一种三维立体LED灯丝的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410849493.6

申请日:

2014.12.30

公开号:

CN105810673A

公开日:

2016.07.27

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 25/075申请公布日:20160727|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 25/075申请日:20141230|||公开

IPC分类号:

H01L25/075; H01L33/48(2010.01)I; F21S2/00; F21V19/00; F21Y101/02(2006.01)N

主分类号:

H01L25/075

申请人:

宁波海奈特照明科技有限公司

发明人:

邱俊杰

地址:

315331 浙江省宁波市慈溪市龙山镇达蓬工业区园区二路宁波海奈特照明科技有限公司

优先权:

专利代理机构:

成都虹桥专利事务所(普通合伙) 51124

代理人:

刘世平

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内容摘要

本发明涉及一种三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所述方法是在二维平面状的基板(102)上设置三维立体状的发光体(101),将带有三维立体状发光体(101)的所述二维平面状基板(102)通过组合和/或变形方式构成所述三维立体LED灯丝(100)。本发明制作工艺简单、工作稳定可靠、成本低、导热快、可实现360度全角发光。

权利要求书

1.一种三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所述方法是在二维
平面状的基板(102)上设置三维立体状的发光体(101),将带有三维立体状
发光体(101)的所述二维平面状基板(102)通过组合和/或变形方式构成所
述三维立体LED灯丝(100)。
2.如权利要求1所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所
述发光体(101)包括设置在所述基板(102)上的多个LED芯片(103)和将
所述多个LED芯片(103)连续覆盖的第一胶体(104);和/或
在每个LED芯片表面单独设置的第二胶体(105),并且所述第二胶体(105)
设置在所述LED芯片(103)和所述第一胶体(104)之间。
3.如权利要求2所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所
述呈二维平面状的基板(102)以折叠、弯曲、扭转、拉伸和挤压方式中的一种
或多种变形方式形成三维立体状的基板(102),所述三维立体状基板(102)
与设置在其上的所述发光体(101)构成所述三维立体LED灯丝(100);或者
所述二维平面状的基板(102)以折叠、弯曲、扭转、拉伸、冲压和挤压方
式中的一种或多种变形方式形成三维立体状的基板(102),随后在所述基板
(102)上以涂覆、粘合、卡合和/或一体成形的方式构成所述发光体(101),
因此所述发光体跟随着变形后的所述基板的形状,从而形成三维立体LED灯丝
(100)。
4.如权利要求1所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所
述方法包括以下步骤:
基板制作,将高反光、导热性好的金属板(202)按照预定的形状和尺寸进
行切割或剪切从而形成二维平面状基板(102);
在所述基板表面设置多个LED芯片(103),并将多个LED芯片导电连接;
胶体封装,在所述基板上设置第一胶体(104)和/或在设置所述第一胶体
(104)前在每个芯片表面设置第二胶体(105),所述第一胶体(104)和/或
第二胶体(105)与设置在所述基板上的LED芯片构成三维立体状的发光体
(101);和
将设置好发光体(101)的二维平面状基板(102)通过组合和/或变形方
式构成所述三维立体LED灯丝(100)。
5.如权利要求4所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,在
制作基板时,在所述基板表面设置有用以将所述基板进行弯曲变形的槽线
(112),所述槽线(112)的数量和所述槽线在所述基板(102)上的分布情
况是根据变形后的三维立体状基板的形状和/或结构来确定的,并且
在所述基板上以不影响所述LED芯片(103)出光的方式设有电极(113),
所述电极的数量和所述电极在所述基板(102)上的分布情况是根据变形后的三
维立体状基板的形状和/或结构来确定的。
6.如权利要求4所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所
述基板(102)通过预定模具按照预定角度进行弯折,从而形成具有三维立体结
构的基板(102)。
7.如权利要求4所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所
述第一胶体(104)和第二胶体(105)在制备过程中还会经过真空脱泡、固化
成型、光电测试和老化测试步骤中的一种或多种。
8.如权利要求4所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,
将至少由封装胶、第一触变剂和发光粉制备形成的所述第一胶体(104)以
点胶或注塑成型方式连续地设置在所述基板(102)上,并且所述第一胶体在所
述基板表面形成弧面或半圆柱面结构;和/或
在设置所述第一胶体(104)之前,将至少由封装胶、第二触变剂、第二光
亮剂和/或发光粉制备形成的所述第二胶体(105)以点胶或注塑成型方式独立
地设置在每个所述LED芯片(103)表面,并且所述第二胶体在每个所述LED
芯片(103)表面形成弧面或半球面结构。
9.如权利要求8所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,
所述第一胶体(104)中所述封装胶和所述荧光粉的重量比为1:2.5~1:10,
并且所述第一触变剂占所述第一胶体中胶水的重量百分比为1%~4.5%;
所述第二胶体(105)中所述封装胶和所述荧光粉的重量比为1:2.5~1:10,
并且所述第二触变剂占所述第二胶体中胶水的重量百分比为1%~4.5%,所述第
二光亮剂占所述第二胶体中胶水的重量百分比为0.5%~2.5%。
10.如权利要求2至9之一所述的三维立体LED灯丝的制备方法,其特
征在于,所述基板(102)被切割或剪切成包括光源形成部(110)和安装部
(111),其中,
所述光源形成部(110)上设置有所述多个LED芯片(103)和其接触面
与所述光源形成部形状相匹配的所述第一胶体(104)和/或设置在每个LED芯
片表面的所述第二胶体(105),并且所述多个LED芯片(103)根据所述光源
形成部(110)的形状在所述光源形成部(110)表面排布成与之相配的形状,
所述安装部(111)包括安装卡口(114),所述安装卡口(114)沿所述
安装部(111)的外周缘区域设置。

