CN109282244A - 一种led荧光罩、其制备方法及led灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED灯罩技术领域，具体公开了一种LED荧光罩、其制备方法及LED灯，该LED荧光罩包括安装时罩设于LED灯珠外且呈半封闭结构的透镜主体和设于透镜主体边缘且适于与灯板固定连接的粘贴部，透镜主体由硅胶和荧光粉混合制成，其能够扩大LED发光角度，使发光更加均匀，还有利于散热，提高LED的使用寿命。该LED荧光罩的制备方法为：采用单组分固态硅橡胶的混练胶、荧光粉和硫化剂作为原料进行混合，练好后静置2～4h，再根据荧光罩模具的大小控制硫化机的温度、压力和时间，硫化机对原料进行第一次硫化，再使用风枪配合将荧光罩取出，最后将半成品在温度为150～200℃的密闭空间烘烤1～2h，该方法工艺简单、制作成本低，可解决荧光粉沉淀问题。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯罩技术领域，特别是涉及一种LED荧光罩、其制备方法及LED灯。
背景技术
LED(发光二极管)因为具有节能环保、安全可靠、瞬时启动、长久寿命等诸多优点而被广泛应用于各种场合。市场上常见的LED灯珠的光度分布是朗伯分布，发光角度较小且亮度不均匀，中间比较亮而周边比较暗，发光效果不好且出光效率较低。另外，现有LED灯珠产生白光常用的方法是，使用蓝光或者蓝光和红光组合的LED芯片，搭配黄色荧光粉与透明胶体混合做成用于罩设在LED芯片外的透镜，从而实现白光发射。但是，LED芯片发出的光照射到黄色荧光粉上时会产生热量，现有的含荧光粉的透镜是直接罩设在LED芯片外的，其表面积较小，产生的热量容易聚集，导致LED灯珠温度极易升高，降低LED灯珠的使用寿命。且现有技术中使用透明胶体与荧光粉混合成型的方式制作LED灯罩，制作工艺比较复杂、成本较高，难以保证材料混合的均匀性，易造成荧光粉沉淀不均。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种LED荧光罩，其能够扩大LED发光角度，使发射出的光线更加均匀，而且还有利于散热，提高LED的使用寿命。本发明的主要目的之二在于提供一种LED荧光罩的制作方法，该LED荧光罩的制作方法非常简单，可节约材料成本，还可解决荧光粉沉淀问题。
基于此，本发明的一个方面，提供了一种LED荧光罩，包括安装时罩设于安装于灯板上的LED灯珠外且呈半封闭结构的透镜主体和设于所述透镜主体的边缘的粘贴部，所述粘贴部适于与灯板固定连接；所述透镜主体由硅胶和荧光粉混合制作而成。
作为优选方案，所述透镜主体的重量组分组成为：单组分固态硅橡胶60％-98％、荧光粉3％-35％、硫化剂1-5％。
作为优选方案，所述透镜主体的外形呈半球形或者呈锥形或者截锥形。
作为优选方案，所述透镜主体的外形呈杯形。
作为优选方案，所述透镜主体的顶部出光面上设有用于改变配光方向的凹陷，所述凹陷呈倒锥形设置。
作为优选方案，所述透镜主体与所述粘贴部为一体成型结构，所述透镜主体和所述粘贴部均由硅胶和荧光粉混合制作而成。
作为优选方案，所述粘贴部由所述透镜主体的开口边缘向外延伸设置。
本发明的另一个方面，提供了一种LED荧光罩的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：混料：采用单组分固态硅橡胶、荧光粉和硫化剂作为原料进行混合，用开练机或者密练机练好后静置2～4小时；
步骤二：第一次硫化：根据荧光罩模具的大小控制硫化机的温度、压力和时间，硫化机对置于荧光罩模具的所述混料步骤产生的原料进行第一次硫化；
