发光线的制作方法

文档序号:6802994阅读:269来源:国知局
专利名称:发光线的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种发光线,尤其是一种能通体发光的线状发光体。
目前已有的线状发光体主要有下述三种形式(1)霓虹灯,是使密闭于灯管内的气体电离激发而藉此产生辉光来发光的。这种发光体具有发光颜色较鲜艳、发光效率高的优点,这也是这种发光体普遍用于广告装璜的主要原因。然而缺点在于,这种发光体需高电压装置供电;密闭气体的灯管一经形成便只能发出某一种色彩的光而不可能多种色彩互相变换;在一根灯管中无法做到分段的跳跃型的闪亮;灯管设计成形后无法改成其他形状;灯管受不了冲击振动。除了这些使用方面的适应性较差外,最大的缺点还在于其制造、组装和维护上的困难,这也使得其制造和使用的成本相应地变高。
(2)节日彩灯,是采用灯丝发出白炽光由彩色灯罩滤色来获得彩色发光效果的。因而彩色不够鲜艳明亮。另外节日彩灯是通过一长串小灯珠这种形式来表现线状发光的,因而效果不好。还有,灯珠工作时产生较多热量,一方面发光效率低下耗能高,另一方面易引起普通导线燃烧,而必须采用成本较高的阻燃型导线才能保证使用安全。由于这些彩灯直接使用市电,在雨天或水中使用节日彩灯就容易造成人身伤害,这样较大地限制了节日彩灯适用面。
(3)发光玻璃纤维,是藉光在彩色玻璃纤维中传导而显现线状彩色光的。显然这种发光体本身并不发光,因而光强很小、发光效率较差。
本实用新型的目的在于提供一种具有多方面适应性的、节能高效且安全可靠的能通体发光的线状发光体。
本实用新型的发光线包括发光线芯和包覆于所述发光线芯上由透光的电绝缘的包覆物质构成的包覆层,所述发光线芯包括多个在其上形成有至少一个发光管管芯的发光片;若干用于电连接所述发光管管芯的金属导线。本实用新型中的发光线,其中的发光管管芯最好是注入型电致发光器件,其中的发光片进一步包括在其正面或反面形成若干导电电极的基片,所述发光管管芯通过所述基片的电极与所述金属导线电连接,所述的包覆层最好是透明的。
由于本实用新型具有这样的构成,因而本实用新型的发光线具有能耗低、效率高,能通体发出鲜艳明亮的光,耐冲击振动的优点,而有多方面的用途,而且制造、安装和维护均方便,相应的成本也低。
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明,这样本实用新型的目的,实现的技术方案和效果就会更清楚。


图1是本实用新型发光线的基本结构的示意图;图2是本实用新型发光线的一些实施例中所采用的发光片正面和反面的电极分布图;图3是示出用图2的发光片与金属导线连接的四种基本连接方式的示意图;图4是用来进一步说明本实用新型导线与基片连接方式的截面放大图;图5是示出本实用新型发光线又一个实施例构成的示意图;图6是示出本实用新型发光线的横向剖面图;参见图1,其中图1a中示出本实用新型的一种发光线内芯即发光线芯1,而图1b示出了该发光线的横截面,可以看出在该发光线芯1周围包覆着包覆层2,而图1c则示出了有两股发光线芯1包覆在同一包覆层2中的情形。
在图1a中,发光线芯1中主要包括多个发光管管芯101、102…105和两根金属导线121、122。这里虚线框141、142、145表示由发光管管芯101、102…105与金属导线121和122分别进行电连接而形成的相应的发光面(为与下文统一起见或称作发光片)。
这里所说的发光管管芯就是如发光二极管这样的注入型电致发光器件,它的管芯由一个PN结组成,因而有阴极和阳极,当外加电压为正偏即PN结导通时,电子由N区渡越到空间电荷区复合而释放能量,这能量大部分以发光形式出现,把电能转换成光能。所发出的光具有一定的发光波长,同的波长发出不同颜色的光。因而发光管管芯是一种发光效率高,发出的光色彩鲜艳明亮的发光体。按其色彩分目前有红色、黄色、绿色、橙色和白色等几种。按其亮度分有(1)普通管芯,例如LED601发光管管芯,其工作电压(正偏电压)为1.7-3V,其工作电流为10-20mA,光强I0(min)为0.3-0.8毫坎德拉(mcd);(2)高亮度管芯,FG223001发光管管芯,其工作电压为2.1-3V,工作电流为5-10mA,光强I0(min)为1-3(mcd);(3)特高亮度管芯,如FG313003发光管管芯,其工作电压为2.1-3V,工作电流为10mA,光强I0(min)为7-8(mcd)。上述这些管芯其反向击穿电压达5V以上,因而以上述工作电压运用(包括反向运用)这些管芯是不会损坏的。