说明书

一种三维立体LED灯丝的制备方法

技术领域

本发明涉及LED照明领域,尤其涉及一种三维立体LED灯丝的制备方法。

背景技术

众所周知,爱迪生发明白炽灯给人类带来的划时代意义。传统的白炽灯照
明对人类有着根深蒂固的地位,但是进入新的21世纪以来,由于更加环保、节
能的LED光源新技术的出现,使得人们不得不渐渐放弃使用传统白炽钨丝灯。
然而,现市场上的LED灯泡因其是固态照明单面发光特点,绝大多数都是低于
180小角度发光。目前,有一些LED球泡灯虽然能够做到大角度光分布,却使
用了大量的反射器、透镜等光学元件,装置较大的扩散球泡壳。但是用此种方
式一是使得LED光效降低,二是使LED灯泡在维持替代形态时需要大大压缩散
热空间,从而使得LED工作时温度居高不下,无法将LED功率做大。同时,现
有的大角度LED球泡灯都需要使用扩散罩进行散光,照明效果与传统的白炽灯
还有较大差距。

因此,LED灯并不能完全取代传统白炽灯。传统的白炽灯其大角度发光、
立体照明的特点以及怀旧风尚的推动,其仍潜在着巨大的市场。现国内外也陆
续出现类似的仿传统白炽灯的LED灯丝球泡技术。例如采用透明的玻璃或陶瓷
作为LED芯片的承载基板,再进行光源封装,然后继续使用传统白炽灯的设备
和工艺进行。此种方案虽然其工艺稳定可靠,但是LED光源的散热却得不到很
好的解决。这是因为采用了导热系数不是很高的玻璃陶瓷基板作为传导体,即
便在灯泡内部充入了惰性气体,加强了对流,延长了寿命,但LED光源仍然得
不到很好的散热,从而严重影响LED灯泡的使用寿命。并且,该种方案的封装、
组装其工艺也比较复杂,生产成本较高。

另有中国专利CN103427001A公布了一种全方位发光LED灯珠的制作方
法。该方法本发明公开了一种全方位发光LED灯珠的制作方法,所述方法包括:
将铝基板进行冲压、电镀与切片,添加透光透明材料并注塑在铝基板上,使铝
基板形成具有凹槽的外壳;折弯并清洗形成透明支架;通过银胶将晶片固定在
透明支架负极上并烘烤,完成固晶;通过连接线连接晶片与透明支架正极;将
封装胶覆盖于透明支架外壳的凹槽内;在透明支架外壳与封装胶表面涂覆增透
薄膜;剥料、分光,得到全方位发光LED灯珠。该发明实现全方位发光的LED
灯珠是通过在基板上预先设置透明材材料,从而形成透明支架;然后在透明支
架上设置LED芯片,具体将LED芯片设置在透明材料上;最后通过铝基板的反
射来说获得全方位发光。这样的封装光源只能获得位于封装基板一侧的大出光
角,依旧不能达到如同白炽灯一样的出光角度,也不能形成如同白炽灯一样的
立体光源。

