專利名稱：一種led平面光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED光源結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種用于照明、屏顯的LED平面光源。
背景技術(shù)：
電光源經(jīng)歷了白熾燈、熒光燈及高強度氣體放電燈這三個階段后，現(xiàn)在人們普遍認為LED電光源是最有發(fā)展前景的新光源，將多個LED以多種組合形成大功率光源的發(fā)光亮度大、方向性好、反映速度快等優(yōu)點，更重要的是LED在功耗及壽命方面具有巨大的優(yōu)越性。隨著LED制造技術(shù)的不斷進步，其光效不斷攀升，截止目前大功率白光LED的光效已達到1001m/W，穩(wěn)定的產(chǎn)品光效也有901m/W以上。這一光效使得LED的應用越來越廣泛，包括已經(jīng)在廣泛使用的背光源領(lǐng)域和即將大規(guī)模應用的普通照明領(lǐng)域。LED光源雖然使用壽命長、功耗低，但是LED是點光源，只向半空間發(fā)出光線，結(jié)果導致兩方面的不利影響一是光源發(fā)出的光線直接照到地面照度分布不均勻，中間兩四周暗，呈太陽效應；二是光源有強烈眩光，視覺適應性很差。所以就需要在LED光源上增加經(jīng)過二次光學設計甚至多次光學設計的平面光源裝置以提高LED光源的照度均勻性、亮度均勻性以及消除眩光，提高視覺舒適性，使之適用于平面光源的應用。目前比較常用的方法是在白光LED陣列上面蓋上導光板或漫反射透明材料等，這些方法的缺點是光利用率較低， 從而導致燈具的整體光效較低，沒有發(fā)揮出LED光源的優(yōu)點，也不利于節(jié)能環(huán)保的理念。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種提供結(jié)構(gòu)簡單、成本低、出光面均勻、 光能利用率高、光效高的LED平面光源。一種LED平面光源，包括若干顆白光LED、一面開口的箱體支架、透光罩、反射器以及光散射層；所述光散射層設置在所述箱體支架內(nèi)腔底部且正對該箱體支架的開口，所述透光罩適配固定設置在所述箱體支架的開口端，若干顆所述白光LED成排設置在所述箱體支架內(nèi)腔空間上方、且每一顆所述白光LED的出光法線與所述光散射層的法線成一夾角， 該夾角的取值范圍為O 90°，所述每一顆所述白光LED均配設一個反射器。所述的LED平面光源，其中，所述光散射層為平面狀、球冠狀或為山丘狀。所述的LED平面光源，其中，在每一顆所述白光LED出光法線的前端且位于反射器內(nèi)設有聚光透鏡。所述的LED平面光源，其中，所述反射器由一傾斜于四棱臺體大底面、且通過四棱臺體大底面一底邊的截面切割形成；所述反射器的大底面與截面之間的夾角為？。所述的LED平面光源，其中，所述光散射層的材質(zhì)為光散射物質(zhì)與透明粘結(jié)劑的混合物。所述的LED平面光源，其中，所述透明粘結(jié)劑為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅酸鉀水溶液中的任一種；所述光散射物質(zhì)為硫酸鋇、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化鑭、氧化鋁或聚四氟乙烯顆粒中至少一種。
所述的LED平面光源，其中，所述光散射層包括基體以及制備在所述基體外表面的光散射物質(zhì)。所述的LED平面光源，其中，所述基體為玻璃片、鋼片或陶瓷片中的任一種；所述光散射物質(zhì)為硫酸鋇、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化鑭、氧化鋁或聚四氟乙烯顆粒中至少一種。所述的LED平面光源，其中，所述顆粒的粒徑為50nm 100 μ m。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的LED平面光源，摒棄了傳統(tǒng)LED平面光源中采用多層導光、散光、勻光結(jié)構(gòu)的設計方法，轉(zhuǎn)而米用白光LED,去照射光散射層,通過光散射層的光散射作用，實現(xiàn)面發(fā)光，從而得到面光源；由于光散射層整體是一致密的光散射物質(zhì)，能夠保證出光面的均勻性，這就省去了導光板、擴散層、勻光層等的結(jié)構(gòu)，更不需要摻雜了擴散粉的不透明的透光罩或者樹脂罩。這樣，除了省去了較多的工序和材料，降低了成本外， 還極大的提聞了光效。


圖I是實施例I和2中一種LED平面光源的結(jié)構(gòu)分側(cè)視圖2是實施例3中一種LED平面光源的結(jié)構(gòu)分側(cè)視圖3是實施例4中一種LED平面光源的結(jié)構(gòu)分側(cè)視圖4是實施例5、6和7中一種LED平面光源的結(jié)構(gòu)分側(cè)視圖5是本發(fā)明LED平面光源的反射器的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明LED平面光源的反射器的左視圖7是圖5中A-A向首I]視圖。
