專利名稱：一種高效率發(fā)光led光源及采用該光源的led燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及LED光源及采用該光源的LED燈。
背景技術：
白熾燈又稱鎢絲燈，它是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)，利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源。由電流通過燈絲加熱至白熾狀態(tài)產生光的一種光源。是最早出現的電光源，用耐熱玻璃制成泡殼，內裝鎢絲。泡殼內抽去空氣，以免燈絲氧化，或再充入惰性氣體(如氬)，減少鎢絲受熱蒸發(fā)。因燈絲所耗電能只有一小部分轉為可見光，故發(fā)光效率低，一般為10 15流/瓦。但制造方便，成本低，線路簡單，現仍大量采用。中國是白熾燈的生產和消費大國，2010年白熾燈產量和國內銷量分別為38.5億只和10.7億只。據測算，中國照明用電約占全社會用電量的12%左右。如果把在用的白熾燈全部替換為節(jié)能燈，年可節(jié)電480億千瓦時，相當于減少二氧化碳排放4800萬噸，節(jié)能減排潛力巨大。逐步淘汰白熾燈，不僅有利于加快推動中國照明電器行業(yè)技術進步，促進照明電器產業(yè)結構升級優(yōu)化，而且也將為實現〃十二五〃節(jié)能減排目標、應對全球氣候變化做出積極貢獻。LED是一種能夠將電能轉化為光能的半導體發(fā)光器件，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色熒光粉發(fā)光的原理，而采用電致發(fā)光。LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、高頻輻射低與功耗小 。白光LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可超過1501m/W。隨著LED散熱技術的改進，室外照明LED燈、LED投光燈等大功率LED照明燈具已經實現工業(yè)化生產并開始被大量應用。對色溫和顯色性要求很高的室內照明舞臺燈、影棚燈等也已實現量產并投入應用。適用范圍大、用量也大的通用照明T8、T5、T4管形LED燈和代替白熾燈和節(jié)能燈的球泡形LED燈已形成系列化產品。LED照明已進入高速發(fā)展期?，F有技術中，可替代白熾燈的球泡形LED燈大多由多個LED、一塊金屬基PCB (MPCB )、一個帶有散熱鰭片的金屬散熱器、一個包括有恒流裝置的驅動器、一個泡殼和一個燈頭組成。目前，這類燈的光電參數己經達到可實用的水平，但由于使用現有技術的球泡形LED燈價格高、壽命欠長、效率欠高，從而難于大量推廣。中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?201010278760.0申請日:2010-09-08)公開了一種高效率LED燈泡，它包括一個透光泡殼，一個帶有排氣管、電引出線和支架的芯柱，至少一條LED發(fā)光條,一個驅動器,一個電連接器；LED發(fā)光條固定在芯柱上,其電極經芯柱的電引出線與驅動器、電連接器相連，以連接外電源；透光泡殼和芯柱真空密封，泡殼內充有高導熱率氣體；LED發(fā)光條包括一個透明管體條，其上有至少一串、串聯(lián)的、相同或不同發(fā)光色的LED芯片，并密封在一個玻璃管內，LED的電極由玻璃管二端引出，引出線與玻璃管真空密封，玻璃管內充有高導熱率高透光率材料；1^0芯片411出光；玻璃管的內或外壁上、或透光泡殼內壁上可有發(fā)光材料；所述至少一條LED發(fā)光條連接成單向DC工作或雙向AC工作；該發(fā)明的LED燈泡具有LED芯片4π出光、效率高、成本低、安全可靠等優(yōu)點。