LED灯丝结构及基于其的LED照明灯的制作方法

文档序号:15722369发布日期:2018-10-19 23:01阅读:133来源:国知局

本实用新型属于照明装置技术领域,特别是涉及一种LED灯丝结构及LED照明灯。



背景技术:

随着社会的发展和人们生活水平的日益提高,人们使用的照明产品也越来越多。传统的 LED球泡灯采用一个平面的PCB(Printed Circuit Board)电路板,在其上固封LED封装体, PCB下面设置有热沉进行散热。但是,这样的LED球泡灯无法实现360度全周发光,另外,这样的LED球泡灯和传统的白炽灯外观差异较大,不够美观;生产工艺和白炽灯差异很大,白炽灯厂商也没有条件进行生产。

为了更接近传统的钨丝灯,实现全周光,并且利于生产,近年来灯丝灯成了主流。但是灯丝灯和白炽灯的照明效果还有很明显的不同:1)灯丝灯的灯丝比钨丝粗很多;2)灯丝灯的灯丝为黄色或者接近黄色,与白炽灯丝的颜色不同;3)灯丝灯点亮后色温基本不变,而白炽灯点亮达到稳定的亮度有一个延时(需要升温);4)低功率的白炽灯偏向低色温,而高功率的白炽灯偏向高色温等。这种差异改善成为本领域的研发重点之一。

因此,如何提供一种LED灯丝结构及基于其的LED照明灯,以解决上述技术问题使得 LED灯丝灯结构更接近白炽灯,从而达到灯丝灯色温、亮度等发生有效变化的效果实属必要。



技术实现要素:

鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种LED灯丝结构及基于其的LED照明灯,用于解决现有技术中LED灯丝灯结构的色温、亮度等无法达到便捷有效的变化效果等问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种LED灯丝结构,包括:

基板;

若干个LED芯片,设置于所述基板上,且相邻所述LED芯片之间具有间距;

荧光材料层,设置于所述基板上,且包覆各所述LED芯片及其周围的所述基板;

滤光材料层,设置于所述基板上,所述滤光材料层包覆所述荧光材料层,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述滤光材料层具有第一吸收态,使得所述LED灯丝结构发出第一色温的光,所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述滤光材料层具有第二吸收态,使得所述LED灯丝结构发出第二色温的光,所述第二色温与所述第一色温不同。

作为本实用新型的一种优选方案,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述第一吸收态包括所述滤光材料层的吸收峰介于400nm~550nm之间;所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述第二吸收态包括所述滤光材料层呈透明或所述滤光材料层的吸收峰红移,所述第二色温高于所述第一色温。

作为本实用新型的一种优选方案,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述第一吸收态包括所述滤光材料层的在可见光波段透明,所述LED芯片激发所述荧光材料层发出第一色温的光;所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述第二吸收态包括所述滤光材料层的吸收峰大于 600nm,所述第二色温高于所述第一色温。

作为本实用新型的一种优选方案,所述LED灯丝结构达到所述第二色温的发光状态时,所述滤光材料层的透射率随施加到所述LED灯丝结构上的电流的增大而变高;所述预设时间随施加到所述LED灯丝结构上的电流的增大而变短。

作为本实用新型的一种优选方案,所述荧光材料层包括胶层及荧光粉,所述胶层的材料包括硅胶及环氧树脂中的至少一种,所述荧光粉包括第一荧光粉及第二荧光粉,且所述第一荧光粉的发光波长大于所述第二荧光粉的发光波长。

优选地,所述第一荧光粉包括橙色荧光粉。

作为本实用新型的一种优选方案,所述滤光材料层包括光致变化材料层及热致变化材料层中的任意一种。

优选地,所述光致变化材料层包括偶氮化合物层,所述热致变化材料层包括对氨基苯基汞双硫腙盐层或电子转移有机物层。

作为本实用新型的一种优选方案,所述第一色温下光显示为暖色调,所述第二色温下光显示为冷色调;或者所述第一色温下光显示为冷色调,所述第二色温下光显示为暖色调。

本实用新型还提供一种LED照明灯,所述LED照明灯包括如上述任意一项方案所述的 LED灯丝结构。

如上所述,本实用新型的LED灯丝结构及基于其的LED照明灯,具有以下有益效果:

