專利名稱：Led面光源模組以及獲得均勻面光源白光的方法
LED面光源模組以及獲得均勻面光源白光的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于白光LED的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED面光源模組以及獲得均勻面光源白光的方法。
背景技術(shù)：
自從LED白光照明技術(shù)逐漸成熟后，LED作為各種照明光源已得到廣泛應(yīng)用。目前LED照明方案中，LED作為半導(dǎo)體照明新型光源在點(diǎn)光源方面的應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)較為均勻的發(fā)光強(qiáng)度，但是當(dāng)LED作為面光源時(shí)，存在各點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度不均勻的問題，從而使其整體光強(qiáng)度有所下降。當(dāng)前解決方法有以下幾種。如設(shè)置多個(gè)光源，但是多個(gè)光源占用了一定的空間，而且當(dāng)被照射區(qū)域離光源很近時(shí)，點(diǎn)光源的特性很突出?；蛘咴诠庠?多為光源陣列) 上增設(shè)導(dǎo)光板或漫反射材料，增設(shè)導(dǎo)光板使結(jié)構(gòu)變地更為復(fù)雜，而通過漫反射使出射光線更加發(fā)散的同時(shí)使總光通量降低。以上這些方法都能將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)變?yōu)槊婀庠?，但同時(shí)也帶來了一些弊端。
公開號(hào)為CN 101075655A的中國申請(qǐng)涉及一種白光面光源發(fā)生裝置，包括半導(dǎo)體芯片、基座，所述芯片上方固定有透鏡，該透鏡內(nèi)設(shè)有一空腔，空腔內(nèi)填充光轉(zhuǎn)換材料。一方面，透鏡將芯片與光轉(zhuǎn)換材料隔開，省略了光轉(zhuǎn)換材料覆蓋在芯片表面的工序。另一方面， 通過含有光轉(zhuǎn)換材料的透鏡吸收、激發(fā)、轉(zhuǎn)化、產(chǎn)生白光面光源。由于光轉(zhuǎn)換材料包含在了透鏡中，光轉(zhuǎn)換材料狀態(tài)、體積以及透鏡空腔的形狀、層數(shù)都得以控制，因此經(jīng)光轉(zhuǎn)換材料層后得到的面光源在出光率、色溫、色度上都有有效改善。
另外，由上述專利中的多個(gè)實(shí)施例可知，不同的光轉(zhuǎn)換材料可以與不同形式的透鏡連同作用，這樣需在基座上留出與透鏡配合的結(jié)構(gòu)。這種發(fā)光裝置雖然能獲得理想的白光面光源，但透鏡制造以及在透鏡內(nèi)填充光轉(zhuǎn)換材料的工藝復(fù)雜，相應(yīng)地，裝置結(jié)構(gòu)也更復(fù)ο
公開號(hào)為CN 201462498U的中國專利涉及了一種平面光源。該平面光源包括基座，基座上設(shè)有至少一個(gè)發(fā)光二極管并罩有一反光杯。該平面光源是先將輸出不同顏色光的發(fā)光二極管芯片進(jìn)行電組合，再通過反光杯的反射壁進(jìn)行漫反射而得到的，具有高顯色性、高效率的優(yōu)點(diǎn)。為了更好地達(dá)到以上效果，反光杯的內(nèi)壁上可以設(shè)有多個(gè)小突起物，起混光作用。小突起物呈球面，表面很光亮且具有很高的反射率，其尺寸和設(shè)置根據(jù)混光需要，可以大小一樣或不一，可以隔行錯(cuò)位或陣列排列，只要使出射光的角度和均勻性達(dá)到要求即可。由此可見，小突起的設(shè)置是為了加強(qiáng)漫反射，因此對(duì)其表面形狀及表面加工要求都很1 。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種LED面光源模組，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)光源至面光源的轉(zhuǎn)換，并且得到光強(qiáng)均勻的白光面光源。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種LED面光源模組，包括基板，所述基板上設(shè)有至少一個(gè)LED點(diǎn)光源，所述LED 點(diǎn)光源上方設(shè)有勻光板，所述勻光板上方設(shè)熒光粉層，所述勻光板的下表面為第一反射面， 基板的上表面為第二反射面，所述勻光板上還設(shè)有多個(gè)孔，且這些孔排成陣列，所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線在第一反射面、第二反射面之間多次反射后從勻光板的各孔中出射進(jìn)入熒光粉層。
進(jìn)一步地，所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線從勻光板的各孔出射后，形成均勻的面光源。
