CN104241501A - 全向植物生长灯led灯丝及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

全向植物生长灯LED灯丝，包括长条形透明基板，固定于透明基板两端的金属支架，透明基板上固定有多个蓝光LED芯片，多个蓝光LED芯片形成至少一列贯穿透明基板的LED串，每一LED串的蓝光LED芯片之间利用导线连接成串联形式；位于透明基板两端的蓝光LED芯片分别用导线连接到支架；所述透明基板外部还包裹有红色荧光粉层，所述红色荧光粉层由红色荧光粉及胶联剂混合而成。本发明还公开了一种全向植物生长灯LED灯丝的制造方法。本发明采用蓝光激发红色荧光粉，不仅能够产生适合促进植物生长的模拟阳光，而且可以实现360度全向发光。

Description

全向植物生长灯LED灯丝及其制造方法
技术领域
本发明属于照明灯具领域，涉及植物生长灯，具体是一种全向植物生长灯LED灯丝及其制造方法。
背景技术
  发光二极管（LED）是一种半导体光源，与其它光源（如白炽灯）相比，LED具有寿命长、稳定性好、开关快、能耗低等优点，因此， LED作为新一代光源日益深入人们的生活。
光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，通过光质调节，控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术;植物生长灯更加具有环保节能的作用，LED植物灯给植物提供光合作用，促进植物生长，减短植物开花结果用的时间，提高生产。在现代化建设中，植物生长灯是农作物不可或缺的产品。
为了满足不同的需求，尤其是植物生长灯的应用也越来越广泛，但是，由于受到传统普通LED组合，生产制造工艺复杂，功耗过高，外观不美观等限制，且LED传统封装产品不便于实现大角度发光，不利于在植物生长照明中大规模广泛使用，现有技术中在封装LED芯片时，多使用荧光粉和胶联剂混合物作为封装外覆层。
发明内容
为克服LED灯具应用于植物生长照明环境中的技术缺陷和不足，本发明公开了一种全向植物生长灯LED灯丝及其制造方法。
本发明所述全向植物生长灯LED灯丝制造方法，包括如下步骤：
步骤1.制作长条形透明基板作为灯丝载体，透明基板两侧分别固定连接金属支架；
步骤2.在透明基板上固定多个蓝光LED芯片，多个蓝光LED芯片形成至少一列贯穿透明基板的LED串，每一LED串的蓝光LED芯片之间利用导线连接成串联形式；位于透明基板两端的蓝光LED芯片分别用导线连接到支架；
步骤3.用约0.1%～15%重量比例的红色荧光粉同透明硅胶或透明模封胶均匀混合，并对混合物胶体抽真空和去气泡； 
步骤4.将步骤2得到的透明基板及金属支架组成的套件放入灯丝模具中，向模具中注入步骤3中得到的混合物胶体，取出固化，形成灯丝包覆层。
具体的，所述红色荧光粉发光波长为610-680nm或420-480nm。
优选的，所述步骤3中的混合物胶体中还添加有光扩散颗粒，所述光扩散颗粒在荧光粉混合胶层的重量占混合胶总体重量的0.05%～10%。
优选的，所述光扩散颗粒在荧光粉混合胶层的重量占混合胶总体重量的0.25%～5%。
具体的，所述步骤4中向模具中注入混合物胶体的方法采用点胶工艺或模封胶层工艺。
本发明还公开了一种全向植物生长灯LED灯丝，其特征在于，包括长条形透明基板，固定于透明基板两端的金属支架，透明基板上固定有多个蓝光LED芯片，多个蓝光LED芯片形成至少一列贯穿透明基板的LED串，每一LED串的蓝光LED芯片之间利用导线连接成串联形式；位于透明基板两端的蓝光LED芯片分别用导线连接到支架；
所述透明基板外部还包裹有红色荧光粉层，所述红色荧光粉层由红色荧光粉及胶联剂混合而成。
优选的，所述透明基板上设置有多个焊盘，所述蓝光LED芯片固定在焊位上。
优选的，所述长条形透明基板长度为1～6cm、宽度为0.6～50mm、厚度为0.4～2mm。
优选的，所述蓝光LED芯片之间的导线成弧形或折线形。
优选的，所述透明基板材料为透明蓝宝石。
采用本发明所述的全向植物生长灯LED灯丝及其制造方法，采用蓝光激发红色荧光粉，产生适合促进植物生长的模拟阳光，LED芯片发光强度大，基板采用透明材质，一根灯丝即可实现360度全向发光，可以通过外接电源驱动，控制LED灯丝输出电流大小来实现发出催进植物生长波长的光线，便于推广应用。
