專利名稱：白光led光源、其制備方法及應(yīng)用該白光led光源的路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種白光LED，尤其是涉及一種通過包含 紅、黃、綠、藍(lán)四色LED發(fā)光源而實(shí)現(xiàn)高顯色的白光LED光源，并且涉及該白光LED光源的制 備方法以及應(yīng)用該白光LED光源的路燈。
背景技術(shù)：
近年來，隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的進(jìn)步，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode ；LED)由 于其諸多優(yōu)點(diǎn)，如低壓電源、耗能少、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、對(duì)環(huán)境無污染等，已經(jīng)獲得了日 益廣泛的應(yīng)用。其中，LED照明是LED的一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用市場(chǎng)。作為L(zhǎng)ED照明中重要的白光照 明技術(shù)，白光LED—般是通過兩種方法實(shí)現(xiàn)的。一種方法是在藍(lán)光芯片上涂上YAG熒光粉來 實(shí)現(xiàn)白光，但是由于熒光粉容易沉淀，導(dǎo)致難以有效控制色溫，使得封裝后的白光管的色彩 不夠柔和，顯色性不好，顯色指數(shù)低(通常在50-80之間)，難以滿足人們的要求；加之熒光 粉光衰速度快，使得白光LED壽命縮短，無法獲得穩(wěn)定的光輸出并且維持較高的器件壽命， 難以滿足人們對(duì)光源的長(zhǎng)壽命的需要。另一種方法是通過采用紅、藍(lán)、綠三色LED發(fā)光源進(jìn) 行混光來實(shí)現(xiàn)白光LED，這種結(jié)構(gòu)的LED燈雖然不需要熒光粉，但是仍然存在顯色性不好的 缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有白光LED所存在的難以適應(yīng)高顯色照明的要求而提 出的，提供一種通過包含紅、黃、綠、藍(lán)四色LED發(fā)光源而實(shí)現(xiàn)高顯色的白光LED光源。本發(fā)明白光LED光源采用以下技術(shù)解決方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種白光LED光源，包括基板，多個(gè)LED發(fā)光源，其特 征在于所述多個(gè)LED發(fā)光源包括紅、黃、綠、藍(lán)四種顏色的LED發(fā)光源，所述紅光LED發(fā)光 源的發(fā)光波長(zhǎng)為634. 5nm-635. 5nm，所述黃光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為579. 5nm_580. 5nm， 所述綠光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為524. 5nm-525. 5nm，所述藍(lán)光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為 459. 5nm-460. 5nm。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述四種顏色的LED發(fā)光源的數(shù)量相同。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述紅、黃、綠、藍(lán)四種顏色LED發(fā)光源的數(shù)量分別為8個(gè)。此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述多個(gè)LED發(fā)光源被共晶安裝在表面附著有高導(dǎo)熱絕緣 層的金屬基板上。此外，更優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述高導(dǎo)熱絕緣層為薄膜結(jié)構(gòu)。再者，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述高導(dǎo)熱絕緣層為氮化鋁薄膜。本發(fā)明的白光LED光源的主要特征是在紅、藍(lán)、綠三色LED發(fā)光源的基礎(chǔ)上加入了 黃色LED發(fā)光源混光。通過給LED芯片加上合適的電流，調(diào)整各色光的比例，利用黃光LED 發(fā)源源彌補(bǔ)各色光的缺陷，使四色混合的白光更逼近太陽光。