LED LIGHTING COLUMN AND LED LAMP USING SAME

19-09-2013 дата публикации
Номер:
WO2013135153A1
Принадлежит: 浙江锐迪生光电有限公司
Контакты:
Номер заявки: CN24-07-201311
Дата заявки: 11-03-2013

[0001]

LED发光柱及使用其的 LED灯

[0002]

本申请要求于 2012 年 3 月 12 日递交的、 申请号为 201210063705.9、 发明名称为 "一种 LED灯泡"、 2012年 4月 26日递交 的、 申请号为 201220184752.4、 发明名称为 "一种 4 π出光的 LED 灯 泡"、 2012年 6月 21 日递交的、 申请号为 201210211538.8、 发明名称为 "一种高光通量 LED照明灯泡"、 2012年 11 月 5 日递交的、 申请号为 201220578926.5、 发明名称为 "一种陶瓷管 LED灯"、 2012年 12月 6 日 递交的、 申请号为 201220678171.6、 发明名称为 "一种 LED芯片 4 π出 光的高效率 LED 反射灯"、 2012 年 12 月 28 日递交的、 申请号为 201210591074.8、 发明名称为 "一种 U型灯管 LED节能灯"、 2013年 1 月 11 日递交的、 申请号为 201320016905.9、 发明名称为 "一种全方位出 光的 LED灯泡"、 2013年 2月 27日递交的、 申请号为 201320089879.2、 发明名称为 "一种全方位出光的 LED 照明灯" 的中国专利申请的优先 权, 其全部内容通过引用结合到本申请中。 技术领域

[0003]

本发明涉及一种 LED灯, 特别是发光源为 LED发光柱的 LED灯, 其可直接替换白炽灯和荧光节能灯 (CFL) 用于照明。 背景技术

[0004]

在现有技术中, 可直接替换白炽灯和荧光节能灯的 LED灯通常的制 造方法如下: 首先, 将一个或多个功率型 LED 安装在一个金属电路板 ( MPCB ) 或陶瓷电路板上; 然后将其安装在一个金属或陶瓷散热器 上、 或经过热管传热到散热器; LED 前方设置有一个透光泡壳, 散热器 内设有 LED 驱动器, 该 LED 驱动器与一个电连接器连接, 从而构成一 个 LED 灯。 具体内容可以参见例如中国专利 201010148141 .X , 201 1 10242939.5 , 201210262510.7 禾 Π 201220259885.3; 美国专禾 lj 7303932, 8138512,8167468, 8297797等。

[0005]

目前, 这类 LED灯的发光效率、 使用寿命等都已经达到或超过荧光 节能灯, 而且不含有害的汞, 已可以替换大多数白炽灯和荧光节能灯, 用于通用照明。

[0006]

然而, 这类 LED灯都需要一个笨重的金属散热器, 灯功率越大、 散 热器的尺寸就得变得越大和 /或越重。 除此之外, 这类 LED灯还有以下不 足: 发光效率一般都比较低, 暖色温、 CRI (显色指数) 为 83 左右的 LED 灯的发光效率为 50-80 Im/W, 和荧光节能灯差不多。 另外, 这类 LED 灯的成本还太高, 为相同光通量的荧光节能灯的 3-6倍, 这是目前 LED灯难于迅速推广的一个重要原因。

[0007]

此外, 可以采用现有技术中的功率型 LED 封装技术, 把多个 LED 芯片安装在金属和陶瓷板电路板上, 所述封装技术为 COB ( Chip On Board ) 技术, 具体可以参见中国专利 20091003691 1.9、 02248875.8 和美国专利 8022626、 8283868 等。 虽然采用这类封装技术封装的大功 率 LED 已经作为 LED 元件大量生产, 且增设有适当的散热器的所述 LED元件已用于路灯等照明, 但是它们仍需要一个笨重的金属散热器。

[0008]

另外, 如专利 EP2292970、 US201 1050073 等所述, 还可以将软 PCB的 LED条设置在弯曲的灯管 (例如蛇形管) 内, 以制成外形与荧光 节 能灯相似 的 LED 灯 。 例 如 中 国 专利 200920247122.5, 201 1 10326614.5 等公开了 U 型灯管, 所述 U 型灯管内设置有安装了 LED的 PCB。 这一类型的 LED灯由于 LED元件被安装在软 PCB或依 靠驱动器的外壳散热, 故散热能力有限, 难于制成高光通量的照明灯。

[0009]

如中国专利 201 1 10032325.6 所述, 公开了一种 LED 灯杯。 LED 芯片被安装在透明陶瓷上, 该透明陶瓷与一导热管连接, 该导热管与灯 杯外的散热器连接散热, 灯杯内抽真空或充有惰性气体。 在这种 LED芯 片经过热管、 热管经过真空泡壳与外散热器连接的结构中, 热管必须与 玻璃泡壳真空密封, 工艺上不容易实现。

[0010]

