专利名称：Led光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学领域，具体涉及一种LED光源。
背景技术：
现有技术中通常采用冷阴极管作为液晶显示器中的背光源，但由于发光二极管 (LED)与冷阴极管相比具有节能环保、色彩还原性好、环境适应性强等优点，所以随着LED 发光效率的提升和成本的降低，在液晶显示屏中人们将LED光源用于背光模组来代替冷阴 极管作为光源。图Ia为现有技术中普通LED光源的示意图。如图所示，普通LED光源包括外壳 1、出光口 2、封装胶3，在外壳1中与出光口 2相对的一侧放置有LED发光芯片(图中未示 出)，通过封装胶3将其封装在外壳1中，LED发光芯片的发光面朝向所述出光口 2 ；封装胶 3在出光口 2处的封装胶表面呈平面，LED发光芯片的发光通过封装胶3的封装胶表面出 射。在作为背光光源的时候，如果普通LED光源的发光表面(即封装胶表面)距离液晶模 组的可视区域近的话，可能会产生称为“萤火虫”的光学不良现象(混光不均勻)，影响显示 效果，所以将LED应用于背光模组存在一定的困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED光源，以解决现有技术中产生混光不均勻的光学 不良现象。本发明提供一种LED光源，包括外壳、LED发光芯片和LED封装胶，所述LED封装 胶将所述LED发光芯片封装在所述外壳内，所述外壳的一个表面上具有一出光口，所述LED 发光芯片的发光面朝向所述外壳的所述出光口，并且所述LED封装胶在所述出光口处呈一 种光学结构，所述光学结构为在其表面上开有多个槽的凸面物，其使得入射在该光学结构 上的LED发光芯片发出的光束在第一方向上发散，在与所述第一方向垂直的第二方向上收 敛。如上所述的LED光源，所述凸面物为凸透镜。如上所述的LED光源，所述凸面物由LED封装胶构成。如上所述的LED光源，所述凸面物上的所述多个槽的延伸方向彼此平行。如上所述的LED光源，所述槽的延伸方向平行于所述第二方向。如上所述的LED光源，所述槽等间距设置在所述凸面物表面上。如上所述的LED光源，相邻两个所述槽的边缘的距离为0. 30mm。如上所述的LED光源，每个所述槽的与其延伸方向垂直的截面为圆弧形，圆弧所 在圆的直径为0. 35mm。如上所述的LED光源，所述槽的与其延伸方向垂直的截面为椭圆弧形或抛物线弧形。如上所述的LED光源，所述LED发光芯片位于所述外壳中与所述出光口相对的一侧。根据本发明的LED光源利用所述LED封装胶在所述出光口处所呈的光学结构，该 光学结构为在其表面上开有多个槽的凸面物，使得入射在该光学结构上的LED发光芯片发 出的光束在第一方向上发散，在与所述第一方向垂直的第二方向上收敛，因此根据本发明 的LED光源在用于背光模组时，可以减少混光距离，降低发生混光不均勻现象的可能，并且 提高光的利用效率。
图Ia为现有技术中的普通LED光源的示意图，图Ib为根据本发明实施例的LED 光源的示意图；图2a和图2b分别为将图Ib中所示的LED光源沿B1-B2线剖开后的截面示意图 和立体示意图；图3a和图3b分别为将图Ib中所示的LED光源沿A1-A2线剖开后的截面示意图 和立体示意图；图4a和图4b分别为在距离普通LED光源和本实施例中的LED光源的发光表面 1.5mm处的光强分布图；图5a和图5b分别为在距离普通LED光源和本实施例中的LED光源的发光表面
2.5mm处的光强分布图；图6a和图6b分别为在距离普通LED光源和本实施例中的LED光源的发光表面
3.5mm处的光强分布图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细的描述。图Ib为根据本发明实施例的LED光源的示意图。根据本发明的实施例的LED光源包括外壳1、出光口 2、封装胶3，在外壳1中与出 光口 2相对的一侧放置有LED发光芯片(图中未示出)，通过封装胶3 (这里采用LED封装 胶)封装在外壳1中。所述外壳1具有上表面11、与上表面相对的底面13、以及位于上表 面11与底面13之间的一周侧面12。所述出光口位于所述上表面11中，封装胶3在出光 口 2处的表面(即封装胶表面，也是LED光源的发光表面，也是封装胶3露出所述上表面11 外的表面)呈一种光学结构，该光学结构为在其表面上开有多个槽31的凸面物，其使得入 射在该光学结构上的LED发光芯片发出的光束在第一方向(这里为Y轴方向)上发散，在 与第一方向垂直的第二方向(这里为X轴方向)上收敛。因此根据本发明的LED光源在用 于背光模组时，可以减少混光距离，降低发生混光不均勻现象的可能，并且提高光的利用效 率。本实施例中该凸面物为凸透镜，并且凸面物上的多个槽31彼此平行，且平行于所述第 二方向。该多个槽31优选地等间距设置在凸面物表面上，相邻两个槽31边缘的间距优选 为0. 30mm,以进一步降低发生混光不均勻现象的可能。LED发光芯片的发光面朝向所述出 光口 2，LED发光芯片的发光通过出光口 2处的封装胶表面出射。而上文中已经提到，普通 LED光源在出光口处的封装胶表面呈平面。这也是现有技术中的普通LED光源与根据本发 明的实施例的LED光源的主要区别。下面参照图2a、图2b、图3a和图3b来具体描述图Ib
