CN201858623U - 有散光层和反光罩的led发光体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED不发光时，看不到内部结构，LED发光时，能够均匀向外发光的发光体，发光体由基体、发光外壳和散光层构成。基体是一个复合体，基体内部固定有连接各个LED的导线、线路板、与其他物体连接的结构件。基体的表面布满凹槽并且镀有一层反光膜。与基体的外表面相连的是发光外壳，多个LED分别固定在各个凹槽的最深部位的发光外壳内，LED的发光面朝向发光外壳内部。发光外壳的外面有一层散光层。各个LED发出的光线，经过凹槽和发光外壳的共同作用均匀地投射到散光层上，经过散光层的散射之后，形成了均匀柔和的漫射光。发光体可以做成发光雕塑、发光浮雕、发光砖、灯饰上的发光部件、发光文字、发光图形、发光饰品等。

Description

有散光层和反光罩的LED发光体 

技术领域

本发明涉及一种LED作光源的发光体，发光体可以做成发光的雕塑、浮雕，建筑物表面的发光砖、灯饰或者灯饰上的发光部件。 

技术背景

不久前本发明人发明了《表面有多片LED发光片的灯饰》专利号是：200820009197.5；《LED发光体》专利号是：200420014174.5；《有保护层的LED发光体及其应用和硅橡胶模具法》申请号：200510064295.X等。这些发明涉及多种结构和各种造型的发光体，这些发光体能够做成灯饰的发光部件、发光的雕塑、浮雕、建筑物表面的发光砖等。LED发出的光线直接射入透明的发光体，光线在发光体内部传输扩散后，直接从外表面射出，也可以穿过一层彩色膜射出。《表面有多片LED发光片的灯饰》，实际上是多个小的LED发光体组合在一起，贴附在基体的表面构成的，光线直接从外表面射出时，能够看到一个个LED和内部的反光凹槽，这种效果对雕塑、浮雕等产品很不适合。使用彩色膜时，彩色膜很容易脱落，产品质量难以保证，而且彩色膜也不是为了专门散射光线而设计的，光线的透过率比较低。另外，对于《LED发光体》和《有保护层的LED发光体及其应用和硅橡胶模具法》，光线在发光体内部向各个方向传输，往往扩散很长的距离，光线损失在内部传输的比率比较多，而且容易形成部分区域很亮，部分区域较暗，不容易实现整个发光体均匀向外发光。凹陷到发光体内部的沟纹是用来形成图形发光，或者是内部立体图像发光的，它们不能把每个LED发出的光线，限制在各自一个独立的区域内全部散射出来。 

发明的内容 

本发明的目的在于提供一种LED不发光时，看不到内部结构，LED发光时，能够均匀向外发光的发光体，发光体可以做成雕塑、浮雕、建筑物表面的发光砖、灯饰或者灯饰上的发光部件。 

本发明是这样实现的，发光体由基体、发光外壳和散光层三部分构成。基体在内部，基体的外面，与基体紧密连接在一起的是发光外壳，发光外壳的表面覆盖了一层散光层。 

基体是一个复合体，基体内部固定有连接各个LED的导线、电阻、电容或者控制线路板、以及与基座、墙壁、顶棚、灯饰上的支架等连接的结构件等。体积较小的基体内可以只有连接各个LED的导线。结构件可以是各式各样的任意的，例如螺丝，表面有螺纹的螺丝管、吊钩、有钥匙孔的吊片、可以用螺丝钉固定的有孔的铁片等等。基体上也可以有用于悬吊、悬挂或者固定到其他物体上的孔。基体由石膏成型时，基体的表面可以没有反光膜，为了追求明亮的反光的效果，基体的表面也可以镀上一层反光膜；基体由树脂、水泥、硅橡胶等成型时，表面镀一层反光膜，也可以利用高亮度银粉、石膏粉等涂上一层反光膜；基体由表面的壳体和壳体内侧的由石膏、树脂固定各个LED的导线、以及电阻、电容或者线路板、结构件等的复合体构成时，基体表面的壳体镀有一层反光膜。 

基体的表面布满了放置LED的凹槽，对于每个凹槽而言，放置LED的区域相对于发光外壳的外表面距离最大，或者说是凹槽最深，从放置LED的区域开始逐渐向发光外壳的外表面靠近，直至周边与发光外壳外表面之间的距离达到1毫米左右。对于发光外壳大多数局部比较平整的表面，基体的表面形成的是周边高，放置LED的位置最低的凹槽。由于雕塑、浮雕、发光体的局部造型各式各样、千变万化，这种凹槽是相对于发光外壳的外表面而言的，对于发光外壳凸起很高的局部，基体凹槽部位的表面也可以是平的或者略微有些凸起。 

