专利名称：有散光层和反光罩的led发光体的制作方法
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。
背景技术：
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200510064^5.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勻向外发光。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 勻向外发光的发光体，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。这些凹槽均勻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 勻为好。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，均勻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。[0012]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，均勻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勻的光线。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整个表面均勻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。
以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
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勻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
6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。
权利要求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。
专利摘要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。
文档编号F21V7/00GK201858623SQ20092016272
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者徐建国 申请人:徐建国