CN113540317B - 一种led灯芯覆盖材料、led灯珠及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED灯芯覆盖材料、LED灯珠及其制作方法，属于LED发光装置技术领域。本发明提供的LED灯芯覆盖材料包括硅胶、荧光粉、纳米氧化钛和纳米氧化锌；所述硅胶的体积与荧光粉、纳米氧化钛、纳米氧化锌的质量比为85～95L：8～10kg：6～8kg：1～3kg。本发明提供的覆盖材料能有效消除LED灯芯发出的蓝光，将上述覆盖材料点胶覆盖至蓝光芯片支架内，得到灯珠，通电后测量灯珠的光谱，测量结果表明：本发明提供的LED灯芯覆盖材料在有效去除蓝光的同时，还能有效保留LED既有的红光及黄绿光，增加显色性指数。

Description

一种LED灯芯覆盖材料、LED灯珠及其制作方法
技术领域
本发明属于LED发光装置技术领域，具体涉及一种LED灯芯覆盖材料、LED灯珠及其制作方法。
背景技术
蓝光是波长处于400nm～480nm之间具有相对较高能量的光线。该波长内的蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，严重威胁我们的眼底健康。早在1966年，Nell等研究发现蓝光的照射可能引起视网膜细胞的损伤，导致视力下降甚至丧失。其中，波长400～450纳米之间的短波蓝光对视网膜的危害程度最大。世界顶尖光学专家一致指出：短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜。蓝光照射视网膜会产生自由基，而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，上皮细胞的衰亡会导致光敏感细胞缺少养分从而引起视力损伤，而且这些损伤是不可逆的。
蓝光对人眼的危害主要表现在导致近视、白内障以及黄斑病变的眼睛病理危害和人体节律危害。其一，有害蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜，引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。光敏感细胞的死亡将会导致视力下降甚至完全丧失，这种损坏是不可逆的。蓝光还会导致黄斑病变。人眼中的水晶体会吸收部分蓝光渐渐混浊形成白内障，而大部份的蓝光会穿透水晶体，尤其是儿童水晶体较清澈，无法有效抵挡蓝光，从而更容易导致黄斑病变以及白内障。其二，由于蓝光的波长短，聚焦点并不是落在视网膜中心位置，而是离视网膜更靠前一点的位置。要想看清楚，眼球会长时间处于紧张状态，引起视疲劳。长时间的视觉疲劳，可能导致人们近视加深、出现复视、阅读时易串行、注意力无法集中等症状，影响人们的学习与工作效率。其三，蓝光会抑制褪黑色素的分泌，而褪黑色素是影响睡眠的一种重要激素，目前已知的作用是促进睡眠、调节时差。这也能解释为什么在睡前玩手机或者平板电脑，会造成睡眠质量不高甚至难以入睡的原因。
在如今科技迅速发展的时代，电脑，笔记本，平板电脑等数码产品使我们可以足不出户的工作、生活、娱乐。这一切都是通过互联网和计算机显示屏来显示的。人类生活已经离不开显示屏幕，也离不开电视。OLED有机电视成为新选择。OLED(Organic Light-Emitting Diode)，全称“有机发光二极管”，是一种显示屏幕技术。OLED有机电视的屏幕面板每一个像素点都能独立自发光，不需要背光源。OLED有机发光体有3317万个固体微粒，能自动发光，只要向电极中输入电压，激发层就能产生所需要的彩色光，产生的蓝色光波段主要集中在460nm处，而有害蓝光存在于400nm～450nm之间，蓝光能量颇高，对人眼危害较严重，不适宜长时间观看。我们在利用数码产品提高工作效率，享受娱乐生活的同时，也应该注意到自己的双眼正受到蓝光的伤害。目前，针对显示屏蓝光的有效解决方案是对可视体进行贴膜处理。防蓝光贴膜技术在现今已非常成熟，成本很低，可以有效阻止蓝光穿透。
与此同时，LED照明设备作为一种新型光源，在国内已经得到了迅速的发展。LED照明设备以蓝光芯片为光源，只要使用LED蓝光芯片，势必会有蓝光波段。研究发现，LED中的蓝光能大量杀伤人眼活性细胞，以致眼睛会无缘无故地流泪，或是眼睛很酸痛，灯光很刺眼，已经困扰人类眼球相当长久的时间。然而，针对LED照明设备中的蓝光，目前还没有较好的处理方法。