根據(jù)本發(fā)明的如上所述的白光LED光源的結(jié)構(gòu)，大大提高了白光LED的顯色性，顯色指數(shù)可以達(dá)到98，使白光更舒適柔和，并且具有很好的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種白光LED光源的制備方法，包括在金屬基板上形成薄膜結(jié)構(gòu)；在所述薄膜結(jié)構(gòu)上鍍導(dǎo)熱金屬材料；在所述薄膜結(jié)構(gòu)上利用共晶焊共晶數(shù)量相同的紅、黃、綠、藍(lán)四種顏色的多個(gè)LED 發(fā)光源；用硅膠包封所述多個(gè)LED發(fā)光源，其中所述紅光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為634. 5nm-635. 5nm，所述黃光LED發(fā)光源的 發(fā)光波長(zhǎng)為579. 5nm-580. 5nm，所述綠光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為524. 5nm_525. 5nm，所述 藍(lán)光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為459. 5nm-460. 5nm。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種路燈，該路燈中包含如上所述的白光LED光源。另外，所述路燈優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，還包括熱管散熱器，在所述熱管散熱器上安裝有多 個(gè)白光LED光源。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的白光LED光源的金屬基板上的LED發(fā)光源的分 布示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的白光LED光源的示意圖。圖3是圖2中A處的局部放大示意圖。圖4是本發(fā)明白光LED光源在路燈中的應(yīng)用示意圖。圖5是本發(fā)明白光LED光源在路燈中的另一種應(yīng)用示意圖。附圖標(biāo)記說明如下1、金屬基板2、氮化鋁薄膜3、電極線3a、正極4、LED 發(fā)光源4a、紅光LED發(fā)光源4b、黃光LED發(fā)光源4c、綠光LED發(fā)光源4d、藍(lán)光LED發(fā)光源5、硅膠6、電阻10、白光LED光源11、熱管散熱器12、路燈安裝環(huán)
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的一種白光LED光源10包括金屬基板1 ；氮化鋁 薄膜2，在金屬基板1上表面上形成；多個(gè)LED發(fā)光源4，設(shè)置在氮化鋁薄膜2上。在本實(shí)施 例中，設(shè)置有32個(gè)LED發(fā)光源4。其中，氮化鋁薄膜2為光滑平面。32個(gè)LED發(fā)光源包括 8個(gè)一瓦紅光LED發(fā)光源4a，8個(gè)一瓦黃光LED發(fā)光源4b，8個(gè)一瓦綠光LED發(fā)光源4c和8 個(gè)一瓦藍(lán)光LED發(fā)光源4d。32個(gè)LED發(fā)源光源的連接方式為32個(gè)LED發(fā)光源的電極由 側(cè)面引出并與電源的正負(fù)極焊接連接，8個(gè)一瓦紅光LED發(fā)光源4a串聯(lián)后再串聯(lián)一個(gè)電阻 6，8個(gè)一瓦黃光LED發(fā)光源4b串聯(lián)后再串聯(lián)一個(gè)電阻6，8個(gè)一瓦綠光LED發(fā)光源4c串聯(lián) 后再串聯(lián)一個(gè)電阻6，8個(gè)一瓦藍(lán)光LED發(fā)光源4d串聯(lián)后再串聯(lián)一個(gè)電阻6。另外，在該金屬基板1的內(nèi)部還安裝有電極3、電阻6，還有用于包封32個(gè)LED發(fā) 光源4和電阻6的上方和四周的硅膠5。這些都屬于本技術(shù)領(lǐng)域的公知常識(shí)，在此不進(jìn)行詳 細(xì)的說明。本實(shí)施方式的金屬基板可以由銅、或鋁等導(dǎo)熱金屬材料制成。本實(shí)施方式的紅、藍(lán)、綠、黃四種顏色的LED發(fā)光源的數(shù)量為8個(gè)，但是，在本發(fā)明 的其它實(shí)施方式中，各色的LED發(fā)光源的數(shù)量也可以為4個(gè)、1個(gè)或其它相同數(shù)量。此外，與 本實(shí)施方式中各顏色LED發(fā)光源分別在基板上串聯(lián)成一排不同，它們也可以采用不同的連 接方式。上述各色LED發(fā)光源的功率也及電阻的電阻值也可以根據(jù)不同需要進(jìn)行調(diào)整。另外，本實(shí)施方式中在金屬基板上形成的氮化鋁薄膜相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中以PCB板 作為絕緣層的結(jié)構(gòu)，大大減小了熱阻。當(dāng)然，也可以采用其它高導(dǎo)熱材料形成的薄膜結(jié)構(gòu)。 或者，在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可以不采用薄膜結(jié)構(gòu)而直接在金屬基板上設(shè)置LED 發(fā)光源，但是這樣會(huì)降低本發(fā)明的白光LED光源的散熱性能。