CN102345803A - Led直管光源 - Google Patents

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本发明公开了一种LED直管光源，包括LED，外形截面规则的柱状透明导光装置；所述柱状透明导光装置的至少一个端面中间部分设有用于适配纳置所述LED的灯槽；其特征在于，在所述柱状透明导光装置设有荧光粉层，构成所述荧光粉层的荧光粉吸收光波波长范围为220～490nm。上述LED直管光源通过采用非白光LED发出的光线激发柱状透明导光装置表面涂敷荧光粉层模式产生白光，不仅替代了原来直接采用白光LED为光源，简化工艺节省成本；还替代了点光源发光的模式，提高了光源的均匀性，具有良好的视觉适应性，同时荧光粉作为光线的散射点，促使光线均匀分布，减少了光的损耗，提高了光源的出光率。

Description

LED直管光源
【技术领域】
本发明涉及一种LED光源，尤其涉及一种LED直管光源。
【背景技术】
LED直管光源具有功耗低，使用寿命长的特点。目前，大功率的白光LED的光效已达1001m/W，稳定的产品的光效也有901m/W，但是LED为点光源，所发出的光线具有光照不均、视觉适应性差的特点。目前，很多生产厂家借鉴荧光灯管的形式来制作LED管型光源，把LED排列在PCB板条上，但是，这种做法会导致灯在点亮时，每颗LED都清晰可见。为了解决上述问题，一些厂家把LED外面的管型玻璃管做成磨砂型，但这些方法会导致光的利用率下降。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种能既能光照效果好、又能提高光的利用率的LED直管光源。
采用以下技术方案：一种LED直管光源，包括LED，外形截面规则的柱状透明导光装置；所述柱状透明导光装置的至少一个端面中间部分设有用于适配纳置所述LED的灯槽；其特征在于，在所述柱状透明导光装置有荧光粉层，构成所述荧光粉层的荧光粉吸收光波波长范围为220～490nm。
在优选的实施方式中，所述荧光粉为黄色荧光粉、红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉中的至少一种。
在优选的实施方式中，所述红色荧光粉为CaS:Eu荧光粉，SrS:Eu荧光粉，或稀土离子激活的碱土金属硅氮化物荧光粉中的至少一种。
在优选的实施方式中，所述绿色荧光粉为SrGa2S4:Eu荧光粉，或Ba2SiO4:Eu荧光粉至少一种。
在优选的实施方式中，所述蓝色荧光粉的材质为ZnS:Ag，CAS:Ce，或稀土离子激活的碱土金属硅氧化物荧光粉中的至少一种。
在优选的实施方式中，所述黄色荧光粉的材质为掺铈的钇铝石榴石体系荧光粉，掺铈的铽铝石榴石体系荧光粉，稀土离子激活的硅酸盐体系荧光粉，或二价铕激活的氮化物或氧化物荧光粉中的至少一种。
在优选的实施方式中，还包括用于设置所述LED发光体的散热基板，以及设置于所述柱状透明导光装置与所述散热基板之间的用于固定所述柱状透明导光装置的支架。
在优选的实施方式中，所述散热基板上与所述LED相背一面设有用于增加散热作用的鳍片组。
在优选的实施方式中，所述荧光粉层设置在所述柱状导光装置的外壁上。
在优选的实施方式中，所述柱状导光装置是由一个以上相同的轴向柱状导光装置分体组成，所述荧光粉层设置在所述柱状导光装置分体相互接触的接触面上。
在优选的实施方式中，所述荧光粉通过喷涂技术，或丝网印刷技术，或沉降技术涂覆在所述柱状透明导光装置上。
上述LED直管光源通过采用LED发出的光线激发导光装置表面涂敷荧光粉层的模式，替代了点光源发光的模式，提高了光源的均匀性，具有良好的视觉适应性，同时荧光粉作为光线的散射点，促使光线均匀分布，减少了光的损耗，提高了光源的出光率。
【附图说明】
图1为一实施例的LED直管光源原理图；
图2为图1的剖面图；
图3为荧光粉涂敷方式实施例一的侧视图；
图4为荧光粉涂敷方式实施例二的侧视图；
图5为荧光粉涂敷方式实施例三的侧视图；
图6为荧光粉涂敷方式实施例四的侧视图。
【具体实施方式】
