專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高亮度led直下式背光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED背光源，尤其涉及一種光線分布均勻的、高亮度LED直下式背光源。
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?yàn)镮XD本身不發(fā)光，所以LCD需要通過(guò)外部光源實(shí)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(huà)面品質(zhì)，背光源是液晶顯示器非常重要的組成部件。價(jià)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(dǎo)致成品發(fā)光時(shí)產(chǎn)生射線現(xiàn)象，無(wú)法滿足市場(chǎng)對(duì)背光光源的視覺(jué)效果越來(lái)越完美的要求。
·[0003]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(diǎn)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(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，即便每天連續(xù)使用10小時(shí)，也可以連續(xù)使用27年，大大延長(zhǎng)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(duì)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(jì)LED燈；一種是直下式LED燈，即在液晶顯示器的整個(gè)背面全部設(shè)計(jì)LED燈。側(cè)光式LED燈的缺點(diǎn)主要是不能進(jìn)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(kuò)散板，為了使得出光亮度均勻，面型燈板和擴(kuò)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(shí)，因?yàn)槊嫘蜔舭迳螸ED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(huì)有全內(nèi)反射，降低了 LED芯片的出光效率；并且，擴(kuò)散板的入光表面會(huì)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(jìn)入擴(kuò)散板內(nèi)的。

實(shí)用新型內(nèi)容發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光線分布均勻、導(dǎo)熱性能好、使用壽命長(zhǎng)的高亮度LED直下式背光源。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種高亮度LED直下式背光源，包括框架、平面薄片式雙面出光LED光源、導(dǎo)光片、具有漸變反光率的散光片，其中LED光源內(nèi)排布有一顆以上LED芯片；所述LED光源和導(dǎo)光片直接貼合并固定在框架內(nèi)，散光片覆蓋在框架上，且導(dǎo)光片位于LED光源和散光片之間。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(wèn)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(dǎo)光片和散光片可以很好的將LED光源轉(zhuǎn)化為均勻的面光源，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(diǎn)，同時(shí)也大大提高了 LED光源自身的利用率；為了達(dá)到亮度要求，LED芯片可以成陣列式排布于整個(gè)LED光源內(nèi)部。所述LED光源直接貼附在導(dǎo)光片上，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(wèn)題。優(yōu)選地，所述導(dǎo)光片的形狀和粗糙度根據(jù)光學(xué)強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)為直線形和高斯面形相結(jié)合的形狀；根據(jù)計(jì)算優(yōu)化結(jié)果可以很好地將LED光源分散，達(dá)到均勻出光的效果，同時(shí)極大地提高LED光源的利用率。優(yōu)選地，所述導(dǎo)光片的表面依據(jù)出光強(qiáng)度及出光效率的原則，配合計(jì)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(xué)處理。優(yōu)選地，所述導(dǎo)光片的材質(zhì)可以為玻璃、透明陶瓷、透明塑料、透明樹(shù)脂、透明晶體、釔鋁石榴石(YAG)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(guò)其表面的漸變式反射圖案實(shí)現(xiàn)漸變反光率，這樣當(dāng)光線通過(guò)散光片時(shí)，由于漸變式反射圖案的不同反射透過(guò)率使光線均勻分布的同時(shí)提高了出光效率；所述漸變式反光圖案可以通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)一是在基底表面進(jìn)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(shù)脂等材料中的一種或兩種以上的組合，或者參考光學(xué)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(shù)脂材料。優(yōu)選地，所述框架內(nèi)表面可以通過(guò)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(xué)特性，更好地配合LED光源達(dá)到提高出光效率的目的；若通過(guò)在框架內(nèi)表面增加涂層方式(通過(guò)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(jī)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(dá)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。有益效果本實(shí)用新型提供的高亮度LED直下式背光源，針對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中間亮度高、四周亮度低導(dǎo)致的亮度均勻性差所存在的缺陷，采用了平面式雙面出光LED光源配合導(dǎo)光片的結(jié)構(gòu)，使背光源的亮度均勻性得到了改善；同時(shí)平面式雙面出光LED光源相比較傳統(tǒng)LED光源具有亮度高、導(dǎo)熱性好、不額外耗電、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，改善了背光源的相應(yīng)性能。