進(jìn)一步地，所述勻光板上的孔陣列被分為多個(gè)陣列區(qū)域，分別為處于中心的第一陣列區(qū)域、包圍所述第一陣列區(qū)域的第二陣列區(qū)域、包圍所述第二陣列的第三陣列區(qū)域，......包圍第n-1陣列區(qū)域的第η陣列區(qū)域(η= 1、2、3......)，所述第一陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D1，所述第二陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D2，所述第三陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D3，......第η陣列區(qū)域中各孔的孔徑為Dn，其中，Dl < D2 < D3...... < Dn。
進(jìn)一步地，所述勻光板的材質(zhì)為PET。
進(jìn)一步地，所述LED點(diǎn)光源為藍(lán)光光源。
進(jìn)一步地，所述基板上還設(shè)有至少一個(gè)紅光點(diǎn)光源。
進(jìn)一步地，所述熒光粉層為可替換熒光粉層。
進(jìn)一步地，所述熒光粉層由一種單色熒光粉與高分子樹脂混合獲得，或由多種熒光粉與高分子樹脂混合獲得。
進(jìn)一步地，所述藍(lán)光光源主峰波長范圍為440-480nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為 450-470nmo
進(jìn)一步地，所述紅光點(diǎn)光源主峰波長范圍為600-670nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為 610-650nm。
進(jìn)一步地，所述熒光粉主峰波長范圍為5 20-580nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為 540-560nm。
進(jìn)一步地，所述基板為鋁基板。
本發(fā)明通過兩個(gè)反射面改變了點(diǎn)光源的出射光線光路，并通過勻光板上的孔陣列重新分配光強(qiáng)。使通過LED面光源模組后為強(qiáng)度均勻的白光面光源。與傳統(tǒng)多個(gè)點(diǎn)光源制成面光源相比，可以節(jié)約點(diǎn)光源使用的個(gè)數(shù)以及實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)分布均勻。
本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種獲得均勻面光源白光的方法。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種獲得均勻面光源白光的方法，該方法包括
提供基板，所述基板上設(shè)有至少一個(gè)LED點(diǎn)光源，所述LED點(diǎn)光源上方設(shè)勻光板， 所述勻光板上方設(shè)熒光粉層，所述勻光板的下表面為第一反射面，基板的上表面為第二反射面，所述勻光板上還設(shè)多個(gè)孔；
所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)第一反射面、第二反射面反射或經(jīng)第一反射面、第二反射面多次折反射后從勻光板的各孔出射，先形成均勻的面光源，隨后進(jìn)入熒光粉層混光。
進(jìn)一步地，述熒光粉層為可替換熒光粉層。
進(jìn)一步地，所述勻光板上的多個(gè)孔排成孔陣列，所述孔陣列被分為多個(gè)陣列區(qū)域，分別為處于中心的第一陣列區(qū)域、包圍所述第一陣列區(qū)域的第二陣列區(qū)域、包圍所述第二陣列的第三陣列區(qū)域，......包圍第n-1陣列區(qū)域的第η陣列區(qū)域(n = 1、2、3......)，所述第一陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D1，所述第二陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D2，所述第三陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D3，......第η陣列區(qū)域中各孔的孔徑為Dn，其中，Dl < D2< D3...... < Dn。
進(jìn)一步地，所述LED點(diǎn)光源為藍(lán)光光源。
進(jìn)一步地，還提供至少一個(gè)紅光點(diǎn)光源，并設(shè)于所述基板上。
進(jìn)一步地，所述紅光點(diǎn)光源為紅光LED器件，調(diào)節(jié)紅光LED器件電流，以調(diào)節(jié)色溫變化。
進(jìn)一步地，所述熒光粉層由一種單色熒光粉與高分子樹脂混合獲得，或由多種熒光粉與高分子樹脂混合獲得。
進(jìn)一步地，所述藍(lán)光光源主峰波長范圍為440-480nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為 450-470nmo
進(jìn)一步地，所述紅光點(diǎn)光源主峰波長范圍為600-670nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為 610-650nm。
