专利名称：发光二极管光源的制作方法
发光二极管光源
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管光源。背景技术：
电光源经历了白炽灯、荧光灯及高强度气体放电灯这三个阶段后，现在人们普遍认为发光二极管(Light Emitting Diode, LED)光源是最有发展前景的新光源，将多个LED以多种组合形成大功率光源的发光亮度大、方向性好、反映速度快等优点，更重要的是LED在功耗及寿命方面具有巨大的优越性。随着LED制造技术的不断进步，其光效不断攀升，截止目前大功率白光LED的光效已达到1001m/W，稳定的产品光效也有901m/W以上。这一光效使得LED的应用越来越广泛，包括已经在广泛使用的背光源领域和即将大规模应用的普通照明领域。LED光源虽然使用寿命长、功耗低，但是由于LED的发出的光线是在一定的立体角内分布的，而对于平面光源，其上下两个面是平面，将有许多的光线由于入射角过大而发生全反射，这就会使部分的光线消耗在导光材料内部，从而浪费了这部分的光线，进而使得光效的提高程度有限，亦不利于节能环保的理念。所以就需要在LED光源上增加经过二次光学设计甚至多次光学设计的平面光源装置以提高LED光源的照度均勻性、亮度均勻性以及消除眩光，提高视觉舒适性，使之适用于平面光源的应用。目前比较常用的方法是在白光LED阵列上面盖上导光板或漫反射透明材料等，这些方法的缺点是光利用率较低，从而导致灯具的整体光效较低，没有发挥出LED光源的优点。
发明内容基于此，有必要提供一种发光效率较高的发光二极管光源。一种发光二极管光源，包括导光板，包括入光面、相对的第一出光面和第二出光面；发光二极管，设于入光面；第一曲面透镜，位于第一出光面上，包括远离第一出光面的第一曲面；第二曲面透镜，位于第二出光面上，包括远离第二出光面的第二曲面；及第一荧光粉层，位于第一出光面与第一曲面透镜之间。在优选的实施例中，发光二极管光源还包括设于该第一荧光粉层与该导光板之间的黏接层。在优选的实施例中，该导光板的入光面上开设有收容该发光二极管的收容槽。在优选的实施例中，该导光板为圆柱形，该入光面为该圆柱形导光板的侧面，该发光二极管的数量为多个，该多个发光二极管对称分布于该入光面。在优选的实施例中，发光二极管光源还包括散热基板，该散热基板开设有容置槽，该导光板容置于该容置槽内，该发光二极管与该散热基板接触。在优选的实施例中，发光二极管光源还包括设于该散热基板上的用于固定该导光板的支架。 在优选的实施例中，第一曲面和第二曲面为半球面。
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在优选的实施例中，发光二极管光源还包括设于该第二出光面和该第二表面之间的第二荧光粉层。一种发光二极管光源，包括导光板，包括入光面、相对的第一出光面和第二出光面，该导光板内均勻分散有荧光粉；发光二极管，设于入光面；第一曲面透镜，位于第一出光面上，包括远离第一出光面的第一曲面；及第二曲面透镜，位于第二出光面上，包括远离第二出光面的第二曲面。一种发光二极管光源，包括第一荧光粉层，包括入光面、相对的第一出光面和第二出光面；发光二极管，设于该入光面；第一曲面透镜，位于该第一出光面上，包括远离该第一出光面的第一曲面；及第二曲面透镜，位于该第二出光面上，包括远离该第二出光面的
第二曲面。上述发光二极管光源包含第一、二曲面透镜，使得导光板内的光线更容易出射，发光效率较高。
图1为实施例一的发光二极管光源的俯视示意图；图2为沿图1中II-II线的剖面示意图；图3为实施例二的发光二极管光源的剖面示意图；图4为实施例三的发光二极管光源的剖面示意图；图5为实施例四的发光二极管光源的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对作进一步详细说明。请同时参阅图1和图2，实施例一的发光二极管光源100包括导光板11、多个LED12、第一荧光粉层13、第一曲面透镜15、第二曲面透镜16及散热基板17。导光板11大致呈圆柱形，其包括相对且平行设置的圆形第一出光面111和圆形第二出光面113。可以理解，第一出光面111和第二出光面113的形状也可不为圆形，其二者也可不平行。导光板11还包括位于其侧面，并连接第一出光面111和第二出光面113的入光面115。入光面115上开设有关于导光板11的轴线对称分布的多个收容槽114。入光面115上除开设有收容槽114之外的部位还镀有一层反射膜(图未示)。导光板11用以将LED 12发出的光导向第一曲面透镜15和第二曲面透镜16，其材质为玻璃。