CN1848467A - 有保护层的led发光体及其应用和硅橡胶模具法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED发光体，利用这种LED发光体，能够做成各种造型、多种不同发光效果的LED灯具、LED发光装饰品、LED发光玩具等。LED发光体由透明的发光外壳，引线的保护层，连接成一体构成。LED被固定在发光外壳内，保护层是由石膏、树脂等材料和LED的引线等凝固在一起构成的复合层。LED发光体一种制作方法是，先制作出LED发光体，和保护层的两套硅橡胶模具。把LED等放入保护层的模具中，浇注入石膏等，LED的引线等被浇注在保护层内，LED高出于保护层，在取出的保护层上做好装饰反光层之后，放入发光体模具中，注入透明树脂，把LED浇注在的外壳内。最后取出做好发光体。

Description

有保护层的LED发光体及其应用 和硅橡胶模具法

一、涉及领域

本发明涉及一种LED发光体，以及利用LED发光体，制作的灯具或者发光装饰品或者玩具，和LED发光体的一种生产制作方法。

二、技术背景

不久前本发明人发明了《不同的LED发光片体或壳体》等，申请号：200410079070.7。这些发明公开了一种片体结构的LED发光体。片体结构的LED发光体，把封装LED的透明材料，或者与LED相连的透明材料，做成了各种造型的片体。把发光体的一侧或者两侧表面，做成毛玻璃效果的表面，或者做上各种沟纹、图案等，壳体的内侧表面还可以镀上一层反光膜。一个发光体上，有一个或者多个LED。LED的发光面，不是直接向外，而是面向发光体的内部。LED发光时，利用光的全反射原理，和对发光体两侧表面不同的处理，使得光线沿着发光体的内部传输，并且从发光体的表面，以不同方式散射出来，从而形成发光体整体发光，或者边缘发光，或者其上的图案发光，或者面向一侧发光等多种不同的照明或者装饰效果。在这一发明中，作为一种应用，介绍过在壳体内浇注石膏、水泥等，制作出坚固的发光装饰品。但一项申请只能保护一种结构，对这种结构不能再加以保护。这一发明目前还没有公开，在此我就这种全新的结构及其变化专门进行申请。在前面叙述的发明中，对于复杂造型的发光体，在壳体内放置LED的管芯和LED引线的固定都比较困难的。把发光体直接附着在其他物体上也比较困难，因此需要一种更新结构的LED发光体。对于复杂造型的发光体，利用注塑等方法制作也比较困难，对于新产品试制，和某些特定场合的一些小批量产品的生产，也有必要另外寻找一种更加简洁方便的加工方法。

三、发明的内容

本发明的目的在于提供一种把引线等保护起来的LED发光体，以及利用这种发光体制作的灯具或者发光装饰品或者玩具，和它们的一种简洁方便的制作方法。

本发明是这样实现的，有保护层的LED发光体主要由透明的可以发光的外壳，引线的保护层构成。外壳和保护层之间的交界面上，还可以做有一层装饰层或者反光层。外壳和保护层以及装饰层或者反光层之间，通过制作成型过程，彼此紧密地贴在一起，构成一个完整的整体。

透明外壳可以做成各种造型，各个部位的厚度是任意的。透明外壳可以是无色透明的，也可以是彩色透明的。透明外壳的外表面是任意的，可以是光滑的表面，也可以是毛玻璃效果的表面，或者由毛玻璃效果的表面构成的图案，以及各种沟纹构成的图案，喷或者涂上不同的色彩等。