進(jìn)一步地，所述熒光粉主峰波長范圍為520-580nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為 540-560nm。
本發(fā)明通過具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的勻光板，使點(diǎn)光源在出射勻光板后先成為理想地面光源，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到各點(diǎn)均勻。再進(jìn)入熒光粉層進(jìn)行下一步混光。


圖1為本發(fā)明涉及的LED面光源模組的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明涉及的LED面光源模組的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3-4為本發(fā)明涉及的LED面光源模組中勻光板的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，為本發(fā)明涉及的LED面光源模組的結(jié)構(gòu)示意圖。包括基板，所述基板上設(shè)有至少一個(gè)LED點(diǎn)光源，LED基本光源采用單顆藍(lán)光LED器件作為光源，或者多顆藍(lán)光器件以NXN的方式排列。所述LED點(diǎn)光源上方設(shè)有勻光板，勻光板的材質(zhì)為PET(塑料)， 但不局限于PET。勻光板采用網(wǎng)格狀。即所述所述勻光板上還設(shè)有多個(gè)孔，且這些孔排成陣列，見圖3，孔從中心到四周呈現(xiàn)由密到疏的分布。具體說是這樣，結(jié)合圖3-4，所述勻光板上的孔陣列被分為多個(gè)陣列區(qū)域，中心為實(shí)心，從中心向四周出發(fā)，分別為接近處于中心的第一陣列區(qū)域、包圍所述第一陣列區(qū)域的第二陣列區(qū)域、包圍所述第二陣列的第三陣列區(qū)域，......包圍第n-1陣列區(qū)域的第η陣列區(qū)域(η = 1、2、3......，見圖3中虛線框，或見圖4，DU D2、D3、D4分別表示各自所在的第一、第二、第三、第四陣列區(qū)域)，所述第一陣列區(qū)域中各孔的孔徑為Dl，Dl = 0. 1mm，方形陣列排列，有三層；所述第二陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D2，D2 = 0. 2mm，有四層；所述第三陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D3，D3 = 0. 3mm,共有四層；所述第四陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D4，D4 = 0.4mm，共有兩層，......當(dāng)然，陣列還可以延伸擴(kuò)展下去，依次類推，當(dāng)?shù)讦顷嚵袇^(qū)域時(shí)，其各孔的孔徑為Dn，并且，Dl <D2<D3...... <Dn。也就是說，靠近中心的孔的孔徑偏小，處于邊緣的的孔的孔徑偏大。勻光板的形狀不限于如圖所示，在本實(shí)施例中，勻光板為方形，當(dāng)然勻光板也可以是圓形或其它形狀，只要符合上述孔的排布規(guī)律即可。勻光板上方設(shè)熒光粉層。
所述勻光板的下表面為第一反射面，基板的上表面為第二反射面。由圖可知，第一反射面為不連續(xù)的，孔即為出射孔。所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)第一反射面、第二反射面反射或經(jīng)第一反射面、第二反射面多次折反射后從勻光板的各孔出射，先形成均勻的面光源，隨后進(jìn)入熒光粉層混光。所述熒光粉層可以是單一黃色熒光粉與高分子樹脂共混制得， 或者由多種熒光粉與高分子樹脂共混制得。熒光粉主要為YAG(熒光粉)，但不限于YAG。高分子樹脂可以為PC (聚碳酸脂)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲脂)、PET (塑料)等高透過率的高分子材料。
尺寸可以如下以圖3所示的勻光板實(shí)施例為例。勻光板的尺寸為 30cmX30cmX5cm,距離LED藍(lán)光器件5_10毫米處，熒光粉層的尺寸為30cmX 30cmX 2cm。 熒光粉層可以是可替換的熒光粉層，通過更換熒光粉層可以實(shí)現(xiàn)單器件多色溫段白光的方便調(diào)節(jié)。
本發(fā)明通過兩個(gè)反射面改變了點(diǎn)光源的出射光線光路，并通過勻光板上的孔陣列重新分配光強(qiáng)。使光線經(jīng)勻光板后出射形成均勻的面光源，再進(jìn)入熒光粉層進(jìn)行下一步混光。與傳統(tǒng)多個(gè)點(diǎn)光源制成面光源相比，可以節(jié)約點(diǎn)光源使用的個(gè)數(shù)以及實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)分布均勻。
以下將通過兩個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹和說明