4中所示的LED光源的细节。图2a示出将图Ib中的LED光源沿B1-B2线剖开后的截面示意图；图2b示出将图 Ib中的LED光源的沿B1-B2线剖开后的立体示意图，其中B1-B2线在出光口 2所在的平面 内，并且在Y轴方向上位于LED光源的中间位置(如图Ib中所示)。如图2a所示，根据本 发明实施例的LED光源的封装胶表面在此截面上呈具有多个凹形的弧形，其中每个凹形也 是所述凸面物上的相应的槽31在与该槽的延伸方向垂直的截面上的形状，其优选为圆弧 形，圆弧形所在圆的直径为0. 35mm，当然每个凹形也可以是椭圆弧形或抛物线弧形。这种结 构的封装胶表面对LED光源的出射光在此截面上具有发散作用，从而增大了 LED光源的发 光角度。图3a示出将图Ib中的LED光源沿A1-A2线剖开后的截面示意图；图3b示出将图 Ib中的LED光源沿A1-A2线剖开后的立体示意图，其中A1-A2线在出光口 2所在的平面内 (如图Ib中所示)。如图3a所示，LED光源的封装胶表面在此截面上呈弧形，从而使得由 封装胶表面出射的LED光源的发光发生收敛。虽然在图2a、图2b、图3a和图3b中均没有 示出LED发光芯片，但是本领域中的普通技术人员应该理解LED发光芯片位于LED光源的 底部(外壳1中与出光口 2相对的一侧)。下面利用光学模拟软件(trac印ro)分别对如背景技术所述的普通LED光源(封 装胶表面为平面)和根据本发明实施例的LED光源所发出的光束在导光板(图未示)中传 输时，在不同距离处的光强分布进行模拟。模拟所采用的普通LED光源和本实施例的LED 光源的出光口为矩形(当然也可以为其它形状，本实施例子仅以矩形尺寸为例进行说明)， 封装胶表面在外壳上表面上的投影面积约为2. 8mm* 1. 8mm(该面积也即是出光口在外壳上 表面中所占的面积)、LED光源的厚度均为1. Imm(不考虑封装胶表面的厚度)，其中，封装 胶表面在外壳上表面上的投影沿X轴方向的长度为2. 8mm,沿Y轴方向的长度为1. 8mm。模 拟中所采用的导光板为一大体正方形的平板，其厚2. 0mm，平行于X-Z平面放置于待模拟的 LED光源的发光表面正前方，使得待模拟的LED光源所发出的光束能够正入射进入导光板。 该实施例中的LED光源的封装胶表面所呈光学结构是在焦距为1. Omm(焦点位于封装胶表 面下1. Omm处，并且LED发光芯片优选放置于此)、半径约为1. 4mm的凸透镜上沿平行于Y 轴方向挖出一系列的等间距且相互平行的槽所得到的结构(如图Ib中所示)。其中在本实 施例子中槽为半圆柱形，也即槽的截面为半圆形，其中所述半圆形的直径为0. 35mm,且相邻 两槽的边缘的距离为0. 30mm(也即槽与槽之间的间距为0. 30mm)。模拟所得到的处理结果分别如图4a、4b、5a、5b、6a和6b所示。图4a和图4b分别为在距离普通LED光源和本实施例中的LED光源的发光表面 1. 5mm处的光强分布图。图4a中的普通LED光源的光斑的中心光强在1. 1 X 106ff/m2的量 级，中心光强处的面积较小，呈椭圆状相对集中；图4b中本实施例的LED光源的光斑的中 心光强在8. 5X105ff/m2的量级，中心光强处的面积比图4a中的中心光强面积大，呈中间 略凹的长条状。相反的，在光斑的外围，在X方向，以(4，0)点(是指X = 4，Y = O的点) 为例，在图4a中(4，0)点的光强在2. 5X105ff/m2的量级，而在图4b中(4，0)点的光强在 3X105W/m2的量级。在Y方向，以(0，7.5)点(是指X = 0，Y = 7. 5的点)为例，在图4a 中(0,7. 5)点的光强在7X105ff/m2的量级，而在图4b中(7. 5,0)点的光强在8X 105W/m2 的量级。综上可以看出，在距各自光源1. 5mm处，本实施例中的LED光源的光强分布比普通LED光源的光强分布更均勻，而且在第一方向，也即Y方向，LED光源所发出的光束更加发 散，在第二方向，也即X方向上，LED光源所发出的光束更加收敛，整体来看LED光源所发出 的光束的光斑在形状上更加“扁平”。图5a和图5b分别为在距离普通LED光源和本实施例中的LED光源的发光表面 2. 5mm处的光强分布图；图6a和图6b分别为在距离普通LED光源和本实施例中的LED光 源的发光表面3. 