本实用新型的LED灯丝结构,通过LED芯片、荧光材料层以及滤光材料层的共同作用,通过环境的改变,如光、热等的改变,而实现灯丝灯的色温以及亮度等的改变,从而使得本实用新型的LED灯丝结构及基于其的LED照明灯更接近白炽灯,结构简单、易于实现,且生产工艺和白炽灯接近,利于生产。

附图说明

图1显示为本实用新型提供的LED灯丝结构的结构示意图。

图2显示为红光激发的光谱图。

图3显示为绿光激发的光谱图。

元件标号说明

100 基板

101 LED芯片

102 荧光材料层

103 滤光材料层

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1~3所示,本实用新型提供一种LED灯丝结构,所述LED灯丝结构包括:

基板100;

若干个LED芯片101,设置于所述基板100上,且相邻所述LED芯片101之间具有间距;

荧光材料层102,设置于所述基板100上,且包覆各所述LED芯片101及其周围的所述基板100;

滤光材料层103,设置于所述基板100上,所述滤光材料层包覆所述荧光材料层102,其中,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述滤光材料层103具有第一吸收态,使得所述LED灯丝结构发出第一色温的光,所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述滤光材料层103具有第二吸收态,使得所述LED灯丝结构发出第二色温的光,所述第二色温与所述第一色温不同。

作为示例,各所述LED芯片101设置于所述基板100的同一侧,且各所述LED芯片101 呈线型等间距排布。

具体的,本实用新型提供一种LED灯丝结构,其包括一基板100,优选地,所述基板100 可以为条状的透明陶瓷基板,所述基板优选具有良好的热传递性。另外,在所述基板100上安装设置有LED芯片,相邻的LED芯片之间以不接触的方式分散设置,优选地,所述LED 芯片101等间距均匀设置,且呈线型单行排布,从而保证发光以及色温和亮度等变化的均匀性,得到良好的视觉效果,另外,可以最大程度的增大相邻的LED芯片之间的距离,从而可以使每个LED芯片均具有较大的散热空间,从整体上提高发光区的散热效果,进一步,各 LED芯片之间优选是通过金线实现电连接,当然,实现电连接的方式也可以是本领域普通技术人员熟知的其他方式,不以此为限。

作为示例,所述滤光材料层103包括光致变化材料层及热致变化材料层中的任意一种。

作为示例,所述光致变化材料层包括偶氮化合物层,所述热致变化材料层包括对氨基苯基汞双硫腙盐层或电子转移有机物层。

作为示例,所述第一色温下光显示为暖色调,所述第二色温下光显示为冷色调;或者所述第一色温下光显示为冷色调,所述第二色温下光显示为暖色调。

具体的,本实用新型提供一种色温等可调的LED灯丝结构,其中,所述滤光材料层103 包覆在所述LED芯片101以及所述荧光材料层102的外围,所述荧光材料层102环绕所述基板100设置,即在所述基板100的周侧均设置有所述荧光材料层102,进而所述荧光材料层 102将各LED芯片的除了与所述基板接触的一面外的其他各面全部包覆,相邻各LED芯片之间被所述荧光材料层102隔开,另外,所述基板100的两个端部伸出于所述荧光材料层102 之外,而所述滤光材料层103将所述荧光材料层包覆,改变所述荧光材料层发出的光。