发明内容

针对现有技术之不足,本发明提供一种三维立体LED灯丝的制备方法,所
述方法是在二维平面状的基板上设置三维立体状的发光体,将带有三维立体状
发光体的所述二维平面状基板通过组合和/或变形方式构成所述三维立体LED
灯丝。

根据一个优选实施方式,所述发光体包括设置在所述基板上的多个LED芯
片和将所述多个LED芯片连续覆盖的第一胶体;和/或

在每个LED芯片表面单独设置的第二胶体,并且所述第二胶体设置在所述
LED芯片和所述第一胶体之间。

根据一个优选实施方式,所述呈二维平面状的基板以折叠、弯曲、扭转、
拉伸和挤压方式中的一种或多种变形方式形成三维立体状的基板,所述三维立
体状基板与设置在其上的所述发光体构成所述三维立体LED灯丝;或者

所述二维平面状的基板以折叠、弯曲、扭转、拉伸、冲压和挤压方式中的
一种或多种变形方式形成三维立体状的基板,随后在所述基板上以涂覆、粘合、
卡合和/或一体成形的方式构成所述发光体,因此所述发光体跟随着变形后的所
述基板的形状,从而形成三维立体LED灯丝。

根据一个优选实施方式,所述方法包括以下步骤:

基板制作,将高反光、导热性好的金属板按照预定的形状和尺寸进行切割
或剪切从而形成二维平面状基板;

在所述基板表面设置多个LED芯片,并将多个LED芯片导电连接;

胶体封装,在所述基板上设置第一胶体和/或在设置所述第一胶体前在每个
芯片表面设置第二胶体,所述第一胶体和/或第二胶体与设置在所述基板上的
LED芯片构成三维立体状的发光体;和

将设置好发光体的二维平面状基板通过组合和/或变形方式构成所述三维
立体LED灯丝。

根据一个优选实施方式,在制作基板时,在所述基板表面设置有用以将所
述基板进行弯曲变形的槽线,所述槽线的数量和所述槽线在所述基板上的分布
情况是根据变形后的三维立体状基板的形状和/或结构来确定的,并且

在所述基板上以不影响所述LED芯片出光的方式设有电极,所述电极的数
量和所述电极在所述基板上的分布情况是根据变形后的三维立体状基板的形状
和/或结构来确定的。

根据一个优选实施方式,所述基板通过预定模具按照预定角度进行弯折,
从而形成具有三维立体结构的基板。

根据一个优选实施方式,所述第一胶体和第二胶体在制备过程中还会经过
真空脱泡、固化成型、光电测试和老化测试步骤中的一种或多种。

根据一个优选实施方式,将至少由封装胶、第一触变剂和发光粉制备形成
的所述第一胶体以点胶或注塑成型方式连续地设置在所述基板上,并且所述第
一胶体在所述基板表面形成弧面或半圆柱面结构;和/或

在设置所述第一胶体之前,将至少由封装胶、第二触变剂、第二光亮剂和/
或发光粉制备形成的所述第二胶体以点胶或注塑成型方式独立地设置在每个所
述LED芯片表面,并且所述第二胶体在每个所述LED芯片表面形成弧面或半球
面结构。

根据一个优选实施方式,所述第一胶体中所述封装胶和所述荧光粉的重量
比为1:2.5~1:10,并且所述第一触变剂占所述第一胶体中胶水的重量百分比为
1%~4.5%;所述第二胶体中所述封装胶和所述荧光粉的重量比为1:2.5~1:10,
并且所述第二触变剂占所述第二胶体中胶水的重量百分比为1%~4.5%,所述第
二光亮剂占所述第二胶体中胶水的重量百分比为0.5%~2.5%。

根据一个优选实施方式,所述第一触变剂是由气相二氧化硅和硼硅增粘剂
按照重量比为1.5:1的比例混合而成的。

根据一个优选实施方式,所述第二触变剂是由气相二氧化硅和硅硼增粘剂
按照重量比为1:1的比例混合而成的。

根据一个优选实施方式,所述第二光亮剂是具有高折射率的稀土化合物、
无机化合物或有机化合物。

根据一个优选实施方式,所述基板被切割或剪切成包括光源形成部和安装
部,其中,

所述光源形成部上设置有所述多个LED芯片和其接触面与所述光源形成部
形状相匹配的所述第一胶体和/或设置在每个LED芯片表面的所述第二胶体,并
且所述多个LED芯片根据所述光源形成部的形状在所述光源形成部表面排布成
与之相配的形状,