在参图1a中,发光管管芯其一端由黑实点表示的为其阴极,这样金属导线122相对于121加一正偏压,发光片141和145上的发光管管芯101和105就会发光,而发光片142的发光管管芯102处于反向偏置而不会发光。当然由于工作电压(正向偏压)为1.7-3.0V,因而发光管管芯102不会损坏。上述发光管管芯101,102,…105是直接注入或点装在裸露金属导线121、122上的。如果上述金属导线121、122上有一平面部分(例如可通过使金属导线变形)以供点装管芯,这样达到的效果会更好。为便于说明,上面叙述的发光线芯1用5个发光管管芯为例,事实上可用更多的管芯。
如图1b、1c所示,电绝缘包覆层2包覆在该发光线芯上可使金属导线121和122互相绝缘,并使发光线芯上有了一保护层,大大地提高了其抗冲击振动的能力,透光的包覆层2可作为光传播媒质,使发光管发出的光在该包覆层2这单一媒质中传导而达到通体发光的效果。如果该包覆层2具有很好的透光性能其通体发光的效果会更佳。因而一般选用透明的物质,诸如透明的ABS树脂、透明的聚碳酸酯工程塑料和透明聚苯乙烯这类透明塑料或尼龙材料。
为提高图1中所示的发光线的曲折性能和可靠性,可以在发光管管芯与金属导线电连接所形成的发光片上用环氧树脂滴封发光管管芯,可以仅滴封在点装的部位,也可以选用透明度高的树脂滴封整个发光管管芯以增强发光管管芯和金属导线的机械连接性能。然后再在这种发光线芯上进行包覆,这样形成的发光线能获得较好曲折性能,产品质量也更为可靠。
进一步,为使上述的发光片的制造工序和发光线芯的制造工序更适合于机械化生产与产品质量检验,并使制造出的发光线有更优异的性能,更多方面的适应性和更可靠的质量,本实用新型的较佳实施例的发光线和发光线的制造采用了在其正面或/和反面形成若干电极的基片,通过基片上的电极来使发光管管芯与金属导线形成电连接,发光管管芯点装于这种基片上即成为发光片。
在图2中示出了这样形成的几种不同的发光片,其中A面为发光片正面,B面为发光片反面。发光线单面(线周180°)发光时就只需在面的电极151、152上焊装发光管管芯101或102,如图2a至2c和图2g至2i所示。而发光线双面(线周360°)发光时就要在A、B两面电极151、152和154、155上各焊装发光管管芯101、102和103、104,如图2d至2f和图2j至2l所示。图2中的基片可以是一些厚度较薄的镀银印刷板(片),面积大致可按所希望的发光线的线径来确定,可以在其单面或双面上形成银电极,一般镀银的电极几乎覆盖在整个面上一直伸展到基片的边缘形成几个互相隔离的银电极区151、152、153和154、155、156。还可使在正、反面对应的位置上的银电极互相导通,这会给金属导线与基片的电连接带来很大的灵活性。在制造同一种类型发光线的时候需要很多同种电极图案的印刷片,这些镀银印刷片即基片通过印制出整版的有上百个同种电极图案的镀银印刷片母版并分割该母版就可廉价、方便地获得。另外,在制作镀银印刷片母版时,可对整面的镀银印刷面进行抛光工艺,由于发光片上大部分的面积为银电极,这会使点焊于其上的发光管管芯所发出的光几乎全部被反射出,这样的发光效果会更佳。另外,在基片上点焊发光管管芯来形成发光片的方法容易在机械化生产中实现,并能在生产过程中,通过直接向相应的电极加电并观察发光管管芯是否发光来检验点焊的质量。为避免检验合格的发光片上的发光管管芯在后续工序中被损坏,以及使以后制造出的发光线具有良好的性能和多方面的适应性,可在已焊装好的发光管管芯上滴封环氧树脂(在发光片上未图示出),并使其大致呈球冠状,球冠高约为0.5-1.5mm。当然滴封物质的光学性质(诸如折射率、色散)应和后续的包覆工序中所用的包覆层物质的光学性质尽量一致,以保证发光线的通体发光效果良好。