发明内容
有鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能有效去除LED蓝光的LED灯芯覆盖材料及LED灯珠，且在去除蓝光的同时，有效保留LED既有的红光及黄绿光，增加显色性指数。
本发明提供了一种LED灯芯覆盖材料，所述覆盖材料包括硅胶、荧光粉、纳米氧化钛和纳米氧化锌；所述硅胶的体积与荧光粉、纳米氧化钛、纳米氧化锌的质量比为85～95L：8～10kg：6～8kg：1～3kg。
优选的，所述硅胶包括A胶和B胶，所述A胶和B胶的体积比为(0.8～1.2)：1，所述A胶和B胶现用现配。
优选的，所述荧光粉包括黄粉、绿粉和红粉；所述黄粉、绿粉和红粉的质量比为800～1200：4～6：2～4。
本发明提供了上述LED灯芯覆盖材料的制作方法，包括如下步骤：
(1)将纳米氧化钛、纳米氧化锌与硅胶溶剂混合，45～60℃加热3～10min，得到纳米氧化金属混合物；
(2)将所述纳米氧化金属混合物与硅胶混合，得到含有纳米氧化金属的硅胶；
(3)将所述含有纳米氧化金属的硅胶与荧光粉混合，消泡，得到LED灯芯覆盖材料。
优选的，所述硅胶溶剂包括异丙醇。
本发明还提供了一种LED灯珠，所述LED灯珠包括上述的覆盖材料和LED灯芯，所述覆盖材料包裹在LED灯芯表面。
优选的，所述LED灯芯的发光波长为400～480nm。
本发明提供了上述LED灯珠的制作方法，将上述的覆盖材料点胶覆盖至LED灯芯，凝固定形后得到LED灯珠。
有益效果：本发明提供了一种LED灯芯覆盖材料，所述覆盖材料包括硅胶、荧光粉、纳米氧化钛和纳米氧化锌；所述硅胶的体积与荧光粉、纳米氧化钛、纳米氧化锌的质量比为85～95L：8～10kg：6～8kg：1～3kg。本发明将上述覆盖材料点胶覆盖至蓝光芯片支架内，得到灯珠。通电后测量灯珠的光谱，测量结果表明：本发明提供的LED灯芯覆盖材料能有效去除蓝光，且能有效保留LED既有的红光及黄绿光，增加显色性指数。
附图说明
图1为本发明实施例3所述光谱测定结果。
具体实施方式
本发明提供了一种LED灯芯覆盖材料，所述覆盖材料包括硅胶、荧光粉、纳米氧化钛和纳米氧化锌；所述硅胶的体积与荧光粉、纳米氧化钛、纳米氧化锌的质量比为85～95L：8～10kg：6～8kg：1～3kg。
在本发明中，所述硅胶优选包括A胶和B胶，所述A胶为耐高温原硅胶，所述B胶为催化剂，所述A胶和B胶的体积比优选为(0.8～1.2)：1，更优选为1：1。本发明对所述A胶和B胶的来源不作特别限定，本领域常规市售用于硅胶配制的A胶和B胶即可。例如，在本发明的实施例中，所述A胶和B胶购买自台湾天宝公司生产的“配粉胶”，货号为2850。基于A胶和B胶混合后会凝固的性质，本发明所述硅胶须现用现配。A胶和B胶混合能起到融合和覆盖芯片的作用。
在本发明中，所述荧光粉优选包括黄粉、绿粉和红粉，所述黄粉、绿粉和红粉的质量比优选为800～1200：4～6：2～4，更优选为1000：5：3。本发明对所述荧光粉的来源不作特别限定，本领域用于LED灯制作的荧光粉均可。本发明对所述纳米氧化钛和纳米氧化锌的来源不作特别限定，本领域常规市售产品即可。
在本发明中，所述硅胶的体积与荧光粉、纳米氧化钛、纳米氧化锌的质量比为85～95L：8～10kg：6～8kg：1～3kg，优选为87～93L：8.5～9.5kg：6.5～7.5kg：1.5～2.5kg，更优选为90L：9kg：7kg：2kg。该比例设置能使有害人眼的光得到最大程度的过滤。
本发明提供了上述LED灯芯覆盖材料的制作方法，包括如下步骤：
(1)将纳米氧化钛、纳米氧化锌与硅胶溶剂混合，45～60℃加热3～10min，得到纳米氧化金属混合物；
(2)将所述纳米氧化金属混合物与硅胶混合，得到含有纳米氧化金属的硅胶；
(3)将所述含有纳米氧化金属的硅胶与荧光粉混合，消泡，得到LED灯芯覆盖材料。