凹槽的底部也就是凹槽最深的部位，可以在凹槽的一边，也可以在凹槽的中心。LED放置在基座凹槽的底部，固定在发光外壳内，LED的发光面朝向发光外壳的内部，并且朝向各自凹槽较远的靠近发光外壳外表面的边缘。对于局部是刀锋造型或者锥体造型的发光外壳，LED的发光面可以朝向刀锋的刀刃或者锥体的顶尖。LED可以是各种引脚式、各种贴片式、封装在陶瓷凹槽内的LED，以及各种色彩的LED、多管芯多种色彩的LED等任意的LED。最深的部位靠近长方形凹槽的一个短边时，凹槽内有一个LED，LED的发光面朝向凹槽的另外一个短边。最深的部位在近似长条形凹槽的中心时，凹槽内有两个互相错开又靠在一起的LED，LED的发光面分别朝向长条形凹槽的两个短边。最深的部位在近似正方形凹槽的中心时，凹槽的中心有4个互相错开又靠在一起的LED，LED的发光面分别朝向正方形凹槽的4个角。比较小的方形凹槽，最深的部位可以靠近凹槽的一个角，凹槽中放置一个LED，LED的发光面朝向与LED相对应的凹槽的另外一个角。其他形状的凹槽依此 类推。也就是说每个LED发光面的前方，都对应有一个由逐渐抬高的凹槽表面形成的反光罩，这种空间布局为每个LED创造了一个个接近独立的光线散射空间。为了提高亮度，凹槽内LED的数量也可以翻倍，翻倍后两个或者多个LED并排贴在一起。为了变化不同色彩，每个LED还可以换成有三个不同色彩管芯的LED、七彩LED或者用三个不同色彩的LED替换一个普通LED。 

这些凹槽均匀地布满基体的整个表面，凹槽可以纵横交错按照任意的方式排布。各个凹槽的边缘彼此连接在一起，构成了一条一条的凸起。依据发光外壳的大小，需要的亮度，可以把凹槽设置成不同大小。以凹槽大小尽可能互相接近，发光外壳发出的光线尽量均匀为好。为了追求局部亮暗有变化的发光效果，各个区域凹槽的大小也可以自由调整。 

发光外壳由多个内部固定有LED的透镜排布连接在一起构成。发光外壳由透明的各种树脂、透明硅橡胶、透明塑料、玻璃等构成。发光外壳与基体表面紧密贴合在一起，与基体每个凹槽相对应的就是发光外壳的一个个透镜。也就是说发光外壳上的透镜和透镜内的LED，均匀地排布在基体的整个表面，或者说紧贴在基体表面的内部固定有LED的所有透镜，通过1毫米左右厚度的透镜边缘，彼此连接在一起构成了整个发光外壳。 

与发光外壳表面相连接的是一层散光层，散光层的厚度为1毫米左右。散光层的内部添加了光扩散剂或者光扩散粉，散光层通常是乳白色的，对于有些彩色的雕塑、浮雕或者发光体，散光层内也可以加入各种色彩，散光层也可以构成彩色图案，甚至可以把散光层做成仿自然石材的纹理。为了表面的光亮，脱模后的散光层表面还可以再喷上一层薄薄的透明材料。散光层溶解光扩散剂的主体材料，可以是发光外壳的透明材料，也可以是与发光外壳不一样的透明材料。散光层也可以由制作日光灯乳白灯罩的各种塑料材料，经过吸塑、吹塑、注塑等工艺事先加工做成。散光层的厚度，以及基体凹槽边缘到发光外壳外表面的距离，根据整体造型的大小、散光层内光扩散剂的含量等都是可以调整变化的。 

固定在凹槽底部发光外壳内的各个LED发出的光线，经过发光外壳上各自透镜的传输扩散，基体表面各自凹槽的反射，形成了一个照射到散光层内表面的大的发光面，经过散光层的散射之后，均匀地散射出来形成柔和的漫射光。光扩散剂能够增加光的散射和透射，在遮住光源的同时又能发出更加柔和、美观的光，达到透光不透明的舒适效果。 

