CN105156992A - 一种陶瓷灯罩专用白光光源及制造方法 - Google Patents

一种陶瓷灯罩专用白光光源及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种陶瓷灯罩专用白光光源的设置方法,首先测量所述陶瓷灯罩的吸光特性,当所述陶瓷灯罩存在某一波长段吸收时,则通过荧光粉配比将COB蓝光集成光源结构的白光光源的所述某一波长段加强发光强度;得到陶瓷灯罩专用白光光源;陶瓷灯罩的透光性能与制作陶瓷灯罩的陶瓷原料、烧结工艺及其厚度相关,不同的陶瓷灯罩的光学吸收特性有差异,即不同陶瓷灯罩吸收的光线波长及强度有差异;将LED白光光源在接通电源后发出与所述陶瓷匹配的光谱的白光,所述光谱的白光光线照射到陶瓷灯罩上,LED白光光源所发出的光线经陶瓷灯罩所透射后的出射光符合标准色坐标,符合人眼对通常白光的视觉要求种陶瓷灯罩专用LED白光光源。

Description

一种陶瓷灯罩专用白光光源及制造方法
技术领域
本发明涉及照明技术领域,尤其涉及一种陶瓷灯灯罩专用LED白光光源及制造方法。
背景技术
陶瓷灯具大多由陶瓷灯罩、光源和其它辅助的组件如灯架等构成。目前市场上陶瓷灯罩的种类很多,包含利用多种陶瓷原料及烧结工艺制作的陶瓷,如含氧化铝组分的陶瓷、含氧化锆组分的陶瓷及含氧化镁组分的陶瓷等。陶瓷灯罩通常使用的光源包括普通的钨丝灯泡、节能灯(包含日光色和暖白色等)及LED灯泡等。
陶瓷是一种无机材料,一般不透明,对光线有吸收作用。如果对陶瓷的组分进行特别设计、减小陶瓷胚体的厚度,并在还原性气氛下烧结,获得的陶瓷具有一定透光特征。运用陶瓷的这一特性,陶瓷可以运用到照明领域,例如陶瓷灯罩等。
陶瓷透光性能与制作陶瓷灯罩的陶瓷原料、烧结工艺及其厚度有很大关系,意味着不同的陶瓷灯罩吸收的光线不一样。不同的陶瓷灯罩吸收的光线波长及光线的强度也会不一样。因此在传统的陶瓷灯罩中使用普通的白光光源后,白光光源在透过陶瓷灯罩后某种波长的光线被陶瓷吸收,到达人眼的光线品质会发生变化,并导致陶瓷灯罩表面的艺术图案色彩还原性差,不能完全显露陶瓷本身的艺术魅力。
发明内容
本发明的目的是:提出一种陶瓷灯罩专用白光光源及制造方法,该光源可以有效解决上述传统陶瓷灯罩出光品质差及陶瓷灯罩表面艺术图案色彩还原性差等缺陷。
本发明的技术方案是:一种陶瓷灯罩专用白光光源的设置方法,首先测量所述陶瓷灯罩的吸光特性,当所述陶瓷灯罩存在某一波长段吸收时,则通过荧光粉配比将COB蓝光集成光源结构的白光光源的所述某一波长段加强发光强度;得到陶瓷灯罩专用白光光源;陶瓷灯罩的透光性能与制作陶瓷灯罩的陶瓷原料、烧结工艺及其厚度相关,不同的陶瓷灯罩的光学吸收特性有差异,即不同陶瓷灯罩吸收的光线波长及强度有差异;将LED白光光源在接通电源后发出与所述陶瓷匹配的光谱的白光,所述光谱的白光光线照射到陶瓷灯罩上,LED白光光源所发出的光线经陶瓷灯罩所透射后的出射光符合标准色坐标,符合人眼对通常白光的视觉要求。
克服陶瓷灯罩的吸收特性,透过陶瓷灯罩的白光特性大大增强。也会凸显增强亮度。
专用白光光源,包括(针对不同形状和大小的)陶瓷灯罩、匹配陶瓷灯罩的专用白光光源、专用白光光源散热底座;LED专用光源包含单颗LED白光灯珠,或包含多颗LED白光灯珠,多颗LED白光灯珠被焊接在PCB板上;多颗LED白光灯珠之间串联、并联或混连;单颗LED白光灯珠或含有多颗LED白光灯珠的PCB板通过导热胶被固定在散热底坐上;散热底座具有多种物理形状,材质为金属或陶瓷;通过控制LED白光灯珠在封装过程中所使用荧光粉的种类及含量来调节;
专用白光光源使用具有贴片式的LED球泡结构,在该结构中,多颗LED白光灯珠被焊接在PCB板上,PCB板通过导热胶固定在散热底座上;专用白光光源中散热底座上方还包括驱动LED白光灯珠的电源。
