CN105047796B - 一种全周光led光源及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种全周光LED光源及其制备方法，全周光LED光源包括引脚支架，所述引脚支架由一个平面主体和两个引脚组成；LED芯片；波长转换部；LED芯片通过焊接导线固定于所述引脚支架的平面主体上；与平面主体一起封装于波长转换部中间，所述引脚支架的两个引脚伸出波长转换部的外部，分别与电源的正、负极连接。本发明的全周光LED光源，通过将LED芯片整个封装于波长转换部内，实现360°全周光发光，结构简单，同时由于改善了波长转换部的结构，使其体积增大，尤其当多个芯片一起封装时，这样在制造过程中，精度便于控制，色温一致性得以提高。本发明的制备方法简单，易于质控，产品精度好，色温均匀，一致性得到提高。

Description

一种全周光LED光源及其制备方法
技术领域
本发明涉及LED领域，尤其涉及一种全周光LED光源及其制备方法。
背景技术
LED 发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术。具有寿命长、能耗低等优点，在通用照明领域，逐步显现出使用LED 替代传统的发光器件的趋势。
但是目前大部分的LED 光源的自身发光具有指向性，如图1所示，现有的LED光源封装结构如下，包括 LED芯片1’、支架 2’、波长转换部3’、透光部4’，LED芯片1’安装在支架2’上表面中部，LED芯片1’之上覆盖有波长转换部3’，LED芯片1’发出的光能够激发该波长转换部3’使其受激发射受激光。透光部4’位于波长转换部3’的外部。
由于波长转换部3’仅覆盖LED芯片1’的上表面，因此经过激发转化后的所发出的光线具有方向性，即使是经过透光部4’扩散后，配光角一般都在120°以下，光线不能达到的背部，会形成暗影。
而且由于波长转换层3’通常是以膜或者片的形态存在，厚度较薄，体积较小，在制备过程中，由于荧光粉和胶体等材料比重和性质不一致，容易出现沉降、分散不匀等现象，导致产品一致性较差，同一批封装的光源，色温偏差较大，难以控制。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种可以360°发光的全周光LED光源及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全周光LED光源，包括：
引脚支架，所述引脚支架由一个平面主体和两个引脚组成；
LED芯片；
波长转换部；
所述LED芯片通过焊接导线固定于所述引脚支架的平面主体上；与平面主体一起封装于波长转换部内部，所述引脚支架的两个引脚伸出波长转换部的外部，分别与电源的正、负极连接。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，为了保护波长转换部，还包括一透明保护层，包覆于波长转换部的外侧。优选地，所述透明保护层为透明硅胶保护层、透明硅树脂保护层或透明环氧树脂保护层。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，所述波长转换部为圆柱形、棱柱形、球形或异形多面体中的任意一种。
本发明的另一方面，还提供了一种全周光LED光源的制备方法，包括以下步骤：
1）将LED芯片通过焊接导线固定于引脚支架的平面主体上。
2）在真空条件下，将荧光粉、扩散粉和胶体搅拌、混合均匀，得到浆料；然后将浆料注入模具内，其中浆料中扩散粉的含量为0.01-0.5wt%。优选地，混合后浆料的粘度为2000-5000mpa.S。优选地，浆料的混合转速为1500-4500r/min，混合时间为5-15min。
3）将步骤1）中得到的引脚支架插入步骤2）中的模具内，使固定有LED芯片的引脚支架的平面主体完全浸入浆料中。
4）固化、脱模。优选地，固化为加热固化，固化温度为80-150℃，固化时间4-8h。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，本发明的制备方法，还包括将步骤4）得到的LED光源置于填充有透明保护层材料溶液的模具中，然后进一步固化、脱模的步骤。优选地，所述透明保护层材料溶液为硅胶溶液、硅树脂溶液或环氧树脂溶液。
本发明的全周光LED光源，通过改变封装结构，将LED芯片整个封装于波长转换部内，芯片发出的光学经过波长转换部的转化，实现360°全周光发光，无直射光，使人眼不产生炫晕感，保护了视力，同时改变了传统LED光源单面或平面的发光效果，提升了亮度。进一步，还设有透明保护层，延缓老化，增长使用寿命。