发光体可以做成发光的雕塑，护栏、桌凳、草坪中的小动物等，用于室 外环境美化或者室外照明，也可以做成各种雕塑，用于室内的照明或者装饰。这些发光的雕塑内部的基体大部分都是空腔的，对于比较小雕塑或者需要一定牢固度的雕塑基体也可以是实体的。用于桥面的护栏时，基体内部还可以加入钢筋、钢管等结构件。发光体的基体由石膏制作时，纯净的白石膏对于光线的反射比大约在90％左右，因此可以不用再镀反光膜，LED发出的光线经过石膏凹槽的反射和散光层的散射，大部分光线都散射了出来，能够形成很好的照明效果。白天LED不发光时，自然光穿过散光层照射到石膏的基体表面，经过内部白色石膏的反射或者散射，再次穿过散光层散射出来，形成了明亮、美丽的装饰效果。对于用于潮湿环境的雕塑基体可以用水泥、树脂等材料。 

发光体做成发光的浮雕，用作室内照明或者装饰，或者用作建筑物表面装饰时，基体是接近于浮雕造型的表面有很多凹槽的实体，浮雕凹凸变化很大的局部，基体背面可以有凹坑，还可以把基体做成有一定厚度的片体。基体可以利用石膏制作，石膏的基体内还可以添加玻璃纤维等。发光浮雕的基体可以由表面的壳体和内侧的复合体构成，基体表面的壳体可以是一层吸塑成型的塑料片，或者金属冲压、拉伸成型的铁片、铝片等。 

发光体做成建筑物表面、地面、台阶的发光砖时，基体做成了表面有多个凹槽的薄片。发光砖还可以做成建筑物表面的发光文字、标识、图形，这些发光的文字、标识、图形可以凸出于建筑的表面，也可以嵌入建筑的表面。发光砖用于发光的台阶、地面时，发光砖的表面最好覆盖一层钢化玻璃。 

发光体做成灯饰上的发光部件或者独立悬吊的灯饰时，对于单面发光的薄片造型的发光体，例如吊灯中心向下发光的球冠外表面造型的发光体，灯饰的周圈排布的只向下发光的树叶造型的发光体等，基体是表面有很多凹槽的薄片。对于两面发光的各种薄片造型的发光体，基体做在两层发光外壳之间，例如：两面发光的各种文字、标识、图形、卡通图像、树叶、花瓣等，它们也可以做成独立悬吊的灯饰。对于各种中空结构的发光体，基体也随之变形成为中空的壳体式内芯。对于各种实芯结构的发光体，基体是实芯的。基体是中空的壳体式内芯，或者是单面发光的薄片时，基体表面的壳体可以是一层吹塑或者吸塑成型的塑料片，或者是金属冲压成型的铁片、铝片，壳体的外表面有一层反光膜。连接LED的引线等紧贴在塑料片或者铁片的内侧，被一层树脂等固定在塑料片或者铁片的内表面上。 

本发明与于前面所述的发明相比较有如下进步，①由于散光层的主体与 发光外壳可以是同一种材料，不存在两种材料的之间由于折射率不同而形成的界面，光线直接经过散光层内微小的光扩散剂的颗粒散射到各个方向，散光的效率高，并且散光层不会脱落。②基体的凹槽与发光外壳上的透镜及其内部的LED相结合这种结构，由于基体凹槽的周边把大部分光线限制在了发光外壳内，并且把照射到凹槽表面的光线，反射到了与凹槽相对应的散光层中，这些光线补充了远离LED的凹槽边缘区域光线分布的减少，使得每个LED投射到散光层的光线都是接近均匀的光线。③凹槽边缘与发光外壳的外表面之间1毫米左右的距离，即保证了整个发光外壳连接成一个完整的整体，同时每个透镜又能够独立向外发光，而且各个透镜边缘部位的光还能够互相融合，实现了光线的连贯和整体发光的效果。④整个表面均匀的覆盖了一层散光层看不到里面的结构，增强或者美化了发光体的外观效果。白天室外的雕塑与传统的雕塑相比，看不出什么区别，夜晚雕塑变成了变幻色彩或者滚动发光的景物，或者发白光的照明灯。 

