电流，这对调节LED光色是 非常有利的。 在上述的技术方案中，所述的发光二极管芯片可以用功率型芯片，也可以用多个
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小芯片组合；芯片的总个数由需要的功率及单个芯片能承受的电功率决定，这是本专业技 术人员可以实施的。 在上述的技术方案中，所述的导热基座用金属铜、铝或导热性能好的复合材料做 成平板状的基座、底面上有螺杆、螺孔或有其它便于安装机构的基座、带有散热翅片的基座 或热超导管基座；所述的散热翅片为带有单个或多个螺旋的螺旋形散热翅片或太阳花形散 热翅片；或是一种散热组件。 在上述的技术方案中，所述的起混光作用的反光杯3为金属材料或其它反光、导
热效果好的材料制作，例如铜、铝等；反光杯内壁面上设置的小突起呈球面，表面仍是很
光亮有很高的反射率；根据混色的需要，该小突起可以是一样大小或不一样大小；该小突
起在反光杯内壁面上为隔行错位排列、阵列式排列或由大到小均匀排列，只要使出射光的
角度和均匀性符合使用要求即可，图7b和图7c分别是两种典型的排列方式。 本实用新型还提供一种应用本实用新型的发光二极管制作的白光发光二极管灯
泡(如图9所示)，包括至少一个上述的发光二极管，该发光二极管通过其基座上的螺杆、螺
孔或其它机构与一个散热器直接机械连接在一起，该发光二极管的引出线与一个驱动电路
电连接，驱动电路通过其外壳与电连接器电连接，在所述发光二极管上套装一透光泡壳；散
热器的下端和一个杯形的塑料件连接，塑料件内部的空间安放驱动电源，塑料件保证了驱
动电源和散热器之间有足够好的电气绝缘；塑料件的末端是一个电连接器；所述的发光二
极管中的反光杯安装在所述的散热器上端，反光杯内壁带有小突起，使光混合均匀。 本实用新型还提供一种应用本实用新型的发光二极管制作的室内照明用发光二
极管平面光源，包括至少一个上述的发光二极管、散热器、驱动电路、电连接器和透明泡
壳；其特征在于，所述的散热器为一散热板上设置2面或4面反射壁组成，所述的散热板下
表面为翼片状，反射壁内表面带有小突起，反光壁的外侧有一电气连接插孔，连接到驱动电
源上，所述的透明泡壳安装在所述的反光壁上，成为一个独立的面发光源；或者2个以上发
光二极管平面光源组合起来；所述的发光二极管为具有高显色性的白光发光二极管。 在上述的技术方案中，所述的电连接器为双脚、多脚直插的灯头或螺旋灯头，通常
是按国际统一的E27螺口或E14螺口 ；也可以是其它特殊的接口，用以连接到电源上。 在上述的技术方案中，所述的透光泡壳为玻璃或塑料制成的透明的、着色的或漫
射的泡壳。 在上述的技术方案中，所述的透光泡壳内壁上有光转换材料层。 本实用新型提供的具有高显色性的白光发光二极管具有如下的优点 1.由于采用至少发6种颜色光的发光二极管芯片，安放在一个导热基座上进行电
组合，通过一底部镂空的锥形、内壁带突起物的起混光作用的反光杯的反射壁漫反射，把多
色光均匀混合，而制成具有高显色性、高效率的白光发光二极管和白光发光二极管灯，由于
它的光谱能量分布接近了标准灯，人眼光谱敏感度内所有的光谱都能包含，所以混光效果
好和显色性好，光损失少。 2.效率高，目前流行的荧光粉吸收蓝光发出黄绿光的，过程中能量有一定的损失， 而本实用新型不使用荧光粉，避免了这部分的能量损失；又由于采取了特别的混光方法，所 以发光效率高。 3.光衰小，光色一致性好。目前流行方法制作的白光发光二极管，它的衰减大体说是芯片发光的衰减和荧光粉的衰减两种综合的结果；而本实用新型制作的发光二极管没有 荧光粉衰减的因素；它的光色完全取决于芯片的光色和混合程度，所以批量生产中只要选 用的每种芯片波长是一致的，输出光的光色也就一致了。 4.本实用新型的发光二极管和发光二极管灯还可以实现个性化照明，只要通过调 节每种芯片的正向电流就可以改变它输出的光强，从而改变该发光二极管和发光二极管灯 发出光的相关色温直至单色光。