保护层是由石膏、树脂、水泥、橡胶等材料和LED的引线以及电阻、电容等，凝固在一起构成的复合层。LED发光体的具体结构是任意的，可以做成各种大小、各种造型。保护层的造型、各个部位的厚度是任意的，依据发光体的造型、大小的不同，可以随意设计。保护层内还可以有与墙壁、顶棚等连接定位用的任意的各种装置。对于单面发光的薄片造型的发光体，保护层和装饰反光层紧贴在外壳的内侧。对于两面发光的各种薄片造型的发光体，保护层和装饰反光层连同LED，可以做在发光体的一端，也可以做在两侧外壳之间，此时相当于两片单面发光的发光体，背对背紧贴在一起，保护层变成了夹在两侧外壳之间的实体的内芯。对于各种中空造型发光体，保护层也随之变形成为中空造型的壳体式内芯，对于各种实芯造型发光体，保护层也是实芯的。实芯的发光体主要用于比较小的造型，或者需要一定重量的发光体，例如随便放置在草坪内的发光的兔子等，或者发光体上比较细小的局部。

在保护层与透明外壳之间的交界面上的细微纹理，按照产品不同部位的具体需要，可以随意设计，例如做成毛玻璃效果的表面，各种由凸起或者凹陷纹理构成的图案，布纹、羽毛纹理、毛发纹理等各种沟纹、以及光滑的表面等等。交界面上还可以做有一层装饰层或者反光层。装饰层或者反光层可以是各式各样的，按照发光体不同部位的具体需要，可以随意设计，例如：利用喷、涂、真空镀、电镀、化学镀等方法制作的，各种色彩的反光膜或者彩色膜，也可以是粘贴到保护层表面的，不同色彩的反光薄膜的微小碎片、光亮的绒毛等。粘贴在保护层表面的反光碎片、绒毛等，高出胶面的部分，可以溶入到透明外壳的内，这样更美观，也更有利于反光膜的碎片、或者绒毛，向各个方向散射光线。也可以把保护层直接做成不同色彩或者珠光效果等，保护层与透明外壳之间的交界面上，就可以不再做装饰层或者反光层。由于装饰层或者反光层很薄，或者一部分溶入到透明的外壳内，在交界面上保护层和透明外壳之间，彼此互相咬合，几乎是没有间隙地紧贴在一起。

LED被固定在透明的外壳内，LED管芯的发光面，与外壳的外表面垂直或者接近垂直，发光面朝向透明壳体的内部。LED是任意的，可以是贴片式的，也可以是普通引线式的，或者是没有封装的管芯，以及在管芯的两侧或者一侧装有反光片的LED等等。在普通LED上，也可以加装反光片，加装方法是，在与外壳的表面相对应的LED的两侧或者一侧，靠近管芯的部位，磨出一个斜面，在斜面上，粘贴上一小片微小的反光片。LED管芯侧面的小反光片，把LED管芯射向侧面的，在外壳表面不能形成全反射的光线，反射到LED发光面的前方，使之也能够形成全反射。这样即增强了LED发光体的灯光效果，又消除了LED管芯形成的发光亮点，避免了LED管芯的亮点，对整个LED发光体灯光效果的影响。由于不同的LED发光体，对灯光效果的要求不同，小反光片可以有，也可以没有。

当LED管芯发光时，根据光的全反射原理，在LED发光体的内部，光线会沿着两侧光滑的外壳表面，经过连续不断的全反射向前传输。根据外壳不同部位以不同方式向外发光的需要，利用对透明外壳相应部位的外表面，透明外壳与保护层的交界面的相应部位的造型和细微纹理，以及装饰层或者反光层的不同处理，变换光线在透明外壳内传输的角度，破坏光线形成全反射的条件，使得光线从外壳的表面，以不同方式散射出来，从而就能够形成多种不同的照明或者装饰效果。例如发光体上的图案发光、鸟或者公鸡的羽毛纹理发光、整体柔和发光，不同部位的亮、暗、色彩有所不同的塑像等等。

有保护层的LED发光体的具体结构是任意的，可以做成各种大小、各种造型。例如单面发光的发光体上，可以有中空造型的或者实芯的发光体，或者两面发光的发光体，从而形成各种立体浮雕造型的灯具等。中空造型的或者实芯的发光体上，也可以有两面或者单面发光的发光体，例如飞鸟、蝴蝶、各种动物等造型的灯具等等。