为了克服上述之不足, 本申请的发明人发明了一种无需金属散热器 的全方位出光的 LED灯, 其包括 LED芯片 4 π出光的 LED发光条、 和 真空密封并充有低粘滞系数高导热率气体的真空密封泡壳, 具体例如参 见中国专利 201010278760.0和 201010610092.7。 其整灯发光效率可高 达 180 lm/W, CRI可高达 97, 无金属散热器、 重量很轻接近白炽灯。 已 经可用于制造 100-800 Im 的可直接替换白炽灯和荧光节能灯的 LED 灯。

[0011]

然而, 这类型的具有 LED发光条的 LED灯的 LED芯片被两层导热 率仅为 0.3W/m* K的硅胶和发光粉层包裹, 芯片散热难, 目前还难于制 造输出光通量大于 800 Im的高光通量灯。

[0012]

有鉴于此, 确有必要提供一种无需散热器但是能够输出较高光通量 的 LED灯以及相关的 LED发光源。 发明内容

[0013]

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一 个方面。

[0014]

本发明提出一种可于制造输出光通量高达 800-5000 Im 和更高光通 量的 LED灯, 可用于直接替换大功率白炽灯和荧光节能灯, 用于照明。

[0015]

根据本发明的一个方面, 提供了一种用作所述高光通量的 LED灯中 的光源的 LED 发光柱。 所述 LED 发光柱包括: 一个高导热率管, 所述 高导热率管的外表面上安装有至少一串相同或不相同发光色的 LED 芯片 或至少一条安装有至少一串相同或不相同发光色 LED 芯片的 LED 发光 条, 所述至少一串 LED 芯片或至少一条 LED 发光条相互串联或串并 联; 至少一串 LED 芯片或 LED 发光条的电引出线, 所述电引出线用于 连接 LED的驱动电源, 接通电源即可点亮所述 LED发光柱。

[0016]

所述高导热率管由透明陶瓷、 AIN 陶瓷、 玻璃、 金属或塑料制成; 其形状为圆柱形、 多棱形、 圆锥形、 多棱锥形或其它形状。

[0017]

所述高导热率管的外表面上具有至少一个平面部, 用于固定 LED芯 片或 LED发光条。

[0018]

由金属制成的高导热率管例如为带有高光反射率层的圆柱形、 多棱 形、 圆锥形、 多棱锥形管或由多个高导热率板构成的多棱形、 多棱锥形 管。 所述金属例如为铝、 铜、 银或其它高导热率金属。

[0019]

所述 LED芯片为发蓝光的芯片、 发紫外光的芯片、 发红光的芯片中 的任一个或他们的组合。 所述 LED 芯片上设有第一发光粉层; 所述第一 发光粉层为透明胶和发光粉混合制成的灯发光粉胶、 发光粉管或半柱面 发光粉管。

[0020]

所述 LED芯片还可以为发红、 蓝、 绿三基色或多基色芯片。

[0021]

所述 LED芯片为每个芯片有一个或多个 PN结的芯片。

[0022]

所述 LED芯片为芯片基板是透明的、 有反射膜的或不透明芯片。 根据本发明的另一方面, 所述 LED发光柱为安装在一个高导热率管 上的至少一条 LED 发光条, 所述 LED 发光条包括有一个高导热率基板 和设置在高导热率基板的第一表面上的至少一串相同和不相同发光色的 LED芯片, 所述 LED芯片上覆盖有第一发光粉层; 所述 LED发光条的 高导热率基板由蓝宝石、 透明陶瓷、 AIN 陶瓷、 玻璃、 金属或塑料制 成。 所述 LED发光条基板的另一表面 (与第一表面相对的第二表面) 被 用透明胶、 导热胶或银浆粘贴固定在高导热率管上。

[0023]

所述 LED 发光条和高导热率管外表面上还可涂覆有第二发光粉层 上。

[0024]

所述 LED 发光柱的高导热率管具有比 LED 芯片面积大得多的表面 积, LED 芯片被直接或经过高导热率基板安装在所述高导热率管上, LED芯片的 PN结到高导热率管的热阻很小, LED芯片工作时产生的热 量容易经高导热率管散发掉, 从而可制成高输出光通量、 效率更高的 LED发光器件。

[0025]

所述高导热率基板和高导热率管由高导热率材料制成, 故具有很高 的导热率, 例如蓝宝石的导热率为 46W/m* K, AIN陶瓷为 170 W/rn- K, 铝、 铜为 200-400 W/m* K。

[0026]

所述由金属制成的高导热率管, 例如为带有高光反射率层的铝或其 它高导热率金属。

[0027]

根据本发明的还一方面, 提供了一种使用上述 LED发光柱制造 LED 灯的方法。 LED 灯的透光泡壳由泡壳体和带有排气管、 电引出线、 支架 的芯柱高温熔封制成。 所述透光泡壳内设置有低粘度高导热率的传热和 保护气体。 所述气体在经由排气管把透光泡壳抽真空之后充入, 随后把 排气管熔封从而把所述传热和保护气体密封在泡壳内。 所述 LED 发光柱设置并固定在所述泡壳的芯柱的电引出线和支架 上。

[0028]