如图1、图2所示，LED直管光源包括散热基板100、柱状透明导光装置200、荧光粉层300、LED400。通常情形下，LED400是焊接在由金属材质构成的散热基板100上，用于加速LED400的散热效果；柱状透明导光装置200的端面上设有设有灯槽220，其外形构造与LED400相适配。装配时，LED400容置在柱状透明导光装置200的灯槽220内，且柱状透明导光装置200与散热基板100环氧树脂或其他粘结性材料密封固定相连；其中，在柱状透明导光装置200轴线方向设有荧光粉层300；荧光粉层300是通过丝网印刷、喷涂、沉降或其他方式涂敷固定于柱状透明导光装置200上的，该荧光粉层300的厚度约为8μm～50μm。其中，柱状透明导光装置200材料可以为聚碳酸酯(PMMA，又称亚克力或有机玻璃)、聚碳酸酯(PC)、玻璃或其他无色透明材料。
散热基板100设置在柱状透明导光装置200的至少一端。柱状透明导光装置200两端的端面可以为曲面，也可以为平面，散热基板100与柱状透明导光装置200相接触面的外形构造与柱状透明导光装置200相适配即可，散热基板100的另一面上设有鳍片组120，用于增加散热效果。鳍片组120包含多片鳍片，沿柱状透明导光装置200的轴线方向垂直设置于散热基板100外壁上。鳍片组120的设计能够加大散热基板100的表面积，提高热交换效率。散热基板100的材料优选热的良导体如铝、铜、铁或合金等。
为了便于将散热基板100和柱状透明导光装置200固定连接起来，本实施例中，增加一支架500，该支架500置于散热基板100与柱状透明导光装置200之间。两个端面的形状分别与散热基板100与柱状透明导光装置200适配即可。在优选的实施例中，支架500的中空圆柱状，内径与所述柱状透明导光装置100的外径适配，外径与散热基板100的尺寸适配，整体长度以遮盖住设置于散热基板100内侧的LED400为宜。支架500的材料可以为塑料、金属、也可以为其他硬质的材料，其通过螺钉或卡接的方式与散热基板100连接固定。
柱状透明导光装置200端面形状与散热基板100内壁的形状适配。柱状透明导光装置200在与散热基板100相接的端面先经毛处理或光滑处理，然后镀有反射膜。柱状透明导光装置200与散热基板100相接的端面轴向开设可容纳LED的灯槽220，其大小与设置在散热基板100内壁上的LED400适配，LED400发光面面向灯槽220。LED400发出的光线向四面八方传播，大部分的光线直接通过柱状透明导光装置200的侧面与非连接端面向外传播，小部分光线向柱状透明导光装置200与散热基板100相接的端面传播。当没有反射膜时，这部分的光线将被散热基板100所吸收，当设置了反射膜后，这部分光线经反射膜的反射后调整光的传播路径，从柱状透明导光装置200的侧面与非连接端面向外传播向外传播，提高了光的出射率。柱状透明导光装置200可以是整块的柱状透明体，也可以是柱状透明导光装置分体210。下面将结合荧光粉层300的涂敷方式进行说明。
LED400的封装形式可以为引脚式，也可以为贴片式。LED400按发光面面向柱状透明导光装置200的方式卡设在柱状透明导光装置的灯槽220中，非发光面(又称底面)与散热基板100内壁相连。
荧光粉层300通过丝网印刷、喷涂、沉降或其他方式涂敷固定于柱状透明导光装置200上。当柱状透明导光装置200为一整体柱状结构时，荧光粉层300沿柱状透明导光装置200的轴向方向涂覆在其外表面，如图3所示。当柱状透明导光装置200为是由几个相同的柱状透明导光装置分体210组成一柱状结构时，荧光粉层300沿柱状透明导光装置分体210的轴向方向涂覆在各分体的接触面上；且各分体之间通过环氧树脂或其他粘性材质密封，如图4和图5所示。当然，在柱状透明导光装置200成型时，也可以将荧光粉300添加到其原材料中，使荧光粉300呈分散状分散在柱状透明导光装置200内，如图6所示。
LED400所发出的光线在透过柱状透明导光装置200向外传播时，一部分用于被荧光粉层300吸收激发荧光粉层300发光，剩下的部分用于与荧光粉层300所发出的光线复合，产生混合光。根据波长与频率、能量的关系可知，LED400发出的光线的波长需比荧光粉受激发出的光线的波长短，才有足够的能量激发荧光粉发光。按照光的波长从小到大排序，紫光＜蓝光＜青光＜绿光＜黄光＜橙光＜红光。在优选的实施例中，LED400发出的光的波长在220～490nm之间，优选地，蓝光LED，其发出的光的波长在420～490nm之间；紫光LED，其发出的光的波长在220～420nm之间。在优选的实施方式中，荧光粉层的荧光粉吸收光波波长范围为220～490nm。