图1是国际标准灯A光源光谱能量分布图，色温为2856° K ; 图2是国际标准灯D65光源的光谱能量分布图，色温为6504° K ; 图3a是以人眼视觉函数截取波长段后A光源标准灯的光谱能量分布图； 图3b是以人眼视觉函数截取波长段后D65标准灯光谱能量分布图； 图4是红、绿、蓝三个发光二极管的光谱能量分布图； 图5是本实用新型的六种发光二极管的光谱能量分布图； 图6是本实用新型的六种光谱合成后的光谱能量分布图； 图7a是本实用新型的反光杯内壁上的小突起的一种排列方式剖面图； 图7b是本实用新型的反光杯内壁上的小突起另一种排列方式俯视图； 图7c是本实用新型的反光杯内壁上的小突起第三种排列方式示意图； 图8a是本实用新型的具有高显色性的白光发光二极管一种结构剖面图； 图8b是本实用新型的一种具有6种发光二极管芯片在导热底座上的排列和电连
接方式示意图； 图8c是本实用新型的一种具有6种发光二极管芯片(每种2粒)在导热底座上 的排列和电连接方式示意图； 图8d是本实用新型的一种具有9种发光二极管芯片在导热底座上的排列和电连 接方式示意图； 图9是应用本实用新型制作的具有高显色性的白光发光二极管做成的灯泡结构 示意图； 图10是应用本实用新型制作的具有高显色性的白光发光二极管做成的面光源发 光二极管灯泡结构示意图；图面说明1-导热基座2-引线架3_反光杯4_小突起5_发光二极管芯片6-透明硅胶7-LED电极引出件8-驱动电路9_电器接口10-LED光源11-透光泡壳12-散热器13-塑料件3'-反光罩4'-小凸起
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
具体实施方式
本实用新型提出了一种制作高显色性白光发光二极管的方法，即实施例所采用的 具体技术方案是按照以下方法实施的。 光源的显色性是衡量光源对被照物体颜色还原程度的物理量，太阳光是显色性最 好的光源；因为它在整个可见光波长的范围内具有连续光谱。对人造光源而言，可以认为国 际上规定的标准灯的显色性是最好的；它们发出的也是连续光谱，不同色温只是光谱能量 分布不同。图2是一个D65标准光源在可见光部份的光谱能量分布，图1是标准A光源光 谱能量分布图。要制作高显色性的发光二极管就要仿照标准灯的光谱能量分布，发出一个 基本上是连续的光谱能量分布和标准灯接近的光，但是标准灯覆盖的光谱区间很宽，在可 见光区域包含了 380nm 780nm整个区域。LED要满足这一光谱范围非常困难也没有必要， 因为人眼对光谱的敏感区在450nm 700nm波段。根据这一条件和LED芯片的发光波段， 选取455nm 680nm波段作为配制高显色性LED的光谱的依据。 普通R、 G、 B三色光的光谱如图4所示，两个峰值波长之间相隔很大形不成连续光 谱曲线。LED芯片发出光的光谱有一个峰值波长，而在它的l/2功率处波长有一个范围。一 般宽度是在峰值波长的± 10nm，而在1/4功率处有± 18nm。例如峰值波长是630nm的红光 芯片，在它输出光功率的1/2处，它的波长范围是从620nm 640nm，而在功率的1/4处，它 的波长范围是从612nm 648nm。依据LED芯片的这一特性，就有可能组成一个连续光谱。 例如一个峰值波长为630nm的芯片，假定它在630nm发出的辐射功率为1. 