所述 LED发光柱被固定在芯柱上, 例如, LED发光柱近芯柱一端的

[0029]

LED 芯片的两端电引出线与芯柱的电引出线相互悍接并固定; 另一端被 用一个芯柱支架上的弹簧固定; 所述芯柱支架为一玻璃管或玻璃柱、 或 粗金属丝。

[0030]

在所述 LED灯中, 用高导热率材料制成 LED发光柱。 LED芯片的

[0031]

PN结到高导热率管的热阻小、 高导热率管的表面积大, LED芯片工作时 产生的热量容易经大面积的高导热率管传递给泡壳内的传热气体, 再经 传热气体的对流和传导、 再经泡壳散发掉。 因此, 可制成高输出光通 量、 高效率 LED灯。

[0032]

所述透光泡壳的形状为现有的通用白炽灯和荧光节能灯泡壳中的一 种, 例如为 A型、 BR型、 C型、 G型、 S型、 T型、 R型、 PAR型。

[0033]

所述电连接器的形状为现有的通用白炽灯和荧光节能灯中的一种, 例如为 E型、 GU型、 GX型、 GZ型或 B型。

[0034]

根据本发明的另一方面, 提供了一种用所述 LED发光柱制造的具有 多个灯管的 LED灯, 其包括:

[0035]

至少两个 T型 LED灯管, 每个灯管具有一个 LED发光柱并各自真 空密封, 每个 LED灯管具有 LED发光柱的电引出线; LED驱动器及其 外壳; 所述至少两个 LED灯管固定安装在驱动器外壳的顶部; 所述 LED 驱动器的输出端与所述至少两个 LED灯管的电引出线电连接, 所述 LED 驱动器的输入端与用于连接外部电源的电连接器电连接, 由此接通外部 电源之后, 即可点亮各 LED发光灯管;

[0036]

所述至少两个 LED 发光灯管相互隔开, 各 LED 灯管周围都是可自 由流通的空气, 可有效把 LED工作时产生的热带走散发掉。

[0037]

所述 LED 驱动器为一恒流电源, 并给各 LED 灯管提供恒流的驱动 电压。

[0038]

根据本发明的还一方面, 提供了一种用所述 LED发光柱制造的具有 柱高温熔封, 以构成真空密封的 U型或 H型灯管, 灯管两端的芯柱中至 少一个带有排气管, 用于抽真空和充入传热和保护气体; 所述 U 型或 H 型灯管的两端各设置有一个 LED发光柱及它们的电引出线; LED驱动器 及驱动器外壳; 用于连接外部电源的电连接器; 所述 LED驱动器外壳将 至少一个 U型或 H型灯管以及电连接器相互连接成一个整灯, 所述 U型 或 H 型灯管的电引出线经由芯柱的电引出线与 LED 驱动器的输出端连 接, 而 LED 驱动器的输入端与电连接器电连接, 因此接通外部电源之 后, 能够点亮 LED灯。

[0039]

所述 LED 驱动器为一恒流电源, 并给各 LED 发光柱提供恒流的驱 动电压。

[0040]

根据本发明的还一方面, 提供了一种用所述 LED发光柱制造包括由 多个 U型灯管构成的平面 LED灯。

[0041]

本发明的 LED 发光柱和用它制成的 LED 灯具有散热特性好、 输出 光通量高、 效率高、 制造工艺简单、 成本低等优点; 可直接替换白炽灯 和荧光节能灯, 用于照明。 附图说明

[0042]

本发明的这些和 /或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的 描述中将变得明显和容易理解, 其中:

[0043]

图 1 为根据本发明的一个实施例的设置有 LED发光柱的 LED灯的 结构示意图。

[0044]

图 2 为根据本发明一个实施例的沿图 1 中的线 A-A切割所获得的 LED发光柱的截面结构示意图。

[0045]

图 3为根据本发明另一个实施例的沿图 1 中的线 A-A切割所获得的 LED发光柱的截面结构示意图。

[0046]

图 4为本发明的一个实施例的 LED发光柱的 LED发光条的截面结 构示意图。

[0047]

图 5为本发明的另一个实施例的 LED发光柱的 LED发光条的截面 结构示意图。

[0048]

图 6为本发明的另一个实施例的具有多个灯管的 LED灯的结构示意 图。

[0049]

图 7为本发明的另一个实施例的 LED灯的结构示意图。

[0050]

图 8为本发明的另一个实施例的 LED灯的结构示意图。

[0051]

图 9为本发明的另一个实施例的具有 H型灯管的 LED灯的结构示意 图。

[0052]

图 10为本发明的另一个实施例的具有 U型灯管的 LED灯的结构示 意图。

[0053]

图 11 为本发明的另一个实施例的具有多个灯管的平面 LED灯的结 构示意图。 具体实施方式

[0054]

下面通过实施例, 并结合附图, 对本发明的技术方案作进一歩 具体的说明。 在说明书中, 相同或相似的附图标号表示相同或相似的部 件。 下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构 思进行解释, 而不应当理解为对本发明的一种限制。

[0055]