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。 

附图说明

图1是本发明一个发光体做成了发光雕塑的局部剖面示意图。 

图2是本发明一个发光体做成了发光浮雕的局部剖面示意图。 

图3是本发明一个发光体做成了发光壁砖的局部剖面示意图。 

图4是本发明一个发光体做成了灯饰上的发光部件的局部剖面示意图。 

具体实施方式

在图1中雕塑的外观造型与普通的雕塑外观造型一样，就是散光层4表面的外观造型。基体2的表面是在雕塑样品完整造型的基础上，普遍去除了1.5毫米左右的厚度，又挖去了各个凹槽后形成的，也就是去除了发光外壳1和散光层4之后形成的。凹槽的周边5与散光层4的外表面有1.5毫米左右的距离。LED3固定在凹槽最深处的发光外壳1中，LED的发光面朝向图纸里面的凹槽的边缘。发光雕塑的制作过程大致是：先把普通的雕塑剥离去0.5毫米左右的厚度，0.5毫米的厚度设定为散光层4的厚度，按照普通石膏模具的制作方法，制作一个发光外壳1的硅橡胶模具。再把雕塑剥离去发光外壳1的相应部分做成基体2的造型，按照基体2的表面制作一个硅橡胶模具。在基体2的模具对应各个凹槽的LED的位置，按照LED的排布方向，把模具表面划出一条5毫米左右深、4毫米左右长的缝。连接各个LED的电线可以选用可焊接的绝缘漆包线，对应各个LED的漆包线弯成了3毫米间距的U形弯，把漆包线的各个 U形弯插到模具划出的缝中。每个U形弯对应一个LED连接好完整的发光电路或者控制电路，把漆包线、控制电路板、与基座连接的结构件都固定在相应的位置，在基体模具内注入石膏。石膏固化之后，取下模具，可以在石膏基体的表面镀上一层反光膜。剪去漆包线U形弯的顶端，把各个LED按照极性焊接到剪去顶端的漆包线的两端。调整好各个LED的角度，点亮，老化、保证LED稳定发光之后，把基体2放入发光外壳1的模具中，定位准确后，注入透明树脂，树脂固化之后，取下模具。复杂的或者比较大的雕塑，可以分成一个个部件制作，再把各个部件组装成整体，最后把基体表面和发光外壳的表面休整完美。把加入了光扩散剂的树脂均匀地喷在成型的发光外壳的表面，可以一层固化之后再喷一层，使散光层的厚度达到0.5毫米左右，做成白色的雕塑。 

图2中所示的基体2按照上面介绍的方法制作，确保各个LED正确发光后，先在发光外壳1的模具内注入透明树脂，再把基体2放入，准确定位后，静待发光外壳固化。发光外壳1的外表面喷上一层有光扩散剂的树脂。凹槽的周边5靠近散光层4，LED3放置在凹槽最深部位。也可以利用乳白的片材吸塑成型出散光层4，把基体2与散光层4组合在一起，在基体2和散光层4之间注入透明树脂，成型出发光外壳1。 

除了上述方法外，也可以利用注塑、吸塑的方法成型出塑料的基体表面的壳体，在壳体的表面镀上一层反光膜，在放置LED3的位置，对应LED3的引脚冲出能够穿过引脚的小孔，把LED3的引脚折弯后穿过塑料壳体，利用不干胶暂时固定住LED3，在塑料壳体的内侧连接好电路，点亮，老化，确保各个LED3都稳定发光后，固定好结构件。在塑料壳体的内侧浇入树脂，在树脂固化的过程中来回转动模具，使树脂流遍壳体内侧各个部位的表面，固化成一层硬壳。取下粘在LED3上的不干胶，调整好LED3的发光角度。在发光外壳1的模具内注入透明树脂，再把基体2放入，准确定位后，静待发光外壳固化。最后再把发光外壳1放入散光层4的模具中，准确定位后，注入加入了光扩散剂的透明树脂做上散光层，散光层的厚度可以做到1毫米。基体表面的壳体由铁片拉伸、冲压成型时，冲的孔要大，要避开LED3的引脚，LED3的引脚还可以套上绝缘套管。 

还可以把基体2的模具做成相反的，也就是做一个与基体2造型一样的硅橡胶模具，把事先试验过的能够正常发光的LED，剪去多余的引脚，把保留的LED的引脚，插到硅橡胶模具凹槽最深部位，调整好方向定位，把插好LED 的模具放入发光外壳1的模具中，在内外模具之间浇注透明树脂，成型出发光外壳1。脱模后，连接好电路，点亮后，放置好连接件等，在发光外壳的内侧浇上石膏，成型出基体2，再把正面表面做上散光层4。为了表面的光滑，脱模后的散光层表面还可以再喷上一层薄薄的透明材料。 

图3中发光外壳1内，位于基体2凹槽的最深处有两个互相交错而且贴在一起LED3，LED的发光面分别朝向凹槽两侧的边缘5。除了上述几种方法外，发光外壳1还可以用透明塑料或者玻璃成型，在发光外壳1上对应凹槽最深处留有放置LED3的槽，利用透明树脂或者透明胶把LED3封装在凹槽内，在发光外壳1的内侧表面镀上一层反光膜，连接好LED3的发光电路或者控制电路，点亮，确保正常发光后，利用石膏或者树脂等，把连接线等封装在背面制成基体2，最后把发光外壳1的表面覆盖上一层散光层4。 