其中,所述滤光材料层103包括双态或者多态且变化可逆的滤光材料,可以是热致或者光致变化的材料,可以在受热或者受光的情况下发生状态变化,即在受到一定波长的光或者所述滤光材料层103在受热时均会发生状态(如第一吸收态、第二吸收态)变化,从而对所述LED芯片101激发的所述荧光材料层103发出的光进行选择性的吸收,使得整个LED灯丝结构的发光状态发生改变,即LED灯丝结构在刚点亮时以及点亮预设时间后可以呈现出不同的发光状态,从而达到整个灯丝灯的色温、亮度发生变化的效果,其中,在所述预设时间内所述滤光材料层由第一吸收态逐渐变为第二吸收态,在预设时间后所述滤光材料层在所述第二吸收态下保持稳定。

另外,所述荧光材料层102由胶层以及荧光粉制备而成,所述胶层将所述荧光粉均匀的固定在各所述LED芯片的周围,所述荧光粉与所述LED芯片匹配,以最终发射出不同色温的光,如LED芯片可以和荧光粉配合发出白光。所述荧光粉可以是一种复合粉,如至少包括红粉((SrxCa1-x)AlSiN3)和黄粉或者绿粉(YAG、LuAG、GaYAG等),从而可以接受不同的波长的芯片的激发,最终发出红光(暖色)以及绿色(冷色),其中,不同粉的激发光谱如图2和3所示,实现高低色温、冷暖色调的变化。进一步,可以通过调配所述荧光粉中各种粉的比例,以实现不同色温等的变化,当然,所述荧光粉也可以是RGB三色复合粉,也可以是依据实际需求实现不同的色温、色调变化的其他的荧光粉构成,在此不做具体限制。

本实用新型利用这种环境的变化,如LED芯片激发荧光材料层发出的光或者LED灯丝结构点亮产生的热的变化,导致所述滤光材料层的形态(吸收态)发生变化,从而达到灯丝灯的色温、亮度发生变化的效果,如可以实现暖色变为冷色,也可以实现冷色变为暖色,但不局限于此,色温色调变化可以依据实际需求设定,特别地,基于该LED灯丝结构得到的 LED照明灯可以作为适合欧洲酒馆的复古情怀灯等。。

作为示例,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述第一吸收态包括所述滤光材料层103的吸收峰介于400nm~550nm之间;所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述第二吸收态包括所述滤光材料层103呈透明或所述滤光材料层的吸收峰红移,所述第二色温高于所述第一色温。

具体的,本示例提供一种本实用新型实现色温等的变化的LED灯丝结构的示例,其中,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述滤光材料层103的吸收峰波长短,主要吸收400nm~550nm 的光,LED芯片激发荧光材料层发出的冷色调的光大部分被吸收,其中,冷色调的光,如绿光,的激发光谱如图3所示,在所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述滤光材料层103变为透明(400nm~780nm之间无吸收峰)或者吸收峰红移,主要吸收600nm以上的光,即暖色调的光被吸收,其中,暖色调的光,如红光,的激发光谱如图2所示,使得整个LED灯丝在刚点亮时呈现暖色(色温低),在点亮一段时间后色温上升,其中,所述滤光材料层102在点亮后的所述预设时间内逐渐由具有400nm~550nm的吸收峰的状态变为无吸收峰或者吸收峰红移的状态,所述滤光材料层102可以包括崇裕科技的感温变色材料,其微胶囊包覆着隐形染料、色形成剂及控温剂,在达到所述预设时间时,所述滤光材料层在所述第二吸收状态下稳定。

作为示例,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述第一吸收态包括所述滤光材料层103在可见光波段透明,所述LED芯片101激发所述荧光材料层102发出第一色温的光,所述LED 灯丝结构点亮预设时间后,所述第二吸收态包括所述滤光材料层的吸收峰大于600nm,所述第二色温高于所述第一色温。