步骤三：半成品取出：用风枪配合慢慢将荧光罩从荧光罩模具中取出；
步骤四：第二次硫化：将所述半成品在温度为150～200℃的密闭空间烘烤1～2小时。
作为优选方案，步骤二中，对应荧光罩模具的大小为：可成型直径为6mm，高度为2.9mm，厚度为0.8mm的荧光罩为164个，控制硫化机的温度为150～170℃；压力为150～180MPa；时间为220～250秒；所述第二次硫化步骤中控制密闭空间的温度为180℃，烘烤时间为2小时。
本发明的另一个方面，提供了一种LED灯，包括灯板、安装于所述灯板上的若干LED灯珠以及上述的LED荧光罩，所述LED灯珠与所述灯板电性连接，所述LED荧光罩罩设于所述LED灯珠之外并与所述灯板固定连接；所述LED灯珠的透镜的外形呈半球形。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的一种LED荧光罩，通过将其罩设在LED灯珠外，利用其透镜结构，能够扩大LED发光角度，使发射出的光线更加均匀，从而提高出光效率，避免出现眩光等问题。而且，通过将荧光粉设置在LED灯珠外部的LED荧光罩上，有利于LED芯片发出的光照射到荧光粉上产生的热量散发，进而避免因热量在LED灯珠上小范围聚焦而导致LED灯珠温度过高，可延长LED灯珠的使用寿命。
(2)本发明的一种LED荧光罩的制作方法是先将单组分固态硅橡胶、荧光粉和硫化剂作为原料进行混合，用开练机或者密练机练好后静置2～4小时；接着根据荧光罩模具的大小控制硫化机的温度、压力和时间，硫化机对置于荧光罩模具的所述混料步骤产生的原料进行第一次硫化；接着用风枪配合慢慢将荧光罩从荧光罩模具中取出；最后将所述半成品在温度为150～200℃的密闭空间烘烤1～2小时，其制作方法简单，可节约工艺成本，还可解决荧光粉沉淀问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种半球形LED荧光罩的立体结构图；
图2是图1的LED荧光罩安装于灯板上时的纵向剖视图；
图3是本发明另一实施例提供的一种杯形LED荧光罩的立体结构图；
图4是图3的LED荧光罩安装于灯板上时的纵向剖视图；
图5是本发明提供的一种LED荧光罩制备方法的流程图。
其中，10、透镜主体；11、第一凹陷；12、第二凹陷；20、粘贴部；30、LED灯珠；40、灯板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参见图1，示意性地示出了本发明的一种LED荧光罩，该LED荧光罩包括呈半封闭结构的透镜主体10和设于透镜主体10边缘的粘贴部20，透镜主体10由硅胶和荧光粉混合制作而成。安装时，先将LED灯珠安装于灯板上，然后将透镜主体10罩于LED灯珠外，同时使用胶水将粘贴部20粘贴到灯板上，使透镜主体10和灯板稳固连接，当处于有密封性能要求的环境下时，则使用密封胶将粘贴部20密封固定于灯板上。这样，LED灯珠发出的光线，经过透镜主体10的折射/反射作用下，发光角度被扩大，发出的光线更加均匀，有效提高了光能量的利用率。在本实施例中，LED灯珠发出蓝光，透镜主体10的组成成分中包括均匀分布的黄色荧光粉，蓝光照射到黄色荧光粉上，即可从透镜主体10上发出均匀的白光。采用这种方式产生白光，由于荧光粉是分布在LED荧光罩上，而荧光罩的表面积要远大于LED芯片的透镜(一次透镜)，因而蓝光照射在黄色荧光粉上产生的热量可以更快地散发，从而避免在LED芯片的透镜上设置荧光粉而导致热量在小范围内聚集，导致LED灯珠温度大幅上升，影响LED灯的使用寿命。当然，在其他实施例中，LED芯片发出的光和LED芯片的透镜上的荧光粉也可以是其他颜色的，例如，LED芯片发出紫外光，LED芯片的透镜上的荧光粉是三基色荧光粉，只要能达到两者配合发出白光的效果即可，在此不再赘述。