中國實用新型專利(申請?zhí)?201020581323.1申請日:2010-10-28)公開了一種LED燈泡，包括燈頭、燈殼、透明燈罩和LED光源，燈殼安裝在燈頭上，透明燈罩安裝在燈殼上，LED光源設置在燈殼內，透明燈罩罩在LED光源外；所述LED光源包括基板、芯片、支架、金線和熒光粉，芯片與支架通過金線連接，芯片封裝在基板內，所述基板是透明基板，透明基板上設有內凹槽；熒光粉分為上熒光粉層和下熒光粉層，上熒光粉層設在芯片上方，下熒光粉層設在芯片下方；上熒光粉層、芯片和下熒光粉層封裝在透明管體的內凹槽中。上述的兩款LED燈泡在光利用上取得了成功，但是對于LED的散熱問題還是無法得到有效的解決，這就直接導致的產品的使用壽命受到很大的影響。中國發(fā)明專利(申請?zhí)?200980138443.4申請日:2009-08-24)公開了一種光源，包括:管狀玻璃熱管，其具有給定的內直徑；管狀玻璃纖維芯，其位于所述玻璃熱管內，所述玻璃纖維芯具有大致等于所述給定內直徑的外直徑并具有沿其長度延伸的大致對中定位的開放腔；一定量的可蒸發(fā)可凝結介質，其處于所述玻璃熱管內；金屬帽，其選自玻璃封接金屬和合金的組中，并且被固定到所述玻璃熱管的近端；熱消散器，其固定到所述熱管的遠端；發(fā)光二極管，其固定到所述金屬帽；和功率傳導跡線，其與所述熱管一起形成并被電連接到所述發(fā)光二極管。該專利的LED芯片還放置在不透光的金屬帽上，管狀玻璃熱管僅是起到絕緣傳熱作用，并沒有作為基板使用，不可能使LED芯片雙面出光，達到提高光效的目的。中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?201110022206.0申請日:2011-01-19)公開了帶超導熱管散熱裝置的LED球泡燈，包括燈殼、LED光源、散熱裝置、驅動電路，其特征在于:所述的散熱裝置包括超導熱管、與超導熱管固接的高導熱的散熱片；所述的超導熱管密封金屬管，其內壁上設吸液層；所述的超導熱管的一端部與LED光源緊貼或為LED光源的底座；超導熱管側面設有散熱片固定面，散熱片通過粘結層或焊接層固定在超導熱管的散熱片固定面上。該專利的LED芯片也放置在不透光的金屬管(熱管)端面的底座上。不可能使LED芯片雙面出光，達到提高光效的目的。

發(fā)明內容
為了既解決光利用效率又解決LED光源的散熱問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種高效率發(fā)光LED光源，該光源不僅可以實現LED雙面發(fā)光，提高光的利用率，而且可以實現LED的高效散熱，大大提高了產品的使用壽命，可以作為球泡形LED燈或其它LED燈的光源。本發(fā)明的另外一個目的是提供采用上述LED光源的LED燈。為了實現上述的第一個目的，本發(fā)明采用了以下的技術方案:
一種高效率發(fā)光LED光源，該光源包括熱管、LED芯片、金屬導線和熒光粉，所述的熱管包括透明管體、吸液結構、散熱裝置和液體介質，所述的透明管體的管壁厚度為0.1 2_，透明管體的一端為蒸發(fā)段，另一端為凝結段，所述的散熱裝置設置在透明管體的凝結段，吸液結構設置在透明管體的內管壁上，一定量所述的液體介質封閉設置在透明管體內，所述的液體介質可蒸發(fā)可凝結并且不與所述的透明管體的材料相溶；所述的LED芯片具有多個，多個LED芯片直接封裝設置在透明管體蒸發(fā)段管壁的外表面，所述的熒光粉敷設在LED芯片和蒸發(fā)段管壁的透光外表面，所述的金屬導線將所述的LED芯片并聯(lián)或串聯(lián)。作為優(yōu)選，所述的透明管體選用耐高溫透明塑料、玻璃、透明陶瓷材料或水晶材料。作為再優(yōu)選，所述的耐高溫透明塑料選用環(huán)氧樹脂、尼龍、C0P、C0C、PMMA、PS、K Resin、PET、ABS塑料、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸二乙酯、聚砜、共聚聚酯或透明硅膠。作為優(yōu)選，所述的液體介質為二氯甲烷、丙酮、二氯乙烷、氯仿、甲醇、四氫呋喃、己烷、三氯乙烷、三氟代乙酸、1，1，1-三氯乙烷、四氯化碳、乙酸乙酯、乙醇、丁酮、苯、環(huán)己烷、乙睛、異丙醇、乙二醇二甲醚、三氯乙烯、三乙胺和水中的一種或多種混合。