本发明的光源结构简单，同时由于改善了波长转换部的结构，使其体积增大，这样在制造过程中，精度便于控制，色温一致性得以提高，尤其是当多个芯片一起封装时。
本发明的全周光LED光源，不仅仅限于白光光源，可以根据需要变换芯片类型，其波长转换部的荧光粉组合等来实现不同颜色，不同色温和显色指数的光。可以实现如红色、黄色、兰色、绿色、紫色及各配合双色的全周光LED，色温范围可以在1400K---100000K之间。
本发明的全周光光源可以广泛应用于各种透明或雾状的灯具内。如球泡灯、小夜灯、太阳能灯、蜡烛灯、筒灯、吊灯、吸顶灯、交通信号灯、广告灯等。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的LED光源的封装结构；
图2是本发明实施例1的LED光源的结构示意图；
图3是本发明实施例2的LED光源的结构示意图；
图4是本发明实施例3的LED光源的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图2所示，一种全周光LED光源，包括引脚支架1，引脚支架1由一个平面主体11和两个引脚12组成；一个LED芯片2；波长转换部3；LED芯片2通过焊接导线6固定于所述引脚支架1的平面主体11上；与平面主体11一起封装在波长转换部3内部，引脚支架1的两个引脚12伸出波长转换部3的外部，分别与电源的正、负极连接。
实施例2
如图3所示，一种全周光LED光源，包括引脚支架11，引脚支架11由一个平面主体111和两个引脚121组成；两个串联LED芯片21；波长转换部31；LED芯片21通过焊接导线61固定于所述引脚支架11的平面主体111上；与平面主体111一起封装在波长转换部31内部，引脚支架11的两个引脚121伸出波长转换部31的外部，分别与电源的正、负极连接。
实施例3
如图4所示，一种全周光LED光源，包括引脚支架12，引脚支架12由一个平面主体112和两个引脚122组成；两个串联LED芯片22；波长转换部32；LED芯片22通过焊接导线62固定于所述引脚支架12的平面主体112上；与平面主体112一起封装在波长转换部32内部，引脚支架12的两个引脚122伸出波长转换部32的外部，分别与电源的正、负极连接。
还包括一透明保护层5，包覆于波长转换部32的外侧。透明保护层5为透明硅胶保护层、硅树脂保护层或者透明环氧树脂保护层，起到保护波长转换部32，延缓其老化的作用；而且可以通过选择和波长转换部32不同折射率的材料，来改善出光率。
本发明实施例中的全周光LED光源中LED芯片（2，21,22）的个数可以有一个或者多个，彼此间串联或并联。
波长转换部（3，31，32）的形状不限于图2-4所示的情况，也可以是棱柱形、异形多面体等。只要能够实现对LED芯片（2，21，22）的全面包裹，实现360°全面发光，便于制造即可。
上述实施例中的全周光LED光源，可以通过以下方法制备。
1）将LED芯片（2，21，22）通过焊接导线（6，61，62）固定于引脚支架（1，11，12）的平面主体（11，111，112）上。
LED芯片（2，21，22）可以是紫外芯片、蓝光芯片、黄光芯片、红光芯片或白光芯片中的任意一种，可以是多个或者单个芯片的组合，LED芯片（2，21，22）之间彼此串联或者并联。
引脚支架（1，11，12）的材质可以为铁、铝、铜或表面镀银等。
焊接导线（6，61，62）可以为金导线、银导线、铝导线、铜导线或其合金导线。
2）在真空条件下，将荧光粉、扩散粉和胶体搅拌、混合均匀，得到浆料；然后将浆料注入模具内。
荧光粉可以是一种或者多种的混合，可以常用的硅酸盐，铝酸盐或氮化物荧光粉中的任意一种或者一种以上组合。
扩散粉可以是纳米二氧化硅、或者由树脂和硅胶组成的扩散材料，含量通常在0.01-0.5wt%之间，以达到良好的扩光效果，使光线均匀，避免眩光。
胶体可以是硅胶、硅树脂或者环氧胶等，如可以采用环氧AB胶。
模具的形状由最终得到的光源的形状来决定，可以是圆柱形、棱柱形、球形或任意的异形多面体等。
混合浆料时，必须在真空条件下进行，避免引入气泡，优选地，浆料的混合转速为1500-4500r/min，混合时间为5-15min。优选地，混合后浆料的粘度为2000-5000mpa.S，以便于注入模具，同时避免其中的荧光粉、扩散粉等沉降。
以环氧AB胶为例，可以在真空条件下，先将荧光粉与A胶混合，扩散粉与B胶混合，然后再将混有荧光粉的A胶和混有扩散粉的B胶混合，注入模具内。
3）将步骤1）中得到的引脚支架（1，11，12）插入步骤2）中的模具内，使固定有LED芯片（2，21，22）的引脚支架的平面主体（11，111，112）完全浸入浆料中。
