一种一体化的LED光源的制作方法

本实用新型涉及光学领域，更具体地说是一种一体化的led光源。

背景技术：

发光二极管(light-emittingdiode，led)是一种能发光的半导体电子元件。通过电子与空穴复合释放能量发光，可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、电视机采光装饰等。

led光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，因此受到人们的青睐。其中，led平板灯是一种新型照明灯具，其将光源集中在灯具两侧或四面，利用导光板和反光膜将光折射到扩散板上，led平板灯的光的均匀度好、亮度高，光线经平面输出，发光角度更宽，可用于酒店、会议室、办公室等商业用途或者住宅、公共设施等需要节能及高显色性指数照明的地方。

目前led灯具主要是铝基板、玻纤板上焊接led再安装于铝合金或硬质塑胶材料上，制造成本及材料成本均较高，资源消耗多。比如专利文献1(cn103398336a)、专利文献1(cn203052323u)等公开的led灯具的结构，包括带led灯珠的基板、扩散板、导光板、底盖，还包括一将上述部件固定在一起的框架以及电源驱动器。制作时，通常是先将构成框架的四条铝型材的两端切成45度斜角，再用治具组合焊接而成。此种焊接的工艺很容易因焊接时产生的高温导致型材因受高温发生变形，使得相邻两铝型材的接蓬处有明显蓬隙或表面不平整等现象。而且，现有此类led灯具因组件是单独的、后进行组装，灯具内有较多空隙，防水、防尘性能差，存在一定的安全隐患。为了解决该问题，有文献报道如专利文献3(cn205508874)采用硬胶和软胶对柔性led电路板进行封装，类似图1所示的是现有led光源200，由于封装的手段主要采用灌胶或滴胶的方式，导致带有led发光体1的柔性基板2和包覆胶10之间仍存在空隙，此外该封装模组无法直接照明使用，需要额外加上驱动电源、通常聚碳酸酯材质的扩散板6、透镜7和/或保护层8，以及外边框(图1未示出)才能作为灯具使用，整个灯具的防水、防尘、阻燃等性能仍有待改善。

另一方面，现有led灯具尤其是led平板灯等通常不具有可塑性，限制了其应用场合。厂家售出即以定型，消费者不能按自己的意愿做任意的造型装饰于室内外。并且，此类灯具的安装通常需要开孔安装，存在安装不便、费时费力的问题。

相对而言，led灯带通常具有一定的柔软性和可弯折性，目前也有文献报道采用聚氨酯或硅橡胶对带led灯珠的柔性基板进行密封，如专利文献4(jp3916651b1)和专利文献5(cn102918318a)，但led灯带在均光性等还有待改善，不能肉眼直接长时间观察，led灯带的带状设计也缺乏可塑性。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种一体化的led光源，具有可塑性和可弯折性，真空封装，具有良好的防水性、防尘性和阻燃性，可以实现100％无边框发光面，在安装时可实现免开孔安装/免层夹的简易安装。

用于解决问题的方案

本实用新型提供一种一体化的led光源，所述led光源包括led发光体、柔性基板、驱动器件和一体化的橡胶层，其中：

所述led发光体置于柔性基板上，所述橡胶层以紧密贴合的方式封装所述led发光体、所述柔性基板和所述驱动器件。

在至少一个实施方式中，所述橡胶层包括导光层、扩散层、透镜层和保护层中的至少一层。进一步地，所述橡胶层通过模具一体成型得到的。

在至少一个实施方式中，所述橡胶层包括一体化的导光层、扩散层、透镜层和保护层。

在至少一个实施方式中，所述保护层可进行防眩光、防指纹、防蓝光、防水和/或防尘的表面处理。进一步地，所述表面处理可以通过涂膜、喷涂化学试剂等方式实现。

在至少一个实施方式中，所述led光源还包括粘合层。进一步地，所述粘合层还带有离型纸，实现安装简单化。

在至少一个实施方式中，所述橡胶层的外表面至少一部分具有磨砂面或者砂纹结构。

在至少一个实施方式中，所述橡胶层包括硅橡胶。进一步地，所述橡胶层主要是由硅橡胶构成。更进一步地，所述硅橡胶中不包括含氯化合物。

在至少一个实施方式中，所述橡胶层是一体化的多功能橡胶层。

在至少一个实施方式中，所述橡胶层通过多次模压成型(或称为“压模成形”)得到。

在至少一个实施方式中，所述led发光体包括表贴式led灯珠、直插式led灯珠、cobled、miniled和/或microled。

在至少一个实施方式中，所述驱动器件内包括声控传感器、光敏传感器和/或烟雾传感器。

在至少一个实施方式中，所述led光源采用真空封装，所述橡胶层以紧密贴合的方式封装所述led发光体、所述柔性基板和所述驱动器件，led光源内部实质上没有空隙，具有良好的防尘性，在本实用新型的一些具体实施方式中，防水性可达到ip68，阻燃性可达到v0级。

