[其他]交流发光二极管指示灯

说明书

本实用新型是一种交流发光二极管指示灯，属于结型半导体电发光器件。

半导体发光二极管功耗低、寿命长、可靠性高、耐冲击振动，近年来出现了各种大直径发光二极管指示灯，已有可能部分替代白炽光源，用于各种仪表设备上。我们早先提出的发明专利申请(申请号85103944)提出了一种直径大于或等于7.6mm的多色发光二极管指示灯，就是一例。由于发光二极管本身的P-N结发光特性，这些发光二极管都在直流电压下工作，在很多交流供电的仪表设备上要另外设置整流稳压装置，这就增加了设备投资，而在有些不便设置或没有整流装置的应用领域，就不能使用，或者使电能利用率损失一半。

为了克服上述缺点，本实用新型用偶数个发光二极管管芯按装在同一管座上，使每一对管芯的极性相反，交流驱动的正半周和负半周，都有一个管芯发光，同时，控制交流电压峰值，使不超过P-N结反向击穿电压，从而得到交流发光二极管指示灯，满足交流仪表设备及广告、显示装置的需要。

本实用新型使用我们显示早先的专利申请号(申请号85100503)中提出的发光器件反射腔，即硅反射腔，很容易实现将偶数个发光二极管管芯装在同一管座上并使每一对管芯的极性相反。硅反射腔是利用硅单晶的各向异性腐蚀特性，应用半导体平面器件的工艺方法制造的。将硅片抛光、氧化(或沉积氮化硅或二氧化硅)、光刻后，用各向异性腐蚀液腐蚀出倒锥形的反射腔，再蒸镀An、Ag或Al等反射镀层作为反射镜面，得到硅反射腔。用粘接剂把反射腔安装在管座，特别是大于、等于7.6mm的管座上，每个反射腔安装一个发光二极管管芯。发光管管芯可以是二个、四个、六个或更多个偶数管芯，可以是同一种颜色(例如红色或绿色)，也可以按装不同颜色的发光管管芯以产生其它颜色。反射腔可以是只能安装一个管芯的单一反射腔，也可以是安装二个、三个或更多管芯的集成反射腔。管芯及反射腔的具体数量视对亮度的要求及管壳的尺寸而定。最后用热压或超声键合电极引线，再用环氧树脂封装。注意键合引线时，务使每一对管芯的极性相反，以使交流驱动时，二个管芯交替发光。

本实用新型具有半导体发光二极管的一般特性，由于使用硅反射腔技术，提高了发光管的光亮度，且可方便地安装多个管芯在管座上，可制成大直径(≥7.6mm)指示灯。它的亮度高，视角大，开关状态反差明显。同时，可直接用低压交流电驱动，交流工作电压2V左右，工作电流一般20mA。其功耗比同亮度的白炽灯低一个数量级。由于可方便地安装发不同颜色光的发光二极管管芯，易于显示不同的颜色。本实用新型的交流发光二极管指示灯，可替代带不同颜色灯罩的白炽灯，作为交流仪表设备的指示灯，也可用于各种广告、显示装置中。

附图中〔1〕是管座，〔2〕是管座引线脚，〔3 〕是单一硅反射腔，〔4〕是集成硅反射腔，〔5〕是发光管管芯，〔6〕为电极引线，〔7〕是环氧树脂，〔8〕是粘接剂，〔9〕是导电胶。

硅反射腔的具体制作工艺是：用一中阻〔100〕晶向硅单晶(例如电阻率1-10欧姆厘米)进行常规的切片、磨片、抛光工艺，得到一镜面抛光的(100)硅片，其厚度以能保证足够的机械强度为准(如300μm)。硅片经清洁处理、热氧化(或沉积氮化硅或沉积二氧化硅)、光刻出长方形或正方形的窗孔，窗孔边长1-1.5mm，并使其一边与〔110〕晶向平行(或垂直)，用氢氧化钾水溶液(44克KOH加100ml水)在室温——80℃范围内腐蚀窗孔，腐蚀深度比发光二极管管芯略厚。对腐蚀窗孔的硅片清洁处理后，蒸镀一层金属(An、Ag或Al等)作为反射镀层，然后划片，形成有良好镜面反光特性的硅反射腔。依光刻图形的不同，反射腔可以是单一的，如图1与2中的〔3〕，它只有一个腐蚀窗孔，安装一个发光管管芯，也可以是集成的，可以有2、3或4个腐蚀窗孔，安装2、3或4个管芯，图3中〔4〕为可安装二个管芯的集成硅反射腔。

图1和2可作为单一反射腔的交流发光二极管指示灯的实施例。图1为剖视图，图2是封装前的顶视图。将二个单一硅反射腔〔3〕用粘接剂〔8〕对称粘接在管座〔1〕上，本例的管座尺寸是7.6mm)，二个发光二极管管芯〔5〕用导电胶〔9〕装入二个反射腔中，超声或热压键合电极引线〔6〕，用环氧树脂〔7〕封装。当二个发光二极管管芯〔5〕是同一种颜色发光管，则为该颜色的交流发光二极管指示灯。若二个管芯〔5〕是发不同颜色光的，则视交流驱动的频率，频率低，可交替显示二种颜色，若频率高，则为显示混合色的交流发光二极管指示灯。

图3是有集成反射腔〔4〕的实施例，本例中的二个集成反射腔对称排列，每一集成反射腔内装二个极性相同的管芯〔5〕，二个集成反射腔的管芯极性相反。与上一实施例一样，当四个管芯〔5〕是同一种颜色发光管管芯时，则为该颜色的交流发光二极管指示灯，如同一集成反射腔的二个管芯是不同颜色时，则为二种颜色混合色的交流发光二极管指示灯。若二种发不同颜色光的管芯分别对称安装在二个集成反射腔中，则同上一实施例一样，当驱动频率高时，显示混合色，频率低时，则交替显示二种颜色。