4）固化、脱模。
固化可以为加热固化，但并不限于此。为了避免固化过程中开裂，优选地，固化温度为80-150℃，固化时间4-8h，具体可以是4h、6h、8h等，依浆料的粘度和种类设定。
若采用AB胶，混合后，浆料会逐步固化，但速度较慢，为了加快速度，优选进行加热固化。
对于实施例3中的光源，还包括步骤5），将步骤4）得到的LED光源置于填充有透明保护层5材料溶液的模具中，然后进一步固化、脱模的步骤。优选地，所述透明保护层5材料溶液为硅胶溶液、硅树脂溶液或环氧树脂溶液。
本发明的制备工艺，通过选择合适的扩散剂添加范围，控制扩光效果，优化工艺条件，得到全角度发光，光线均匀的光源。本发明的LED光源，结构简单，通过将LED芯片整体封装与波长转换部内部，可以充分利用芯片发出的光线，一方面提高光线利用率，提升光效；另一方面也使得光线柔和均匀，便于配光。本发明的LED光源可以广泛应用于各种灯具中，如球泡灯、小夜灯、太阳能灯、蜡烛灯、筒灯、吊灯、吸顶灯、交通信号灯、广告灯等。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种全周光LED光源，其特征在于，包括
引脚支架，所述引脚支架由一个平面主体和两个引脚组成；
LED芯片，所述LED芯片具有一个或者多个，彼此之间串联或者并联；
波长转换部；所述波长转换部由荧光粉、扩散粉和胶体组成；
所述LED芯片通过焊接导线固定于所述引脚支架的平面主体上；与平面主体一起封装于波长转换部内部，所述引脚支架的两个引脚伸出波长转换部的外部，分别与电源的正、负极连接；所述波长转换部外侧还设置有透明保护层，所述保护层折射率不同于波长转换部；
所述全周光LED光源的制备方法如下：
1)将LED芯片通过焊接导线固定于引脚支架的平面主体上；
2)在真空条件下，将荧光粉、扩散粉和胶体搅拌、混合均匀，得到浆料；然后将浆料注入模具内，其中浆料中扩散粉含量为0.01-0.5wt％，混合浆料时，必须在真空条件下进行，避免引入气泡，浆料的混合转速为1500-4500r/min，混合时间为5-15min，混合后浆料的粘度为2000-5000mpa.S，以便于注入模具，同时避免其中的荧光粉、扩散粉沉降；
3)将步骤1)中得到的引脚支架插入步骤2)中的模具内，使固定有LED芯片的引脚支架的平面主体完全浸入浆料中；
4)固化、脱模。
2.根据权利要求1所述的全周光LED光源，其特征在于，所述透明保护层为透明硅胶保护层、透明硅树脂保护层或透明环氧树脂保护层。
3.根据权利要求1-2任一项所述的全周光LED光源，其特征在于，所述波长转换部为圆柱形、棱柱形、球形或异形多面体中的任意一种。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的全周光LED光源的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将LED芯片通过焊接导线固定于引脚支架的平面主体上；
2)在真空条件下，将荧光粉、扩散粉和胶体搅拌、混合均匀，得到浆料；然后将浆料注入模具内，其中浆料中扩散粉含量为0.01-0.5wt％；
3)将步骤1)中得到的引脚支架插入步骤2)中的模具内，使固定有LED芯片的引脚支架的平面主体完全浸入浆料中；
4)固化、脱模。
5.根据权利要求4所述的全周光LED光源的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，混合后浆料的粘度为2000-5000mpa.S。
6.根据权利要求5所述的全周光LED光源的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，浆料的混合转速为1500-4500r/min，混合时间为5-15min。
7.根据权利要求6所述的全周光LED光源的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，固化为加热固化，固化温度为80-150℃，固化时间4-8h。
8.根据权利要求4-7任一项所述的全周光LED光源的制备方法，其特征在于，还包括将步骤4)得到的LED光源置于填充有透明保护层材料溶液的模具中，然后进一步固化、脱模的步骤。
9.根据权利要求8所述的全周光LED光源的制备方法，其特征在于：所述透明保护层材料溶液为硅胶溶液、硅树脂溶液或者环氧树脂溶液。
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