这样通过在基片上形成不同的电极图案,并将一个或多个发出相同色光或不同色光的发光管管芯的阴极和阳极点于基片上不同的电极上,就形成了发光管管芯布置方式不同的发光片。这些不同形式的发光片的不同电极集中由若干根金属导线以一定的方式电连接而形成多种发光形式的发光线,如后所述,例如有整根发光线一直发出同种色光的常亮型,发光线以一定的时间间隔闪亮的频闪型,发光线分段进闪亮的跳跃型以及发光线整根或分段变化色光的变色型。
下面叙述发光片与导线的连接方式。在同一种类型的发光线中,各发光片上对应的各个电极是集中由几根金属导线来连接的。图3中示出了四种基本导线连接形式的、用图2中的发光片140所连接成的发光线芯,其中图3a和3b是各个发光片140互相并联连接的,图3c和3d是各光片串联连接的情形。当然各发光片之间连接形式还可有先串联后并联或先并联后串联等形式。图4a和4b分别是图3a或3c及3b或3d的横向剖切图,其中140为发光片,121、122为金属导线而190为焊料。从图4可以看出,金属导线可以焊接在所述基片面上与相应的电极电连接,如图4b所示;也可以焊接在所述基片的侧缘上与相应的电极电连接,如图4a所示。一般对于线周180°发光的发光线通常使用图4b所示的面连接形式的发光线芯,而对于线周360°发光的发光线通常采用图4a所示的侧接形式的发光线芯。金属导线与基片的电极电连接的导线连接工序,可以以机械化方式来完成,并在该工序中通过金属导线加电检查发光片是否发光来检验导线和基片电极连接的质量。各发光片在生产中是按一定的间隔距离与金属导线连接,此间隔距离是根据人们所需要的发光线的亮度或额定功率来选定的,通常单位长度的额定功率最好不低于20mW/m。否则发光线的亮度就相当暗而没有通体明亮的发光效果。
现在,参照图2和图3就会初步了解发光线的使用方式(也即发光线的发光形式)。如果把图2a-2f中所示的发光片,以图3a或3b的导线连接形式并联于金属导线121和122上,显然,当金属导线121和122上加管芯正偏电压,图2a的发光片所构成的发光线线周180°发单色光,图2b则线周180°同时发两种色光,而在金属导线121和122加上双极型电压脉冲信号时,图2c的发光片所构成的发光线线周180°就会两种色光交替变换发光,而图2d-2f的发光片所构成的发光线则均为线周360°发光,因而一般用图3b中的侧接连接形式。而对于图2g-2l,发光方式同图2a-2f,只是均采用了图3c或3d中的串联连接形式。
如图2和图3制造出的发光线芯只用了两根金属导线来控制发光片的发光管管芯发光,因而实现不了跳跃型的发光形式。然而增加一根金属导线就能实现该发光形式,图5是这种发光线芯的构成示意图。图5a中,发光片140的正面A的电极图案中有151、152和153三个电极区,而在发光片140的反面B的电极图案中有相对的154、155和156三个电极区,并且这三对相对的电极区分别是互相导通的。在A面发光管管芯100点焊于151和152两极,其中阴极(由黑实点表示)点焊于电极152上,而B面无发光管管芯。图5b示出用图5a中的发光片140与三根金属导线121、122和123连接构成的线周180°发光的发光线芯,其中A面焊有发光管管芯,可以看出相邻发光片140互相倒置并与金属导线连接;从B面可以看出导线与发光片采用面接的焊接形式,而将相应的电极由三根金属导线连接引出。图5c示出了工作于跳跃型的发光形式时发光线的三根导线所接的电压波形,其中导线122接地,而121和123可接互为倒相的占空比例如为50%的方波电压信号。如果考虑到发光管管芯发光的余辉,还可分别调整时间常数tw,使之稍稍减小以达到较好的跳跃发光的效果。图5b示出的发光线为线周180°发光,实际上通过共用图5b中的三根金属导线121、122和123,把图5a中的相同的发光片140从反面(B面)焊接上去,就能获得线周360°发光的发光线。图5d示出了这样形成的发光线芯的横剖面图。图5e示出另一种发光线,这种发光线为了适应较长的发光段进行闪亮的需要,是由相邻的发光片组倒置间隔来连接导线的。