优选地，透镜主体10的重量组分组成为：单组分固态硅橡胶60％-98％、荧光粉3％-35％、硫化剂1-5％，在本实施例中，荧光粉的型号为:MU-008-H/MU-013-H，硫化剂的型号为:C-15，这样LED灯珠发出的蓝光照射到透镜主体10的荧光粉上，即可发出色温为10000K-100000K的白光。
作为优选的实施方式，参见图1至图4所示，透镜主体10的外形呈半球形，或者呈杯形，也可呈锥形或者截锥形，可根据实际产品光学需求选用不同外形的透镜主体10，以适应不同场合的应用。优选地，参见图2所示，呈半球形的透镜主体10，透镜主体10罩设在LED灯珠30之外并一同安装于灯板40上，且透镜主体10顶部的出光面上设有用于改变配光方向的第一凹陷11，第一凹陷11的设置使得LED灯珠30所发出的光线通过第一凹陷11的折射，达到扩大发光角度的目的，从而提高被照面均匀度和光能量的利用率，使LED灯珠30发出更均匀的光。进一步优选地，参见图4所示，呈杯形的透镜主体10，透镜主体10罩设在LED灯珠30之外并一同安装于灯板40上，而且在透镜主体10的出光面上设有用于改变配光方向的第二凹陷12，第二凹陷12呈倒锥形设置，同理，可使得所述LED灯珠30所发出的光线通过第二凹陷12的折射，达到进一步扩大发光角度的目的，从而提高被照面均匀度和光能量的利用率，使LED灯珠30发出更均匀的光。
在上述结构的基础上，透镜主体10与粘贴部20为一体成型结构，透镜主体10和粘贴部20均由硅胶和荧光粉混合制作而成。粘贴部20由透镜主体10的开口边缘向外延伸设置，便于使用密封胶将粘贴部20与灯板40粘贴到一起，实现透镜主体10的固定。
请参见图5所示，示意性地示出了本发明的一种LED荧光罩的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：混料：将配方量的单组分固态硅橡胶、荧光粉和硫化剂作为原料进行混合，用开练机或者密练机练好后静置2～4小时；
步骤二：第一次硫化：根据荧光罩模具的大小控制硫化机的温度、压力和时间，硫化机对置于荧光罩模具的所述混料步骤产生的原料进行第一次硫化；
步骤三：半成品取出：将第一次硫化后的半成品用风枪配合慢慢将荧光罩从荧光罩模具中取出；
步骤四：第二次硫化：将半成品在温度为150～200℃的密闭空间烘烤1～2小时即可制得片状的LED荧光罩片。
这样的制作工艺比较简单、易于实现，制得的LED荧光罩荧光粉分布均匀、光学一致性好，使得LED的出光光线均匀。
作为优选地实施方式，在步骤一与步骤二之间还设置了喷砂步骤：根据实际需要对荧光罩模具表面进行喷砂处理，如果荧光罩模具表面要求为亮面则需喷玻璃砂，荧光罩模具要求为雾面则需喷金刚砂或混合砂，若无要求的可以喷混合砂。在步骤四之后还设置了成品制作步骤：将片状的LED荧光罩通过冲切或者手工自拆即可得到单个的LED荧光罩成品。
在上述方法的基础上，第一次硫化中，对应荧光罩模具的大小为：可成型直径为6mm，高度为2.8mm，厚度为0.8mm的荧光罩为164个，控制硫化机的温度为150～170℃；压力为150～180MPa；时间为220～250秒；第二次硫化步骤中控制密闭空间的温度为180℃，烘烤时间为2小时。
本发明还提供一种LED灯，包括灯板、安装于灯板上的若干LED灯珠30以及上述的LED荧光罩，LED灯珠30与灯板电性连接，LED荧光罩罩设于LED灯珠30之外并与灯板固定连接，LED灯珠30发出的光照射到LED荧光罩上的荧光粉上，两者配合形成白光，同时由于LED灯罩透镜主体对光线的折射/反射作用，使发光角度扩大，发出的光线更加均匀,有效提高了光能量的利用率。
