CN101725851A - 新型无汞led节能荧光灯及其制造工艺 - Google Patents

新型无汞led节能荧光灯及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型无汞LED节能荧光灯，属于新型环保节能灯具技术领域，包括透明壳体，LED激发光芯体，LED驱动电路及其电路板，灯头座；透明壳体内侧施涂有荧光粉薄层，所述的LED激发光芯体，LED驱动电路及其电路板固定于透明壳体和灯头座组成的密闭空间内。本发明还公开了一种新型无汞LED节能荧光灯的制造工艺。本发明提供新型的无汞LED激发的荧光灯具，采用LED发出的蓝光或紫外光激发荧光粉发光，完全不需要传统的荧光灯具对含汞化合物的依赖，从而避免了对环境的危害；本发明采用蓝光或/和紫外光单色LED，没有通常白光半导体二极管的内部散射损耗，发光效率高于用白光LED制作的灯具10％左右，更加节能。

Description

新型无汞LED节能荧光灯及其制造工艺
技术领域
本发明属于新型环保节能灯具技术领域，尤其是涉及一种新型的无汞LED激发的荧光灯具及其该灯具的制造工艺。
背景技术
紧凑型荧光灯作为普通荧光灯的改进型产品，作为一种新型照明光源，具有光效高、寿命长、节电的优点，近年来，在国内外得到较快发展。但是，由于传统荧光灯包括紧凑型荧光灯均采用汞谱线中的紫外线激发荧光粉发光，因此，传统荧光灯都必须在灯管中使用含汞化合物，从而可能对环境造成汞污染。
LED(发光二极管)光源与传统的荧光灯或者白炽灯光源相比，具有能耗低、寿命长且不易损坏等优点，随着LED技术的发展，LED已经广泛的应用于照明领域，如室内照明用的节能灯，台灯，工厂及广场用的泛光灯以及用于道路照明的路灯。现有的LED灯具，基本上就是将传统的光源直接替换成LED光源，再做简单的光学处理，因此，存在发光率低，散热效果不理想等诸多缺陷。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种新型的无汞LED激发的荧光灯具，采用LED发出的蓝光或紫外光激发荧光粉发光，从而避免了对环境的危害，发光效率高，解决现有技术存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种新型无汞LED节能荧光灯，包括透明壳体，LED激发光芯体，LED驱动电路及其电路板，灯头座；所述的透明壳体内侧施涂有荧光粉薄层，所述的LED激发光芯体，LED驱动电路及其电路板固定于透明壳体和灯头座组成的密闭空间内。
优选的方案是：所述的LED激发光芯体包括若干LED灯和固定LED灯的支撑板，所述LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm。
更为优选的方案是：所述的LED灯为蓝光或/和紫外光LED灯。
更为优选的方案是：所述的荧光粉薄层为厚度为15～40μm。
更为优选的方案是：所述的荧光粉涂层包括荧光粉和光学透明粘胶剂，所述的荧光粉与光学透明粘胶剂的重量比为50～65∶50～35。
更为优选的方案是：所述的荧光粉包括铈激活的铝酸钇荧光粉，氮氧化物荧光粉，硅酸盐荧光粉中的一种或者几种混合物；所述的光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种或他们的混合物。
更为优选的方案是：所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级。
本发明的目的之二在于提供一种制作前一发明目的中的任一技术方案所述的新型无汞LED节能荧光灯。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种前一发明目的任一项技术方案所述的新型无汞LED节能荧光灯的制造工艺，包括如下步骤：
制作LED激发光芯体：将若干LED灯固定于LED灯支撑板；
制作透明壳体发光涂层：将荧光粉悬浮在含有粘胶剂的光学透明有机溶剂中，搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在透明壳体内表面，得到发光涂层；
组装LED激发光芯体，透明壳体，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED节能荧光灯具。
优选的方案是：所述的LED灯为蓝光或/和紫外光LED灯，所述的发光涂层为可被蓝光、紫外光激发发光的荧光粉涂层，所述的荧光粉薄层为厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光或/和紫外光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm。