具体的,本示例提供另外一种本实用新型实现色温等的变化的LED灯丝结构的示例,其中,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述滤光材料层103的在可见光波段透明,此时,所述 LED芯片激发所述荧光材料层所发出的光不被吸收,则可以通过选择LED芯片101的种类匹配所述荧光材料层,发出需要的光,如发出包含暖色调的光或者白光,其中,暖色调的光,如红光,的激发光谱如图2所示;在所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述滤光材料层 103变为主要吸收600nm以上的光,即暖色调的光被吸收,从而使得整个LED灯丝在点亮一段时间后色温上升,其中,所述滤光材料层103在点亮后的所述预设时间内逐渐由可见光透明的状态变为吸收峰在600nm以上的状态,在达到所述预设时间时,所述滤光材料层在所述第二吸收状态下稳定。

另外,对比本实用新型中的示例,可以通过透光率以及吸收峰的变化改变发光亮度的变化,一般调节逐渐提高亮度,如刚点亮时所述滤光材料层吸收荧光材料层被激发所发出的 400nm~550nm的光,点亮预设时间后稳定吸收600nm以上的光,则可以通过提高稳态的透光率以提高LED灯丝结构的整体发光亮度,但亮度的改变不同材料也不尽相同。

作为示例,所述LED灯丝结构达到所述第二色温的发光状态时,所述滤光材料层103的透射率随施加到所述LED灯丝结构上的电流的增大而变高;且所述预设时间随施加到所述 LED灯丝结构上的电流的增大而变短。

具体的,当施加到整个所述LED灯丝结构的电流增大时,此时,流经LED芯片的电流均增大,从而,当功率较低时,发光或者发热都比较少,滤光材料层变化不完全;当功率较大时,滤光材料层完全转变为对应的另一吸收状态,相应的透射率变高,即所述滤光材料层的吸收态变化比较彻底明显,使得LED灯丝结构的色温、亮度等变化更加明显,同时,也使得滤光材料层发生吸收状态变化达到另一吸收态的稳定态时所需的所述预设时间减少,其中,施加电流的大小可以依据实际需求而设定。

作为示例,所述荧光材料层102包括胶层及荧光粉,所述胶层的材料包括硅胶及环氧树脂中的至少一种,所述荧光粉包括第一荧光粉及第二荧光粉,且所述第一荧光粉的发光波长大于所述第二荧光粉的发光波长。

作为示例,所述第一荧光粉包括橙色荧光粉。

具体的,本示例中,所述荧光材料层102中包括至少两种发光波长不同的荧光粉,其中,较长波长的荧光粉的量子效率随着温度上升下降较快(如橙色荧光粉),从而有利于所述LED 灯丝结构发光的光谱从低色温变成高色温,特别地,当所述LED灯丝结构在实现低色温的光到高色温的光变化的过程中,这种荧光粉的设置有效的促进了LED灯丝结构的色温变化,从而可以更好地满足各种实际需求。

另外,本发明还提供一种LED照明灯,所述LED照明灯包括如上述任意一项方案所述的LED灯丝结构,所述LED灯丝结构的数量以及与所述LED照明灯安装的方式依据本领域普通技术人员熟知的方式及实际需求而设定。

综上所述,本实用新型提供一种LED灯丝结构及基于其的LED照明灯,包括:基板;若干个LED芯片,设置于所述基板上,且相邻所述LED芯片之间具有间距;荧光材料层,设置于所述基板上,且包覆各所述LED芯片及其周围的所述基板;滤光材料层,设置于所述基板上,所述滤光材料层包覆所述荧光材料层,所述LED灯丝结构刚点亮时,所述滤光材料层具有第一吸收态,使得所述LED灯丝结构发出第一色温的光,所述LED灯丝结构点亮预设时间后,所述滤光材料层具有第二吸收态,使得所述LED灯丝结构发出第二色温的光,所述第二色温与所述第一色温不同,通过上述方案,本实用新型的LED灯丝结构,通过LED 芯片、荧光材料层以及滤光材料层的共同作用,通过环境的改变,如光、热等的改变,而实现灯丝灯的色温以及亮度等的改变,从而使得本实用新型的LED灯丝结构及基于其的LED 照明灯更接近白炽灯,结构简单、易于实现,且生产工艺和白炽灯接近,利于生产。所以,本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

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