可以理解，导光板11的材质也可为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等透明材料。多个LED 12分别收容于多个收容槽114内，且朝向导光板11内部发射光线。LED12可为发射波长在420-490nm之间的蓝光LED，也可为发射波长在220-420nm之间的紫光LED0LED 12是经固晶焊线封装好的，其可为引脚式的，也可为贴片式的，在本实施例中为贴片式。第一荧光粉层13设于导光板11的第一出光面111上。第一荧光粉层13可通过丝网印刷、喷涂、沉降或者是其他方式涂覆在导光板11的第一出光面111上。本实施例中，发光二极管光源100还包括黏接层14。第一荧光粉层13通过黏接层14黏合于第一出光面111。第一荧光粉层13可被LED 12所发出的光所激发，并与LED 12所发出的蓝光或紫光相配合形成白光。具体来说，当LED 12为发射波长在420-490nm之间的蓝光LED时，第一荧光粉层13为红色、黄色或绿色荧光粉中的一种或几种。其中，红色荧光粉可以选择为CaS:Eu、SrS:Eu、稀土离子激活的碱土金属硅氮化物荧光粉。黄色荧光粉可为掺铈的钇铝石榴石体系荧光粉、掺铈的铽铝石榴石体系荧光粉、稀土离子激活的硅酸盐体系荧光粉、二价铕激活的氮(氧)化物荧光粉。绿色荧光粉可为Srfei2、:Eu、Ba2SiO4 = Eu荧光粉。当LED 12为发射波长在220-420nm之间的紫光LED时，第一荧光粉层13为红色、绿色、蓝色荧光粉中的两种或几种。其中，红色荧光粉可为t03:EU3+、t02S:EU3+，以及稀土离子激活的钨酸盐、钼酸盐、镓酸盐、硅酸盐、铝酸盐、钒酸盐或硼酸盐。绿色荧光粉可为 CaS:Ce, Tb、ZnS:Cu, Al, Au、Y2SiO5:Ce, Tb、MgAl11O19:Ce, Tb、LaPO4:Ce, Tb、La2O3 · 0. 2Si02 · 0. 9P205:Ce, Tb、GdMgB5O10:Ce, Tb, Mn2+、Y2O3 · Al2O3:Tb、MgGa2O4:Mn2\BaMg2Al16O27: Eu2+, Mn2+ 或 Zn2SiO4:Mn2+。蓝色荧光粉可为 Baife2Al16O27 :Eu2+、BaMgAl1(l017: Eu2+、ZnS:Ag、CAS: Ce, (Sr, Ca, Mg) 10 (PO4) 6C12 Eu2+、Ca2B5O9Cl Eu2+、Ba3MgSi2O8: Eu2+、(Sr,Ca) 10 (PO4) 6 · nB203 Eu2+、BaAl8O13 Eu2+、2Sr0 · 0. 84Ρ205 · 0. 16 Eu2+、Sr2Si3O8 · 2SrCl2 Eu2+或 ^SiO5:Ce。黏接层14由透明胶水固化形成。所述透明胶水可以是502胶水，也可以是硅胶，或环氧树脂。第一曲面透镜15包括第一曲面151和与第一曲面151相对的第一表面153。本实施例中，第一曲面151为半球面，可以理解，第一曲面151也可为其他形状的曲面，例如椭球面或抛物线形曲面。第一表面153为圆形的平面，其大小尺寸比第一荧光粉层13略小。第一曲面透镜15的第一表面153通过胶黏层14粘设于第一荧光粉层13上，且第一曲面151远离第一出光面111。半球形的第一曲面透镜15可使得导光板11内的光线出射更容易且更均勻。第一曲面透镜15的材质可为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。第二曲面透镜16与第一曲面透镜15的结构和作用较为相似，其包括半球形的第二曲面161和与第二曲面161相对的第二表面163。第二曲面透镜16通过胶黏或其他方式设于导光板11上，且第二曲面161远离第二出光面113。散热基板17大致呈圆环状，其中部开设有圆柱形的容置槽(图为示)，用于容置导光板11。当导光板11收容于散热基板17内部时，LED 12不发光的一侧与容置槽的侧壁直接接触。为了便于散热，散热基板17与导光板11相背一面还设有鳍片组171。散热基板17的材料优选为热的良导体如铝、铜、铁和陶瓷等。散热基板17也可省略。为了将导光板11更好的固定于散热基板17，发光二极管光源100还包括两个支架18。支架18呈圆环状，其通过螺钉或卡位等方式固定于散热基板17及第一曲面透镜15之间。支架18的材料可以为塑料、金属、也可以为其他硬质的材料。支架18也可省略。上述发光二极管光源100摒弃了传统LED侧入式平面光源中采取白光LED的方法，而采用蓝光或者紫光LED，去激发涂覆在导光板11表面荧光粉而实现白光。由于荧光粉颗粒同时可以作为光线的散射点，因此省略了导光板11的网点的印刷。由于荧光粉颗粒是均勻、连续分布的，不会存在网点所特有的亮点(也称辉点)问题，不需要新增扩散膜。此外，由于第一、二曲面透镜15、16的使用，使得导光板11内的光线更容易出射。因此，除了省去了工序，降低了成本外，还极大的提高了发光效率。