图 1 为本发明一个实施例的设置有 LED发光柱 1 的 LED灯 2的结 构示意图。 该 LED灯 2包含: 至少一个 LED发光柱 1 ; 透光或透明泡壳 3; LED驱动器 4及其外壳 5; 和电连接器 6, 其中 LED驱动器的外壳 5 将把密封有 LED发光柱 1 的透光泡壳 3、 LED驱动器 4以及电连接器 6 相互连接成一个整灯。 具体地, LED发光柱 1 的电引出线 13经由芯柱 8 的电引出线 8d与 LED驱动器 4的输出端连接, 而该 LED驱动器 4的输 入端与电连接器 6 电连接, 因此接通外部电源 (未标示) 或接入工作电 压之后, 能够点亮 LED发光柱 1。

[0056]

所述透光泡壳 3由泡壳体 7和一个带有支架 8a、 喇叭管 8b、 排气管 8c和电引出线 8d 的芯柱 8高温熔封而成, 故为一真空密封的透光泡壳 3。 所述泡壳 3经由排气管 8c抽真空后, 充入低粘度高导热率的传热和 保护气体 9。

[0057]

在本实施例中, 所述 LED发光柱 1被安装固定在芯柱 8的电引出线 8d和支架 8a上。 所述 LED发光柱 1包含有一个高导热率管 10, 其外表 面上安装有至少一串相同或不相同发光色的 LED芯片 11, 所述 LED芯 片 11通过电连接线 12相互串联或串并联。 所述 LED芯片 11 的总驱动 电压等于或接近驱动器 4的输出电压。 所述 LED芯片 11 之间的电连接 都在高导热率管 10上完成, 仅其电引出线 13和芯柱 8上的电引出线 8d 之间的连接需要悍接, 故本发明的 LED灯 2具有工艺简单、 适合大批量 生产、 可靠性高、 成本低的优点。

[0058]

如图 1 所示, 在 LED发光柱 1 的两端分别设置有电引出线 13; 每 一所述电引出线 13与芯柱 8的电引出线 8d相连接。 电引出线 13经由 电引出线 13的固定装置 13a固定在高导热率管 10上 (在本实施例中, 固定在高导热率管 10的下端)。

[0059]

芯柱 8的电引出线 8d与 LED驱动器 4的输出端相连接, LED驱动 器 4的输入端经电连接线 14与电连接器 6相连接, 所述电连接器 6用于 连接外 AC或 DC电源, 接通外电源之后即可点亮 LED发光柱 1。

[0060]

本发明的透明泡壳 3 由泡壳体 7和芯柱 8真空密封构成, 两者都由 相同的玻璃制成。 如上所述, 所述芯柱 8由支架 8a、 喇叭管 8b、 排气管 8c和电引出线 8d构成, 喇叭管 8b和泡壳体 7高温熔封。 熔封后, 经排 气管 8c把透明泡壳 3抽真空, 再经排气管 8c充入低粘度高导热率气体 9, 随后把排气管 8c熔封, 把充入的高导热率气体 9密封在透明泡壳 3 内; 低粘度高导热率气体 9 可为氦、 氢、 氦氢混合气、 氮气或其它气 体。

[0061]

所述 LED芯片 11 为发蓝光、 红光或紫外光的芯片, 所述 LED芯片 11周围设置有第一发光粉层 15、 用于把 LED芯片 11所发的光转变成所 需的白光或其它色的光。 为了得到所需的色温和显色指数, LED芯片 11 还可增设有其它色光的 LED芯片。 所述 LED芯片 11 还可为 R、 G、 B 三基色或多基色的芯片, 用不同数量的各色芯片可得到不同色的输出 光。 所述 LED 芯片 11 为芯片基板是透明的、 有反射膜的或不透明的芯 片。 所述 LED芯片 11为每个芯片有一个 PN结或多个 PN结的芯片。

[0062]

所述 LED发光柱 1 的高导热率管 10 由高导热率材料制成, 例如为 透明陶瓷、 AIN 陶瓷、 玻璃、 金属或塑料制成; 所述金属例如为有高光 反射率的铝、 铜或其他高导热率金属。 这样使得具有较大的与低粘度高 导热率气体的接触面积, 即降低了 LED芯片 11 与散热气体 9之间的热 阻, 从而提高了 LED 的散热效果。 所述高导热率管 10 的形状为圆柱 形、 多棱形、 圆锥形、 多棱锥形或其它形状。 图 1 示出为圆柱形的高导 热率管 10的例子。

[0063]

如图 1所示, 高导热率管 10被安装在芯柱 8的支架 8a上, 所述支 架 8a为芯柱 8上的玻璃管。 如图 1所示的圆柱形高导热率管 10可以内 径设置成与芯柱 8上的支架 8a外径 (例如 4-40mm) 相匹配, 从而被套 接在支架 8a上。 高导热率管 10和支架 8a之间还设置有固定胶 17, 用 于将上述两者相互固定。 所述支架 8a还在其近排气管 8c的一端设置有 至少一个通孔 16, 用于高导热率管 10 内的气体流通散热, 从而可以制 成更大功率、 更高光通量的 LED灯 2。