根据LED400发光颜色与荧光粉层300对不同光波吸光的性质的组合，理论上可得到任何一种颜色的光，如：蓝光LED可以激发黄色荧光粉，复合出白光；蓝光LED可以激发红色、绿色荧光粉的混合物，复合出白光；紫光LED可以激发红色、绿色、蓝色荧光粉的混合物，复合出白光。黄色荧光粉的材料可为掺铈的钇铝石榴石系荧光粉、掺铈的铽铝石榴石系荧光粉、稀土离子激活的硅酸盐体系荧光粉、二价铕激活的氮化物、氧化物荧光粉中的至少一种；红色荧光粉的材料可为CaS:Eu荧光粉，SrS:Eu荧光粉，或稀土离子激活的碱土金属硅氮化物荧光粉中的至少一种；绿色荧光粉的材料可为SrGa2S4:Eu荧光粉，或Ba2SiO4:Eu荧光粉，如，CAS:Ce，Tb、ZnS:Cu，Al，Au、Y2SiO5:Ce，Tb、MgAl11O19:Ce，Tb、LaPO4:Ce，Tb、La2O3·0.2SiO2·0.9P2O5:Ce，Tb、GdMgB5O10:Ce，Tb，Mn2+、Y2O3·Al2O3:Tb、MgGa2O4:Mn2+、BaMg2Al16O27:Eu2+，Mn2+、Zn2SiO4:Mn2+中的至少一种；蓝色荧光粉的材料可为ZnS:Ag，CAS:Ce，或稀土离子激活的碱土金属硅氧化物荧光粉中的至少一种，稀土离子激活的碱土金属硅氧化物荧光粉，如，BaMg2Al16O27:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu2+、(Sr，Ca，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+、Ca2B5O9Cl:Eu2+、Ba3MgSi2O8:Eu2+、(Sr，Ca)10(PO4)6·nB2O3:Eu2+、BaAl8O13:Eu2+、2SrO·0.84P2O5·0.16B2O3:Eu2+、Sr2Si3O8·2SrCl2:Eu2+、Y2SiO5:Ce中的至少一种。
上述LED直管光源通过采用非白光LED发出的光线激发柱状透明导光装置表面涂敷荧光粉层的模式产生白光，不仅替代了原来直接采用白光LED为光源，简化工艺节省成本；还替代了点光源发光的模式，提高了光源的均匀性，具有良好的视觉适应性，同时荧光粉层作为光线的散射点，促使光线均匀分布，减少了光的损耗，提高了光源的出光率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LED直管光源，包括LED，外形截面规则的柱状透明导光装置；所述柱状透明导光装置的至少一个端面中间部分设有用于适配纳置所述LED的灯槽；其特征在于，在所述柱状透明导光装置设有荧光粉层，构成所述荧光粉层的荧光粉吸收光波波长范围为220～490nm。
2.如权利要求1所述的LED直管光源，其特征在于，所述荧光粉为黄色荧光粉、红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉中的至少一种。
3.如权利要求2所述的LED直管光源，其特征在于，所述红色荧光粉为CaS:Eu荧光粉，SrS:Eu荧光粉，稀土离子激活的碱土金属硅氮化物荧光粉中的至少一种。
4.如权利要求2所述的LED直管光源，其特征在于，所述绿色荧光粉为SrGa2S4:Eu荧光粉，Ba2SiO4:Eu荧光粉中的至少一种。
5.如权利要求2所述的LED直管光源，其特征在于，所述黄色荧光粉的材质为掺铈的钇铝石榴石体系荧光粉，掺铈的铽铝石榴石体系荧光粉，稀土离子激活的硅酸盐体系荧光粉，二价铕激活的氮化物或氧化物荧光粉中的至少一种。
6.如权利要求2所述的LED直管光源，其特征在于，蓝色荧光粉的材质为ZnS:Ag，CAS:Ce，或稀土离子激活的碱土金属硅氧化物荧光粉中的至少一种。
7.如权利要求1所述的LED直管光源，其特征在于，还包括用于设置所述LED发光体的散热基板，以及设置于所述柱状透明导光装置与所述散热基板之间的用于固定所述柱状透明导光装置的支架。
8.如权利要求7所述的LED直管光源，其特征在于，所述散热基板上与所述LED相背一面设有用于增加散热作用的鳍片组。
9.如权利要求1所述的LED直管光源，其特征在于，所述荧光粉层设置在所述柱状导光装置的外壁上。
10.如权利要求1所述的LED直管光源，其特征在于，所述柱状导光装置是由一个以上相同的轴向柱状导光装置分体组成，所述荧光粉层设置在所述柱状导光装置分体相互接触的接触面上。
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