0那么在波长为 612nm处，它的辐射功率约为630nm处的1/4，另外再有一粒波长峰值为594nm的芯片，假 定它在594nm处的辐射功率也同样为1. 0，那么这个芯片在波长为612nm处也有1/4辐射 功率，所以在两个芯片同时发光时在612nm这个波长点上总的辐射功率就该是630nm处或 594nm处辐射功率值的1/2.光谱能量分布虽不是一条水平的连续的直线，但是是锯齿形的 连续光谱。从波长455nm 680nm总的波长间隔有225nm，按照间隔20nm计算至少要有11 种芯片。实际上可以不用这么多芯片，因为某一相关色温下的标准灯它的光谱能量分布曲 线并不是一条水平线，所以可以根据具体情况调整光波长间隔。如果采用波长间隔为35nm， 则6种不同光色的芯片就可以构成一锯齿形连续光谱。按波长间隔35nm排列，所使用的6 种芯片的峰值波长分别是457nm、493nm、529nm、565nm、601nm和640nm。 在具体实施例中考虑到芯片生产厂，批量生产的芯片波长是已定制好的，所以选 取6种芯片的峰值波长分别是457nm、490nm、525nm、560nm、590nm和630nm。这虽和计算的 值有了点偏差，在实际制作上是可以允许的。除了 630nm 590nm间隔40nm以外，其它峰 值波长间隔都小于35nm，都可以在1/4能量上产生重叠，即假定这6种波长的芯片同时发 光，而且在峰值波长上的辐射功率都相同，那么在离峰值波长18nm处都会有两种芯片发出 的辐射功率，这一点上的总辐射功率就是两种芯片发出的辐射功率之和。如此组成的光谱 能量分布图是一个锯齿形的连续光谱曲线，多于6种光色芯片的组合可以使波长间隔变小 曲线变得更平直光滑；但芯片种类太多会给制造者带来很大难度。图8d是9种光色芯片组 合的一种芯片位置排列图。 要制作高显色性的白光发光二极管，要解决的第二个问题是能量分配问题，本实 用新型有两个方法来调节各个波长上能量的大小 1.选用同一峰值波长的芯片数量，例如对仿D65光源，短波长的芯片数量多一些，对仿A光源的长波长的芯片数量多一些。 2.调节通过芯片电流的大小来控制能量。发光二极管在正向导通以后在一个相当 大的电流区间内，它发出的光能量是和通过它的正向电流成正比的。改变流过发光二极管 的正向电流就可以调节发出的光能的多少。但是电流的改变以不超过该芯片的额定电流为 宜。调节电流的方法可以是直流的也可以采用脉宽调制方式。 制作高显色性白光发光二极管要解决的第三个难点是混色。传统的混色方法是在 芯片上方覆盖大量漫反射剂，造成光在芯片容纳腔内多次散射，从而达到混色目的。由于漫 反射是无序的，所以光的损失非常严重，导致整个发光二极管电光转换效率大幅度下降。为 解决上述的问题，本实用新型为了既有反光作用，又要有混光的效果；就将原先的光洁度很 高的反光杯的内壁上设置有一个个小突起，该小突起是一个球面的一部分，表面仍是很光 亮有很高的反射率。根据混色的需要，小突起可以是一样大小的，也可以是由大到小，隔行 错位排列。图7b和图7c分别是两种典型的排列方式。 功率型发光二极管芯片的发光面积约有l平方毫米，在近距离和小范围内，它还
不能作为一个点光源来处理，而是一个面光源，反光面上的每个突起物都会受到来自各个
方向的光照射，然后依照反射定律反射出去，可以把每一个小突起当作一个小光源，它向球
体的上方向和侧方向发光，所以既可以把各种颜色的光很好的混合，又不会损失很多的光