在至少一个实施方式中，所述led光源可采用侧入式(或称‘侧发光’)或直下式技术。

在至少一个实施方式中，所述柔性基板为双面基板，所述led发光体置于柔性基板的一面，所述驱动器件置于柔性基板的另一面。

在至少一个实施方式中，所述led光源通过将橡胶和其他材料如驱动器件、带有led发光体的柔性基板等一起进行模压成型(即co-molding)的方式制备得到。

在至少一个实施方式中，所述led光源是无边框且可弯折的led照明灯具。进一步地，在至少一个实施方式中，所述led光源是可拼接、可排列的光源。

在至少一个实施方式中，所述led光源是无需另加灯具外壳、均光部件的柔性光源。

在至少一个实施方式中，所述led光源是无边框且可弯折的led显示设备。

实用新型的效果

本实用新型的一体化led光源结构简单，一体化的橡胶层给led光源带来了可弯折性和可塑性，不同于常规的led平板灯或者led灯带，本实用新型led光源提供了更多想象空间，并可以通过模压成型的方式实现制品的多样性，满足定制化需求。

本实用新型的一体化led光源无需额外的灯具外壳、均光部件或固定边框即可以用于室内室外商业专业照明，也可以用于显示设备、辅助照明或指示用(比如用于制备安全指示标记等)。本实用新型的一体化的橡胶层以紧密贴合的方式封装led发光体、柔性基板和驱动器件，具有良好的防水性、防尘性和阻燃性，阻燃性可达到ul94v0级，同时也可以根据客户需要通过对制备工艺的调整来实现对防水性、阻燃性等的调整，如制作卫浴灯具时防水性可以做到ip68。本实用新型的led光源可以实现rgbw显色，可以有效还原自然光。

本实用新型的一体化led光源具有良好的安装便利性，在安装时可实现免开孔安装/免层夹，给家用及商用提供更多空间，避免吸顶灯带来的压迫感及消费者无法自行安装的问题。

附图说明

图1是现有技术led光源的侧面结构示意图。

图2是根据本实用新型的一个实施方式的一体化led光源的侧面结构示意图。

图3是根据本实用新型的一个实施方式采用侧入式的一体化led光源的正面结构示意图。

图4是根据本实用新型的另一个实施方式采用直下式的一体化led光源的正面结构示意图。

图5是根据本实用新型的另一个实施方式的曲面产品示意图。

附图标记说明：

100一体化led光源；

200现有led光源

1led发光体；2柔性基板；3驱动器件；4橡胶层；

5导光层；6扩散层；7透镜层；8保护层；9a接正极的电线；9b接负极的电线；10包覆胶。

具体实施方式

下面参照附图描述本实用新型的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本实用新型，而不用于穷举本实用新型的所有可行的方式，也不用于限制本实用新型的范围。图不必按照比例，并且为了利于清楚和简明，本实用新型的某些特征可能在比例上是夸张的或多少以示意图的形式。在本说明书中，相对的术语例如“长度方向”、“宽度方向”、“上”、“下”、“顶部”和“底部”、“正面”、“背面”及其衍生词应被解释为是指按照当时所描述的方向或在讨论下如图中所示的方向。这些相对的术语是为了描述的方便并且通常不是意图要求特定的方向。

除非另有定义，本实用新型所用的技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域中的普通技术人员所通常理解的相同含义。

本说明书中，使用“数值a～数值b”表示的数值范围是指包含端点数值a、b的范围。

本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。

应当理解，在本说明书和权利要求书中用到的单数形式的冠词“一”(对应于英文“a”、“an”和“the”)包括复数的对象，除非文中另外明确地规定。

本说明书中，所提及的“一个或一些具体/优选实施方式/方案”、“另一个或另一些具体/优选实施方式/方案”、“一个或另一个实施方式/方案”、“一个或另一个技术方案”等是指所描述的与该实施方式有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方式中，并且可存在于其它实施方式中或者可不存在于其它实施方式中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方式中。

本实用新型的说明书和权利要求书的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本说明书中，“一体化”是指把至少两个不同的部件相连，并且，粘接成用外力不容易地分离那种程度的状态。

在本说明书中，“柔性光源”应理解为可在不折断的情况下、尤其是通过折叠或弯曲而变形、且不会大致改变发光功能的光源。

在本说明书中，“一体成型”是指一个不可拆卸的整体结构，不利用二次粘结或机构结合，具体地可通过同一模具模压成型得到。

在本说明书中，“可塑性”是指在保证led光源的发光性能前提下可以通过常规或简单的方法改变led光源的形状或者表面性质。

在本说明书中，“基本上”或“实质上”是指由于各种可能原因(例如工艺精度、测量因素等)而导致的非实质性偏差，可以指大于66％、75％、80％、90％、95％、99％、99.9％的情况。