實(shí)施例1，圖1 (色溫不可調(diào)方案)
選擇一顆藍(lán)光器件4，置于基板3中央位置，覆蓋網(wǎng)孔狀勻光板2，將可替換熒光粉層1覆蓋于勻光板2上方，這個(gè)就可以藍(lán)光點(diǎn)光源形成均勻的白光面光源。所述藍(lán)光器件4 發(fā)出的光線經(jīng)第一反射面21、第二反射面31反射或經(jīng)第一反射面21、第二反射面31多次折反射后從勻光板2的各孔(D1、D2......Dn)出射，先形成均勻的面光源，隨后進(jìn)入熒光粉層1混光。具體如圖1所示。圖1中，Dp^DnS勻光板從中心到四周分布的孔徑。所述藍(lán)光器件主峰波長為440-480nm，更可取的是450-470nm ；熒光粉的主峰波長為520-580nm， 更可取的是540-560nm。
實(shí)施例2，圖2 (色溫可調(diào)方案)
選擇藍(lán)光器件4，紅光LED器件5，分別置于中基板3中央，見圖2所示位置，覆蓋網(wǎng)孔狀勻光板2，將可替換熒光粉層1覆蓋于勻光板2上方，這個(gè)就可以藍(lán)光點(diǎn)光源形成均勻的白光面光源。通過調(diào)紅光LED器件的電流大小，來調(diào)節(jié)色溫的變化。所述藍(lán)光器件4、 紅光器件5發(fā)出的光線經(jīng)第一反射面21、第二反射面31反射或經(jīng)第一反射面21、第二反射面31多次折反射后從勻光板2的各孔(D1、D2......Dn)出射，先形成均勻的面光源，隨后進(jìn)入熒光粉層1混光。
所述的藍(lán)光LED器件的主峰波長為440-480nm，更可取的是450_470nm ；紅光LED 器件的主峰波長為600-670nm，更可取的是610_650nm ；熒光粉的主峰波長為520_580nm，更可取的是540-560nm。
權(quán)利要求
1.一種LED面光源模組，包括基板，所述基板上設(shè)有至少一個(gè)LED點(diǎn)光源，其特征是 所述LED點(diǎn)光源上方設(shè)有勻光板，所述勻光板上方設(shè)熒光粉層，所述勻光板的下表面為第一反射面，基板的上表面為第二反射面，所述勻光板上還設(shè)有多個(gè)孔，且這些孔排成陣列， 所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線在第一反射面、第二反射面之間多次反射后從勻光板的各孔中出射進(jìn)入熒光粉層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線從勻光板的各孔出射后，形成均勻的面光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述勻光板上的孔陣列被分為多個(gè)陣列區(qū)域，分別為處于中心的第一陣列區(qū)域、包圍所述第一陣列區(qū)域的第二陣列區(qū)域、包圍所述第二陣列的第三陣列區(qū)域，......包圍第n-1陣列區(qū)域的第η陣列區(qū)域(n=l、2、3......)，所述第一陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D1，所述第二陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D2，所述第三陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D3，......第η陣列區(qū)域中各孔的孔徑為Dn，其中，Dl< D2 < D3...... < Dn。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述勻光板的材質(zhì)為PET。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述LED點(diǎn)光源為藍(lán)光光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED面光源模組，其特征是所述基板上還設(shè)有至少一個(gè)紅光點(diǎn)光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述熒光粉層為可替換熒光粉層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述熒光粉層由一種單色熒光粉與高分子樹脂混合獲得，或由多種熒光粉與高分子樹脂混合獲得。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED面光源模組，其特征是所述藍(lán)光光源主峰波長范圍為 440-480nm,優(yōu)選地，主峰波長范圍為450_470nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED面光源模組，其特征是所述紅光點(diǎn)光源主峰波長范圍為600-670nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為610_650nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述熒光粉主峰波長范圍為 520-580nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為540_560nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED面光源模組，其特征是所述基板為鋁基板。