更为优选的方案是：所述的荧光粉与光学透明粘胶剂的重量比为50～65∶50～35；所述的荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明所述的无汞LED节能荧光灯具，采用LED发出的蓝光或紫外光激发荧光粉发光，完全不需要传统的荧光灯具对含汞化合物的依赖，更加环保；由于本发明采用的是蓝光或/和紫外光单色LED，没有通常白光半导体二极管的内部散射损耗，相同功率情况下发光效率高于用白光半导体二极管制作的灯具10％左右，更加节能；在本发明展，荧光粉涂层涂覆在灯具透明壳体内测，蓝光或紫外光LED没有受到荧光粉层的阻挡，有利于半导体芯片温度的导出，从而可提高新型荧光灯的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1或4的结构示意图；
图2为本发明实施例2或5的结构示意图；
图3为本发明实施例2或5的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例3或6的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1蓝光LED制作的荧光灯泡
如图1所示，一种蓝光LED制作的荧光灯泡，包括灯头座，该灯头座为灯头部分15和灯座部分14，灯座内设置有降压整流电路，所述的灯头部分15为螺纹模式，本实施例的灯头也可以是卡口模式；玻璃制成的透明球形泡壳11，透明球形泡壳内壁涂覆有蓝光激发发光的荧光粉层12，荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；透明球形泡壳与灯头座紧固密封连接。在透明球形泡壳与灯头座形成的密闭空间内，固定有根据灯数制成平面的或者柱状的蓝光LED13发光芯体和线路板，线路板布置有LED驱动电路。
制造工艺如下：选取适当的蓝光LED和PCB支撑板，根据灯数制成平面的或柱状的发光芯体，要求向各个方向投射的蓝光基本均匀；根据设计的光色，选取可以被蓝光激发的荧光粉(如铈激活的铝酸钇荧光粉、氮氧化物荧光粉、硅酸盐荧光粉等)中的一种或者几种混合物，把荧光粉和光学透明粘胶剂按50～65∶50～35的重量比混合(光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种几种的混合物)搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在玻璃或透明塑料制成的泡壳内壁；所述的荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm；荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。组装LED激发光芯体，透明泡壳，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED节能荧光灯泡，可以和普通白炽灯泡一样安装使用。
实施例2蓝光LED制作的荧光灯管
如图2及图3所示，一种蓝光LED制作的荧光灯管，包括灯头座25，灯头座内设置有降压整流电路，所述的灯头座的外形与普通的荧光灯管的灯头座相一致；玻璃制成的透明柱状管壳21，可以依据不同的标准做成不同长度和径度柱状管壳；柱状管壳内壁涂覆有蓝光激发发光的荧光粉层22，荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；透明柱状管壳21与灯头座25紧固密封连接。在透明柱状管壳与灯头座形成的密闭空间内，固定有根据灯数制成柱状的蓝光LED23发光芯体和线路板24，线路板布置有LED驱动电路。
制作工艺如下：选取适当的蓝光LED和PCB支撑板，根据灯数制成平面的或柱状的发光芯体，要求向各个方向投射的蓝光基本均匀；根据设计的光色，选取可以被蓝光激发的荧光粉(如铈激活的铝酸钇荧光粉、氮氧化物荧光粉、硅酸盐荧光粉等)中的一种或者几种混合物，把荧光粉和光学透明粘胶剂按50～65∶50～35的重量比混合(光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种几种的混合物)，搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在玻璃或透明塑料制成的柱状管壳内壁；所述的荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm；荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。组装LED激发光芯体，透明泡壳，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED节能荧光灯管，可以和普通荧光灯管一样安装使用。
实施例3蓝光半导体二极管制作的平面或曲面荧光灯(泛光灯)
