專利名稱：一種用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的led面光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED背光源，尤其涉及一種光線分布均勻的、用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源。
背景技術(shù)：
液晶顯示器一般主要由IXD (液晶面板)和背光源組成。因為IXD本身不發(fā)光，所以LCD需要通過外部光源實現(xiàn)透射或者反射顯示，因而現(xiàn)有的LCD大多數(shù)是帶有背光源的透射型器件，背光源的發(fā)光特性將直接影響到LCD顯示器件的畫面品質(zhì)，背光源是液晶顯示器非常重要的組成部件。價格低廉、技術(shù)成熟的CCFL (冷陰極燈光管)是現(xiàn)有LCD背光源的主要背光光源，但因其本身結(jié)構(gòu)及裝配的原因，易導致成品發(fā)光時產(chǎn)生射線現(xiàn)象，無法 滿足市場對背光光源的視覺效果越來越完美的要求。LED光源是最被看好的下一代綠色背光光源，與其它背光光源相比，其具有以下優(yōu)點1、LED光源是一種平面型光源，極容易組合在一起形成既定面積的面光源，具有很好的亮度均勻性；2、LED光源的使用壽命長達10萬小時，即便每天連續(xù)使用10小時，也可以連續(xù)使用27年，大大延長了背光源的使用壽命；3、LED光源擁有穩(wěn)固的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，抗震性能出色；4、LED光源不需要使用對環(huán)境有害的金屬汞，更加環(huán)保。目前LED背光源的商業(yè)化形式主要有兩種一種是側(cè)光式LED燈，即在液晶顯示器的邊緣設(shè)計LED燈；一種是直下式LED燈，即在液晶顯示器的整個背面全部設(shè)計LED燈。側(cè)光式LED燈的缺點主要是不能進行光局域控制、較難適用于大尺寸的背光源需求，一般30in以下尺寸背光源可以采用側(cè)光式LED燈。直下式LED燈結(jié)構(gòu)主要器件包括面型燈板(LED光源)和擴散板，為了使得出光亮度均勻，面型燈板和擴散板之間大約有2(T30mm的間隙，因而不易薄型化和采用較多的LED封接；同時，因為面型燈板上LED封接的填充物(通常為硅膠)的折射率為n=l. 5左右，LED芯片發(fā)出的光在填充物的出光表面會有全內(nèi)反射，降低了 LED芯片的出光效率；并且，擴散板的入光表面會產(chǎn)生反射，從LED封裝的出光表面發(fā)出的光，是有一部分不能進入擴散板內(nèi)的。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、光線分布均勻、導熱性能好、使用壽命長的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，包括框架、LED光源、導光柱、具有漸變反光率的散光片，其中LED光源為平面式雙面出光LED光源，其內(nèi)設(shè)置有一顆以上LED芯片；所述LED光源和導光柱均固定在框架內(nèi)，并且LED光源嵌入在導光柱內(nèi)，所述散光片覆蓋在框架上。上述背光源，采用平面式雙面出光LED光源，解決了傳統(tǒng)LED的散熱問題，并且有效減少了背光源的整體重量，能夠制成超薄組件；配合導光柱和散光片可以很好的將點光源轉(zhuǎn)化為面光源，當LED光源發(fā)光時，從屏幕邊緣發(fā)射的光透過反光板均勻分散到整個屏幕上，這樣整體就具有足夠的背光亮，克服了傳統(tǒng)的直下式LED燈和側(cè)入式LED燈結(jié)構(gòu)背光源出光不均勻的缺點，同時也大大提高了 LED光源自身的利用率；為了達到亮度要求，在LED光源內(nèi)部可以設(shè)置有多片LED芯片。優(yōu)選地，所述LED光源嵌入在導光柱的兩端，即導光柱的兩端均嵌入有LED光源，配合散熱器和LED電源裝置能夠很好地解決傳統(tǒng)直下式LED燈和側(cè)入式LED燈LED芯片單顆排列造成的跳線及散熱問題；優(yōu)選的，所述LED光源的功率在0. 5W以上，發(fā)光角度為100。，或者更小。優(yōu)選地，所述導光柱根據(jù)光學強度原理設(shè)計為直線形、高斯面形、或者直線形和高斯面形相結(jié)合的形狀；根據(jù)計算優(yōu)化結(jié)果可以很好地將LED點光源分散，達到均勻出光的效果，同時極大地提高LED光源的利用率。優(yōu)選地，所述導光柱的表面依據(jù)出光強度及出光效率的原則，配合計算優(yōu)化結(jié)果， 可以做鍍膜、漸變式噴涂、打磨或刻蝕等方式的光學處理。優(yōu)選地，所述導光柱的材質(zhì)為透明材質(zhì)，可以為玻璃、透明陶瓷、透明塑料、透明樹月旨、透明晶體、釔鋁石榴石(YAG)等材料中的一種或兩種以上的組合。