对于单面发光的有保护层的LED发光体，可以通过各种胶、水泥、石膏等，把LED发光体，逐块拼接粘贴到地面上、墙壁上、顶棚上等。也可以在保护层内固定上，与墙壁、顶棚等连接定位用的任意的各种装置。应用时，在墙壁上、顶棚上等处，固定好相对应的各种框架、挂钩、插槽、钉等，通过固定在保护层内的环、插片等装置，以及插销、螺丝钉等，把一块块LED发光体，逐个拼接固定在墙壁上、顶棚上，或者把单个的LED灯具或者发光装饰品，悬挂在墙壁上等等。对于中空造型以及其他造型的发光体上，同样可以有与其他物品连接固定用的各种装置。总之，发光体与其他物体之间，连接固定的方法和装置是任意的。

有保护层的LED发光体本身就可以是一个灯具，也可以再配合各种装饰件、辅助件做成灯具。利用LED发光体，能够做成的LED灯具的种类很多，具体做成什么灯具是任意的。例如可以做成墙壁上、顶棚上发光的浮雕、图案等，各种造型、各种形式的建筑物表面装饰类灯具，室内各种造型的吸顶灯、吊灯、地灯、台灯等照明灯具、艺术装饰灯具，室外的广告灯具，几米高的大型发光景物，草坪内的花卉灯、发光的小青蛙等等。

有保护层的LED发光体本身就可以是一个发光装饰品，也可以再配合各种装饰件、辅助件做成发光装饰品。利用有保护层的LED发光体，能够做成的发光装饰品的种类同样很多，具体做成什么样的发光装饰品，也是任意的。例如可以做成随身携带的钥匙坠、头饰、胸饰等小的发光装饰品，各种发光的家庭装饰物、发光的圣诞礼品、片形的发光文字、图案、图形等等。文字等可以两面发光，也可以单面发光。

有保护层的LED发光体本身就可以是一个发光玩具，也可以再配合各种装饰件、辅助件做成发光玩具。用柔软的透明树脂制作外壳，再配合柔软的树脂、橡胶等制作柔软的保护层，就可以做成柔软的玩具。利用有保护层的LED发光体，能够做成的发光玩具的种类同样很多，具体做成什么样的发光玩具，也是任意的。

有保护层的LED发光体可以用任意的各种方法来生产制作，对于造型比较简单的发光体，可以采用注塑、吸塑或者吹塑等方法，先做出透明的外壳，在外壳上留出的或者后做出的槽内，放置好LED或者LED的管芯，通过浇注透明树脂或者用透明胶，把管芯固定在透明的外壳内。通过镀、喷、涂等方法，把透明壳体的内表面做上一层装饰反光层。连接好各个管芯的引线，在装饰反光层的外面，通过模具等浇注上石膏或者树脂等，做上一层保护层。管芯的引线等，被固定在保护层内。最终做成有保护层的LED发光体。

对于造型比较复杂的有保护层的LED发光体，试产试销的新产品，样品的制作，针对某一应用场合专门设计的批量比较小的产品，采用硅橡胶模具的方法来制作，形成产品速度快，是比较方便易行的。硅橡胶模具法的具体制作方法大致如下：

1、先设计制作出LED发光体，在发光体的表面，涂上模具硅橡胶，制作出发光体的硅橡胶模具。

2、在发光体上去除掉透明壳体部分，做出发光体的保护层，保护层的表面，也可以做上各种凹凸变化的纹理、图案等。在保护层上，安装固定好LED或者LED的模型。LED的模型高出保护层的表面，LED的发光面，垂直于或者近似垂直于保护层的表面。