附图说明
图1为本发明所述全向植物生长灯LED灯丝的一种具体实施方式结构侧视剖面示意图；
图2为本发明所述全向植物生长灯LED灯丝的一种具体实施方式结构俯视剖面示意图；
图3为本发明所述全向植物生长灯LED灯丝的成品外观示意图；
图中附图标记名称为：1-金属支架，2-透明基板，3-蓝光LED芯片，4-焊盘，5-导线，6-灯丝包覆层。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所公开的全向植物生长灯LED灯丝，包括长条形透明基板2，固定于透明基板两端的金属支架1，透明基板上固定有多个蓝光LED芯片3，多个蓝光LED芯片形成至少一列贯穿透明基板的LED串，每一LED串的蓝光LED芯片之间利用导线连接成串联形式；位于透明基板两端的蓝光LED芯片分别用导线连接到支架；
所述透明基板外部还包裹有红色荧光粉层，所述红色荧光粉层由红色荧光粉及胶联剂混合而成。
使用时，将透明基板两端的金属支架分别与电源正负极连接，两个金属支架与连接在金属支架之间的由蓝光LED芯片组成的LED串电连接，通电后由于串联的特性以及LED发光强度只与电流有关，全部蓝光LED芯片发出亮度相同的蓝光，由于基板透明，因此在全向范围内都可得到光照，在透明基板外部包裹有红色荧光粉层，红色荧光粉层不仅包裹透明基板，也包裹全部蓝光LED芯片，蓝光LED芯片发出的蓝光经过红色荧光粉层的滤光后，得到植物照明所需要的近似于阳光的白光，其中红色荧光粉层中的红色荧光粉波长通常为610-680nm或420-480nm两个波段范围内。
透明基板材料可以是普通玻璃，优选硬度高、对蓝光透光性好的透明蓝宝石材料作为基板材料，透明基板上可以设置焊盘以方便固定蓝光LED芯片和焊接导线，透明基板的切割尺寸优选设置为长度1～6cm、宽度0.6～50mm、厚度控制在0.2至3毫米范围内，优选设置厚度为0.4～2mm，保证灯丝的机械强度和较好的透光率。
蓝光LED芯片之间以及与金属支架的连接采用金线、铜线等金属导线，在连接时，导线长度最好不要设置为最短的直线，而应该是如图1所示的弯曲弧形或折线形等，由于在包裹半固定形态的红色荧光粉层后，在后续的固化过程中需要加热，加热过程中玻璃或金属支架容易发生形变，可能导致绷直的灯丝崩断，因此焊接用的导线应该保证相当的富余长度。
本发明所述的上述全向植物生长灯LED灯丝的制造方法包括如下步骤：
步骤1.制作长条形透明基板作为灯丝载体，透明基板两侧分别固定连接金属支架；长条形透明基板可以利用蓝宝石晶体切割制作，将大块的蓝宝石晶体分割成长度1～6cm、宽度0.6～50mm、厚度控制在0.2至3毫米的长条形，（焊盘）。金属支架通常用铝或铜等制成，每根长条形基板需要两个金属支架，分别安装在基板两侧，金属基板的长度保证能够延伸出透明基板，作为后续的电极连接点。
步骤2.在透明基板上固定多个蓝光LED芯片，多个蓝光LED芯片形成至少一列贯穿透明基板的LED串， 根据基板的宽度和蓝光LED芯片的尺寸，可以在透明基板上设置一列或多列LED串，串联形式保证了LED灯发光的均匀性，每一LED串的蓝光LED芯片之间利用导线连接成串联形式；位于透明基板两端的蓝光LED芯片分别用导线连接到金属支架，导线可以采用金线或铜线等。
步骤3.用约0.1%～15%重量比例的红色荧光粉同透明硅胶或透明模封胶均匀混合，并对混合物胶体抽真空和去气泡； 
步骤3中优选的可以在混合物胶体中掺入光扩散颗粒，例如树脂和PC工程塑料颗粒等，掺入光扩散颗粒的重量比例通常控制在0.05-10%，优选的设置为0.25%～5%。植物生长灯LED灯丝通过光扩散颗粒同蓝光芯片，红色荧光粉等混合光决定植物学生长所需光特性，提高红色荧光粉层的透光率、通过增大散射角度提高发光均匀性，实现催进植物生长需要的波长及全方位发光，同时，由于光扩散颗粒的掺入光扩散颗粒还可以提高混合物胶体的混合机械强度。
步骤4.将步骤2得到的透明基板及金属支架组成的套件放入灯丝模具中，向模具中注入步骤3中得到的混合物胶体，取出固化，形成灯丝包覆层。