[0064]

可以理解, 所述 LED芯片 11直接或经过一个高导热率基板 19安装 在所述高导热率管 10上, 如下文所述的图 2和 3所示。 高导热率管 10 的导热率高、 表面积大, LED芯片 11工作时产生的热容易传到高导热率 管 10、 并经其很大的散热表面传给泡壳 3 内的传热气体 9、 再经传热气 体 9的对流和热传导传给泡壳 3, 经泡壳 3周围的空气散发掉。

[0065]

所述 LED芯片 11 直接或经高导热率基板 19安装在高导热率管 10 上, LED芯片 11 和高导热率管 10之间的热阻小, 高导热率管 10的表 面积大, 与传热气体 9 的接触面积大, LED芯片工作时产生的热容易被 散发掉, 从而可用更大功率或更多的 LED 芯片 11, 制成输出光通量更 高、 发光效率更高的 LED灯。

[0066]

所述透光泡壳 3 的形状为现有通用白炽灯和荧光节能灯泡壳中的一 种, 例如为 A型、 BR型、 C型、 G型、 S型、 T型、 R型、 PAR型、 蘑 菇型、 梨型, 并不限于图 1所示的透光泡壳 3的形状。

[0067]

所述电连接器 6 的形状为现有通用白炽灯和荧光节能灯中的一种, 例如为 E型、 GU型、 GX型、 GZ型或 B型, 并不限于图 1所示的电连 接器 6的形状。

[0068]

图 2为本发明一个实施例的沿图 1中的线 A-A切割所获得的 LED发 光柱 1 的截面结构示意图。 如图 2所示, 本发明的 LED发光柱 1包括: 高导热率管 10; 至少一串相同或不相同发光色的 LED芯片 11, 被 (例 如用粘结胶 18) 固定在高导热率基板 19的第一表面上, 且 LED芯片 11 上设置有第一发光粉层 15; 所述高导热率基板 19 的第二表面 (与第一 表面相对) 用粘结胶 20 固定在高导热率管 10上。 在本实施例中, 高导 热率管 10套接在支架 8a上。

[0069]

所述高导热率基板 19 由蓝宝石、 AIN陶瓷、 透明陶瓷、 玻璃、 金属 或塑料制成。 所述粘结胶 18 和 20 为薄层硅胶、 银浆、 导热胶和悍锡 所述高导热率管 10为圆柱形。 在高导热率管 10 的表面上布置有至 少一个平面部 21, 以供安装 LED芯片 11或具有 LED芯片 11 的高导热 率基板 19。 图 2所示为在平面部 21 上安装带有 LED芯片 11 的高导热 率基板 19的例子。

[0070]

可以理解, 在图 2 以及下述针对于各附图所进行的描述中, 相同的 附图标记表示同一部件或相同的结构, 除非另有明确的说明。

[0071]

图 3为本发明另一个实施例的沿图 1 中的线 A-A切割所获得的 LED 发光柱 1 的截面结构示意图。 在本实施例的 LED发光柱 1中, LED芯片 11被用粘结胶 18直接粘结固定在高导热率管 10上; LED芯片 11上设 置有第一发光粉层 15, 所述第一发光粉层 15和高导热率管 10的外表面 上有第二发光粉层 22。

[0072]

图 4为根据本发明的一个实施例的用作本发明的 LED灯 2 的 LED 发光柱 1的 LED条 23的截面结构示意图。

[0073]

如图 4所示, 全方位出光的 LED照明灯的 LED发光条 23包括: 一 个蓝宝石、 透明陶瓷或 AIN陶瓷的基板 19a; 用粘结胶或透明胶 18固定 在基板 19a上的至少一串相同发光色或不相同发光色的 LED芯片 11 ; 所述至少一串相同发光色或不相同发光色的 LED 芯片 11 外围设置有第 一发光粉层 15; 所述第一发光粉层 15 由透明胶和发光粉混合制成; 所 述至少一串相同发光色或不相同发光色的 LED芯片 11 的每一 LED芯片 为透明基板芯片或带反射层基板芯片。 图 1 所示为透明芯片基板的例 子; LED芯片 11 所发出的光从芯片 11 正面出射经第一发光粉层 15出 射; 或经发光条 23的基板 19a出射, 如图 4中附图标记 25所示。 由于 基板 19a为透光基板, 发光条 23的四周都可以出光, 即为 4 π出光。 所 述至少一串相同发光色或不相同发光色的 LED 芯片 11 互串联或串并 联, 图 4中的附图标记 12表示 LED芯片之间的电连接线。 另外, 所述 发光粉层 15和 LED芯片 11之间可以设置有透明胶 18a。

[0074]