所述安装部包括安装卡口,所述安装卡口沿所述安装部的外周缘区域设置。

根据一个优选实施方式,所述光源形成部呈圆形,并且设置在所述光源形
成部上的第一胶体呈半球形,在安装状态下,两个带有半球形第一胶体的基板
通过组合形成球形的三维立体LED光源。

根据一个优选实施方式,所述光源形成部呈环状的心形结构,并且设置在
所述光源形成部上的第一胶体呈具有弧形出光面的心形结构,在安装状态下,
至少三个带有心形第一胶体的基板通过折叠或弯曲的方式组合形成三维立体
LED光源。

根据一个优选实施方式,三个基板通过折叠或弯曲的方式形成120°夹角。

根据一个优选实施方式,所述光源形成部呈平面或弧面的片状结构。

根据一个优选实施方式,所述光源形成部呈空心的环状结构。

本发明的另一方面:

一种LED灯,其至少包括灯罩和灯头,所述LED灯还包括根据本发明制备
方法制备而出的所述三维立体LED灯丝,并且在安装状态下,所述三维立体LED
灯丝的发光部大致位于所述灯罩的几何中心处。

根据一个优选实施方式,所述LED灯还包括与所述灯头连接的光源固定板,
并且所述光源固定板设有与所述三维立体LED灯丝对应匹配的插槽以及使得所
述三维立体LED灯丝与外界电源导电连接的焊点。

根据一个优选实施方式,所述灯罩呈球形、葫芦形或半球形或用于构成LED
蜡烛灯的火焰形。

本发明的三维立体LED灯丝的制备方法将二维平面状的基板通过变形形成
三维立体状的基板,从而设置在基板上的发光条能够随基板的变形构成三维立
体LED灯丝;本发明的封装方式也不同于现有技术,通过单独成型的LED芯片
表面的半球面状第二胶体,其折射率高,能够对LED芯片发出的光进行充分投
射,提高光效并且由于第二胶体设置在LED芯片和设置在表层的第一胶体之间,
第二胶体能够减小光源发热后应力对封装结构的影响,同时还可以大大降低死
灯率。而且,本发明不需要额外设置既笨重又占空间的透镜就可实现全方位照
明,出光角度大,能够达到360度照明;结构简单、焊点少、安装方便,仅将
灯丝直接插在与之匹配的插槽即可完成安装。本发明同样摒弃了既笨重又挡光
的散热器,并且选用高导热性好的金属作为基板材质,同时直接将LED芯片贴
片封装在基板上,这和通过惰性气体或惰性气体与氢气形成的混合气体作为散
热介质相比,其热传导效率更快。除此之外,本发明的三维立体LED灯丝造型
独特、结构多样、并且富有美感,使用者可根据各自需求自行设计。

附图说明

图1是本发明的三维立体LED灯丝的制备方法的流程图;

图2是本发明一个优选实施方式下金属板被切割或剪切成基板的示意图;

图3是本发明一个优选实施方式下基板的结构示意图;

图4是本发明一个优选实施方式下的三维立体LED灯丝;

图5是本发明一个优选实施方式下的光源固定版的结构示意图;

图6是本发明一个优选实施方式下的三维立体LED灯;

图7是本发明另一个优选实施方式下金属板被切割或剪切成基板的示意图;

图8是本发明另一个优选实施方式下基板的结构示意图;

图9是本发明另一个优选实施方式下的三维立体LED灯丝;

图10是本发明另一个优选实施方式下的光源固定版的结构示意图;和

图11是本发明另一个优选实施方式下的三维立体LED灯。

附图标记列表

100:三维立体LED灯丝101:发光体102:基板

103:LED芯片104:第一胶体105:第二胶体

110:光源形成部111:安装部112:折叠槽线

113:电极114:安装卡口200:LED灯

201:灯罩202:金属板203:灯头

204:光源固定板205:插槽206:焊点

具体实施方式

关于本发明所涉及的术语需要进行以下说明:

“发光体”也可被称作为发光元件、发光器件、光源体、发光层、发光构
件等;“胶体”也可被称作为荧光粉体、荧光粉层、荧光粉结构、荧光粉胶、胶
体层、波长转换体、波长转换结构、粉胶层、封装层等;“光源形成部”也可被
称作为封装基板、光源基板、封装表层等;“胶水”也可被成为封装胶、透明胶、
封装树脂、树脂层、有机树脂等。在本发明中所涉及的“三维立体”是指在二
维平面内具有一定尺寸大小,同时在垂直于二维平面的方向又具有一定厚度。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种三维立体LED灯丝的制备方法,该方法总的技术方案是
在二维平面状的基板102上设置三维立体状的发光体101,然后将带有三维立
体状发光体101的二维平面状基板102通过组合和/或变形方式构成三维立体
LED灯丝100。