白光光源为上述单颗、多颗LED白光灯珠或具有远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源结构。
专用白光光源外部设有雾化罩;雾化罩的材质为玻璃,或树脂;雾化罩的表面做粗糙化或雾化处理,或雾化罩在玻璃或树脂的加工过程中通过加入散射剂来获得;LED专用光源的色温在2000K-20000K之间。
专用白光光源具有有不同的结构;针对小型的中空的柱状或曲面状陶瓷灯罩或艺术品,白光光源使用单颗LED白光灯珠、或贴片型LED球泡光源、或远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源组合型球泡光源;对于平板型陶瓷灯罩或艺术品,LED专用光源为侧入式或直下式LED平面面板型LED白光光源。
LED专用光源可以是一种远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源组合结构的LED球泡;因此,多颗LED白光光源+PCB板的结构可以被远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源的结构所代替,因而获得大的发光角度。
LED专用光源的光学特性与具体的陶瓷灯罩的光学特性相对应;LED白光光源所发出的光线经陶瓷灯罩所透射后的出射光符合标准色坐标,或符合人眼对通常白光的视觉要求。
白光光源的发光特性经过特殊的设计,设计方案基于以下物理原理。陶瓷灯罩的透光性能与制作陶瓷灯罩的陶瓷原料、烧结工艺及其厚度有很大关系,意味着不同的陶瓷灯罩的光学吸收特性不一样。不同陶瓷灯罩吸收的光线波长及光线的强度也会不一样。LED白光光源在接通电源后发出白光,白光光线照射到陶瓷灯罩上。由于陶瓷灯罩的吸光特性,如果透过陶瓷出射的光线缺少了某种波长的光线,比如蓝光,那么陶瓷就会在某种程度上显示出蓝色;如果透过陶瓷出射的光线缺少了一些绿光成分,那么陶瓷就会在某种程度上显示出绿色。因此要使得透过陶瓷灯罩的光线符合标准的色坐标就必须专门设计LED白光灯珠的光学特性。
针对不同的陶瓷灯罩,所使用的LED白光光源需具有不同的发光特性;LED白光光源所发出的光线部分被陶瓷灯罩吸收,剩余的透射光线必须符合标准色坐标,或符合人眼对通常白光的视觉要求。
本发明的有益效果是,根据本发明制造的一种陶瓷灯罩专用白光光源,可以有效解决传统的陶瓷灯罩的出光品质差及陶瓷灯罩表面艺术图案色彩还原性差等缺陷。该陶瓷灯罩专用光源可以补偿被陶瓷灯罩本身的光吸收,使得陶瓷灯罩所发出的光线更纯正,陶瓷灯罩表面的色彩还原性更好,有效提升陶瓷灯罩的艺术魅力。陶瓷透光性能与制作陶瓷灯罩的陶瓷原料、烧结工艺及其厚度有很大关系,不同的陶瓷灯罩吸收的光线波长及光线的强度也不一样。本发明涉及的一种陶瓷灯罩专用LED白光光源可以有效解决传统的陶瓷灯罩的出光品质差及陶瓷灯罩表面艺术图案色彩还原性差等缺陷。符合人眼对通常白光的视觉要求种陶瓷灯罩专用LED白光光源及制造方法。
附图说明:
图1为一种具有球泡结构陶瓷灯罩专用LED白光光源的结构示意图。
图2为使用普通节能灯作为白光光源的陶瓷灯罩和使用LED专用白光光源的陶瓷灯罩的实物效果图。
图3为一种具有远程荧光粉透镜与COB蓝光集成光源组合球泡结构的陶瓷灯罩专用白光光源结构示意图。
图4为一种薄胎陶瓷板画专用侧入式平面结构LED白光光源结构示意图。
图5为一幅应用侧入式LED专用白光面板白光光源的瓷板画(春韵图)的实物图片。
具体实施例:
为了更清晰地表述本发明,下面结合附图对本发明做进一步地描述。
以图1加以具体说明。图1为一种具有球泡结构专用LED白光光源的陶瓷灯罩结构示意图。LED白光灯珠1被焊接在PCB板2上,分布有LED白光灯珠1的PCB板2通过导热胶固定在散热底座3上。4为直流电源,5和6为直流电源的电极线,7为雾化灯罩,8为电极线的通孔。9为含氧化镁组分的薄胎陶瓷灯罩,该组分的灯珠吸收部分短波长的光线。LED白光灯珠2经过专门设计,以补充部分被陶瓷灯罩吸收的光线。整个陶瓷灯罩发出的光线色温为5600K。图2为使用普通节能灯作为白光光源的陶瓷灯罩和使用LED专用白光光源的陶瓷灯罩的实物效果图。