優(yōu)選地，所述散光片通過其一側(cè)表面的漸變式反射圖案實現(xiàn)漸變反光率，在散光片的另一側(cè)表面鍍反射膜；這樣當光線通過散光片時，由于漸變式反射圖案的不同反射透過率使光線均勻分布的同時提高了出光效率；所述漸變式反光圖案可以通過兩種方式實現(xiàn)一是在基底表面進行打印、噴涂、印刷或蒸鍍等處理，以覆蓋不同厚度的涂層形成，所述涂層的材質(zhì)為玻璃、透明陶瓷、釔鋁石榴石、樹脂等材料中的一種或兩種以上的組合，或者參考光學鍍膜所使用的材料；二是直接在基底上做刻蝕、刻槽、打磨等處理，以形成基底的厚度差形成。優(yōu)選地，所述散光片的基材為透明樹脂材料。優(yōu)選地，所述框架內(nèi)表面可以通過打磨、拋光、蒸鍍等方式的表面處理形成高反射或鏡面漫反射面，提高其光學特性，更好地配合LED光源達到提高出光效率的目的；若通過在框架內(nèi)表面增加涂層方式(通過蒸鍍方式增加涂層)形成高反射或鏡面漫反射面，涂層的材料可以為有機高反射材料(如聚四氟乙烯)、氧化物材料(如氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、氧化鋁)或高反射鋁銀合金。所述框架的材料為塑料、鋁合金或鈦合金等現(xiàn)有的背光源框架材料，以達到減輕重量、抗震、散熱的目的。本案的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，如若增加偏正片，還可以作為IXD面板使用。有益效果本發(fā)明提供的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中框架四周亮度低導致的亮度均勻性差所存在的缺陷，采用了導光柱兩端嵌入LED光源同時配合散光片的結(jié)構(gòu)，使背光源的亮度均勻性得到了改善；同時本案采用的平面式雙面出光LED光源具有亮度高、導熱性好、不額外耗電、使用壽命長等特點，改善了背光源的相應性能。
圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明采用的LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖3為嵌入LED光源的導光柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。如圖I所不為一種用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源,包括框架3、LED光源I、導光柱
2、具有漸變反光率的散光片4，其中LED光源I為平面式雙面出光LED光源，其內(nèi)設(shè)置有一顆以上LED芯片；所述LED光源I和導光柱2均固定在框架3內(nèi)，并且LED光源I嵌入在導光柱2內(nèi)，所述散光片4覆蓋在框架3上。所述LED光源I嵌入在導光柱2的兩端。所述LED光源I為平面式雙面出光LED光源，其內(nèi)設(shè)置有一顆以上LED芯片1_1，所述LED芯片1-1成陣列式排布，LED芯片1-1可以為紅光LED芯片、藍光LED芯片或者綠光LED芯片，但一般要求最終的LED光源I為白光LED ;如圖2所示的LED光源I，在鋁基板 1-2上排布了兩顆LED芯片1-1。如圖3所示，在導光柱2的兩端均嵌入有LED光源1，導光柱2根據(jù)光學強度原理設(shè)計為直線形、高斯面形、或者直線形和高斯面形相結(jié)合的形狀。導光柱2的不同表面形狀決定了其具有的不同性能當導光柱2采用直線形形狀時，導光柱2只具有導光功能；當導光柱2采用高斯面形形狀時，導光柱2具有擴散功能。本案優(yōu)選采用直線形和高斯面形相結(jié)合的導光柱2的形狀，當入射光從導光柱2的端部進入后，射在高斯面上，在高斯面的作用下，光線主要在導光柱的內(nèi)部沿與導光柱的出光表面幾乎平行的方向傳播。所述導光柱2采用透明材質(zhì)(比如玻璃、透明陶瓷、釔鋁石榴石、樹脂等材料中的一種或兩種以上的組合)，在其內(nèi)部可以分散有散光顆粒，在其表面可以進行光學處理(鍍膜、漸變式噴涂、打磨或刻蝕等方式，具體的可以是在其端部涂覆一層光散射層等)。散光片4主要是讓在其內(nèi)傳播的光同時受到散射和反射的作用，通過合理設(shè)置散光片4的光散射比、光透射率、漸變式反射圖案的設(shè)計，可以改變主要光線的傳播方向，使光線幾乎沿著平行導光柱2出光表面的方向傳播，提高導光柱2出光的均勻性。所述散光片4的基材為透明樹脂材料(比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸脂(PC)，聚苯乙烯(PS)等);同時，在基材內(nèi)可以摻雜有光散射顆粒，以調(diào)節(jié)光線的散射和透過率。所述漸變式反光圖案可以通過兩種方式實現(xiàn)一是在基底表面進行打印、噴涂、印刷或蒸鍍等處理，以覆蓋不同厚度的涂層形成，所述涂層的材質(zhì)為玻璃、透明陶瓷、釔鋁石榴石、樹脂等材料中的一種或兩種以上的組合，或者參考光學鍍膜所使用的材料；二是直接在基底上做刻蝕、刻槽、打磨等處理，以形成基底的厚度差形成。