作為優(yōu)選，所述的透明管體的中孔兩個側壁分別設置所述的吸液結構，所述的LED芯片設置在不具有吸液結構的另外兩個側面中的一個或兩個。作為優(yōu)選，所述的吸液結構為沿透明管體內管壁設置的具有毛細抽吸作用的微小縫隙或孔隙。作為優(yōu)選，所述的透明管體采用耐高溫透明塑料，所述的透明管體具有角部，所述的角部形成所述的微小縫隙。作為再優(yōu)選，所述的透明管體的中孔正截面為鈍角三角形，所述的微小縫隙形成在銳角；或者，透明管體的中孔正截面為星形，所述的微小縫隙形成在星形的銳角部；或者，透明管體的中孔正截面兩端具有條形微小縫隙。作為優(yōu)選，所述的透明管體采用玻璃、水晶或耐高溫透明塑料，透明管體采用玻璃、水晶或耐高溫透明塑料，所述的吸液結構為沿透明管體內管壁設置的對流動液體介質具有毛細抽吸作用的吸液絲網；所述的吸液絲網選用金屬絲網、高吸液性的合成纖維絲網或高吸液性的天然纖維絲網。作為優(yōu)選，所述的高吸液性的合成纖維絲網選用尼龍纖維網，所述的天然纖維絲網選用棉纖維網。作為優(yōu)選，所述的透明管體的中孔正截面為扁平狀，所述的吸液絲網設置在透明管體的兩側；或者，透明管體的中孔正截面為矩形，所述的吸液絲網的中孔正截面呈凹形，在矩形透明管體的短邊兩側設置所述的凹形吸液絲網；或者，透明管體的中孔正截面為正方形，所述的吸液絲網的中孔正截面呈直角形，在正方形透明管體的四個角部分別設置所述的直角形吸液絲網；或者，透明管體的中孔正截面為橢圓形，所述的吸液絲網的中孔正截面呈圓弧形，在橢圓形透明管體的長軸兩側分別設置所述的圓弧形吸液絲網；或者，透明管體的中孔正截面為中間大兩端為扁平狀空腔結構，在扁平狀空腔內分別設置所述的吸液絲網。作為優(yōu)選，所述的透明管體蒸發(fā)段的端部直接通過透明膠體粘結有LED芯片。作為優(yōu)選，所述的多個LED芯片分別設置在蒸發(fā)段管壁的外表面的兩個側面，兩個側面的LED芯片互相錯位設置，錯位設置LED芯片可以有利于出光。為了實現上述的第二個目的，本發(fā)明采用了以下的技術方案:
一種高效率LED燈，該LED燈的光源采用上述任意一個技術方案所述的發(fā)光LED光源。本發(fā)明由于采用了上述的技術方案，采用透明的管壁材料，其導熱系數小于金屬管壁材料，但是，研究表明，當管壁很薄時，材料的導熱系數高低對LED的散熱性能的影響就變得不顯著，在這種情況下，LED的散熱作用主要處決于對流散熱而不是傳導散熱。本發(fā)明可以同時有效的利用LED芯片正面和背面光，提高了光的利用率，同時透明管體內的液體介質通過蒸發(fā)和冷凝作用，可以將多個LED芯片產生的熱能快速帶走，提高了散熱效率。
進一步，本發(fā)明采用耐高溫透明塑料，可以在中孔中加工出角部，角部形成具有毛細抽吸作用的微小縫隙，可以快速將液體介質可抽吸到LED芯片位置氣化吸熱，通過采用耐高溫透明塑料材質，可以大大降低生產工藝的難度，降低生產的成本。另外，也可以采用吸液絲網，吸液絲網可以方便的壓制在中孔側壁，通過吸液絲網的吸附作用也可以快速將液體介質抽吸到LED芯片位置氣化吸熱，同樣也大大降低生產工藝的難度，降低生產的成本。進一步，本發(fā)明在安裝LED的熱源區(qū)域相對應的管壁內不設置吸液結構，既減小了徑向傳熱的熱阻，又可獲得很好的管壁的透光性能。


圖1為實施例1的結構示意圖。圖2為實施例1的透明管體的結構示意圖。圖3為實施例2的透明管體的結構示意圖。圖4為實施例3的透明管體的結構示意圖。圖5為實施例4的透明管體的結構示意圖。圖6為實施例5的透明管體的結構示意圖。圖7為實施例6的透明管體的結構示意圖。圖8為實施例7的透明管體的結構示意圖。圖9為實施例8的透明管體的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做一個詳細的說明。實施例1