在本说明书中，当一个元件被称为“位于......上”、“连接”或“联接”到另一个元件时，那么该元件可以直接位于另一个元件上、直接连接或联接到另一个元件，和/或可以存在中间元件，包括间接和/或直接变体。

下面将主要参照图2介绍根据本实用新型的一个实施方式的一体化led光源的结构。

根据本实施方式的一体化led光源100包括led发光体1、柔性基板2、驱动器件3和一体化的橡胶层4。led发光体1置于柔性基板2的一面，驱动器件3置于柔性基板2的另一面，橡胶层4以紧密贴合的方式封装led发光体1、柔性基板2和驱动器件3。其中，“紧密贴合”是指在led发光体1、柔性基板2和驱动器件3的外表面基本上全部与橡胶层的橡胶接触，不实质性地具有肉眼明显可见的空隙。本实用新型的一体化led光源采用真空封装。

led发光体1包括具有将电能转换成光能的特性的p-n结二极管的部件。对于led发光体的类型无限制，在本实用新型中可直接使用led元件(即指能够单个进行led的最小led个体)，也可以以led模块的形态使用。作为led元件，只要是通常作为led元件而使用的led元件则没有特别限定，可举出例如蓝色led、红色led，绿色led、白色led、紫外线led等。这些led例如可利用mocvd法(metalorganicchemicalvapordeposition法(金属有机化学气相沉积法))、hvpe法(hydridevaporphaseepitaxy法(氢化物气相外延法))使alingap、ingan、algan等第iii-v族半导体在蓝宝石、氮化铝等上进行生成而制造。led元件的大小优选为0.1～5.0mm，更优选为0.1～3.0mm，进一步优选为0.1～2.0mm。通过将led元件的大小设为该范围内，从而容易制作led器件。具体地，led发光体可以选自表贴式led灯珠、直插式led灯珠、cobled、miniled和/或microled，其中cobled是指将led裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接，miniled和microled与普通led元件原理相同但点距不一样，miniled是小间距led，而microled是超小间距led。在本实用新型的一个实施方式中，led发光体可采用商购的smd3528。

led发光体1置于柔性基板2上，从柔性基板2处接收被施加的电力。柔性基板2是指至少一部分包括由能够弯曲的材料形成的柔性部的基板，在本实用新型的一个实施方式中，优选是整体构成为柔性部的柔性基板。柔性基板2实例为由聚碳酸酯、聚芳酯(polyarylate)、聚醚砜(polyethersulfone)等所制成的塑料基板。作为选择地，可使用膜(由聚丙烯、聚酯、聚氟乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺等制成)、由蒸发法形成的无机膜等。柔性基板2具有矩形板的形状，但是实施例不限于此。柔性基板2可以具有各种形状。例如，柔性基板2可以具有环形板或者多边形板的形状。可以通过将电路图案印制在绝缘体上提供柔性基板2。例如，柔性基板2可以包括典型的印制电路板(pcb)、金属核pcb、柔性印刷电路板fpc、以及陶瓷pcb，优选柔性印刷电路板fpc。另外，基板可以具有其中没有被封装的led芯片被直接地结合在pcb上的cob(板上芯片)型(即cobled)。另外，柔性基板2可以包括有效地反射光的材料，或者基板的表可以具有诸如金色或者银色的颜色，以有效地反射光。led发光体1与柔性基板2的结合方式在本实用新型中无特殊限制，比如将led发光体插入柔性基板或者通过表面贴片工艺焊接于柔性基板上，led发光体1的排布方式和数量可以根据需要调整。本实用新型的led光源可以采用直下式或者侧入式。柔性基板2可以是单面的或者是双面的。在本实施方式中采用的是双面柔性基板。

驱动器件3包括将外界一次电能转换为led所需二次电能的电源供应器。本实用新型中驱动器件3是被橡胶层4所包覆在内的，相对于通常的未被封装的驱动器件来说，本实用新型将驱动器件3进行真空封装，可以使得产品结构更紧凑，能够确保产品可弯折功能实现时驱动器件不会有移位或错位，同时能够提高产品整体防水性。

驱动器件3的输入电能家用市电，而输出电能一般为可随led正向电压变化而改变电压的线性恒定电流。在本实用新型的一个实施方式中，驱动器件3的输入电能为ac交流电。在本实用新型的一个实施方式中，驱动器件3可设置有芯片的过压保护恒流电源，同时兼具输入功率不随输入电压变化与高温保护，其性能稳定与相对性价比高。此外，在本实用新型的另一个实施方式中，驱动器件3可实现无线充电功能及联网与智能化设计。在本实用新型的另一个实施方式中，驱动器件3内还可以根据需要包括声控传感器、光敏传感器和/或烟雾传感器，实施利用声音开关，按环境亮度调整光强度，与侦测烟雾自动断电功能。