具體實施例本發(fā)明提供的一種LED平面光源，包括一面開口的箱體支架；該箱體支架的開口處適配固定連接有透光罩；在箱體支架的內(nèi)腔底部且開口處的正下方安裝有光散射層，該光散射層的外形尺寸大小與箱體支架的開口尺寸相一致；該LED平面光源的若干顆白光 LED成排設置在箱體支架內(nèi)腔空間上方、且每一顆白光LED的出光法線與所述光散射層的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為O 90°。實際中，為了提高白光LED的聚光性能，需要在每一顆白光LED配置一個反射器， 且白光LED位于反射器的底部。該反射器的外形呈馬槽狀，即所述反射器由一傾斜于四棱臺體大底面、且通過四棱臺體大底面一底邊的截面切割形成；該反射器也可以由一呈圓臺體結(jié)構(gòu)的大底面圓周上的一點沿相對于所述大底面傾斜的截面切割形成；反射器的大底面與截面之間的夾角為為大于0°小于或等于60°。安裝時，為了防止部分光被反射器擋住， 將反射器母線較短的那一側(cè)面與透光罩邊緣接觸、反射器母線較長的那一側(cè)面與光散射層邊緣接觸，且反光器和透光罩的同側(cè)邊緣所在平面與反光器的截面重合。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述光散射層的外形構(gòu)造可以為平面狀、球冠狀或山丘狀。為了更進一步提高白光LED的聚光度，本發(fā)明在白光LED的出光法線前端且位于反射器內(nèi)設有聚光透鏡。
上述光散射層的材質(zhì)為光散射物質(zhì)與透明粘結(jié)劑的混合物，其中，光散射物質(zhì)為具有較高的可見光反射率的顆?；蛘邏K材，其材質(zhì)可以是硫酸鋇、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化鑭、氧化鋁或聚四氟乙烯等顆粒，粒徑為50nm 100 μ m，也可以是其他的光散射材料；透明粘結(jié)劑為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅酸鉀水溶液中的任一種。另一方案，光散射層是包括基體以及制備在所述基體外表面的光散射物質(zhì)的；其中，基體為玻璃片、鋼片或陶瓷片中的任一種；光散射物質(zhì)為具有較高的可見光反射率的顆粒或者塊材，其材質(zhì)可以是硫酸鋇、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化鑭、氧化鋁或聚四氟乙烯等顆粒，粒徑為50nm 100 μ m,也可以是其他的光散射材料。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作進一步詳細說明。實施例I如圖1、5、6和7所示，一種LED平面光源，包括帶有反射器12的白光LED11，光散射層13，透光罩14，和用以固定整個結(jié)構(gòu)的一面開口的箱體支架15 (本實施例的箱體支架為方形結(jié)構(gòu))。光散射層13設置在所述箱體支架15內(nèi)腔底部且正對該箱體支架15的開口 141，且透光罩14適配固定設置在箱體支架15的開口端141，若干顆白光LEDll成排設置在箱體支架15內(nèi)腔空間上方且白光LEDll的出光法線與所述光散射層13的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為75°。為了提高白光LEDll的聚光性能,給每一顆白光LEDll均配設有一個反射器12。該反射器12的外形呈馬槽狀，即所述反射器12由一傾斜于四棱臺體大底面(圖中未示出)、 且通過四棱臺體大底面一底邊124的截面123切割形成；反射器12的大底面與截面123之間的夾角為5°。安裝時，為了防止部分光被反射器12擋住，將反射器12母線較短的那一側(cè)面121與透光罩14邊緣接觸、反射器12母線較長的那一側(cè)面122與光散射層13邊緣接觸，且反光器12和透光罩14的同側(cè)邊緣所在平面與反光器12的截面123重合。上述白光LEDll可以為引腳式的，也可以為貼片式的，也可以為長條形的集成式模塊，或者是其他的封裝方式的，在本實施例中采用長條形的集成式模塊。在本實施例中，帶有反射器12的白光LEDll對稱地分布在光散射層13的兩側(cè)。在本實施例中，光散射層13采用平面結(jié)構(gòu)，材質(zhì)選擇為粒徑在50nm的硫酸鋇顆粒，透明粘結(jié)劑選擇為環(huán)氧樹脂。在本實施例中，一種LED平面光源的外形結(jié)構(gòu)為長條形。實施例2如圖1、5、6和7所示，本實施例2與實施例I的不同之處在于白光LED11的出光法線與所述光散射層13的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為 5°。該反射器12的大底面與截面123之間的夾角為60°。光散射層13采用平面結(jié)構(gòu)，材質(zhì)選擇為粒徑在100 μ m的氧化鋅顆粒，透明粘結(jié)劑選擇為硅膠。實施例3如圖2、5、6和7所示，本實施例3與實施例I的不同之處在于白光LED11的出光法線與所述光散射層13的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為 45°。每一顆白光LEDll的出光法線前端均設有一聚光透鏡16，帶有透鏡16的白光LED21 均勻分布在光散射層13四周；光散射層13的材質(zhì)采用粒徑為O. 5 μ m 二氧化鈦顆粒和硅酸鉀水溶液透明粘結(jié)劑的混合物；白光LEDll的出光法線與所述光散射層13的法線成的夾角為25°，該LED平面光源的外形結(jié)構(gòu)為采用方形結(jié)構(gòu)。實施例4如圖3、5、6和7所示，本實施例4與實施例I的不同之處在于白光LED11的出光法線與所述光散射層13的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為 80°。光散射層13的材質(zhì)采用粒徑為IOOnm 二氧化硅顆粒和環(huán)氧樹脂透明粘結(jié)劑的混合物；所述光散射層13的外形構(gòu)造為球冠狀；白光LEDll的出光法線與所述光散射層13的法線成的夾角為45°，該LED平面光源的外形結(jié)構(gòu)為采用圓形結(jié)構(gòu)。這種球面結(jié)構(gòu)使得光散射層33的邊緣處到燈珠的距離更短，接受照射的光線能量更集中，即亮度更高。實施例5如圖4、5、6和7所示，本實施例5與實施例I的不同之處在于白光LED11的出光法線與所述光散射層13的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為 15°。