如圖1、圖2所示的一種高效率發(fā)光LED光源，該光源包括熱管1、LED芯片2、金屬導線和熒光粉3，所述的熱管I包括透明管體4、吸液結構、散熱裝置6和液體介質。所述的透明管體4采用聚碳酸酯材質,管壁厚度為0.5mm,透明管體4的中孔截面為矩形,所述的吸液結構選用吸液絲網5，吸液絲網5的截面呈凹形，在矩形中孔的短邊兩側設置所述的凹形吸液絲網5。透明管體4的一端為蒸發(fā)段，另一端為凝結段，所述的散熱裝置6設置在透明管體4的凝結段，一定量所述的液體介質封閉設置在透明管體4內，液體介質選用水。所述的LED芯片2具有多個，多個LED芯片2分別設置在蒸發(fā)段管壁的外表面的兩個側面，兩個側面的LED芯片(2)互相錯位設置，并在透明管體(4)蒸發(fā)段的端部也直接通過透明膠體粘結有LED芯片，所述的熒光粉3敷設在LED芯片2和蒸發(fā)段管壁的透光外表面，所述的金屬導線將所述的LED芯片2并聯(lián)或串聯(lián)。實施例2
如圖3所示，透明管體4采用玻璃材質，所述的透明管體4的中孔截面為扁平狀，所述的吸液絲網5設置在中孔的兩側。其他技術特征如實施例1所示。實施例3
如圖4所示，透明管體4采用玻璃材質，透明管體4的中孔截面為正方形，所述的吸液絲網5采用尼龍纖維網，吸液絲網5的截面呈直角形，在正方形中孔的四個角部分別設置所述的直角形吸液絲網5。其他技術特征如實施例1所示。實施例4
如圖5所示，透明管體4采用聚碳酸酯材質，透明管體4的中孔截面為橢圓形，所述的吸液絲網5采用棉纖維網，吸液絲網5的截面呈圓弧形，在橢圓形中孔的長軸兩側分別設置所述的圓弧形吸液絲網5。其他技術特征如實施例1所示。實施例5
如圖6所示，透明管體4采用聚碳酸酯材質，透明管體4的中孔截面為鈍角三角形，在銳角部形成具有毛細作用的微小縫隙7，并不再設置吸液絲網5。其他技術特征如實施例1所示。實施例6
如圖7所示，透明管體4采用聚砜材質，透明管體4的中孔截面為星形，在星形的銳角部形成具有毛細作用的微小縫隙7，并不再設置吸液絲網5。其他技術特征如實施例1所示。實施例8
如圖7所示，透明管體4采用尼龍，透明管體4的中孔正截面為中間大兩端為扁平狀的結構，在扁平狀空腔內分別設置所述的吸液絲網5。其他技術特征如實施例1所示。實施例9
如圖8所示，透明管體4采用尼龍，透明管體4的中孔正截面兩端具有條形微小縫隙。其他技術特征如實施例1所示。
權利要求
1.一種高效率發(fā)光LED光源，該光源包括熱管(I)、LED芯片(2)、金屬導線和熒光粉(3)，其特征在于:所述的熱管(I)包括透明管體(4)、吸液結構(5、7)、散熱裝置(6)和液體介質，所述的透明管體(4)的管壁厚度為0.1 2mm，透明管體(4)的一端為蒸發(fā)段，另一端為凝結段，所述的散熱裝置(6)設置在透明管體(4)的凝結段，吸液結構(5、7)設置在透明管體(4)的內管壁上，一定量所述的液體介質封閉設置在透明管體(4)內，所述的液體介質可蒸發(fā)可凝結并且不與所述的透明管體(4)的材料相溶；所述的LED芯片(2)具有多個，多個LED芯片(2)直接通過透明膠體粘結設置在透明管體(4)蒸發(fā)段管壁的外表面，所述的熒光粉(3)敷設在LED芯片和蒸發(fā)段管壁的透光外表面，所述的金屬導線將所述的LED芯片(2)并聯(lián)或串聯(lián)。
2.根據權利要求1所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:透明管體(4)選用耐高溫透明塑料、玻璃、透明陶瓷材料或水晶材料；優(yōu)選的耐高溫透明塑料選用環(huán)氧樹脂、尼龍、COP、COC、PMMA, PS、K Resin、PET、ABS塑料、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸二乙酯、聚砜、共聚聚酯或透明硅膠。
3.根據權利要求1所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:所述的液體介質為二氯甲烷、丙酮、二氯乙烷、氯仿、甲醇、四氫呋喃、己烷、三氯乙烷、三氟代乙酸、1，1，1-三氯乙烷、四氯化碳、乙酸乙酯、乙醇、丁酮、苯、環(huán)己烷、乙睛、異丙醇、乙二醇二甲醚、三氯乙烯、三乙胺和水中的一種或多種混合。