步骤4可以采用夹具将固定焊好线的金属支架及透明基板套件放入预先做好的灯丝模具中，在模具或点胶机的作用下，注入步骤3得到的含有红色荧光粉的混合物胶体，待混合物胶体稍微凝固后，利用夹具将包裹了混合物胶体的半成品取出，加热固化后得到植物生长灯用的LED灯丝型产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）采用本发明制造的植物生长灯用的LED灯丝在透明基板上设置有多个蓝光LED芯片，每个蓝光LED芯片上设有荧光粉胶层，单排或多排蓝光LED芯片同彼此间红色荧光粉胶层的荧光粉成分异同，本发明制造的植物生长灯LED灯丝整体结构简单，便于制造和实现。在应用时，只要通过向单排或多排蓝光LED芯片和红色荧光粉胶层进行小电流供电，即可使该区域发射出适合植物生长的的光，如此，采用本发明制造的植物生长灯LED灯丝在应用时能实现催进植物生长的光线，便于推广应用。
（2）采用本发明制造的植物生长灯LED灯丝还包括点胶工艺或模封胶层工艺。红色荧光粉、光扩散颗粒、硅胶或环氧树脂胶等混合胶体及同同LED蓝光芯片混合出的蓝光波长在420-480nmt和610-680nm波长的一体式植物生长灯LED灯线型光源。并混合胶层含有若干光扩散颗粒，在采用透明基板的情况下，再通过光扩散颗粒作用后再发出光效更高的功能，如此，使发明应用时能实现360度全方位发光的催进植物生长灯的产品，彻底填补了现在国内外光效低，不能360度全方位发光的一体式植物生长灯LED灯丝型光源空白。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.全向植物生长灯LED灯丝制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.制作长条形透明基板作为灯丝载体，透明基板两侧分别固定连接金属支架；
步骤2.在透明基板上固定多个蓝光LED芯片，多个蓝光LED芯片形成至少一列贯穿透明基板的LED串，每一LED串的蓝光LED芯片之间利用导线连接成串联形式；位于透明基板两端的蓝光LED芯片分别用导线连接到支架；
步骤3.用约0.1%～15%重量比例的红色荧光粉同透明硅胶或透明模封胶均匀混合，并对混合物胶体抽真空和去气泡； 
步骤4.将步骤2得到的透明基板及金属支架组成的套件放入灯丝模具中，向模具中注入步骤3中得到的混合物胶体，取出固化，形成灯丝包覆层。
2.如权利要求1所述的全向植物生长灯LED灯丝制造方法，其特征在于，所述红色荧光粉发光波长为610-680nm或420-480nm。
3.如权利要求1所述的全向植物生长灯LED灯丝制造方法，其特征在于，所述步骤3中的混合物胶体中还添加有光扩散颗粒，所述光扩散颗粒在荧光粉混合胶层的重量占混合胶总体重量的0.05%～10%。
4.如权利要求3所述的全向植物生长灯LED灯丝制造方法，其特征在于，所述光扩散颗粒在荧光粉混合胶层的重量占混合胶总体重量的0.25%～5%。
5.如权利要求1所述的全向植物生长灯LED灯丝制造方法，其特征在于，所述步骤4中向模具中注入混合物胶体的方法采用点胶工艺或模封胶层工艺。
6.全向植物生长灯LED灯丝，其特征在于，包括长条形透明基板，固定于透明基板两端的金属支架，透明基板上固定有多个蓝光LED芯片，多个蓝光LED芯片形成至少一列贯穿透明基板的LED串，每一LED串的蓝光LED芯片之间利用导线连接成串联形式；位于透明基板两端的蓝光LED芯片分别用导线连接到支架；
所述透明基板外部还包裹有红色荧光粉层，所述红色荧光粉层由红色荧光粉及胶联剂混合而成。
7.如权利要求6所述的全向植物生长灯LED灯丝，其特征在于，所述透明基板上设置有多个焊盘，所述蓝光LED芯片固定在焊位上。
8.如权利要求6所述的全向植物生长灯LED灯丝，其特征在于，所述长条形透明基板长度为1～6cm、宽度为0.6～50mm、厚度为0.4～2mm。
9.如权利要求6所述的全向植物生长灯LED灯丝，其特征在于，所述蓝光LED芯片之间的导线成弧形或折线形。
10.如权利要求6所述的全向植物生长灯LED灯丝，其特征在于，所述透明基板材料为透明蓝宝石。
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