光散射層13包括玻璃片的基體以及涂覆在玻璃片底表面的光散射物質(zhì)，該光散射物質(zhì)為粒徑為60 μ m氧化鋁顆粒；所述光散射層13的外形構(gòu)造為山丘狀；白光LEDll的出光法線與所述光散射層13的法線成的夾角為60°，這種結(jié)構(gòu)能夠使得平面光源的直徑增大， 而亮度不會明顯降低。實施例6如圖4、5、6和7所不，本實施例6與實施例5的不同之處在于白光LED11的出光法線與所述光散射層13的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為 25。。光散射層13包括陶瓷片的基體以及涂覆在陶瓷片底表面的光散射物質(zhì)，該光散射物質(zhì)為粒徑為10 μ m聚四氟乙烯顆粒；白光LEDll的出光法線與所述光散射層13的法線成的夾角為30°，這種結(jié)構(gòu)能夠使得平面光源的直徑增大，而亮度不會明顯降低。實施例7如圖4、5、6和7所示，本實施例7與實施例5的不同之處在于白光LED11的出光法線與所述光散射層13的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為 60°。光散射層13包括鋼片的基體以及涂覆在鋼片底表面的光散射物質(zhì)，該光散射物質(zhì)為粒徑為O. 5 μ m氧化鑭顆粒；白光LEDll的出光法線與所述光散射層13的法線成的夾角為 50°，這種結(jié)構(gòu)能夠使得平面光源的直徑增大，而亮度不會明顯降低。應當理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實施例的表述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種LED平面光源，其特征在于，該LED平面光源包括若干顆白光LED、一側(cè)面開口的箱體支架、透光罩、反射器以及光散射層；所述光散射層設置在所述箱體支架內(nèi)腔底部且正對該箱體支架的開口，所述透光罩適配固定設置在所述箱體支架的開口端，若干顆所述白光LED成排設置在所述箱體支架內(nèi)腔空間上方、且每一顆所述白光LED的出光法線與所述光散射層的法線成一夾角，該夾角的取值范圍為O 90° ;每一顆所述白光LED均配設一個反射器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED平面光源，其特征在于，所述光散射層為平面狀、球冠狀或者為山丘狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的LED平面光源，其特征在于，在每一顆所述白光LED出光法線的前端且位于反射器內(nèi)設有聚光透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED平面光源，其特征在于，所述反射器由一傾斜于四棱臺體大底面、且通過四棱臺體大底面一底邊的截面切割形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED平面光源，其特征在于，所述反射器的大底面與截面之間的夾角為大于0°小于或等于60°。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED平面光源，其特征在于，所述光散射層的材質(zhì)為光散射物質(zhì)與透明粘結(jié)劑的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED平面光源，其特征在于，所述透明粘結(jié)劑為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅酸鉀水溶液中的任一種；所述光散射物質(zhì)為硫酸鋇、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化鑭、氧化鋁或聚四氟乙烯顆粒中至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED平面光源，其特征在于，所述光散射層包括基體以及制備在所述基體外表面的光散射物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED平面光源，其特征在于，所述基體為玻璃片、鋼片或陶瓷片中的任一種；所述光散射物質(zhì)為硫酸鋇、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化鑭、氧化鋁或聚四氟乙烯顆粒中至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的LED平面光源，其特征在于，所述顆粒的粒徑為50nm 100 μ m0
全文摘要
本發(fā)明屬于光電子領(lǐng)域，其公開了一種LED平面光源，包括若干顆白光LED、一面開口的箱體支架、透光罩、反射器以及光散射層；光散射層設置在箱體支架內(nèi)腔底部且正對該箱體支架的開口，透光罩適配固定設置在箱體支架的開口端，若干顆白光LED成排設置在箱體支架內(nèi)腔空間上方且白光LED的出光法線與光散射層的法線成一夾角，白光LED設置在反射器的底部。本發(fā)明提供的LED平面光源，摒棄了傳統(tǒng)LED平面光源中采用多層導光、散光、勻光結(jié)構(gòu)的方法，而采用白光LED直接去照射光散射層，通過光散射層的光散射作用，實現(xiàn)面發(fā)光，從而減少眩光，增加舒適性，還極大的提高了光效。
文檔編號F21V5/00GK102606901SQ20111002773
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者周明杰, 陳貴堂, 馬文波 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司