图1是在本发明总的技术方案的教导下给出的制备三维立体LED灯丝的工
艺流程图。按照图1所示的工艺流程,本发明三维立体LED灯丝的制备方法主
要包括以下步骤:

步骤1:基板制作,将高反光、导热性好的金属板202按照预定的形状和
尺寸进行切割或剪切从而形成二维平面状基板102,如图2或图7所示;

步骤2:在基板表面设置多个LED芯片103,并将多个LED芯片导电连接;

步骤3:胶体封装,在基板上设置第一胶体104和/或在设置第一胶体104
前在每个芯片表面设置第二胶体105,第一胶体104和/或第二胶体105与设
置在基板上的LED芯片构成三维立体状的发光体101,如图4所示;和

步骤4:将设置好发光体101的二维平面状基板102通过组合和/或变形
方式构成三维立体LED灯丝100,如图4或图9所示。

下面结合附图和实施例对上述每个制备步骤进行详细说明。

步骤1:基板制作

参见图2或图7,按照预定基板102的形状和尺寸,在高反光、导热性好
的金属板202剪切或切割成包括光源形成部110和安装部111的多个二维平
面状基板102。其中,安装部111包括安装卡口114。安装卡口114沿安装部
111的外周缘区域设置。

根据一个优选实施方式基板102是铜基板或铝基板。高反光、高导热的基
板102可以将设置在其上的LED芯片103所发出的光线进行反射,从而提高
芯片的出光效率;并且还能够将LED芯片103所产生的热量进行快速传递,从
而提高散热效率。本发明的基本102可以在外力作用下发生弯曲变形,基板所
具有的硬度和厚度根据产品规格的不同略有差异。在安装过程中,通过用手或
借助外界工具将二维平面状的基板102变形成三维立体状的基板。在基板102
弯曲变形的过程中,设置在基板102上的三维立体状发光体101随基板变形构
成三维立体LED光源,从而形成近乎360度出光角的光源。

为了简化工艺程序,通常情况下在制备基板的过程中,不同实施方式下的
基板其安装部的形状和结构可以保持一致,如图2和图7中所示。

根据图2所示出的一个优选实施方式,光源形成部110呈圆形,但是本发
明并不仅限于此。本领域技术人员可以根据需要将光源形成部110设置成方形、
菱形、多边形或椭圆形等其他几何形状。

根据图7所示出的一个优选实施方式,光源形成部110呈空心的环状结构。
本实施方式下的光源形成部110可以圆形环、方形环、矩形环、椭圆形环、菱
形环、心形环等几何图形的环状结构,还可以是仿真结构。此处所指的仿真结
构是指:仿真动物,如蝴蝶、甲虫、蜻蜓等;仿真植物,如四叶草、梅花、银
杏树叶等。总之,当光源形成部实施为仿真结构时,优选具有对称形状且易于
加工成型的仿真物体。

在将基板切割或剪切成预定形状和尺寸的结构以后,在基板表面设置有用
以将基板进行弯曲变形的槽线112,如图7或图8所示。槽线112的数量和槽
线在基板102上的分布情况是根据变形后的三维立体状基板的形状和/或结构
来确定的。以图8所示出的一个优选实施方式为例进行说明。基本102的光源
形成部110呈环状的心形结构,使得基板造型独特,极富美感。根据心形光源
形成部的结构特征,在其轴对称线上开设槽线112,使得基板102沿槽线对称
弯曲或折叠。将三个弯曲或折叠后的基板102进行组合,便得到如图9中所示
的三维立体LED灯丝。

根据一个优选实施方式,设置在基板上的槽线112可以是单面V槽、圆形
槽或方形槽。

根据一个优选实施方式,本发明的基板还可以通过预定模具按照预定角度
进行弯折,从而形成具有三维立体结构的基板102。该预定模具是指机械加工
设备如冲床。具体方式为,通过冲床按照预定设计好的弯折角度将基板102进
行弯折变形。