能达到高效率混光的目的。 实施例1 参考图8a_图8b，制作一个本实用新型的具有高显色性的白光发光二极管。 本实施例中LED的导热基座1，使用例如金属铜、铝或复合材料做成平板状的基 座，并且带有散热翅片，散热翅片为带有单个或多个螺旋的螺旋形散热翅片或太阳花形散 热翅片；或采用市场上购买的任何一种发光二极管基座。或者是本实用新型人设计的一种 散热组件，该散热组件由一个用高导热材料搭建的支架，所述的支架是一根超导热管、一根 金属管或金属棒，在所述的支架顶部设置所述的散热片，和在该支架四周设置一组下散热 片组成；其中，所述的散热片中心开有通孔，其通孔大小与所述的超导热管、金属管或金属 棒的外径相同；所述的热超导管或金属管的内径与要安装的发光二极管的散热基座底面的 螺杆、螺孔或其它安装机构相配合；一用绝缘材料或金属制作的一多孔的或网状的外壳包 裹在支架外，与支架成为一体。 起混光作用的反光杯3通常采用铝、铜或其它反光性能好的材料镀银制成，形状 为底部镂空的锥形杯，并从发光杯上口沿内壁向下设置小突起4(如图7a所示)，其小突起 4的直径由大逐渐变小排列(如图7b所示)。该小突起4也可以呈阵列排列(如图7c所 示)、隔行错位排列。该反光杯3安装在引线架2内的底座l的上表面部分，反光杯3和导 热底座1的夹角在10° -80°之间均可以。该小突起4是一个表面光洁的球面体，因此反 光杯的内壁是很光亮有很高的反射率。 本实施例中使用6粒常规的市场上能够买到的发光二极管芯片，该6种芯片之间 峰值波长的间隔为35nm左右，它们输出光的波长分别在457nm、490nm、525nm、560nm、590nm 和630nm左右；其中按照在波长457nm蓝光芯片和波长525nm绿光芯片之间，再设置一个波 长490nm的芯片、在波长525nm绿光芯片和波长630nm红光芯片之间，再至少设置峰值波长 为560nm黄绿光芯片和波长为590nm橙色的芯片6种。该6种发光二极管芯片5之间经引线电连接，它们可以是全部串联或全部并联，也可以先串联一部分再并联以便于调节相关 色温，本实施例把457nm 490nm 525nm三种芯片串联成一组，另外的三种芯片串联成一组 分别通过引出线引出，引出线用于连接驱动电源，该6种芯片排列和电连接方式如图8 (b)
所示，三个芯片串联成一组后，两组并联通电，也可以两组不并联，用两个驱动电源每个电 源驱动一组(三个芯片串联)，也可以把6个芯片全部串联供电。还可以有其他电连接方 式，视用户需要而定。它和已有的RGB形成白光的方案相比在波长457nm蓝光芯片和波长 525nm绿光芯片之间设置一个波长490nm的芯片、在波长525nm和波长630nm红光芯片之间 至少设置峰值波长为560nm和波长为590nm的芯片。如此两个相邻峰值波长之间的波长间 隔基本上是35nm当6个芯片同时发光时，就会形成一个连续的光谱能量分布，而不再是单 独分立的峰值(见图5图6)。 上述的6粒发光二极管芯片5安放在导热基座1上表面上，6粒芯片5经组合后的 电极从引线架2上引出，引线架2为嵌铜塑料件或MPCB板制作，引线架中的嵌铜片为LED 电极引出件7，其作用是通过导线将LED电极引出与驱动电源电连接；引线架中的嵌铜片与 导热基座1电绝缘；反光杯3的外侧为引线架2，发光二极管芯片5上部覆盖透明硅胶或环 氧树脂7。 还可以将上述六粒芯片的电极单独引出，也可以分组引出，以便调节各种芯片发 出的光能，达到所需要的光色，这是本领域技术人员可以实施的。本实施例的六种发光二极 管的光谱能量分布图如图6所示。 参考图8c，另一种本实用新型的具有高显色性的白光发光二极管的组成实施例， 由6种输出不同颜色光的芯片，每种波长芯片有2个，按照图8c所示的12个发光二极管芯 片5放置在导热基座1上表面上，该12个芯片相互间错位的安放以便于混光为目的。