其中,LED专用光源可以包含单颗LED白光灯珠,或包含多颗LED白光灯珠,多颗LED白光灯珠被焊接在PCB板上;多颗LED白光灯珠之间串联、或并联、或混连;单颗LED白光灯珠或含有多颗LED白光灯珠的PCB板通过导热胶被固定在散热底座上;散热底座可以具有多种物理性状,材质可以为金属,或陶瓷等;
普通贴片式LED灯珠的发光角度一般在120度左右,这是由其芯片支架的光学结构所决定的。中国发明专利CN201410649313(一种远程荧光粉透镜和制造方法及其应用,申请人同为江苏脉锐光电科技有限公司)公布了一种具有类半球体复合曲面结构的远程荧光粉透镜。运用上述远程荧光粉透镜加COB蓝光光源的封装结构获得LED白光光源可以获得近360度发光角度的白光。
因此,多颗LED白光光源+PCB板的结构可以被远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源的结构所代替,因而获得大的发光角度。
为了获得更均匀的发光效果,针对柱状或曲面状的陶瓷灯罩,优选具有远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源组合结构的LED球泡;
针对具有平面结构的陶瓷灯罩(如瓷板画),可以使用侧入式平面结构的LED白光光源,LED白光灯珠排布在平面光源的侧面;
针对具有平面结构的陶瓷灯罩(如瓷板画),还可以使用直下式平面结构的LED白光光源,LED白光灯珠排布在平面光源的底部。
LED白光光源的光谱特性需与陶瓷(灯罩)的光学特性相对应。
如果使用普通的白光光源,陶瓷灯罩在被照射后显色偏绿(更精确光源设置的要通过光谱测量),意味着陶瓷在某种程度上吸收绿光。与之对应地,在封装LED蓝光芯片时需要使用LED黄绿粉,且黄绿粉的使用量略微增加(如增加原来LED黄绿荧光粉用量的3-15%)。具体LED黄绿粉的发光波长、黄绿粉的使用量、与之对应的配合使用LED红粉的配方及使用量均需要作出调整。
如果使用普通的白光光源,陶瓷灯罩在被照射后显色偏蓝,意味着陶瓷在某种程度上吸收蓝光。与之对应地,需要调节LED蓝光芯片的发光波长,使得LED蓝光芯片的发光波长(光谱发光强度的峰值)尽量靠近陶瓷灯罩的吸光波段。然后还需要调节所使用的LED黄色荧光粉的发光波长及配套使用的LED红色荧光粉的发光波长及其配比(如相应减少LED黄色荧光粉、LED红色荧光粉的用量)。
对于远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源结构的LED白光光源,光源发光特性调整方案大致相同,只是封装方式有所不同。
以图3对实施例加以具体说明。实施例2与实施例1的区别在于,LED专用白光光源为具有远程荧光粉透镜与COB蓝光集成光源组合的球泡灯,结构示意图如图3所示。远程荧光粉透镜11被固化在COB蓝光集成光源上10上。COB蓝光集成光源10通过导热胶被固定在散热底座12上。COB蓝光集成光源10所发出的蓝光光线激发远程荧光粉透镜11表面的荧光粉涂层,荧光粉受激发出的光线在透镜表面发生散射,可以有多种出射方向。其中部分出射光线如20可以照射到背面,使得陶瓷灯罩发光更均匀。
以图4对实施例做具体说明。图4为一种薄胎陶瓷板画专用侧入式平面结构LED白光光源结构示意图。LED白光灯珠21被固定在PCB板22上;PCB板22通过导热胶被固定在金属材质的LED灯架23上,金属灯架具有散热功能;LED白光灯珠22所发出的光线经过散射及反射机构作用后从其表面24出射,然后照射瓷板画25。多颗LED光源经过特殊的电气连接,接通电源后可以发光,照亮瓷板画25。