步骤2:设置LED芯片和电极

多个LED芯片103以直贴封装方式设置在基板102的光源形成部110上。
参见图3或图8,多个LED芯片103根据光源形成部110的形状在光源形成
部110表面排布成与之相配的形状。例如,在图3中,LED芯片在光源形成部
110上排布成与光源形成部大致匹配的圆形;在图8中,LED芯片在光源形成
部110上排布成与光源形成部大致匹配的心形。多个LED芯片103与光源形
成部110形状匹配使得LED光源均匀分布在光源形成部表面,从而使得灯丝出
光均匀,并且合理控制芯片的数量,节约资源。

参见图3或图8,在基板上以不影响LED芯片103出光的方式设有电极
113。电极的数量和电极在基板102上的分布情况是根据变形后的三维立体状
基板的形状和/或结构来确定的。电极113用以将设置光源形成部110上的多
个LED芯片103导电接入至外界电源或者作为芯片之间的导电连接体。

步骤3:胶体封装

参见图4,将至少由封装胶、第一触变剂和发光粉制备形成的第一胶体104
以点胶或注塑成型方式连续地设置在基板102上。第一胶体通过点胶机连续灌
胶或通过注塑成型方式在光源形成部表面自动形成弧面或半圆柱面结构。并且
第一胶体将基板102上的多个LED芯片103连续覆盖,具体地,第一胶体104
将分布在光源形成部110上的多个LED芯片连续覆盖。

本发明的第一胶体104能够将LED芯片全方位覆盖,不仅有LED芯片正
面发出的光进入到第一胶体,其各个侧面发出的光同样进入到第一胶体中,不
会遗漏任何光线,大大提高对LED芯片光的利用率。同时,对于整个三维立体
LED灯丝100而言,不仅形成了连续光源,避免局部阴影的情况出现,使得出
光均匀,而且也大大提高了产品的出光效率。本发明的第一胶体104的出光面
并不仅限于弧面或半圆柱面,可以是平面状,甚至是非平坦表面。出光面为非
平坦表面的第一胶体104使得光线在空气和荧光粉体的截面发生漫反射或者折
射,同样也可以大大提高出光效率,进而增大出光角。

可选择地,在设置第一胶体104之前,将至少由封装胶、第二触变剂、第
二光亮剂和/或发光粉制备形成的第二胶体105以点胶或注塑成型方式独立地
设置在每个LED芯片103表面,并且第二胶体105设置在LED芯片103和第
一胶体104之间,如图4所示。通过精密定量容积式点胶机设备对每个LED芯
片进行单点,从而在每个LED芯片表面自动形成弧面或半球面结构。

本发明的第二胶体105彼此独立地设置在每个LED芯片表面,其能够减少
传统光源发热后因胶体热胀冷缩来带的影响,同时可以避免漏光和因胶水内应
力带来的芯片不稳定、可靠性低等问题,减少光源的死灯率。并且,呈弧面或
半球面结构的第二胶体105使得光线在进入掺有荧光粉的第一胶体104之前在
芯片与第二胶体界面和第二胶体与第一胶体界面发生两次折射,大大增加了出
光角。

本发明的第一胶体和第二胶体中的触变剂主要用作增粘定型,增大胶体在
芯片或基板上的着附力,从而使得第一胶体和第二胶体能够芯片和基板上保持
固定的形状。

根据一个优选实施方式,第一胶体104和第二胶体105在制备过程中还会
经过真空脱泡、固化成型、光电测试和老化测试步骤中的一种或多种。

根据一个优选实施方式,第一胶体104中封装胶和荧光粉的重量比为
1:2.5~1:10,并且第一触变剂占第一胶体中胶水的重量百分比为1%~4.5%。

根据一个优选实施方式,第二胶体105中封装胶和荧光粉的重量比为
1:2.5~1:10,并且第二触变剂占第二胶体中胶水的重量百分比为1%~4.5%,第
二光亮剂占第二胶体中胶水的重量百分比为0.5%~2.5%。

根据一个优选实施方式,第一触变剂是由气相二氧化硅和硼硅增粘剂按照
重量比为1.5:1的比例混合而成的。

根据一个优选实施方式,第二触变剂是由气相二氧化硅和硅硼增粘剂按照
重量比为1:1的比例混合而成的。

根据一个优选实施方式,第二光亮剂是具有高折射率的稀土化合物、无机
化合物或有机化合物。第二光亮剂可以是氧化锌、三氧化二铝,还可以是球形
高分子纳米有机硅粉,或者它们的混合物,但是本发明的第二光亮剂并不仅限
于此。