图 5为根据本发明的另一个实施例的用作本发明的 LED灯 2的 LED 发光柱 1 的 LED条 23a的截面结构示意图。 如图 5所示, 所述高导热率 基板 19b为高导热率金属, 其安装 LED芯片 11 一面设置有高光反射率 层 26; 所述 LED芯片 11 为透明或有光反射层 24的芯片, 图 5所示为 带有光反射层 24 的芯片的例子; LED 芯片 11 上覆盖有透明胶层 27。 LED芯片 11上的发光粉层为由透明胶和发光粉混合制成的半柱形发光粉 管 15a, 被用透明胶 27 固定在高导热率基板 19b 的高光反射率层 26 上。 LED芯片 11 和发光粉管 15a之间可充满透明胶 27, 也可透明胶仅 覆盖 LED芯片 11和固定发光粉管 15a。 图 5所述为仅覆盖 LED芯片 11 的发光粉管 15a的例子。 LED芯片 11 所发的光、 经发光粉层 15a后可 直接出射, 也可经高光反射率层 24或 26反射后出射, 如图 5中光线 25 所示。

[0075]

图 6为本发明一个实施例的具有多个灯管的 LED灯的结构示意图。 如图所示, 所述 LED灯包含有至少两个各自真空密封的 LED灯管 28, 所述 LED灯管 28为 T型, 每个 LED灯管 28分别安装有一个如上文所 述的本发明的 LED发光柱 1。 所述至少两个 LED灯管 28安装在 LED驱 动器 4的外壳 5的顶部。 各 LED灯管 28之间的间隔围绕可自由流通的 空气, 从而容易把各 LED灯管 28工作时产生的热量带走且散发掉。 所 述安装了 LED灯管 28的 LED驱动器外壳 5的顶部为凸出的锥形 29。 具体地, 所述锥形的锥顶的全锥角例如小于 120° , 以利于空气流 30快 速流动, 把 LED灯管 28的热量带走且散发掉。

[0076]

所述 LED发光柱 1 的电引出线 13与芯柱 8的电引出线 8d连接和固 定; 所述 LED发光柱 1的高导热率管 10的上端由一弹簧 31与灯管的泡 壳 3a相互固定。

[0077]

所述 LED灯管 28 的发光粉层 15b被涂覆在 LED灯管 28 的内壁 上。

[0078]

为了增强 LED灯的机械强度, 各 LED灯管 28之间可有一固定装置 32, 各灯管的顶部可有一层透明软胶 33, 例如硅胶等用于保护泡壳 3a, 增强灯管 28的抗跌落破碎强度。

[0079]

图 7为本发明的 LED灯的又一个实施例的结构示意图。

[0080]

如图 7所示, 所述 LED发光柱 1 的高导热率管 10为圆锥形或多棱 锥形管, 例如为外表面涂覆有高反射率层的铝、 铜或其它高导热率金属 管, 或为由多个高导热率板构成的多棱柱形、 多棱锥形柱。 所述高导热 率管 10的上端由弹簧 31 a固定在芯柱的支架 8a上, 所述支架 8a为玻 璃管或玻璃柱, 其下端由电引出线 13 悍接固定。 为增强高导热率管 10 的固定强度, 芯柱 8上还可另有至少一条用于固定的金属丝 34, 与高导 热率管 10连接固定。 所述泡壳 7为部分有反射层 35的 R型泡壳。 所述 锥形高导热率管 10 的斜面的斜角 39可大体上盖住驱动器外壳 5, 挡住 LED发光柱 1射向驱动器外壳 5方向的光、 如图 5中 38所示, 以减少 LED发光柱 1所发的光射向驱动器 4及其外壳 5方向的光损失, 提高发 光效率。

[0081]

所述高导热率管 10 上安装有至少一条如本发明图 4 或 5 所述的 LED发光条 23或 23a。 所述 LED发光条 23或 23a被用粘结胶 20固定 在高导热率管 10上, 相互串联或串并联; 其两端的电极引出线 13与芯 柱 8的电引出线 8d相互连接并固定, 附图标记 37为固定连接装置。

[0082]

图 8为本发明的 LED灯的又一个实施例的结构示意图。

[0083]

其主要结构与图 7显示的 LED灯相同, 不同之处在于所述真空密封 泡壳 3为 A型泡壳。

[0084]

图 9为根据本发明的具有 H型灯管的 U型 LED灯的结构示意图。 如图 9所示, 所述灯管 28为 H型灯管; 所述 H型灯管 28为上端呈 H 型的 U型灯管。 所述 H型灯管 28的两端的 LED发光柱各为一个 LED 发光柱 1。 所述每个 LED发光柱 1包括一个透明管 10, 该透明管 10的 外表面上安装有至少一串相同或不相同发光色的 LED 芯片 11。 该 LED 芯片 11 的两端的电极由电引出线 13 引出, 该电引出线 13 由固定装置 13a固定在透明管 10上。 所述透明管 10为透明陶瓷管、 玻璃管或塑料 管; 所述芯片 11和透明管 10上有发光粉层 15和 22。 所述 LED发光柱 1 的近芯柱 8的一端由电引出线 13和芯柱 8的电引出线 8d相互连接和 固定, LED发光柱 1的上端由一弹簧 31 a与灯管 28的管壁相互固定。 图 10为根据本发明的另一实施例的包括 U型灯管的 LED灯的结构 示意图。

