[发明专利]面光源紫外线发光二极管灯及其制造方法

说明书

本发明涉及一种面光源UV LED灯及其制造方法，更详细地，涉及一种利用最简单的结构使来自点光源的UV LED光转换成面光源并且发射该面光源的UV LED灯。该UV LED灯包括：UV LED芯片；PCB基板，UV LED芯片安装在其上；以及罩，与UV LED芯片以一定距离设置并被构造为使从UV LED芯片发射的点UV光转换成面光，罩具有面对UV LED芯片的内表面和与内表面相对的外表面，其中，罩的内表面和外表面被粗化，并且来自粗化后的内表面的全反射的量比来自粗化后的外表面的全反射的量大。

本申请是申请日为2015年9月11日，申请号为“201510578942.2”，发明名称为“面光源紫外线发光二极管灯及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种紫外线发光二极管(UV LED)灯，更具体地，涉及一种仅以简单的组件和构造使来自点光源的UV LED光转换成面光源的UV LED灯及其制造方法。

背景技术

UV光源用于包括诸如杀菌和消毒等医疗目的、基于照射的UV光的变化的分析目的、诸如UV固化的产业用目的、UV美黑的美容目的、捕虫、假币识别等多种目的。

使用此UV光源的传统的UV光源灯为汞灯(mercury lamp)、准分子灯(excimerlamp)、氘灯(deuterium lamp)等。然而，这样的传统灯均具有能耗和发热量高、寿命短以及填充于其中的有毒气体引起环境污染的问题。

为了解决传统的这些UV光源灯存在的问题，UV LED备受关注。UV LED具有能耗低，不会引起环境污染问题的优点。然而，发射UV波长范围内的光的LED封装件的生产成本要显著高于发射可见光波长范围内的光的LED封装件，并且因UV光的特性导致发射UV光的LED封装件的应用制品没有发展起来。

当制造包括UV LED的灯制品时应考虑如下因素。其中一个因素与灯罩相关。为了制造包括UV LED芯片的灯，需要由在透射UV光的同时适合于覆盖并保护UV LED芯片的材料制成的灯罩。如果使用石英(玻璃)用于灯罩，则虽然它能够透射具有短波长的UV光，但由于其易碎而需要谨慎处理并且具有成形性低和放热性能不好的问题。作为石英的代替品，可以想到与石英相比成形性好、耐久性好、易于处理的聚合物。然而，因为电子云(electroncloud)(其存在于聚合物分子中的原子核周边并具有与UV光对应的共振频率)吸收具有400nm或更小的波长(UV波长范围)的光，所以聚合物具有明显低的光透射率。另外，聚合物材料被UV光劣化。因为这些原因，所以不适合使用聚合物作为灯罩。然而，已知的是，因为纯的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，poly methyl methacrylate)主要由碳原子和氢原子构成并且具有薄的电子云，所以它具有高的透射率。

第二个因素与LED的光发射特性相关。如前面提到的纯的PMMA是透明材料，并且因为该原因，所以当使用它作为UV LED灯的透明罩时，UV LED灯的光源和回路单元被暴露在外部，美观性不好。另外，因为LED光发射特性导致亮度只集中在光源部位，所以难以实现均匀的照明。如果为了实现均匀的照明将LED更紧密地排列，则存在因UV LED封装件的高的价格而导致UV LED灯的价格进一步增加的问题。

另外，如果将UV LED灯用作捕虫灯，则存在因热点导致引诱昆虫的效果下降的问题。而且在应用于UV固化等产业目的或美黑的美容目的中，均匀的UV面光源比点光源更好，因此对UV LED灯转换成面光源的需求正逐渐增多。

基于这些点，可以表明的是，使UV LED灯从点光源转换成面光源是使UV LED灯的应用领域显著扩大的关键。