如图4所示，一种蓝光LED制作的平面荧光灯(泛光灯)，包括平面光源灯座35，平面光源灯座内设置有降压整流电路，玻璃制成的透明平面荧光灯壳31，为了增加欣赏效果，也可以制成略有弧形曲面；透明平面荧光灯壳内壁涂覆有蓝光激发发光的荧光粉层32，荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；透明平面荧光灯壳31与平面光源灯座45紧固密封连接。在透明平面荧光灯与平面光源灯座形成的密闭空间内，固定有根据灯数制成平面的蓝光LED33发光芯体和线路板34，线路板布置有LED驱动电路。
制作工艺如下：选取适当的蓝光LED和PCB支撑板，根据灯数制成平面的或柱状的发光芯体，要求向各个方向投射的蓝光基本均匀；根据设计的光色，选取可以被蓝光激发的荧光粉(如铈激活的铝酸钇荧光粉、氮氧化物荧光粉、硅酸盐荧光粉等)中的一种或者几种混合物，把荧光粉和光学透明粘胶剂按50～65∶50～35的重量比混合(光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种几种的混合物)，搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在玻璃或透明塑料制成的透明平面荧光灯壳内壁；所述的荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm；荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。组装LED激发光芯体，透明平面荧光灯壳，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED平面荧光灯(泛光灯)，可以和普通平面荧光灯一样安装使用。
实施例4  紫外光LED制作的荧光灯
如图1所示，一种紫外光LED制作的荧光灯泡，包括灯头座，该灯头座为灯头部分15和灯座部分14，灯座内设置有降压整流电路，所述的灯头部分为螺纹模式，本实施例的灯头也可以是卡口模式；玻璃制成的透明球形泡壳11，透明球形泡壳内壁涂覆有紫外光激发发光的荧光粉层12，荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；透明球形泡壳与灯头座紧固密封连接。在透明球形泡壳与灯头座形成的密闭空间内，固定有根据灯数制成平面的或者柱状的紫外光LED13发光芯体和线路板，线路板布置有LED驱动电路。
制造工艺如下：选取适当的紫外光LED和PCB支撑板，根据灯数制成平面的或柱状的发光芯体，要求向各个方向投射的紫外光基本均匀；根据设计的光色，选取可以被紫外光光激发的荧光粉(如铈激活的铝酸钇荧光粉、氮氧化物荧光粉、硅酸盐荧光粉等)中的一种或者几种混合物，把荧光粉和光学透明粘胶剂按50～65∶50～35的重量比混合(光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种几种的混合物)，搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在玻璃或透明塑料制成的泡壳内壁；所述的荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm；荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。组装LED激发光芯体，透明泡壳，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED节能荧光灯泡，可以和普通白炽灯泡一样安装使用。
实施例5紫外光LED制作的荧光灯管
如图2及图3所示，一种紫外光LED制作的荧光灯管，包括灯头座25，灯头座内设置有降压整流电路，所述的灯头座的外形与普通的荧光灯管的灯头座相一致；玻璃制成的透明柱状管壳21，可以依据不同的标准做成不同长度和径度柱状管壳；柱状管壳内壁涂覆有紫外光激发发光的荧光粉层22，荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；透明柱状管壳与灯头座紧固密封连接。在透明柱状管壳与灯头座形成的密闭空间内，固定有根据灯数制成柱状的紫外光LED23发光芯体和线路板24，线路板布置有LED驱动电路。
制作工艺如下：选取适当的紫外光LED和PCB支撑板，根据灯数制成平面的或柱状的发光芯体，要求向各个方向投射的紫外光基本均匀；根据设计的光色，选取可以被紫外光激发的荧光粉(如铈激活的铝酸钇荧光粉、氮氧化物荧光粉、硅酸盐荧光粉等)中的一种或者几种混合物被紫外光光激发的荧光粉如铈激活的铝酸钇荧光粉、氮氧化物荧光粉、硅酸盐荧光粉等中的一种或者几种混合物，把荧光粉和光学透明粘胶剂按50～65∶50～35的重量比混合(光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种几种的混合物)，搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在玻璃或透明塑料制成的柱状管壳内壁；所述的荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm；荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。组装LED激发光芯体，透明泡壳，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED节能荧光灯管，可以和普通荧光灯管一样安装使用。