图5是一幅应用侧入式LED专用白光面板型白光光源的瓷板画(春韵图)的实物图片。
远程荧光粉透镜,包括一种复合曲面结构,其中复合曲面结构是一个具有较大曲率半径的类半球壳体和一个具有较小曲率半径的类半球实心曲面体的复合体,复合体的横截面为类半圆形;较大曲率半径的壳体和具有较小曲率半径的实心曲面体的类半圆形截面共有一个圆心;或是一个底面为正方形的具有方伞型凸面形状结构的大远程荧光粉壳体和一个小的方伞型凸面形状结构实心曲面体的复合体;或是一个底面为长方形的具有变形的半园柱体形状结构的大远程荧光粉壳体和一个小的变形的半园柱体形状结构实心曲面体的复合体。
壳体具有一个外表面和一个内表面;壳体的外表面为球面、抛物面或任意光滑的凸面;壳体的厚度是均匀的,或根据其最终的应用环境来调节;壳体的厚度范围为50微米~3毫米;壳体的内表面与实心曲面体表面的物理形状完全一致,为球面、或抛物面或任意光滑表面;较小的实心曲面体表面与较大的壳体内表面完全贴合。
较大的壳体是一种远程荧光粉结构,包含一种透明有机物基体A与荧光粉B颗粒的混合物;其中,透明有机物基体A的材质为PMMA、PMMA合金树脂、聚碳酸酯、PC合金树脂、环氧、丁苯、苯砜树脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光学树脂、尼龙或PC增强的PMMA或MS树脂、或硅橡胶;其中,荧光粉B为LED黄色荧光粉、或LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物,或者是LED黄色荧光粉与少量LED红色荧光粉的混合物;较小的实心曲面体为一种透明的有机物C,其材质为PMMA、PMMA合金树脂、聚碳酸酯、PC合金树脂、环氧、丁苯、苯砜树脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光学树脂、尼龙或PC增强的PMMA或MS树脂、或硅橡胶;具体可以根据使用温度环境来选择。
以上所述仅为本发明专利的实施例而已,并不用以限制本发明专利,凡在本发明专利的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均以包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种陶瓷灯罩专用白光光源的设置方法,其特征是首先测量所述陶瓷灯罩的吸光特性,当所述陶瓷灯罩存在某一波长段吸收时,则通过荧光粉配比将COB蓝光集成光源结构的白光光源的所述某一波长段加强发光强度;得到陶瓷灯罩专用白光光源;陶瓷灯罩的透光性能与制作陶瓷灯罩的陶瓷原料、烧结工艺及其厚度相关,不同的陶瓷灯罩的光学吸收特性有差异,即不同陶瓷灯罩吸收的光线波长及强度有差异;将LED白光光源在接通电源后发出与所述陶瓷匹配的光谱的白光,所述光谱的白光光线照射到陶瓷灯罩上,LED白光光源所发出的光线经陶瓷灯罩所透射后的出射光符合标准色坐标,符合人眼对通常白光的视觉要求。
2.根据权利要求1所述的陶瓷灯罩专用白光光源,包括陶瓷灯罩、匹配陶瓷灯罩的专用白光光源、专用白光光源散热底座;LED专用光源包含单颗LED白光灯珠,或包含多颗LED白光灯珠,多颗LED白光灯珠被焊接在PCB板上;多颗LED白光灯珠之间串联、并联或混连;单颗LED白光灯珠或含有多颗LED白光灯珠的PCB板通过导热胶被固定在散热底坐上;散热底座具有多种物理形状,材质为金属或陶瓷;通过控制LED白光灯珠在封装过程中所使用荧光粉的种类及含量来调节。
3.根据权利要求2所述的陶瓷灯罩专用LED白光光源,其特征在于,专用白光光源使用具有贴片式的LED球泡结构,在该结构中,多颗LED白光灯珠被焊接在PCB板上,PCB板通过导热胶固定在散热底座上;专用白光光源中散热底座上方还包括驱动LED白光灯珠的电源。