5mm处的光强分布图。参照图4a和图4b的对比方式，分别对比图5a和图 5b、图6a和图6b，虽然随着两个LED光源的光斑传输距离的增大，光斑的形状略微有些变 化，但经过对比发现，在距LED光源2. 5mm和3. 5mm处本实施例中的LED光源的光强分布比 普通LED光源的光强分布更均勻，而且在第一方向，LED光源所发出的光束更加发散，在第 二方向，LED光源所发出的光束更加收敛，整体来看LED光源所发出的光束的光斑在形状上 更加“扁平”。因此，当本发明中的LED光源应用于背光模组，尤其是侧入式背光模组时，根据本 发明实施例的LED光源所发出的光束在平行于导光板平面的方向上更加发散，减少相邻 LED的混光距离和发生“萤火虫”现象的可能性；并且在垂直于导光板平面的方向上更加收 敛，使更多的光入射进导光板，增大了光的利用率。本领域中普通技术人员应该理解，上面实施例中所采用的LED光源的尺寸可以根 据需要适当变化，其中的表面上开有多个槽的凸面物上的槽的直径、间距的数值仅是作为 优选，而并非是对本发明的限制。对于一些特定应用，凸面物上的槽的与其延伸方向垂直的 截面还可以为采用其它形状，例如可以为椭圆弧或抛物线形弧。还可以采用具有同样或类 似功能的其它光学结构来代替带有多个槽的凸面物。另外，本发明中所提到的凸透镜是指 其一个表面向外突出的凸透镜，其包括但不限于球面凸透镜、椭球面凸透镜等凸面物。本领 域技术人员应该理解，虽然附图中未示出，但根据本发明实施例的LED光源的外壳的内部 由封装胶填充。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参 照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方 案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。
权利要求
一种LED光源，包括外壳、LED发光芯片和LED封装胶，所述LED封装胶将所述LED发光芯片封装在所述外壳内，所述外壳的一个表面上具有一出光口，所述LED发光芯片的发光面朝向所述外壳的所述出光口，并且所述LED封装胶在所述出光口处呈一种光学结构，所述光学结构为在其表面上开有多个槽的凸面物，其使得入射在该光学结构上的LED发光芯片发出的光束在第一方向上发散，在与所述第一方向垂直的第二方向上收敛。
2.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述凸面物为凸透镜。
3.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述凸面物由LED封装胶构成。
4.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述凸面物上的所述多个槽的延伸方向 彼此平行。
5.如权利要求4所述的LED光源，其特征在于，所述槽的延伸方向平行于所述第二方向。
6.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述槽等间距设置在所述凸面物表面上。
7.如权利要求6所述的LED光源，其特征在于，相邻两个所述槽的边缘的距离为 0. 30mmo
8.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，每个所述槽的与其延伸方向垂直的截面 为圆弧形，圆弧所在圆的直径为0. 35mm。
9.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述槽的与其延伸方向垂直的截面为椭 圆弧形或抛物线弧形。
10.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述LED发光芯片位于所述外壳中与 所述出光口相对的一侧。全文摘要
本发明提供一种LED光源，包括外壳、LED发光芯片和LED封装胶，所述LED封装胶将所述LED发光芯片封装在所述外壳内，所述外壳的一个表面上具有一出光口，所述LED发光芯片的发光面朝向所述外壳的所述出光口，并且所述LED封装胶在所述出光口处呈一种光学结构，所述光学结构为在其表面上开有多个槽的凸面物，其使得入射在该光学结构上的LED发光芯片的光束在第一方向上发散，在与所述第一方向垂直的第二方向上收敛。根据本发明的LED光源可以减少混光距离，降低发生混光不均匀现象的可能，并且提高光的利用效率。
文档编号F21Y101/02GK101929612SQ20091005745
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者苏跃峰 申请人:上海天马微电子有限公司