设置好第一胶体和/或第二胶体与光源形成部110上的多个LED芯片103
构成发光体101。

步骤4:形成三维立体LED灯丝

将设置好发光体101的二维平面状基板102通过组合和/或变形方式构成
三维立体LED灯丝100,如图4或图9所示。

根据一个优选实施方式,呈二维平面状的基板102以折叠、弯曲、扭转、
拉伸和挤压方式中的一种或多种变形方式形成三维立体状的基板102。三维立
体状基板102与设置在其上的发光体101构成三维立体LED灯丝100。

根据一个优选实施方式,二维平面状的基板102以折叠、弯曲、扭转、拉
伸、冲压和挤压方式中的一种或多种变形方式形成三维立体状的基板102。随
后在基板102上以涂覆、粘合、卡合和/或一体成形的方式构成发光体101。因
此发光体跟随着变形后的基板的形状,从而形成三维立体LED灯丝100。

参见图4所示出的一个优选实施方式,光源形成部110呈圆形。设置在光
源形成部110上的第一胶体104呈半球形。在安装状态下,两个带有半球形荧
光粉体104的基板102通过组合形成球形的三维立体LED灯丝100。

参见图9所示出的另一个优选实施方式,光源形成部110呈环状的心形结
构,并且设置在光源形成部110上的第一胶体104呈具有弧形出光面的心形结
构。光源形成部110呈环状的心形结构,相应地,设置在其表面的第一胶体104
也呈环状的心形结构。安装过程中,将至少三个带有心形荧光粉体104的基板
102通过折叠或弯曲的方式组合形成三维立体LED光源。如图7所示,基板102
按照槽线112折叠,由二维平面状结构变成三维立体状结构或者通过机械加工
设备如冲床按照设计好的弯折角度讲基板102进行弯折,然后将三个三维立体
状的基板组合形成如图9所示的三维立体LED灯丝。

按照上述方法步骤,获得了表1~表3中的实施例。下述实施例均采用清华
同方P1428BLED芯片,并且在输出电流为60mA条件下进行封装测试。并且
规定,光源性能的指标要求为显色指数(CRI)为80以上,色温值为3000K。

表1第二胶体的光电测试



表2第一胶体的光电测试


表3光源成品老化死灯率比较



表1~表3中,“shore”表示肖氏硬度,“shoreA”表示肖氏A硬度,“shoreD”表示肖氏D硬度,“A1”
表示第一触变剂,“A2”表示第二触变剂,“B2”表示第二光亮剂。

用于配制第一胶体104和第二胶体105的胶水(或者封装胶或者树脂)优
选肖氏A硬度为40或70的胶水,或者选用肖氏D硬度为55的胶水。并且优
选在波长为598nm的光线照射下,其折射率至少大于1.41的胶水。

表1示出了本发明部分实施例的第二胶体105的配比和其测试结果。根据
表1所显示的数据可知,施加荧光粉和胶水的重量比优选为1:2.5~1:10,并且
添加的第二触变剂A2和第二光亮剂B2其各自的重量比优选范围分别是
1wt%~4.5wt%和0~2.5wt%。对配制好的第二胶体进行粘度、光效、死灯率和漏
光测试。根据测试的结果,实施例22综合性能最好,其选用的是肖氏D硬度为
55,折射率为1.51的胶水,并且粉胶比(重量比)为1:6,其添加的第二触变
剂A2和第二光亮剂B2各自所占的重量比分别为2.8%、1%。经过光电测试,
实施例22的光效为102LM/W,死灯率为0.05%。从表1还可以得出,当粉
胶比为1:10或第二触变剂A2所占比例为1wt%时,会导致漏光现象。当第二
触变剂所占重量比为4.5%时,此时胶体不易流动,制备过程中不易操作。因此,
优选第二触变剂A2所占重量比为1%<A2<5%。

表2示出了本发明部分实施例的第一胶体104的配比和其测试结果。由于
第二胶体设置在芯片的最外层,除了配合芯片获得所需色温或所需颜色的光以
外,第一胶体还具有将LED芯片各个面发出的光线进行全方位反射或折射的作
用。因此,在评价第一胶体性能的时候,主要从显色指数、光效、成品出光角
度进行综合评价。根据表2所显示的测试结果可知,实施例34综合性能最好。
并且,当粉胶比为1:10或第一触变剂A1所占比例为1wt%时,会导致溢胶,
此时第一胶体不能在基板上自动形成弧面或半圆柱面结构。因此,更优选:粉
胶比为1:2.5~1:6;第一触变剂A1所占的重量比为大于1%,进一步优选为
2.8%~4.5%。