3、在固定好LED的保护层的表面，涂上模具硅橡胶，制作出发光体的保护层的硅橡胶模具。

发光体的硅橡胶模具和保护层的硅橡胶模具的制作顺序，也可以反过来。可以先设计制作出保护层，在保护层的表面，固定好各个LED或者LED的模型。在固定好LED的保护层的表面，涂上模具硅橡胶，先制作出保护层的硅橡胶模具。再把保护层浸入熔化的石蜡中，使保护层的表面凝结上一层石蜡，整理好发光体的外观造型，再把石蜡的表面抛光或者做成毛玻璃效果的表面，或者做成羽毛纹理、毛发文理等，制作出完美的发光体的造型。也可以石膏、泥等任意的材料制作出完美的发光体的造型。在发光体的表面，涂上模具硅橡胶，制作出发光体的硅橡胶模具。

4、在保护层的硅橡胶模具上的各个预先做出的LED的槽内放入LED，把各个LED的连接线，贴在模具的内表面附近，与内表面保持一段距离。对于直接连接电源的发光体，由电阻、电容构成的分压、稳压组件，甚至变压器等，可以布置固定在模具的内表面附近。电源线或者电源接插件，可以引出到硅橡胶模具的外面。在硅橡胶模具内浇注入石膏、水泥，或者树脂等，制作成安装有LED的保护层。单面发光的发光体的保护层上，还可以固定有任意的，与墙壁等连接固定用的各种结构件。从硅橡胶模具内取出保护层，把LED表面及周围清理干净。

5、在保护层的表面，利用涂或者电镀等方法，做上一层反光膜，或者彩色膜，或者粘上一层各种色彩的反光薄膜的碎片等。

6、在保护层表面的不同部位，分别粘上一块透明的小圆片。把保护层放置到发光体硅橡胶模具内。粘接在保护层表面的小圆片，起到确定透明壳体厚度的作用，如果硅橡胶模具和保护层之间定位准确，就没有必要再粘接小圆片。在保护层和发光体硅橡胶模具的内表面之间，浇注透明树脂。树脂定型之后，从硅橡胶模具内取出发光体。LED发光体就做好了。LED发光体的表面还可以做一些后处理。

与其他LED灯相比，由于有了保护层，LED的引线得以固定，整个发光体更加可靠、牢固，与建筑物等其他物体的连接更加方便。有保护层的LED发光体，非常实用，制作工艺简单，能够形成很多种LED产品。硅橡胶模具法，为有保护层的LED发光体的新产品开发和试产试销，和小批量生产，创造了非常简洁、快速、效果非常好的方法，为半导体照明的推广普及，奠定了坚实的基础。因此本发明大大促进了LED灯具及LED发光装饰品的技术进步。

下面以附图为例，对本发明做进一步详细的说明。

四、附图说明

图1是本发明有保护层的LED发光体中，一种单面发光的发光体的一小片局部的横剖面示意图。

图2是本发明有保护层的LED发光体中，一种两面发光的发光体的一小片局部的横剖面示意图。

图3是本发明有保护层的LED发光体中，一种保护层在一端的两面发光的发光体的一小片局部的横剖面示意图。

五、具体实施方式

图1所示的横剖面中，透明外壳(1)的表面是毛玻璃效果的表面，或者由毛玻璃效果构成的图案，也可以做成其他的效果。保护层(2)的内部有LED(3)的引线(5)，引线(5)的其余部分也固定在保护层(2)的内部，保护层(2)的内部还有与顶棚或者墙壁等连接的装置(6)。直接粘贴到墙壁上的发光体上，可以不要装置(6)。各种壳体造型的发光体或者各种曲面造型的单面发光体，透明外壳(1)和保护层(2)是各种曲面造型的，保护层(2)的内部可以没有连接装置(6)。透明外壳(1)和保护层(2)之间的交界面(4)，也是毛玻璃效果的粗糙表面，并且还有一层反光层。LED(3)选用本发明人发明的管芯的两侧有反光片的LED(见本发明人的其他专利文件)，LED(3)发出的光线沿着透明外壳(1)向前传输，交界面(4)把光线散射到各个方向，加上透明外壳(1)的表面对光线的散射，大部分光线从透明外壳(1)的前表面散射出来。少部分光线照射的透明外壳(1)的边缘，被边缘的斜面反射到透明外壳(1)的前表面，也散射了出来。透明外壳(1)内部，各个不同部位的不同色彩不同亮度的LED发出的光线，使得整个发光体能够形成不同的照明效果和变幻。