实施例6紫外光半导体二极管制作的平面或曲面荧光灯(泛光灯)
如图4所示，一种紫外光LED制作的平面荧光灯(泛光灯)，包括平面光源灯座35，平面光源灯座内设置有降压整流电路，玻璃制成的透明平面荧光灯壳31，为了增加欣赏效果，也可以制成略有弧形曲面；透明平面荧光灯壳内壁涂覆有紫外光激发发光的荧光粉层32，荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；透明平面荧光灯壳与平面光源灯座紧固密封连接。在透明平面荧光灯与平面光源灯座形成的密闭空间内，固定有根据灯数制成平面的紫外光LED33发光芯体和线路板34，线路板布置有LED驱动电路。
制作工艺如下：选取适当的紫外光LED和PCB支撑板，根据灯数制成平面的或柱状的发光芯体，要求向各个方向投射的紫外光基本均匀；根据设计的光色，选取可以被紫外光激发的荧光粉(如铈激活的铝酸钇荧光粉、氮氧化物荧光粉、硅酸盐荧光粉等)中的一种或者几种混合物，把荧光粉和光学透明粘胶剂按50～65∶50～35的重量比混合(光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种几种的混合物)，搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在玻璃或透明塑料制成的透明平面荧光灯壳内壁；所述的荧光粉涂层厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm；荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。组装LED激发光芯体，透明平面荧光灯壳，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED平面荧光灯(泛光灯)，可以和普通平面荧光灯一样安装使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型无汞LED节能荧光灯，包括透明壳体，LED激发光芯体，LED驱动电路及其电路板，灯头座，其特征是：所述的透明壳体内侧施涂有荧光粉薄层，所述的LED激发光芯体，LED驱动电路及其电路板固定于透明壳体和灯头座组成的密闭空间内。
2.如权利要求1所述的新型无汞LED节能荧光灯，其特征是：所述的LED激发光芯体包括若干LED灯和固定LED灯的支撑板，所述LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm。
3.如权利要求2所述的新型无汞LED节能荧光灯，其特征是：所述的LED灯为蓝光或/和紫外光LED灯。
4.如权利要求3所述的新型无汞LED节能荧光灯，其特征是：所述的荧光粉薄层为厚度为15～40μm。
5.如权利要求4所述的新型无汞LED节能荧光灯，其特征是：所述的荧光粉涂层包括荧光粉和光学透明粘胶剂，所述的荧光粉与光学透明粘胶剂的重量比为50～65∶50～35。
6.如权利要求5所述的新型无汞LED节能荧光灯，其特征是：所述的荧光粉包括铈激活的铝酸钇荧光粉，氮氧化物荧光粉，硅酸盐荧光粉中的一种或者几种混合物；所述的光学透明粘胶剂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种或他们的混合物。
7.如权利要求6所述的新型无汞LED节能荧光灯，其特征是：所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的新型无汞LED节能荧光灯的制造工艺，包括如下步骤：
制作LED激发光芯体：将若干LED灯固定于LED灯支撑板；
制作透明壳体发光涂层：将荧光粉悬浮在含有粘胶剂的光学透明有机溶剂中，搅拌均匀后得到荧光粉浆，将荧光粉浆均匀的涂覆在透明壳体内表面，得到发光涂层；
组装LED激发光芯体，透明壳体，LED驱动电路及其电路板及灯头座，得到新型无汞LED节能荧光灯具。
9.如权利要求8所述的新型无汞LED节能荧光灯的制造工艺，其特征是：所述的LED灯为蓝光或/和紫外光LED灯，所述的发光涂层为可被蓝光、紫外光激发发光的荧光粉涂层，所述的荧光粉薄层为厚度为15～40μm；所述的荧光粉涂层厚度和荧光粉颗粒平均粒径为同一数量级；所述蓝光或/和紫外光LED灯到荧光粉薄层的距离为1mm～100mm。
10.如权利要求9所述的新型无汞LED节能荧光灯的制造工艺，其特征是：所述的荧光粉与光学透明粘胶剂的重量比为50～65∶50～35；所述的荧光粉浆的运动粘度值为：γ＝100～130mm2/S。
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