6种 输出不同颜色光的芯片，波长分别为457nm蓝光芯片、490nm蓝绿光芯片、525nm绿光芯片、 560nm黄绿光芯片、590nm橙色芯片和630nm红光芯片，以相邻两个峰值波长间隔以35nm波 长为原则设置；6种输出不同颜色光的芯片共12粒，分为2组，每一组芯片串联成一组，分 别用引出片引出，再用导线连接驱动电源，芯片电连接如图8c所示。 参考图8d，另一种具有9种输出不同颜色光的芯片(每一种波长的芯片只有一粒)， 制成本实用新型的具有高显色性的白光发光二极管的实施例，目的是让LED的光谱能量分布 曲线更光滑，更接近标准灯的光谱能量分布曲线。9种输出不同波长光的芯片的波长分别采 用457nm、465nm、490nm、515nm、535nm、560nm、590nm、610nm和630nrn，9种芯片在一个导热基 座上的位置排列以便于混光为原则。将9个芯片分成两组，一组光色偏蓝，即芯片的波长为 457nm、535nm、560nm、465nm和490nm的5个芯片串联组成；另一组由偏红波长的四个芯片组 成，即波长590nm、630nm、515nm和610nm，串联的两组芯片分别通过用引出片引出，用导线连 接驱动电源；由于两组芯片数量不相等，所以要有两组独立的电源去点亮它，电源虽繁琐一 些，但两组可以独立调节电流，这对调节LED光色是非常有利的，该LED中芯片的总个数由需 要的功率及单个芯片能承受的电功率决定，这是本专业技术人员可以实施的。 用9种和6种不同颜色光的芯片组合相比，在457nm和490nm之间插入了 一个 465nm的蓝光芯片，原先从490nm到457nm相隔了 33nm，这两个芯片的光谱能量分布曲线重 叠处应在1/4功率处，插入465nm芯片和457nm的间隔是8nm，插入465nm芯片和490nm芯 片的间隔是25nm因此，465nm芯片发出的光和457nm490nm芯片发出的光的重叠处应在1/2
10功率以上，这就使得综合的曲线在这一波段变得几乎是一条水平的直线，也就是在457nm 到490nm这一段上各个波长都具有几乎相等的功率。同样道理，在490nm和535nm之间插 入了一个515nm，使芯片发光的峰值波长间隔从45nm减到25nm和20nm。在590nm与630nm 之间插入610nm，使芯片发光的峰值波长间隔从40nm减到了 20nm，这些光都会在1/2功率 处重叠在560nm和590nm之间有30nm的间隔。光重叠的功率会略低一些，但对总体无大影 响，当9个芯片同时发光时，它的光谱能量分布曲线就显得平滑了，该LED芯片的总个数由 需要的功率及单个芯片能承受的电功率决定，这是本领域技术人员可以实施的。 上述实施例中的发光二极芯片5的尺寸可以是小的，例如0. 35mmX0. 35mrn，也可 以用大的，例如lmmXlmm或1. 5mmX1. 5mm，每种芯片的数量由需要制作的LED的功率大小 来决定。 实施例2 参考图9，制作本实用新型的高显色性LED灯。 该LED灯用本实用新型制作的任何一种发光二极管10作光源，该发光二极管10 直接安装在散热器12顶部，使芯片5工作时的热量能迅速散热；该散热器12是常规的LED 灯用的散热器；当使用一个LED，其光通量不满足需要时，可以用多个本实用新型的高显色 性LED，这是本领域技术人员可以实施的。LED的四周是一个锥形的反光罩3'，反光罩3' 和LED安装面的角度在IO。 80°之间；反光罩3'的内壁上还设置有小凸起4'，可以起 到混光作用，并使出射光的角度满足使用要求。该锥形的反光杯也固定在散热器(12)的顶 端。散热器由高导热率材料制作，例如金属、碳材料、碳纤维或其它复合材料，散热器外表做 成翅片式结构，如图9所示，空气对流好，散热效率高，顶端大小与起混光作用的反光罩相 配合。