本实用新型驱动器件3的位置只要不挡着led发光体，其位置无特殊限制。在本实施方式中，采用双面柔性基板2制作驱动器件与led布设，柔性基板2上面是led发光体，采用串联与并联排列方式，均匀分布发光面，下面是驱动器件3，全采用贴片电子元器件，驱动器件3的输出是稳定恒定直流电流，经柔性基板布导线与上面led连接导通，实现利用柔性基板2将led发光体1与驱动器件3分隔，同时把所有电子元器件在柔性电路板完成，以实现最终led光源产品的灵活与可弯折功能，同时还能简化制程和简约成本。

本实施方式中的橡胶层4为一体化的多层复合层，所述复合层包括导光层5、扩散层6、透镜层7和保护层8。导光层5的主要作用是利用反射机制引导led点光源的光通量均匀分布在整个面内，导光层5具有极高的反射率且基本不吸光。扩散层6的主要作用是进一步打散光通量，让光均匀分布。透镜层7则是主要起聚光作用，透镜层8可以根据需要设置。保护层8是最外层，主要是对led发光体等部件其物理保护的作用，以防止受损，同时保护层可根据需要进行特定表面处理以实现防眩光、防指纹、防蓝光、防水和/或防尘等功能。所述表面处理可以通过涂膜、喷涂化学试剂等方式实现，另外也可以通过将表面的一部分设置为磨砂面或者设置砂纹结构等以进一步解决肉眼可视问题。在本实用新型的另一个实施方式中，所述橡胶层4可以仅包括保护层8，比如作为装饰或指示用途时。

进一步地，橡胶层4是通过模具一体成型得到的。橡胶层4包括硅橡胶，进一步地，其主要是由硅橡胶构成。硅橡胶的种类不限，液体硅橡胶lsr或者固态硅橡胶均可。通过硅橡胶实现产品的可弯折与可塑性。可塑性包括3d立体塑性、平面塑性，以及在载体上电镀防uv、防蓝光工艺或者喷涂工艺。更进一步地，所述硅橡胶中不包括含氯化合物以实现环保的要求。

在本实用新型中，led光源通过将橡胶和其他材料如驱动器件、带有led发光体的柔性基板等一起进行模压成型(即co-molding)的方式制备得到。在本实用新型的一个实施方式中，橡胶层4是通过多次模压成型得到。在本实用新型中，橡胶层4的各层的主要原料相同均为硅橡胶，根据需要调整助剂和注塑速度以形成橡胶层的不同层，比如通过在扩散层中加入扩散粉可增加光的散射和透射性，比如加入染色剂蓝光粉以实现冷光效果，相对现有技术来说，制备工艺更加简便，各层可以一体成型以减少空隙产生。因橡胶分子本身具有良好的散热效果，同时本实用新型通过加入交联剂进行固化以进一步实现防水、散热等功能。

因本实用新型的led光源结构简单且一体化，为了提高安装的便捷性，在本实用新型的一种实施方式中，led光源100还包括粘合层，粘合层包括粘合剂如硅胶粘合剂，可以实现与金属、塑料、电镀元件、陶瓷、木料、石头、玻璃、墙面等之间的粘接。粘合层外表面通常带有离型纸，可以实现led光源安装简单化。

在本实用新型中，led光源的厚度和形状等均无特殊限制，可以根据客户的需求进行定制化生产。比如，在本实用新型的一些实施方式中，led光源厚度可以为0.5-30cm，具体地，比如可以为1cm。

图3是根据本实用新型的一个实施方式即采用侧入式的一体化led光源的正面结构示意图。由图3可见，led光源为正方形，边长为400.00±0.10mm，厚度为10.00±0.10mm。在其他实施方式中，也可以是长方形、菱形、不规则多边形等。led发光体1设置在led光源的侧边，驱动器件3可内嵌于led光源的其他位置。在led光源制备过程中预留出接正负极的电线9a和9b用来外接直流电。

图4是根据本实用新型的另一个实施方式即采用直下式的一体化led光源的正面结构示意图。由图4可见，led光源为圆形，直径为160.00±0.10mm，厚度为10.00±0.10mm，led发光体1内嵌于led光源的正面，沿半径方向排布，驱动器件3可内嵌于led光源的其他位置如圆心附近。在本实施方式中采用无线充电的方式。

本实用新型的led光源可以作为无边框、可弯折的led柔性照明光源或者led显示设备，作为柔性照明光源无需另加灯具外壳、均光部件即可以使用，而且可以通过模具的调整制备出曲面结构，如图5所示，图5的led光源的发光面的表面具有花纹结构。

当然，本实用新型不限于上述实施方式，本领域技术人员在本实用新型的教导下可以对本实用新型的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本实用新型的范围。