另外，根據(jù)本發(fā)明的白光LED光源中，紅光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)范圍優(yōu)選 634. 5nm-635. 5nm,黃光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)范圍優(yōu)選579. 5nm_580. 5nm,綠光LED 發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)范圍優(yōu)選524. 5nm-525. 5nm,藍(lán)光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)范圍優(yōu)選 459. 5nm-460. 5nm，從而達(dá)到最佳的顯色效果。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的白光LED光源具有以下優(yōu)點(diǎn)由于在紅、藍(lán)、綠三色LED發(fā) 光源的基礎(chǔ)上加入了黃色LED發(fā)光源進(jìn)行混光，并且通過給LED芯片加上合適的電流，調(diào)整 各色光的比例，利用黃光補(bǔ)充紅、綠、藍(lán)色光的缺陷，使四色混合的白光更逼近太陽光，提高 了顯色性，顯色指數(shù)可以達(dá)到98，使白光更舒適柔和，從而解決了現(xiàn)有的通過紅、藍(lán)、綠三色 LED發(fā)光源進(jìn)行混光實(shí)現(xiàn)的白光LED光源的顯色性差的問題。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的白光LED光源的制備方法。首先，在Imm厚的金屬基板1 (20mm*10mm)上表面形成32塊lmm*lmm的氮化鋁薄 膜2。然后，在氮化鋁薄膜2上鍍上厚度為5μ m的金，用共晶爐在氮化鋁薄膜2上 分別共晶上8個(gè)一瓦紅光LED發(fā)光源4a(7000-7500mcd)、8個(gè)一瓦黃光LED發(fā)光源 4b (7000-7500mcd)、8個(gè)一瓦綠光LED發(fā)光源4c(100_125w)和8個(gè)一瓦藍(lán)光LED發(fā)光源 4d(100-125w)，上述32個(gè)一瓦LED發(fā)光源與氮化鋁薄膜2結(jié)合的底面為光滑平面，并且上 述32個(gè)一瓦LED發(fā)光源的電極由側(cè)面引出并與焊接電極線連接。在上述32個(gè)一瓦LED發(fā)光源共晶焊完成后，用平板焊機(jī)焊接上金絲，保證8個(gè)紅光LED發(fā)光源4a串聯(lián)后再串一個(gè)一歐的電阻、8個(gè)黃光LED發(fā)光源4b串聯(lián)后再串一個(gè)一歐 的電阻、8個(gè)綠光LED發(fā)光源4c串聯(lián)后再串一個(gè)一歐的電阻、8個(gè)藍(lán)光LED發(fā)光源4d串聯(lián) 后再串一個(gè)一歐的電阻，紅、黃、綠、藍(lán)LED發(fā)光源共用一個(gè)正極。最后，在多個(gè)LED發(fā)光源上方涂上包封硅膠5，從而做出高顯色性(顯色指數(shù)98) 白光LED光源。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施方式采用了共晶焊將各個(gè)LED發(fā)光源安裝在金屬基板上， 改善了 LED發(fā)光源、氮化鋁薄膜及金屬基板的結(jié)合結(jié)構(gòu)，因此大大降低了整個(gè)產(chǎn)品封裝后 的熱阻，提高了整體散熱性能。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可以采用除金之外的其它金 屬進(jìn)行共晶焊以便將各個(gè)LED發(fā)光源安裝在金屬基板上。上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的白光LED光源及其制造方法。下面將 結(jié)合附圖描述包含有上述白光LED光源的路燈。圖4是表示包含有本發(fā)明的白光LED光源的第一實(shí)施例涉及的路燈的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖4所示，路燈包括熱管散熱器11、路燈安裝環(huán)12、以及安裝在熱管散熱器11上的 多個(gè)白光LED光源10，由于這種白光LED光源具有很好的顯色性，因此，路燈的顯色性得以 提高，并且整體的散熱效果好，能夠大批量的應(yīng)用于市場(chǎng)中。圖5是表示包含有本發(fā)明的白光LED光源的第二實(shí)施例涉及的路燈的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖5所示的路燈相比圖4中的路燈做出了進(jìn)一步的改進(jìn)，將金屬基板1直接作為熱管 散熱器11，LED發(fā)光源的安裝基板和熱管散熱器為一體結(jié)構(gòu)，從而更進(jìn)一步提高了路燈的 散熱效果。雖然上面針對(duì)白光LED光源的結(jié)構(gòu)、其制造方法及應(yīng)用該白光LED光源的路燈描 述了本發(fā)明的原理以及具體實(shí)施方式