[0085]

如图 10所示, 所述 LED灯的泡壳 3为至少一个 U型灯管, 所述 U 型灯管的两端各有一芯柱 8把它的两端真空密封。 所述 U型灯管的两端 各有一个 LED发光柱 1固定在芯柱 8的电引出线 8d和芯柱支架 8a的弹 簧 31 a上。

[0086]

图 11为本发明的 LED灯的又一个实施例的结构示意图。 如图 11所 示, 所述 LED灯为具有多个 U型灯管 36的平面 LED灯, 所述各 U型 灯管排列在同一平面上。

[0087]

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明, 本领域普通技 术人员将理解, 在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下, 可对 这些实施例做出改变, 本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。



[0000]

An LED lighting column (1) and an LED lamp using same. The LED lighting column (1) comprises a high thermal conductivity tube (10) and at least one string of LED chips (11) provided on the outer surface of the high thermal conductivity tube (10). The LED lamp comprises a transparent bulb shell (3) which is vacuum sealed and filled with thermally conductive protecting gas, an LED driver (4), and an electric connector (6). The LED lighting column (1) is fixed in the bulb shell (3). The electric lead wires (13) of the LED lighting column (1) are connected with an external power supply via the driver (4) and the electric connector (6). The LED lamp can be a single-bulb-shell lamp, a multi-tube lamp, or a U-shaped lamp.

[1]



权 利 要 求 书

1. 一种 LED发光柱, 所述 LED发光柱包括:

高导热率管;

设置于所述高导热率管的外表面上的至少一串相同或不相同发光色 的 LED 芯片、 或至少一条安装有至少一串相同或不同发光色的 LED 芯 片的 LED发光条, 所述一串 LED芯片或 LED发光条相互串联或串并联 连接; 和

至少一串 LED芯片或至少一条 LED发光条的电引出线, 所述电引 出线用于连接工作电压, 接通工作电压就能够点亮所述 LED发光柱。

2. 根据权利要求 1所述的 LED发光柱, 其特征在于,

所述高导热率管由透明陶瓷、 ALN 陶瓷、 玻璃、 金属或塑料制成, 或由多个高导热率板构成, 且所述高导热率管具有圆柱形、 多棱形、 圆 锥形或多棱锥形的形状。

3. 根据权利要求 2所述的 LED发光柱, 其特征在于,

由金属制成的高导热率管为带有高光反射率层的圆柱形、 多棱形、 圆锥形、 多棱锥形管, 其中所述金属为铝、 铜、 银或高导热率合金。

4. 根据权利要求 1或 2所述的 LED发光柱, 其特征在于, 所述高导热率管的外表面上具有至少一个平面部, 用于固定 LED芯 片或 LED发光条。

5. 根据权利要求 1 -4中任一项所述的 LED发光柱, 其特征在于, 所述 LED芯片为发蓝光的芯片、 发紫外光的芯片、 发红光的芯片中 的任一个或他们的组合, 或为发红、 蓝、 绿三基色或多基色芯片;

所述 LED芯片为每个具有一个或多个 PN结的芯片;

所述 LED芯片为芯片基板是透明的、 有反射膜的或不透明的芯片; 所述 LED芯片上设有第一发光粉层, 所述第一发光粉层为透明胶和 发光粉混合制成的灯发光粉胶、 发光粉管或半柱面发光粉管。

6. 根据权利要求 1所述的 LED发光柱, 其特征在于,

所述 LED发光条包括高导热率基板和设置在高导热率基板的第一表 面上的至少一串 LED芯片, 所述 LED芯片上设置有第一发光粉层。

7. 根据权利要求 1和 6所述的 LED发光柱, 其特征在于, 所述 LED 发光条的高导热率基板的第一表面上设置有至少一串 LED 芯片, 所述高导热率基板的与第一表面相对的第二表面通过透明 胶、 导热胶和银浆固定于高导热率管的外表面上。

8. 根据权利要求 7所述的 LED发光柱, 其特征在于,

所述高导热率基板由蓝宝石、 透明陶瓷、 AIN 陶瓷、 玻璃、 金属或 塑料制成。

9. 根据权利要求 6所述的 LED发光柱, 其特征在于,

所述第一发光粉层和高导热率管的外表面上涂覆有第二发光粉层。

10. 一种 LED灯, 其特征在于, 包括:

透光泡壳, 所述透光泡壳由透光泡壳体和其芯柱真空密封而成, 在 透光泡壳的真空腔内设置有低粘度高导热率气体;

LED发光柱, 所述 LED发光柱固定在所述芯柱上;

用于连接外部电源的电连接器;

LED驱动器及其外壳, 所述 LED驱动器的外壳把密封有 LED发光 柱的泡壳体、 LED 驱动器以及电连接器相互连连接成一个整灯, 其中, LED 发光柱的电引出线经由芯柱的电引出线与 LED 驱动器的输出端连 接, 而该 LED驱动器的输入端与所述电连接器电连接, 因此接通外部电 源之后, 能够点亮 LED发光源;