请参阅图3，实施例二的发光二极管光源200与实施例一的发光二极管光源100的结构大致相同，其不同之处在于发光二极管光源200除包括第一荧光粉层23之外，还包括设于导光板21的第二出光面213和第二曲面透镜沈的第二表面263之间的第二荧光粉层24。请参阅图4，实施例三的发光二极管光源300与实施例一的发光二极管光源100的结构大致相同，其不同之处在于导光板31内均勻分散有荧光粉311，因此第一或第二荧光粉层可以省略。请参阅图5，实施例四的发光二极管光源400与实施例一的发光二极管光源100的结构大致相同，其不同之处在于第一荧光粉层43包括位于其两端的两个入光面431，及相对的第一出光面433和第二出光面435。LED 42设于第一荧光粉层43的入光面431。第一曲面透镜45包括近似半球形的发散部452和近似方板形的导光部454。导光部妨4通过胶黏或是其他方法设于第一出光面433，且使发散部452的第一曲面451远离第一出光面433。第二曲面透镜46与第一曲面透镜45的形状、结构和作用较为相似，在此不再赘述。可以理解，上述实施例之间也可有益地相互结合。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种发光二极管光源，其特征在于，包括导光板，包括入光面、相对的第一出光面和第二出光面；发光二极管，设于该入光面；第一曲面透镜，位于该第一出光面上，包括远离该第一出光面的第一曲面；第二曲面透镜，位于该第二出光面上，包括远离该第二出光面的第二曲面；及第一荧光粉层，位于该第一出光面与该第一曲面透镜之间。
2.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于还包括位于该第一荧光粉层与该导光板之间的黏接层。
3.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于该导光板的入光面上开设有收容该发光二极管的收容槽。
4.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于该导光板为圆柱形，该入光面为该圆柱形导光板的侧面，该发光二极管的数量为多个，该多个发光二极管对称分布于该入光面。
5.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于还包括散热基板，该散热基板开设有容置槽，该导光板容置于该容置槽内，该发光二极管与该散热基板接触。
6.如权利要求5所述的发光二极管光源，其特征在于还包括设于该散热基板上的用于固定该导光板的支架。
7.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于该第一曲面和该第二曲面为半球面。
8.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于还包括位于该第二出光面和该第二表面之间的第二荧光粉层。
9.一种发光二极管光源，其特征在于，包括导光板，包括入光面、相对的第一出光面和第二出光面，该导光板内均勻分散有荧光粉；发光二极管，设于该入光面；第一曲面透镜，位于该第一出光面上，包括远离该第一出光面的第一曲面；及第二曲面透镜，位于该第二出光面上，包括远离该第二出光面的第二曲面。
10.一种发光二极管光源，其特征在于，包括第一荧光粉层，包括入光面、相对的第一出光面和第二出光面；发光二极管，设于该入光面；第一曲面透镜，位于该第一出光面上，包括远离该第一出光面的第一曲面；及第二曲面透镜，位于该第二出光面上，包括远离该第二出光面的第二曲面。
全文摘要
一种发光二极管光源，包括导光板，包括入光面、相对的第一出光面和第二出光面；发光二极管，设于该入光面；第一曲面透镜，位于该第一出光面上，包括远离该第一出光面的第一曲面；第二曲面透镜，位于该第二出光面上，包括远离该第二出光面的第二曲面；及第一荧光粉层，位于该第一出光面与该第一曲面透镜之间。上述发光二极管光源具有发光效率较高的优点。
文档编号F21S2/00GK102384369SQ20101026970
公开日2012年3月21日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者周明杰, 陈贵堂, 马文波 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司