專利名稱：可自由變色的全集光超高光效固體光源的制作方法
一種可以自由變色的全集光超高光效的固體光源，屬半導(dǎo)體發(fā)光器件。
已有的超高光效發(fā)光二極管，其集光方法一般是采用一次聚光反射，即把若干發(fā)光二極管蕊片置于一個能聚光反射的凹面體內(nèi)，通過凹面體聚光反射和按裝二極管蕊片的印制板平面的直射，以增加光亮度，如中國專利85104012A；美國專利5068771也只是把一個發(fā)光二極管置于一個錐狀反射腔內(nèi)集光，以增加光亮度，但上述專利的集光角都很小，傳送距離近，光效低，特別是其發(fā)光顏色只有紅黃綠蘭幾種，使用范圍受到限制。
本發(fā)明的任務(wù)是用三個三基色發(fā)光二極管蕊片置于一個半球狀凹面內(nèi)，半球狀凹面設(shè)置于一個大于大于該半球狀凹面的拋物面反射體的焦點(diǎn)位置，實(shí)施二次光反射，以達(dá)到自由變色全集光超高光效固體光源目的。
本發(fā)明的方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，用工程塑料注塑一個園桶狀管座，園桶的上部并形成一個符合拋物面方程的拋物面反射體，反射體鍍有全反射的反射膜鍍層，在園桶狀管座的兩側(cè)注塑有四根金屬支架，每根支架都有一水平臂伸向管座中心，并分別有一段下垂體形成四個腳伸于拋物面反射體的焦點(diǎn)處，其中一個腳構(gòu)成發(fā)光二極管的陰極，其余三個腳構(gòu)成發(fā)光二極管的陽極，在該陰極位置設(shè)置有一個半球狀凹面并與拋物面凹面相對應(yīng)，前者的凹面半徑小于小于后者的凹面半徑，在半球狀凹面內(nèi)用導(dǎo)電銀膠粘結(jié)三個紅綠蘭基色的發(fā)光二極管蕊片，并用金絲分別與三個陽極連接，然后用全透明環(huán)氧樹脂灌注整個拋物面腔體內(nèi)，調(diào)整每個發(fā)光二極管電流的大小，可自由改變光源的顏色，為了控制光源的散射角，在拋物面端口，按裝一個凹透鏡；利用本發(fā)明的單體固體光源組合成各種固體光源陣列，構(gòu)成光陣信號燈或全色大屏幕顯示器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是集光角可達(dá)到近于4π，光效高，可遠(yuǎn)距離傳送，調(diào)整發(fā)光二極管蕊片的電流大小，可以自由改變光源的顏色，可用在交通信號，鐵路信號，航標(biāo)信號，航空信號及礦井照明燈等，體積小，功耗低，抗震性能好，應(yīng)用范圍廣。
本發(fā)明有如下附圖附

圖1是本發(fā)明側(cè)視剖視圖。
附圖2是圖1的俯視圖。
附圖3是圖1中的半球面6的A向放大視圖。
下面結(jié)合附圖敘述本發(fā)明的實(shí)施例。
附圖1是本發(fā)明的側(cè)視圖，圖中的3是用工程塑料注塑成的一個園桶狀管座，園桶的上部形成一個內(nèi)凹的拋物面反射體2，反射體2鍍有全反射的反射膜鍍層，在管座3的兩側(cè)A、B和C、D位置，平行地注塑有四根金屬支架1，每根支架都有一水平臂伸向管座的中心，并分別有一段下垂體形成四個腳伸于拋物面反射體2的焦點(diǎn)F位置，其中A點(diǎn)支架下面的腳構(gòu)成發(fā)光二極管的陰極4，在陰極4的底部挖有一個半球狀凹面6，在凹面6內(nèi)用導(dǎo)電銀膠粘結(jié)三個基色為紅、綠、蘭的發(fā)光二極管蕊片5，B、C、D支架下面的腳分別構(gòu)成發(fā)光二極管的陽極10、7、8并用金絲9分別與三個蕊片連接，半球狀凹面6的半徑小于小于拋物面反射體2的半徑(通常在50-100倍之間)，發(fā)光二極管三個陽極的位置，盡量靠近三個蕊片的位置，在拋物面反射體腔內(nèi)，用全透明環(huán)氧樹脂12灌滿整個腔體，為了控制光源的散射角，在拋物面端口，按裝一凹透鏡11；附圖2是圖1的俯視圖，在園桶的A、B和C、D位置，與管座3注塑在一起的金屬支架1，近中心位置有陰極4，半球凹面6，陽極7、8、10；附圖3是圖1