散热器12的下端和一个杯形塑料件13连接，塑料件13内部的空间安放驱动电源8， 塑料件保证了驱动电源和散热器之间有足够好的电绝缘；塑料件13的末端是一个电连接 器9，该电连接器9采用常规的E27或E14螺口 ，也可以是双脚、多脚直插式灯头。该发光二 极管通过其底座上的螺丝或螺丝孔与一个散热器直接机械接触在一起，该发光二极管的引 出线与一个驱动电路电连接，驱动电路通过其外壳与电连接器电连接，在所述发光二极管 上套装一透光泡壳。 实施例3 制作本实用新型的一种室内照明用发光二极管平面光源。 参考图IO，该室内照明用发光二极管平面光源与通常的发光二极管平面光源类 似，其区别在于散热器为为一散热板上设置2面或4面反射壁，所述的散热板下表面为翼 片状，反射壁内表面带有小突起4';上述任何一种本实用新型的高显色性白光发光二极管 10，或2个以上高显色性白光发光二极管10 (根据光通量需要设计LED个数)直接安装在 散热器上表面；反光壁的外侧有一电气接口 9，连接到驱动电源上，所述的透明泡壳11安装 在所述的反光壁上，成为一个独立的面发光源；所述散热板位于平面光源或液晶显示用背 照明光源的导光板的背面和四周。由于LED发出的白光经底部和四周反射后，从顶面出射， 经过了多次的反射，所以它的出射光是相当均匀的。 当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变型，但这些 相应的改变和变型都应属于本实用新型所附的权利要求保护范围。
权利要求一种具有高显色性的白光发光二极管，包括一导热基座、引线架、反光杯、6个或6个以上发光二极管芯片和透明硅胶或环氧树脂；其中，所述的反光杯安装在导热基座上表面上，所述的发光二极管芯片安装在该反光杯内的导热基座上，发光二极管芯片上部覆盖透明硅胶或环氧树脂；其特征在于，所述的反光杯为一底部镂空的锥形杯，且在该反光杯内壁面上设置起混光作用的小突起；所述的引线架形状和大小与所述的反光杯底部相配合，该引线架安装在所述反光杯底部外侧，并固定在所述的导热底座的上表面上；所述的6个或6个以上发光二极管芯片为6种，或6种以上输出不同颜色光的芯片，每一种芯片至少为一粒，以相邻的两个芯片发光峰值波长间隔在35～20nm，安放在一个导热底座上进行电组合，所述的发光二极管芯片的电极与引线架上的引线电连接。
2. 按权利要求1所述的具有高显色性的白光发光二极管，其特征在于，所述的6种输出 不同波长光的芯片的波长分别为457nm蓝光、波长490nm蓝绿光、波长525nm绿光、560nm 黄绿光、590nm橙色和波长630nm红光，相邻两峰值波长间隔在35nm-20nm;所述6种输出不 同波长光的芯片之间电连接，采用串联、并联或串并联结合的电连接，用引出线与驱动电源 电连接；还包括把芯片分几组，每一组芯片串联成一组，分别用引出线引出，引出线用于连 接驱动电源。
3. 按权利要求1所述的具有高显色性的白光发光二极管，其特征在于，所述的9种输出 不同波长光的芯片的波长分别为457nm、465nm、490nm、515nm、535nm、560nm、590nm、610nm 和630nm ;其中9种发光二极管芯片分成两组， 一组由波长457nm、535nm、560nm、465nm和 490nm的5个发光二极管芯片串联；另一组由波长590nm、630nm、515nm和610nm的4个发光 二极管芯片串联，串联的两组芯片分别通过引出线引出，引出线用于连接各自的驱动电源。