4.根據權利要求1所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:透明管體(4)的中孔兩個側壁分別設置所述的吸液結構 (5、7)，所述的LED芯片(2)設置在不具有吸液結構(5、7)的另外兩個側面中的一個或兩個。
5.根據權利要求1 4任意一項權利要求所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:所述的吸液結構(5、7)為沿透明管體(4)內管壁設置的具有毛細抽吸作用的微小縫隙(7)或孔隙；作為優(yōu)選，透明管體(4)采用耐高溫透明塑料，所述的透明管體(4)具有角部，所述的角部形成所述的微小縫隙(7)。
6.根據權利要求5所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:透明管體(4)的中孔正截面為鈍角三角形，所述的微小縫隙(7)形成在銳角；或者，透明管體(4)的中孔正截面為星形，所述的微小縫隙(7)形成在星形的銳角部；或者，透明管體(4)的中孔正截面兩端具有微小縫隙(7)。
7.根據權利要求1所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:透明管體(4)采用玻璃、水晶或耐高溫透明塑料，所述的吸液結構(5、7)為沿透明管體(4)內管壁設置的對流動液體介質具有毛細抽吸作用的吸液絲網(5);所述的吸液絲網(5)選用金屬絲網、高吸液性的合成纖維絲網或高吸液性的天然纖維絲網；作為優(yōu)選，所述的高吸液性的合成纖維絲網選用尼龍纖維網，所述的天然纖維絲網選用棉纖維網。
8.根據權利要求7所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:透明管體(4)的中孔正截面為扁平狀，所述的吸液絲網(5)設置在透明管體(4)的兩側；或者，透明管體(4)的中孔正截面為矩形，所述的吸液絲網(5)的中孔正截面呈凹形，在矩形透明管體(4)的短邊兩側設置所述的凹形吸液絲網(5);或者，透明管體(4)的中孔正截面為正方形，所述的吸液絲網(5)的中孔正截面呈直角形，在正方形透明管體(4)的四個角部分別設置所述的直角形吸液絲網(5);或者，透明管體(4)的中孔正截面為橢圓形，所述的吸液絲網(5)的中孔正截面呈圓弧形，在橢圓形透明管體(4)的長軸兩側分別設置所述的圓弧形吸液絲網(5);或者，透明管體(4)的中孔正截面為中間大兩端為扁平狀空腔結構，在扁平狀空腔內分別設置所述的吸液絲網(5)。
9.根據權利要求Γ4任意一項權利要求所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:在透明管體(4)蒸發(fā)段的端部直接通過透明膠體粘結有LED芯片。
10.根據權利要求Γ4任意一項權利要求所述的一種高效率發(fā)光LED光源，其特征在于:所述的多個LED芯片(2)分別設置在蒸發(fā)段管壁的外表面的兩個側面，兩個側面的LED芯片(2)互相錯位設置。
11.一種高效率LED燈，其特征在于:該LED燈的光源采用權利要求f 10任意一項權利要求所述的發(fā)光LED光 源。
全文摘要
本發(fā)明涉及LED光源及采用該光源的LED燈。一種高效率發(fā)光LED光源，該光源包括熱管、LED芯片、金屬導線和熒光粉，所述的熱管包括透明管體、吸液結構、散熱裝置和液體介質，所述的LED芯片具有多個，多個LED芯片直接封裝設置在透明管體蒸發(fā)段管壁的外表面，所述的熒光粉敷設在LED芯片和蒸發(fā)段管壁的透光外表面，所述的金屬導線將所述的LED芯片并聯(lián)或串聯(lián)。該光源不僅可以實現LED雙面發(fā)光，提高光的利用率，而且可以實現LED的高效散熱，大大提高了產品的使用壽命，可以作為球泡形LED燈或其它LED燈的光源。
文檔編號H01L33/64GK103090240SQ201310058338
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權日2013年2月25日
發(fā)明者陳哲艮, 嚴錢軍 申請人:杭州杭科光電股份有限公司