中半球面6的A向放大視圖，圖中可見發(fā)光二極管陰極4的底部有半球面6，凹面內(nèi)有三個發(fā)光二極管蕊片5，在其附近有發(fā)光二極管三個陽極7、8、10并用金絲9分別與三個蕊片5連接，由于發(fā)光二極管的光強(qiáng)度和工作電流近于線性，控制發(fā)光二極管的工作電流，可改變?nèi)齻€發(fā)光二極管蕊片的亮度，從而可自由改變光源的顏色，由圖1可見，三個紅、綠、蘭蕊片發(fā)出的光經(jīng)半球面6一次反射后，又經(jīng)拋物面反射體2的第二次反射，相當(dāng)于兩次集光，使集光角近于4π，拋物面反射體2既是一個全反射屏，又是一個混色屏，既可自由變色，又能達(dá)到全集光和超高光效目的；本發(fā)明用作鐵路，航海，航空及交通信號燈時，可用若干枚單體固體光源組合成不同組合形式的光陣信號燈，例如用三十七個單體固體光源排列成七排，中間一排七個，上下逐行減一個，構(gòu)成一種光陣信號燈，或用更多的固體光源組成更遠(yuǎn)距離傳送的光陣信號燈，本發(fā)明用作全色顯示器時，根據(jù)顯示器屏幕的大小，用若干單體固體光源排列成一個陣列，構(gòu)成一種固體光源陣列顯示屏，控制每一個單體固體光源中紅、綠、蘭三個蕊片的工作電流大小，達(dá)到超大屏幕超高亮度彩色顯示目的。
權(quán)利要求
1，一種可以自由變色的全集光超高光效固體光源，其特征是在拋物面反射體(2)的焦點(diǎn)F處，設(shè)置一個內(nèi)凹的半球面(6)，半球面(6)在發(fā)光二極管陰極(4)上，半球面(6)的半徑小于小于拋物面反射體(2)的半徑，在半球面(6)內(nèi)放置三個紅、綠、蘭三色發(fā)光二極管的蕊片(5)，在靠近三個發(fā)光二極管蕊片(5)處，分別設(shè)置三個陽極(7)、(8)、(10)并用金絲(9)與三個蕊片(5)連接，在半球面(6)內(nèi)的發(fā)光二極管蕊片發(fā)出的光，經(jīng)半球面(6)一次反射和拋物面反射體(2)的二次反射，在拋物面反射體(2)的端口，按裝有一個凹透鏡(11)。
2，按權(quán)利要求1所述的固體光源，其特征是，拋物面反射體(2)是用工程塑料注塑在一個園桶狀管座(3)上，反射體(2)上鍍有全反射金屬膜，在管座(3)的兩側(cè)A、B及C、D位置平行注塑有四根金屬支架(1)，每根金屬支架都有一水平臂伸向拋物面的中心，并有一段下垂體形成四個腳伸于拋物面反射體(2)的焦點(diǎn)F位置，A點(diǎn)支架下面的腳構(gòu)成發(fā)光二極管的陰極(4)，在陰極(4)的下端，挖有一半球狀凹面(6)，B、C、D支架下面的腳構(gòu)成發(fā)光二極管的陽極(10)、(7)和(8)。
3，可自由變色的全集光超高光效固體光源，用作信號燈或全色顯示屏?xí)r的特征是，用作信號燈時，根據(jù)傳送信號的距離，用若干枚單體固體光源按不同組合形式組成一個光陣信號燈；當(dāng)用作全色顯示屏?xí)r，根據(jù)顯示屏的大小，用若干枚單體固體光源排列成一個陣列，構(gòu)成一個陣列固體光源顯示屏。
全文摘要
一種可自由變色的全集光超高光效固體光源，其特征是用工程塑料注塑一個圓桶狀管座，管座上部形成一個內(nèi)凹的拋物面反射體，在管座的兩側(cè)，平行注塑有四根金屬支架，每根支架有一段下垂體形成四個腳伸向拋物面反射體的焦點(diǎn)位置，其中一個腳構(gòu)成發(fā)光二極管的陰極，三個腳為陽極，在陰極上形成一個半球狀內(nèi)凹面，凹面內(nèi)放置三個紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光二極管芯片，改變二極管工作電流，可任意改變光源的顏色，功耗低，可靠性好。
文檔編號H01L33/00GK1121646SQ94112278
公開日1996年5月1日 申請日期1994年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月26日
發(fā)明者張龍寶 申請人:張龍寶