，但是，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的，并非用于限 制本發(fā)明。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
一種白光LED光源，包括基板，多個(gè)LED發(fā)光源，其特征在于所述LED發(fā)光源包括紅、黃、綠、藍(lán)四種顏色的LED發(fā)光源，所述紅光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為634.5nm 635.5nm，所述黃光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為579.5nm 580.5nm，所述綠光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為524.5nm 525.5nm，所述藍(lán)光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為459.5nm 460.5nm。
2.如權(quán)利要求1所述的白光LED光源，其特征在于所述四種顏色LED發(fā)光源的數(shù)量 相同。
3.如權(quán)利要求2所述的白光LED光源，其特征在于所述紅、黃、綠、藍(lán)四種顏色LED發(fā) 光源的數(shù)量分別為8個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的白光LED光源，其特征在于所述多個(gè)LED發(fā)光源被共晶安裝 在表面附著有高導(dǎo)熱絕緣層的金屬基板上。
5.如權(quán)利要求4所述的白光LED光源，其特征在于所述高導(dǎo)熱絕緣層為薄膜結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的白光LED光源，其特征在于所述高導(dǎo)熱絕緣層為氮化鋁薄膜。
7.一種白光LED光源的制備方法，包括 在金屬基板上形成薄膜結(jié)構(gòu)；在所述薄膜結(jié)構(gòu)上鍍導(dǎo)熱金屬材料；在所述薄膜結(jié)構(gòu)上利用共晶焊共晶數(shù)量相同的紅、黃、綠、藍(lán)四種顏色的多個(gè)LED發(fā)光源；用硅膠包封所述多個(gè)LED發(fā)光源，其中所述紅光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為634. 5nm-635. 5nm，所述黃光LED發(fā)光源的發(fā)光 波長(zhǎng)為579. 5nm-580. 5nm，所述綠光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為524. 5nm_525. 5nm，所述藍(lán)光 LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為459. 5nm-460. 5nm。
8.一種路燈，其特征在于所述路燈包括如權(quán)利要求1至權(quán)利要求6所述的白光LED光源。
9.如權(quán)利要求8所述的路燈，其特征在于還包括熱管散熱器，在所述熱管散熱器上安 裝有多個(gè)白光LED光源。
全文摘要
提供一種通過包含紅、黃、綠、藍(lán)四色LED發(fā)光源而實(shí)現(xiàn)高顯色的白光LED光源。該白光LED光源包括基板和多個(gè)LED發(fā)光源，其中，所述LED發(fā)光源包括紅、黃、綠、藍(lán)四種顏色的LED發(fā)光源，所述紅光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為634.5nm-635.5nm，所述黃光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為579.5nm-580.5nm，所述綠光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為524.5nm-525.5nm，所述藍(lán)光LED發(fā)光源的發(fā)光波長(zhǎng)為459.5nm-460.5nm。根據(jù)如上所述的白光LED光源，大大提高了白光LED的顯色性，使白光更舒適柔和，并且具有很好的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F21W131/103GK101988637SQ200910162278
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者吉愛華, 孫偉華, 張恩強(qiáng), 王顯忠, 王海軍, 解立明, 陳興軍 申請(qǐng)人:歌爾聲學(xué)股份有限公司