图4所示的是灯饰上一个发光部件边缘的局部剖面，这种结构也可以应用于两面发光的薄片造型的文字、标识、图形、卡通图像等。LED3放置在凹槽最深处，LED3的发光面朝向各自凹槽较远的边缘5，对于发光体顶尖刀锋造型的部位，LED3的发光面朝向了刀锋的锋刃也就是发光体的边缘，这样的结构保障了发光体的整体发光。对于两面发光的薄片造型的发光体，基体2的模具可以做成两半开合结构的。制作基体2时，在两半模具划出的缝中，插入可焊接绝缘漆包线的U形弯顶端，连接好电路，把两半模具和在一起，在模具中注入树脂，基体2成型后，在表面镀上一层反光膜。把各个LED3焊接在剪去顶端的U形弯漆包线的两端，调整好各个LED3的发光角度，点亮、老化、确保各个LED3正常发光后，把基体2放入发光外壳1的模具中，成型出发光外壳1。再把发光外壳1放入散光层4的模具中，成型出完整的发光体。 

基体2也可以由注塑、吸塑成型或者冲压成型的两半对接的基体外表面壳体，和封固在壳体内的复合体制成。两半壳体对接后，要保障各个LED3正常发光，再注入树脂把两半壳体固定成一个完整的表面有LED的基体2。基体2也可以由吹塑成型的壳体，和封固在壳体内的复合体制成。基体制作过程中，可以先把吹塑成型镀了反光膜的壳体剪开一边，展开，插好并且暂时固定住LED，连接好电路后，点亮，利用不干胶把剪开的壳体再连接在一起，并且密封，在壳体内注入石膏或者树脂，固化后，去掉不干胶，做成完整的表面有LED的基体2。 

当基体2用不透明的硅橡胶制作，发光外壳1用透明的硅橡胶制作，散光层4也用透明硅橡胶加入光扩散剂制作时，还可以做出柔软的发光灯饰，或 者玩具、装饰物等。 

Claims (9)

1.有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是发光体由基体、发光外壳和散光层三部分构成，基体在内部，基体的外面与基体紧密连接在一起的是发光外壳，发光外壳的表面覆盖了一层散光层，发光体包括单面发光，两面发光，中空结构、实心结构，基体是一个由多种材料和部件组合固定成一体的复合体，基体与灯饰、墙壁、顶棚、建筑物连接，基体的表面有一层反光膜，基体的表面布满了放置LED的凹槽，各个凹槽的边缘彼此连接在一起，凹槽内放置LED的区域，相对于发光外壳的外表面距离最大，凹槽最深，从放置LED的区域开始逐渐向发光外壳的外表面靠近，直至周边与发光外壳的外表面之间的距离达到1毫米左右，LED放置在基体凹槽的底部，固定在发光外壳内，LED的发光面朝向发光外壳的内部，并且朝向各自凹槽较远的边缘，对于局部是刀锋造型或者锥体造型的发光外壳，LED的发光面朝向刀锋的刀刃或者锥体的顶尖，发光外壳由多个内部固定有LED的透镜排布连接在一起构成，发光外壳与基体表面紧密贴合在一起。

2.根据权利要求1所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是固定在发光外壳内各个透镜中的LED，都对应有一个由基体凹槽的周边表面形成的反光罩。

3.根据权利要求1所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是基体由树脂固定各个LED的电路和结构件构成。

4.根据权利要求1所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是基体由表面的壳体和壳体内侧的由树脂固定各个LED的电路和结构件的复合体构成。

5.根据权利要求1所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是体积较小的基体内只固定有连接各个LED的导线。

6.根据权利要求1所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是紧贴在基体表面每个凹槽内的就是发光外壳的一个个透镜，内部固定有LED的所有透镜，通过1毫米左右厚度的透镜边缘，彼此连接在一起构成了整个发光外壳。

7.根据权利要求1所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是散光层由内部添加了光扩散剂的透明材料构成。 

8.根据权利要求1或者7所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是散光层是在发光外壳的表面后期成型的。

9.根据权利要求1或者7所述的有散光层和反光罩LED的发光体，其特征是散光层是由内部添加了光扩散剂的透明材料，经过吸塑、吹塑、注塑工艺先期独立成型的。 

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