作为优选的实施方式，LED灯珠30的透镜的外形呈半球形，如此，可扩大LED灯珠30的发光角度，在扩大发光面积的同时可使得发光光线更均匀，从而进一步扩大发光光线通过LED灯罩的折射/反射作用后的照射面积，使发光光线更加均匀，进而可进一步提高光能量的利用率。
综上所述，本发明的一种LED荧光罩，通过将其罩设在LED灯珠外，利用其透镜结构，能够扩大LED发光角度，使发射出的光线更加均匀，从而提高出光效率，避免出现眩光等问题。而且，通过将荧光粉设置在LED灯珠外部的LED荧光罩上，有利于LED芯片发出的光照射到荧光粉上产生的热量散发，进而避免因热量在LED灯珠上小范围聚焦而导致LED灯珠温度过高，可延长LED灯珠的使用寿命。本发明的一种LED荧光罩的制作方法，实现方式比较简单，可节约工艺成本，还可解决荧光粉沉淀问题，制得发光均匀的LED灯罩。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED荧光罩，其特征在于，包括安装时罩设于安装于灯板上的LED灯珠外且呈半封闭结构的透镜主体和设于所述透镜主体的边缘的粘贴部，所述粘贴部适于与灯板固定连接；所述透镜主体由硅胶和荧光粉混合制作而成。
2.根据权利要求1所述的LED荧光罩，其特征在于，所述透镜主体的重量组分组成为：单组分固态硅橡胶60％-98％、荧光粉3％-35％、硫化剂1-5％。
3.根据权利要求1所述的LED荧光罩，其特征在于，所述透镜主体的外形呈半球形或者呈锥形或者截锥形。
4.根据权利要求1所述的LED荧光罩，其特征在于，所述透镜主体的外形呈杯形。
5.根据权利要求4所述的LED荧光罩，其特征在于，所述透镜主体的顶部出光面上设有用于改变配光方向的凹陷，所述凹陷呈倒锥形设置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的LED荧光罩，其特征在于，所述透镜主体与所述粘贴部为一体成型结构，所述透镜主体和所述粘贴部均由硅胶和荧光粉混合制作而成。
7.根据权利要求6所述的LED荧光罩，其特征在于，所述粘贴部由所述透镜主体的开口边缘向外延伸设置。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的LED荧光罩的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：混料：采用单组分固态硅橡胶、荧光粉和硫化剂作为原料进行混合，用开练机或者密练机练好后静置2～4小时；
步骤二：第一次硫化：根据荧光罩模具的大小控制硫化机的温度、压力和时间，硫化机对置于荧光罩模具的所述混料步骤产生的原料进行第一次硫化；
步骤三：半成品取出：用风枪配合慢慢将荧光罩从荧光罩模具中取出；
步骤四：第二次硫化：将所述半成品在温度为150～200℃的密闭空间烘烤1～2小时。
9.根据权利要求8所述的LED荧光罩的制备方法，其特征在于，步骤二中，对应荧光罩模具的大小为：可成型直径为6mm，高度为2.9mm，厚度为0.8mm的荧光罩为164个，控制硫化机的温度为150～170℃；压力为150～180MPa；时间为220～250秒；所述第二次硫化步骤中控制密闭空间的温度为180℃，烘烤时间为2小时。
10.一种LED灯，其特征在于，包括灯板、安装于所述灯板上的若干LED灯珠以及如权利要求1至7任一项所述的LED荧光罩，所述LED灯珠与所述灯板电性连接，所述LED荧光罩罩设于所述LED灯珠之外并与所述灯板固定连接；所述LED灯珠的透镜的外形呈半球形。
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