13.一種獲得均勻面光源白光的方法，其特征是該方法包括提供基板，所述基板上設(shè)有至少一個(gè)LED點(diǎn)光源，所述LED點(diǎn)光源上方設(shè)勻光板，所述勻光板上方設(shè)熒光粉層，所述勻光板的下表面為第一反射面，基板的上表面為第二反射面，所述勻光板上還設(shè)多個(gè)孔；所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)第一反射面、第二反射面反射或經(jīng)第一反射面、第二反射面多次折反射后從勻光板的各孔出射，先形成均勻的面光源，隨后進(jìn)入熒光粉層混光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述熒光粉層為可替換熒光粉層。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述勻光板上的多個(gè)孔排成孔陣列，所述孔陣列被分為多個(gè)陣列區(qū)域，分別為處于中心的第一陣列區(qū)域、包圍所述第一陣列區(qū)域的第二陣列區(qū)域、包圍所述第二陣列的第三陣列區(qū)域，......包圍第n-1陣列區(qū)域的第η陣列區(qū)域(n = 1、2、3......)，所述第一陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D1，所述第二陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D2，所述第三陣列區(qū)域中各孔的孔徑為D3，......第η陣列區(qū)域中各孔的孔徑為Dn，其中，Dl < D2 < D3...... < Dn0
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述LED點(diǎn)光源為藍(lán)光光源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是還提供至少一個(gè)紅光點(diǎn)光源，并設(shè)于所述基板上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述紅光點(diǎn)光源為紅光LED器件，調(diào)節(jié)紅光LED器件電流，以調(diào)節(jié)色溫變化。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述熒光粉層由一種單色熒光粉與高分子樹脂混合獲得，或由多種熒光粉與高分子樹脂混合獲得。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述藍(lán)光光源主峰波長范圍為440-480nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為450-470nm。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述紅光點(diǎn)光源主峰波長范圍為600-670nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為610-650nm。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的獲得均勻面光源白光的方法，其特征是所述熒光粉主峰波長范圍為520-580nm，優(yōu)選地，主峰波長范圍為540-560nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED面光源模組以及獲得均勻面光源白光的方法。所述LED面光源模組，包括基板，所述基板上設(shè)有至少一個(gè)LED點(diǎn)光源，所述LED點(diǎn)光源上方設(shè)有勻光板，所述勻光板上方設(shè)熒光粉層，所述勻光板的下表面為第一反射面，基板的上表面為第二反射面，所述勻光板上還設(shè)有多個(gè)孔，且這些孔排成陣列，所述LED點(diǎn)光源發(fā)出的光線在第一反射面、第二反射面之間多次反射后從勻光板的各孔中出射進(jìn)入熒光粉層。本發(fā)明通過兩個(gè)反射面改變了點(diǎn)光源的出射光線光路，并通過勻光板上的孔陣列重新分配光強(qiáng)。使通過LED面光源模組后為強(qiáng)度均勻的白光面光源。與傳統(tǒng)多個(gè)點(diǎn)光源制成面光源相比，可以節(jié)約點(diǎn)光源使用的個(gè)數(shù)以及實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)分布均勻。
文檔編號(hào)F21V13/02GK102506327SQ20111034900
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者陳宇 申請(qǐng)人:上海亞明燈泡廠有限公司