4. 按权利要求1所述的具有高显色性的白光发光二极管，其特征在于，所述的导热基 座由金属铜、铝或其它高导热率的材料制成平板状的基座、带有散热翅片的基座、或底面上 有螺杆、螺孔或其它安装机构的基座；所述的散热翅片为带有单个或多个螺旋的螺旋形散 热翅片或太阳花形散热翅片，或是采用一种散热组件，该散热组件由一个用高导热材料搭 建的支架，所述的支架是一根超导热管、一根金属管或金属棒，在所述的支架顶部设置所述 的散热片，和在该支架四周设置一组下散热片组成；其中，所述的散热片中心开有通孔，其 通孔大小与所述的超导热管、金属管或金属棒的外径相同；所述的超热导率管或金属管的 内径与要安装的发光二极管的散热基座底面的螺杆、螺孔或其它安装机构相配合；一用绝 缘材料或金属制作的一多孔的或网状的外壳包裹在支架外，与支架成为一体。
5. 按权利要求1所述的具有高显色性的白光发光二极管，其特征在于，所述的反光杯 为铜、铝金属材料或其它反光性能好的材料制作。
6. 按权利要求1所述的具有高显色性的白光发光二极管，其特征在于，所述的小突起 是一表面光洁的球面体，小突起直径是一样或不一样的，其排列方式为阵列式、隔行错位排 列或者该小突起由反光杯口向下由大到小排列。
7. —种应用权利要求1所述的具有高显色性的白光发光二极管制作的白光发光二极 管灯泡，包括至少一个白光发光二极管、透光泡壳、散热器、驱动电路、电连接器和透明硅 胶或环氧树脂；其特征在于，所述的反光罩为一底部镂空的锥形杯，且在该反光罩内壁面上 设置小凸起；该反光罩安装在所述的散热器顶端；所述的白光发光二极管安装在反光罩中 心，且该白光发光二极管的下表面紧贴在所述的散热器上；所述的散热器采用翘片式结构，大小与反光杯相配合；所述的白光发光二极管的电极从引线架上引出，用导线和驱动器连 接，散热器的下端和一个杯形塑料件连接，塑料件内部的空间安放驱动电源；塑料件的末端 是一个电连接器。
8. 按权利要求7所述的白光发光二极管灯泡，其特征在于，所述的电连接器为螺旋灯 头，通常是按国际统一的E27或E14螺口 ；或双脚、多脚直插的灯头。
9. 按权利要求7所述的具有高显色性的白光发光二极管制作的白光发光二极管灯泡， 其特征在于，所述的透光泡壳为玻璃或塑料制成的透明的、着色的或漫射的泡壳，或所述的 透光泡壳内壁上有光转换材料层。
10. —种应用权利要求1所述具有高显色性的白光发光二极管制作的室内照明用发光 二极管平面光源，包括至少一个发光二极管、散热器、驱动电路、电连接器和透明泡壳；其 特征在于，所述的散热器为一散热板上设置2块或4块反射壁，所述的散热板下表面为翼片 状，反射壁内表面带有小突起，反光壁的外侧有一电气连接插孔，连接到驱动电源上，所述 的透明泡壳安装在所述的反光壁上，成为一个独立的面发光源；或者2个以上发光二极管 平面光源组合起来；所述的发光二极管为具有高显色性的白光发光二极管。
专利摘要本实用新型公开了一种具有高显色性的白光发光二极管和灯，该白光发光二极管包括一导热基座、起混光作用的反光杯，且在该反光杯内壁面上设置小突起；至少6个输出不同颜色光的发光二极管芯片，设置在一个导热基座上进行电组合，一形状和大小与所述的发光杯底部相配合的引线架，该引线架安装在反光杯外，并固定在底座的上表面上；芯片的电极与引线架上的引线电连接，芯片上覆盖透明光学材料；通过反光杯的反射壁漫反射，把多色光均匀混合，而制成具有高显色性高效率的白光发光二极管。应用该白光发光二极管制作的白光发光二极管灯和平面光源，该灯消除了荧光粉在光色转换中对光能的损耗，因此电光转换效率高，使用寿命长，便于批量生产。
文档编号F21V29/00GK201462498SQ200920119268
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者张亚素, 李海波 申请人:宁波晶科光电有限公司