待发光线芯制造完成后,就需对发光线芯进行包覆,而进入包覆发光线芯的包覆工序。为适于机械化生产发光线,所述的包覆工序可以用挤塑机来完成。它是以发光线芯为内芯通过挤塑来包覆挤塑物质,并使之形成为有一定的几何截面的线材。这里所用的挤塑物质应该是电绝缘且透明的并有一定柔韧性的材料。这种物质最好是无色的,但在发光管管芯发白光时用有色包覆物质效果也还可以。图6中示出了包覆后的发光线的截面的各种几何形状,其中图6a是便于安装的一种线周360°发光的发光线,3为用于固定该发光线的线架,图b则示出了发光线例如通过发光线外形的凸起和凹口互补配置以便并排的情形。
当然,在上述包覆发光线的包覆工序中,采用类似有机透明材料硬塑成形工艺来包覆发光线芯也是可以的,这样形成的发光线的抗振抗冲击性能会更好,可用于有强振动的场合。实际上对于前面所述的发光线,还可在发光片的电极处形成金属化孔例如图中的180°(仅在图2a中示出),一方面可满足有时正反面电极要导通的要求;另一方面可便于维护使用中的发光线,一旦发光线中某个发光片的发光管芯不亮,通常可除去这一段有故障的发光线,这时就可利用已形成的孔化孔以便于对两段发光线作临时的手工连接或焊接,从这一点来说发光线的维护相对霓虹灯是很便利的。
由于本实用新型的发光线具有能耗低、较率高、低电压供电、发出的色光鲜艳明亮,安全可靠和寿命长等特点,而且还能抗冲击振动,因而适应性好,有多方面的应用,例如它不仅可作为色彩多变的节日彩灯,作为建筑内外的装饰、或随意组成文字图形广告等使用,还可用作各种夜间警示标志,例如安装在汽车外壳上用来夜间标示车长、车高以减少汽车夜间交会时的危险。除了上面广泛的应用外,还有制造、安装和维护都很方便,其相应的成本也都很低等优点。
权利要求1.一种发光线,其特征在于包括发光线芯;包覆于所述发光线芯上、由透光的电绝缘的包覆物质构成的包覆层,所述发光线芯包括多个在其上形成有至少一个发光管管芯的发光片;若干用于电连接所述发光管管芯的金属导线。
2.如权利要求1所述的发光线,其特征在于,所述发光管管芯是注入型电致发光器件。
3.如权利要求1或2所述的发光线,其特征在于所述发光片包括在其正面或/和反面形成若干导电电极的基片,所述发光管管芯通过所述基片的电极与所述金属导线电连接。
4.如权利要求1所述的发光线,其特征在于所述发光片还包括用来滴封所述发光管管芯的环氧树脂。
5.如权利要求3所述的发光线,其特征在于所述金属导线焊接在所述基片面上与电极电连接。
6.如权利要求3所述的发光线,其特征在于所述金属导线焊接在所述基片的侧缘上与电极电连接。
7.如权利要求1所述的发光线,其特征在于所述发光线截面的几何形状是互补配合的,以便多股发光线相嵌并排设置。
8.如权利要求1所述的发光线,其特征在于所述发光片等间隔分布,发光片间隔距离使单位长度发光线额定功率不低于20mW/m。
9.如权利要求3所述的发光线,其特征在于所述基片在电极处形成金属化孔。
10.如权利要求1所述的发光线,其特征在于所述的包覆层物质为柔性材料。
专利摘要本实用新型揭示了一种发光线,所述发光线是多个发光管管芯集中由若干根金属导线连接形成发光线芯,并在所述发光线芯上包覆着电绝缘和透明的包覆物质而构成的。发光管管芯和金属导线的连接通过基片来进行时就可产生多种形式的发光效果并使发光线的质量更为可靠。该发光线低能耗高效安全,发出的色光鲜艳明亮,能抗冲击振动,因而有多方面的应用,可用作广告、装饰和警示。且制造、安装和维护方便,其相应的成本也低。
文档编号H01L25/075GK2126465SQ9220570
公开日1992年12月30日 申请日期1992年3月28日 优先权日1992年3月28日
发明者朱秋云 申请人:朱秋云
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