表3示出了本发明部分实施例的光源成品的配比和老化测试结果。表3中
的实施例是对封装好第一胶体的光源进行的测试。在进行测试时,选择硬度为
40A、70A和55D的胶水进行老化测试。根据表3的测试结果显示,本发明的
三维立体LED灯丝能够至少达到310°的大出光角,并且其显色性好,光效高;
死灯率为0.08%~0.9%。

下面结合附图对本发明涉及的LED灯进行说明。

参见图5和图6所示出的一个优选实施方式,光源固定板204与灯头203
连接。光源固定板204设有与三维立体LED灯丝100对应匹配的插槽205以
及使得三维立体LED灯丝100与外界电源导电连接的焊点206。在本实施例中,
插槽205呈一字型,并且插槽两侧设有正负极。图5中示出的是360度LED
灯,包括三维立体LED灯丝100、灯罩201和灯头203。在安装状态下,三维
立体LED灯丝100的发光部大致位于灯罩201的几何中心处。如图5中所示
出的一个优选实施方式,灯罩201呈火焰型,但是本发明并不仅限于此。

参见图10和图11所示出的另一个优选实施方式,在本实施例中,插槽205
大致呈Y字型。Y字型的插槽205包括三个形状、尺寸大小相同的三个插孔,
每个插孔两侧分别设有正负电极。其中,插孔的数量是根据基板的数量来确定
的。参见图11中示出的是与之对应的LED灯,包括三维立体LED灯丝100、
灯罩201和灯头203。在安装状态下,三维立体LED灯丝100的发光部大致
位于灯罩201的几何中心处。如图11中所示出的一个优选实施方式,灯罩201
呈球形,但是本发明并不仅限于此。为了保证三维立体LED灯丝朝各个方向发
出均匀的光线,三个基板102通过折叠或弯曲的方式形成120°夹角。

本发明的LED灯的灯罩201除了呈火焰型或球形以外,还可以是葫芦形或
半球形或多面体结构。

值得说明的是,上述两个实施例只是本发明的两个优选实施例,本发明并
不仅限于此。其中,基板的光源形成部110的结构形状、灯罩201的形状,荧
光粉体104的结构形状在本发明技术方案的指导下可以进行多种变化。并且,
槽线112和电极113的在基板102上的排布方式需要根据基板的具体结构形
成相应调整,并不仅限于上述两个实施例或附图中所描述的方式。

本发明制备方法制备而出的三维立体LED灯丝和由此形成360度LED灯
具有以下有益技术效果:

1)可实现360度全角度发光,灯丝形状可自由设计搭配,非常灵活,可
实现接近传统白炽灯的立体照明光环境,配光曲线也可自由设计。

2)因材料和散热结构与普通LED灯泡相差不大,都是采用成熟可靠的金属
基板传热,其散热效果接近原来技术的LED灯泡,所以其技术较为成熟可靠。

3)通过独特的点胶结构,根据光源发光原理,其出光效果更好,可实现较
高的性能指标,如可实现整灯光效80Lm/W,显指80以上的双80指标。

4)本发明结构简单,制备工序简单。无需对基板上的每个芯片逐个点胶,
可以一次性点胶封装或通过模型将制备好的荧光粉体直接设置在基板上,方便
快捷。

5)本发明出光均匀、光效高。

如上文所描述,附图及说明书中已描述且已例示出示范性实施例。选择并
且描述这些示范性实施例来解释本发明之某些原理及实际应用,从而使熟习此
项技术者能够制作并且利用本发明之各种示范性实施例及其各种替代及修改。
如从上文描述可看出,本发明之某些态样不受本文中例示出的实例之具体细节
的限制,并且因此涵盖熟习此项技术者将想到其他修改及应用或其等效物。然
而,在研究本说明书及附图之后,熟习此项技术者将清楚明白本构造之众多改
变、修改、变化及其他用途及应用。不脱离本发明之精神及范畴的所有此类改
变、修改、变化及其他用途及应用应被视为由本发明涵盖,本发明仅受本发明
权利要求的限制。

一种三维立体LED灯丝的制备方法.pdf_第1页
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本发明涉及一种三维立体LED灯丝的制备方法,其特征在于,所述方法是在二维平面状的基板(102)上设置三维立体状的发光体(101),将带有三维立体状发光体(101)的所述二维平面状基板(102)通过组合和/或变形方式构成所述三维立体LED灯丝(100)。本发明制作工艺简单、工作稳定可靠、成本低、导热快、可实现360度全角发光。。

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