合理設(shè)計刀光片4的結(jié)構(gòu)，比如在導光片4上增加涂層、V型槽結(jié)構(gòu)、分布網(wǎng)點的形狀和密度，能夠提高出射光的亮度均勻性。所述框架3內(nèi)表面可以通過打磨、拋光、蒸鍍等方式的表面處理，提高其光學特性，更好地配合LED光源I達到提高出光效率的目的；所述框架3的材料為塑料、鋁合金或鈦合金等現(xiàn)有的背光源框架材料，以達到減輕重量、抗震、散熱的目的。在本案的結(jié)構(gòu)中，LEDl光源的出光面可以直接接觸到導光柱2，因而，本案的背光源的發(fā)光元件的厚度為導光片4的厚度加上LED光源I的厚度，無需在導光片4和LED光源之間保留非常大的空間，實現(xiàn)了背光源的薄型化。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā) 明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源,其特征在于該背光源包括框架(3)、LED光源(I)、導光柱(2)、具有漸變反光率的散光片(4)，其中LED光源(I)為平面式雙面出光LED光源，其內(nèi)設(shè)置有一顆以上LED芯片；所述LED光源(I)和導光柱(2)均固定在框架(3)內(nèi)，并且LED光源(I)嵌入在導光柱(2)內(nèi)，所述散光片(4)覆蓋在框架(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述LED光源(I)嵌入在導光柱(2)的兩端，所述LED光源(I)的功率在0. 5W以上，發(fā)光角度小于等于100。。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述導光柱(2)根據(jù)光學強度原理設(shè)計為直線形、高斯面形、或者直線形和高斯面形相結(jié)合的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述導光柱(2)的表面經(jīng)鍍膜、漸變式噴涂、打磨或刻蝕方式的光學處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述導光柱(2)的材質(zhì)為玻璃、透明陶瓷、透明塑料、透明樹脂、透明晶體、釔鋁石榴石材料中的一種或兩種以上的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述散光片(4)通 過其一側(cè)表面的漸變式反射圖案實現(xiàn)漸變反光率，在散光片(4)的另一側(cè)表面鍍反射膜；所述漸變式反光圖案通過在基底表面進行打印、噴涂、印刷或蒸鍍處理，以覆蓋不同厚度的涂層形成，或者直接在基底上做刻蝕、刻槽、打磨處理，以形成基底的厚度差形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述涂層的材質(zhì)為玻璃、透明陶瓷、釔鋁石榴石、樹脂材料中的一種或兩種以上的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述散光片(4)的基材為透明樹脂材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述框架(3)內(nèi)表面經(jīng)打磨、拋光、蒸鍍方式的表面處理形成高反射或鏡面漫反射面。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，其特征在于所述框架(3)的材料為塑料、鋁合金或鈦合金材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，包括框架、LED光源、導光柱、具有漸變反光率的散光片，其中LED光源為平面式雙面出光LED光源，其內(nèi)設(shè)置有一顆以上LED芯片；所述LED光源和導光柱均固定在框架內(nèi)，并且LED光源嵌入在導光柱內(nèi)，所述散光片覆蓋在框架上。本發(fā)明提供的用側(cè)發(fā)光發(fā)光柱的LED面光源，針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中框架四周亮度低導致的亮度均勻性差所存在的缺陷，采用了導光柱兩端嵌入LED光源同時配合散光片的結(jié)構(gòu)，使背光源的亮度均勻性得到了改善；同時本案采用的平面式雙面出光LED光源具有亮度高、導熱性好、不額外耗電、使用壽命長等特點，改善了背光源的相應性能。
文檔編號F21S8/00GK102720987SQ20121016494
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者王媛, 高鞠 申請人:蘇州晶品光電科技有限公司