其中, 所述 LED发光柱包括至少一个根据权利要求 1 -9中任一项所 述的 LED发光柱。

1 1. 根据权利要求 10所述的 LED灯, 其特征在于,

所述芯柱设置有排气管、 喇叭管、 电极引出线和支架, 所述 LED发 光柱固定在芯柱的电极引出线和支架上。

12. 根据权利要求 1 1所述的 LED灯, 其特征在于,

所述透光泡壳体和芯柱的喇叭管高温熔封, 所述透光泡壳经排气管 抽真空、 然后充入散热和保护气体并把排气管熔封, 把散热和保护气体 密封在所述透光泡壳内。

13. 根据权利要求 10-12中任一项所述的 LED灯, 其特征在于, 所述 LED发光柱安装在芯柱的支架上, 且所述 LED发光柱的上端 被用弹簧固定在泡壳体的内壁上。

14. 根据权利要求 10-12中任一项所述的 LED灯, 其特征在于, 所述 LED发光柱固定在芯柱的支架上, 其中所述 LED发光柱靠近 芯柱的一端的 LED芯片的两端的电引出线与芯柱的电引出线相互悍接固 定, 所述 LED发光柱远离芯柱的一端被用芯柱支架上的弹簧固定。

15. 根据权利要求 10-12中任一项所述的 LED灯, 其特征在于, 所述芯柱的支架为玻璃管或玻璃柱, 所述 LED发光柱被套装固定在 所述支架上, 所述支架靠近芯柱一端设有至少一个通孔。

16. 根据权利要求 10-15中任一项所述的 LED灯, 其特征在于, 所述 LED 发光柱上的第一和 /或第二发光粉层被设置在透光泡壳的 内壁上。

17. 根据权利要求 10-16中任一项所述的 LED灯, 其特征在于, 所述透光泡壳的形状为 A型、 BR型、 C型、 G型、 S型、 T型、 R 型、 PAR型、 蘑菇型、 梨型中的一种。

18. 根据权利要求 10-16中任一项所述的 LED灯, 其特征在于, 所述电连接器的形状为 E型、 GU型、 GX型、 GZ型或 B型中的一 种。

19. 一种具有多个 LED灯管的 LED灯, 其特征在于, 包括: 至少两个间隔开的各自真空密封的 LED灯管,

每个 LED灯管包括真空密封在一起的透光泡壳和根据权利要求 1 -9 中任一项所述的 LED发光柱, 每个 LED灯管各自具有 LED发光柱的电 引出线;

LED 驱动器及其外壳, 所述 LED 驱动器的外壳的顶部上固定安装 有所述 LED灯管, 所述 LED驱动器的输出端与所述 LED发光柱的电引 出线电连接, 所述 LED驱动器的输入端与用于连接外部电源的电连接器 电连接, 由此接通外部电源之后, 能够点亮 LED发光源。

20. 根据权利要求 19所述的具有多个 LED灯管的 LED灯, 其特征 在于,

所述每一 LED灯管中的透光泡壳由泡壳体和带有排气管、 电极引出 线和支架的芯柱高温熔封, 从而形成真空密封的 LED灯管。

21. 根据权利要求 19所述的具有多个 LED灯管的 LED灯, 其特征 在于,

所述各 LED灯管之间设置有相互固定装置; 每个灯管的顶部设有软 胶层。

22. 根据权利要求 19-21中任一项所述的具有多个 LED灯管的 LED 灯, 其特征在于,

所述 LED驱动器为一恒流电源, 为每个 LED灯管提供恒流的驱动 电压。

23.—种具有 U型或 H型灯管的 LED灯, 包括:

至少一个 U型或 H型灯管, 所述 U型或 H型灯管的敞口的两端分 别与两个芯柱高温熔封, 以构成真空密封的 U型或 H型灯管;

用于连接外部电源的电连接器;

LED驱动器及其外壳, 所述驱动器外壳将 U 型或 H 型灯管以及电 连接器相互连接成一个整灯, 所述 U型或 H型灯管的电引出线经由芯柱 的电引出线与 LED 驱动器的输出端连接, 而 LED 驱动器的输入端与电 连接器电连接, 因此接通外部电源之后, 能够点亮 LED灯;

其中, 所述 U型或 H型灯管的两端分别设置有一个根据权利要求 1 - 9中任一项所述的 LED发光柱以及与之对应的电极引出线。

24. 根据权利要求 23所述的具有 U型或 H型灯管的 LED灯, 其特 征在于,

所述 U型或 H型灯管的两端中的至少一个所述芯柱设置有排气管, 用于抽真空和填充传热和保护气体。

25. 根据权利要求 23-24 中任一项所述的具有 U 型或 H 型灯管的 LED灯, 其特征在于,

所述 LED驱动器为一恒流电源, 为 U型或 H型灯管提供恒流的驱 动电压。

26. 根据权利要求 23-25 中任一项所述的具有 U 型或 H 型灯管的 LED灯, 其特征在于,

多个 U型灯管布置在同一平面中, 以构成平面 LED灯具。