本发明先将纳米氧化钛、纳米氧化锌与硅胶溶剂混合，加热，得到纳米氧化金属混合物。在本发明中，所述硅胶溶剂优选包括异丙醇。所述硅胶溶剂的用量优选为纳米氧化钛和纳米氧化锌总质量的1/8～1/10，更优选为1/9。本发明利用硅胶溶剂将粉状的纳米氧化钛和纳米氧化锌混合均匀，有助于后续加入硅胶后纳米氧化钛、纳米氧化锌和硅胶分子的结合。在本发明中，所述加热的温度优选为45～60℃，更优选为50℃，所述加热的时间优选为3～10min，更优选为5min。所述加热能使硅胶溶剂初步挥发。
得到纳米氧化金属混合物后，本发明将所述纳米氧化金属混合物与硅胶混合，得到含有纳米氧化金属的硅胶。在本发明中，所述硅胶须现用现配，具体配制比例参见上文。本发明将所述纳米氧化金属混合物与硅胶混合后，纳米氧化钛与纳米氧化锌与硅胶分子相结合，同时，此前用于纳米氧化金属混合的硅胶溶剂完全挥发。
得到含有纳米氧化金属的硅胶后，本发明将所述含有纳米氧化金属的硅胶与荧光粉混合，消泡，得到LED灯芯覆盖材料。本发明对所述消泡的具体方法不作特别限定，本领域常规用于LED灯珠制作的消泡方法(如搅拌)均可。本发明提供的覆盖材料能有效消除LED灯芯发出的蓝光，且能有效保留LED灯芯既有的红光及黄绿光。在本发明中，所述LED灯芯覆盖材料需要在凝固前点胶至灯芯。
本发明提供了一种LED灯珠，所述LED灯珠包括上述的覆盖材料和LED灯芯，所述覆盖材料包裹在LED灯芯表面。在本发明中，所述LED灯芯的发光波长优选为400～480nm，更优选为420～460nm，更优选为440nm。440nm灯芯的选用能提高光通量。
本发明提供了上述LED灯珠的制作方法，将上述覆盖材料点胶覆盖至LED灯芯即可。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)将1g异丙醇、7g纳米氧化钛与2g纳米氧锌混匀，50℃烤5min，得到初步混合料；
(2)按A胶50％+B胶50％的配比制得硅胶；然后将100ml硅胶与上述初步混合料混合，搅拌均匀，得到混有纳米金属氧化物的硅胶；
(3)向混有纳米金属氧化物的硅胶中加入10g荧光粉(黄粉、绿粉和红粉的比例为1000：5：3)，搅拌脱泡10min，得到LED灯芯覆盖材料。
实施例2
将实施例1制备得到的LED灯芯覆盖材料点胶粉覆盖至440短波芯片的支架内，得到LED灯珠。
实施例3
给实施例2制备得到的LED灯珠通电，利用直流电源供应器对通电后的LED灯珠的发光光谱进行测定。测定结果如图1所示，图1表明：本发明提供的LED灯芯覆盖材料在有效去除蓝光的同时，还能有效保留LED既有的红光及黄绿光，增加显色性指数。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种LED灯芯覆盖材料，其特征在于，所述覆盖材料包括硅胶、荧光粉、纳米氧化钛和纳米氧化锌；所述硅胶的体积与荧光粉、纳米氧化钛、纳米氧化锌的质量比为85~95L：8~10kg：6~8kg：1~3kg；
所述荧光粉包括黄粉、绿粉和红粉；所述黄粉、绿粉和红粉的质量比为800~1200：4~6：2~4。
2.根据权利要求1所述的LED灯芯覆盖材料，其特征在于，所述硅胶包括A胶和B胶，所述A胶和B胶的体积比为（0.8~1.2）：1，所述A胶和B胶现用现配。
3.权利要求1~2任意一项所述LED灯芯覆盖材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将纳米氧化钛、纳米氧化锌与硅胶溶剂混合，45~60℃加热3~10min，得到纳米氧化金属混合物；
（2）将所述纳米氧化金属混合物与硅胶混合，得到含有纳米氧化金属的硅胶；
（3）将所述含有纳米氧化金属的硅胶与荧光粉混合，消泡，得到LED灯芯覆盖材料。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述硅胶溶剂包括异丙醇。
5.一种LED灯珠，其特征在于，所述LED灯珠包括权利要求1~2任意一项所述的覆盖材料和LED灯芯，所述覆盖材料包裹在LED灯芯表面。
6.根据权利要求5所述的LED灯珠，其特征在于，所述LED灯芯的发光波长为400~480nm。
7.权利要求5或6所述LED灯珠的制作方法，其特征在于，将权利要求1~2任意一项所述的覆盖材料点胶覆盖至LED灯芯。
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