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型采用的LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖I所示為一種高亮度LED直下式背光源，包括框架I、平面薄片式雙面出光LED光源2、導(dǎo)光片3、具有漸變反光率的散光片4，其中LED光源2內(nèi)排布有一顆以上LED芯片；所述LED光源2和導(dǎo)光片3直接貼合并固定在框架I內(nèi)，散光片4覆蓋在框架I上，且導(dǎo)光片3位于LED光源2和散光片4之間。所述LED光源2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2_1，所述LED芯片2-1成陣列式排布，LED芯片2_1可以為紅光LED芯片、藍(lán)光LED芯片或者綠光LED芯片，但一般要求最終的LED光源2為白光LED ;如圖2所示的LED光源2，在襯底上排布了 15行、14列LED芯片2-1。所述導(dǎo)光片3的形狀和粗糙度根據(jù)光學(xué)強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)為或者直線形和高斯面形相結(jié)合的形狀。導(dǎo)光片3表面形狀決定了其具有的性能，采用直線形和高斯面形相結(jié)合的形狀使得其在具有導(dǎo)光功能的同時(shí)具有散光功能；當(dāng)入射光進(jìn)入導(dǎo)光片3后，射在高斯面上，在高斯面的作用下，光線主要在導(dǎo)光片的內(nèi)部沿與導(dǎo)光片的出光表面幾乎平行的方向傳播。所述導(dǎo)光片3采用透明材質(zhì)(比如玻璃、透明陶瓷、釔鋁石榴石、樹(shù)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(jìn)行光學(xué)處理(鍍膜、漸變式噴涂、打磨或刻蝕等方式)。散光片4主要是讓在其內(nèi)傳播的光同時(shí)受到散射和反射的作用，通過(guò)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(jì)，可以改變主要光線的傳播方向，使光線幾乎沿著平行導(dǎo)光片3出光表面的方向傳播，提高導(dǎo)光片3出光的均勻性。所述散光片4的基材為透明樹(shù)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(shí)，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(guò)率。所述漸變式反光圖案可以通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)一是在基底表面進(jìn)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(shù)脂等材料中的一種或兩種以上的組合，或者參考光學(xué)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(jì)刀光片4的結(jié)構(gòu)，比如在導(dǎo)光片4上增加涂層、V型槽結(jié)構(gòu)、分布網(wǎng)點(diǎn)的形狀和密度，能夠提高出射光的亮度均勻性。所述框架I內(nèi)表面可以通過(guò)打磨、拋光、蒸鍍等方式的表面處理，提高其光學(xué)特性，更好地配合LED光源2達(dá)到提高出光效率的目的；所述框架I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(dá)到減輕重量、抗震、散熱的目的。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高亮度LED直下式背光源，其特征在于該背光源包括框架(I)、平面式雙面出光LED光源(2 )、導(dǎo)光片(3 )、具有漸變反光率的散光片(4 )，其中LED光源(2 )內(nèi)排布有一顆以上LED芯片；所述LED光源(2)和導(dǎo)光片(3)直接貼合并固定在框架(I)內(nèi)，散光片(4)覆蓋在框架(I)上，且導(dǎo)光片(3)位于LED光源(2)和散光片(4)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高亮度LED直下式背光源，其特征在于所述導(dǎo)光片(3)根據(jù)光學(xué)強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)為直線形和高斯面形相結(jié)合的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高亮度LED直下式背光源，其特征在于所述導(dǎo)光片(3)的表面經(jīng)鍍膜、漸變式噴涂、打磨或刻蝕方式的光學(xué)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高亮度LED直下式背光源，其特征在于所述散光片(4)通過(guò)其表面的漸變式反射圖案實(shí)現(xiàn)漸變反光率，所述漸變式反光圖案通過(guò)在基底表面進(jìn)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高亮度LED直下式背光源，其特征在于所述散光片(4)的基材為透明樹(shù)脂材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高亮度LED直下式背光源，其特征在于所述框架(I)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高亮度LED直下式背光源，其特征在于所述框架(I)的材料為塑料、鋁合金或鈦合金材料。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高亮度LED直下式背光源，包括框架、平面式雙面出光LED光源、導(dǎo)光片、具有漸變反光率的散光片，其中LED光源內(nèi)排布有一顆以上LED芯片；所述LED光源和導(dǎo)光片直接貼合并固定在框架內(nèi)，散光片覆蓋在框架上，且導(dǎo)光片位于LED光源和散光片之間。本實(shí)用新型提供的高亮度LED直下式背光源，針對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中間亮度高、四周亮度低導(dǎo)致的亮度均勻性差所存在的缺陷，采用了平面式雙面出光LED光源配合導(dǎo)光片的結(jié)構(gòu)，使背光源的亮度均勻性得到了改善；同時(shí)平面式雙面出光LED光源相比較傳統(tǒng)LED光源具有亮度高、導(dǎo)熱性好、不額外耗電、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，改善了背光源的相應(yīng)性能。
文檔編號(hào)F21V29/00GK202708819SQ201220238470
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:蘇州晶品光電科技有限公司