4.根据权利要求2或3所述的陶瓷灯罩专用LED白光光源,其特征在于,所述光源为上述单颗、多颗LED白光灯珠或具有远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源结构。
5.根据权利要求2或3所述的陶瓷灯罩专用LED白光光源,其特征在于,专用白光光源外部设有雾化罩;雾化罩的材质为玻璃,或树脂;雾化罩的表面做粗糙化或雾化处理,或雾化罩在玻璃或树脂的加工过程中通过加入散射剂来获得。
6.根据权利要求2所述的陶瓷灯罩专用LED白光光源,其特征在于,发光特性LED专用光源的色温在2000K-20000K之间。
7.根据权利要求2所述的陶瓷灯罩专用LED白光光源,其特征在于,专用白光光源具有不同的结构;针对小型的中空的柱状或曲面状陶瓷灯罩或艺术品,白光光源使用单颗LED白光灯珠、或贴片型LED球泡光源、或远程荧光粉透镜加COB蓝光集成光源组合型球泡光源;对于平板型陶瓷灯罩或艺术品,LED专用光源为侧入式或直下式LED平面面板型LED白光光源。
8.权利要求1所述的一种陶瓷灯罩专用LED白光光源,其特征在于,LED专用光源可以是一种远程荧光粉透镜加COB蓝光光源的组合。
9.权利要求1所述的一种陶瓷灯罩专用LED白光光源,其特征在于,LED专用光源的光学特性与具体的陶瓷灯罩的光学特性相对应;LED白光光源所发出的光线经陶瓷灯罩所透射后的出射光符合标准色坐标,或符合人眼对通常白光的视觉要求。
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TA01 Transfer of patent application right
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Effective date of registration: 20181106

Address after: 210000 Nanjing Yao Qixia Road, 7 Qixia 16 Yao Yao science and technology center 1004 room

Applicant after: NANJING YINGBO PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 210038 28-4 Heng Fa Road, Nanjing economic and Technological Development Zone, Jiangsu

Applicant before: JIANGSU MAIRUI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
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Denomination of invention: A specialized white light source for ceramic lampshade and its manufacturing method

Effective date of registration: 20230719

Granted publication date: 20181228

Pledgee: Nanjing Zidong sub branch of Bank of Nanjing Co.,Ltd.

Pledgor: NANJING YINGBO PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980048740

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20181228