图2所示的横剖面中，透明外壳(1)的不同部位厚度不同，透明外壳(1)的表面做成了光滑的表面。LED(3)的引线(5)等固定在保护层(2)的内部。透明外壳(1)和保护层(2)之间的交界面(4)上有一层反光膜。LED(3)发出的光线照射到交界面(4)的凸起部位后，经过凸起部位的反射，很多光线超出了能够形成全反射的条件，从透明外壳(1)的表面散射了出来。从而使人们看到了经交界面(4)上的凸起部位反射的后，散射出来的光线构成的图案。交界面(4)上的凸起部位的角度、和凸起的高度影响着反射后的灯光效果。图2所示的发光体可以用来制作发光的文字、花边、图形、鸟的翅膀等等。

图3所示的横剖面中，透明外壳(1)的表面有由毛玻璃效果的粗糙表面构成的图案。LED(3)的引线(5)等固定在保护层(2)的内部。交界面(4)上同样有一层反光膜，LED(3)发出的光线遇到透明外壳(1)上的光滑表面后，形成了全反射，光线继续在透明外壳(1)内部传输。当光线遇到透明外壳(1)上的粗糙的毛玻璃效果的表面后，很多光线散射了出来，毛玻璃效果的图案变亮了。透明外壳(1)内部没有被散射出来的光线，在透明外壳(1)的边缘散射了出来，形成了边缘和图案一齐亮的效果。透明外壳(1)可以做成各种曲面造型的，LED(3)发出的光线不可能直接照射到边缘，毛玻璃效果的图案面积比例较大时，边缘再做一个斜面，使光线散射到后面，就能形成前面只有图案发光的效果。图3所示的发光体可以用来制作鸟的翅膀、花瓣、树叶等。

Claims (5)

1、一种LED发光体，本发明的特征在于LED发光体，由透明的可以发光的外壳，引线的保护层，连接成一体构成，LED是任意的，LED被固定在透明的发光外壳内，LED管芯的发光面朝向壳体的内部，保护层是由石膏、树脂、水泥、橡胶等材料和LED的引线以及电阻、电容等，凝固在一起构成的复合层，保护层内还可以有与墙壁、顶棚等连接定位用的任意的各种装置，保护层与透明的发光外壳之间的交界面上，可以制作有反光膜、彩色膜、反光片的碎片、光亮的绒毛等任意的装饰层或者反光层，透明的发光外壳和保护层以及装饰层或者反光层之间，通过制作成型过程，彼此紧密地贴在一起，构成一个完整的整体，LED发光体的具体结构是任意的，可以做成各种大小、各种造型。

2、一种LED灯具，本发明的特征在于LED灯具上有利用权利要求1、限定的LED发光体。

3、一种LED发光装饰品，本发明的特征在于LED发光装饰品上有利用权利要求1、限定的LED发光体。

4、一种LED发光玩具，本发明的特征在于LED发光玩具上有利用权利要求1、限定的LED发光体。

5、一种LED发光体的制作方法，本发明的特征在于LED发光体是权利要求1、限定的，LED发光体的模具，和保护层的模具，是分别制作的两个硅橡胶模具，先在保护层的模具上的各个预先做出的放置LED的槽内，放入各个LED，在模具内浇注入石膏、或者树脂等，把各个LED的连接线，以及电阻、电容等其他辅助件，浇注在保护层内，从模具内取出保护层，在保护层的表面，做上一层反光膜，或者彩色膜，或者粘上一层反光薄膜的微小碎片等，制作出装饰层或者反光层，再把保护层放到LED发光体的模具内，在保护层和LED发光体模具的内表面之间，浇注透明树脂，树脂定型之后，从模具内取出LED发光体，LED发光体的表面还可以做一些后处理，LED发光体就做好了。

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