[實用新型]芯片倒裝于透明陶瓷管的4π出光LED發光管及照明燈

有效

• 申請號: 201220542781.3
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN203023841U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 葛世潮
• 申請（專利權）人: 浙江銳迪生光電有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V19/00;F21V29/00;F21V9/08;F21V23/00;F21Y101/02
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本實用新型涉及LED照明燈和LED發光器件中的4π出光LED發光管，特別涉及一種LED芯片倒裝于透明陶瓷管上的4π出光LED發光管及LED照明燈；用作分立LED發光器件和LED照明燈。

背景技術

LED芯片倒裝（Flipchip）技術是在1998年發展起來的，它把藍寶石GaN?LED芯片的PN結直接粘貼在導熱系數高達125-150W/m-K的硅載體上，然后再把硅載體用高導熱系數材料粘貼在熱沉或散熱器上。這種倒裝技術改變了傳統正裝技術的熱傳導方式和光取出方式。傳統正裝技術的LED?PN結工作時產生的熱要經過導熱系數為25-46W/m-K的藍寶石襯底，然后再經導熱膠到LED支架、熱沉、金屬電路板(MPCB）或散熱器，其間熱阻較大、導熱路徑長；這對于小功率LED、例如指示或顯示器用的20mA的直插式和表面貼LED不是大問題，但對于照明用的幾百mA至幾A電流的功率型LED就是大問題，大熱阻容易導致PN結的結溫升高、發光效率下降、光衰加大、甚至燒毀失效。其次，這種正裝結構的LED的PN結所發的光從P-GaN一面取出，P-GaN的電導率低，需要在其表面再沉淀一層電流擴散層，例如Au、Ni、ITO等薄膜，該電流擴散層及其電連接線和電連接墊要吸收和擋住部分出射的光；同時，GaN的折射率高達2.3，其到空氣的出射光的臨界角θc僅25.8°，光可直接出射的立體角僅為2π的1/10(立體角=2π（1-cos?θc）)，大部分光要經過多次反射、吸收后出射，因而降低了發光效率。

倒裝結構克服了這些缺點，其LED的PN結直接與高導熱系數的硅襯底接觸，再用高導熱系數的導熱膠、銀漿或錫漿等與熱沉、MPCB、散熱器等連接，散熱效果好；其次，其光不從P-GaN一面取出，而從藍寶石一面取出，P-GaN的電流擴散層可以加厚，或加一層光反射層，同時又消除了電極和引線的擋光，從而提高了光取出率，即提高了發光效率。

LED的PN結所發光子在4π立體角內各方向的幾率是相同的，屬于4π發光；然而上述正裝或倒裝LED的光出射角都≤2π，4π發光被變成≤2π出光，其中大部分光要經過多次反射、多次吸收后出射，光出射效率低，即發光效率低。

目前，用上述技術的LED球泡燈的輸出光通量一般都低于1000lm，發光效率約50-90lm/W，且體積大、重量重；難于制成輸出光通量更高、發光效率更高的LED照明燈。

本申請人之前申請的一種LED芯片P-N結4π出光的高效率LED發光條和用它制成的LED燈泡，見中國專利申請號201010278760.0和201010610092。LED芯片PN結4π出光，發光效率高，并無需用金屬散熱器；可制成輸出光通量為100-800lm、整燈發光效率為110-180lm/W的重量輕、體積小的LED照明燈。但在制造更高光通量、例如幾千lm的照明燈時，所述的發光條負載功率有限，難于制成高光通量LED照明燈。

發明內容

本實用新型的目的在于進一步改進LED的PN結4π出光的LED散熱問題，而提供一種LED芯片倒裝于透明陶瓷管的4π出光LED發光管及照明燈，可以提高LED的輸出光通量和發光效率，從而可制成輸出光通量為幾百至20000lm的高光通量LED發光管和照明燈。

本實用新型的技術方案如下：

本實用新型提供的LED?芯片倒裝于透明陶瓷管的4π出光LED發光管，其包括：

一個透光泡殼，所述透光泡殼為由透光殼體和帶排氣管的芯柱熔封在一起構成的真空密封透光泡殼；所述排氣管用于把透光泡殼先抽真空和再充入散熱保護氣體之后熔封；

一個固定于所述透光泡殼之內的LED發光管芯；

所述LED發光管芯包括：

一個高導熱系數的透明陶瓷管；

倒裝于所述透明陶瓷管外管壁上的至少一串相同發光色或不相同發光色的LED芯片；所述倒裝是指：所述至少一串相同發光色或不相同發光色的LED芯片的PN結面用透明膠直接粘貼在透明陶瓷管的外管壁上；所述LED芯片的電極經電極引出線引出透光泡殼外。

所述的至少一串LED芯片用透明膠直接粘貼在透明陶瓷管的外管壁上，所述至少一串相同發光色或不相同發光色的LED芯片由芯片電接線相互串聯或串并聯；所述至少一串相同發光色或不相同發光色的LED芯片的二端電極引出線由固定裝置固定在透明陶瓷管外管壁上。