专利名称：柔和高效led面光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柔和高效LED面光源。
背景技术：
随着全球经济的快速发展，人类对能源和资源的需求越来越大，也引起了能源和 资源的日益匮乏。同时在人类的生产利用过程中排放出来的二氧化碳和其他有害物质，导 致了全球变暖和环境污染等各种问题。而这大部分的能源最终转化为电能，供给人类直接 使用。这其中，用于照明的电能，则是占了人类用电量相当大的一部分。如果使用新型的照 明灯具如LED灯具等来替代传统的白炽灯，可以显著地降低对能源的消耗，并减少对环境 的污染。但是现有的LED灯具，包括普通照明灯具和重点照明灯具，普遍存在光能利用效率 不高、眩光明显的问题。这其中，LED面光源的光线柔和，但是光能利用效率低，发光效率不 高，成为LED面光源普及的一个突出问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光线柔和、同时光能利用效率较高的LED面光源。为达到上述目的，本发明的技术方案是采用直下式结构，LED面光源最底下的是 金属散热器和基板，在基板上面印制有覆铜线路；多于三个的LED光源焊接在基板上，排布 方式为正三角形排布，LED光源向基板的正上方发光；在基板的正上方安装一块导光板，导 光板与LED光源平面的距离在LED光源间距的0. 5倍到3倍之间；在导光板的下表面有多 于三个网点，网点同样满足正三角形排布，而且网点间的距离小于0. 3mm。采用本发明的面光源结构之后，因为LED光源在基板上是正三角形排布的，每两 个相邻的LED光源之间的距离相等。相比于其他的排布方式，这种正三角阵列可以让每一 个LED光源都有更大的散热面积，这有利于降低LED光源的结温，延长LED光源的使用寿 命。同时每一个LED光源都有相同的散热面积，可以保证LED光源的温度均勻。根据LED 的伏安特性，在LED温度相同的条件下，串联电路中的LED色温一致，因此这种安装方式保 证了 LED在工作时的光色均勻。根据光照度与光强度、照射面积、光线方向的关系，当LED光源平面与导光板的距 离为LED光源距离与光源70%光强角的余切的乘积时，可以让LED光源打到导光板上的光 线均勻，也就是导光板上各个区域的光照度均勻。此时邻近光源的70%光强圆线外相切， 邻近光源在导光板上50%中心光照度的地方可以叠加，因此在表面的光线均勻。因为一般 LED灯珠的70%光强角在20度到60度之间，相应的余切值约在3到0. 5之间，因此导光板 与LED灯珠芯片平面的距离范围为0. 5倍到3倍基板上LED光源间距。在导光板的下表面上的网点，起到小透镜的作用，可以将光线往其法线方向会聚。 这个过程中，也就改变了原有的光线方向，当导光板的下表面有很多个网点时，对LED点光 源的光线有一种打散的效果。同时，人眼对于点的最小分辨角度为1分也就是60秒。因为灯具一般安装在距离人眼1米以外的地方，以1米也就是IOOOmm来计算，可以计算得出1米对应的人眼对于点 的最小分辨能力约是0. 3mm。当导光板网点间距小于0. 3mm时，人的眼睛就不能区分出两个 点。让导光板下的网点满足正三角形排布，而且相邻的网点间距都相等而且小于0. 3mm时， 人眼对导光板上的每个点都不能区分，就会产生导光板整体发光的感觉。作为本发明的进一步改进，该面光源的覆铜线路可以制作在散热器上，从而将LED 光源直接安装在散热器上。当在散热器的上表面直接安装LED光源后，取消了基板，减少了面光源模组的散 热环节，原有的光源-基板-散热器的散热通道缩短为光源-散热器的散热通道，可以减低 LED芯片到外部环境的热阻，在同样的工作温度下LED芯片的结温更低。作为本发明的进一步改进，该面光源导光板上的网点是正六边形的，而且每个相 邻网点的正六边形的相邻边是平行的。当在导光板上的网点是正六边形时，在同样导光板面积的条件下，改变最多光线 的方向，因为此时网点覆盖的面积最大。作为本发明的进一步改进，该面光源导光板的表面镀有一层或者多于一层光学增 透膜。当在导光板的表面镀有一层或者多于一层光学增透膜时，可以减少反射、提高光 线的透射能力，从而降低光通过导光板的损耗，提高面光源整体的光能利用效率。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。图1是本发明面光源结构的剖视图；图2是本发明面光源的正视图；图3是本发明面光源基板上光源排布的示意图；图4是本发明面光源导光板上网点排布方式的示意图；图5是本发明采用正六边形网点形状时的示意图。
具体实施例方式本发明面光源的结构如图1所示，主要由散热器1、光源3、导光板5、外壳6和电 源(图中未画出)构成。散热器1利用螺丝7锁紧在外壳6上面，散热器1之上是金属基 板2，基板2上表面制作有覆铜线路。线路的焊盘位置为正三角阵列，因此光源3安装在上 面时能够以正三角形阵列排布，光源3的发光方向朝上。在散热器1和光源3之上安装有 导光板5，导光板用AB胶粘在外壳上。导光板5与光源3所在平面的距离等于所使用的光 源70%光强角的余切与在基板上光源3间距的乘积，使用的一种LED光源的70%光强角是 30度，而30度的余切是1. 73，因此导光板5与光源3的距离为光源3间距的1. 73倍。同 时，在导光板5的下方有多于三个的网点4，每个网点大小相等，满足正三角形排布，而且网 点4的间距小于0. 3mm,网点4利用激光刻出的钢网来印刷。作为本发明的另一种实施方式，散热器2上面的金属基板2，可以和散热器1是一 体的，即可以直接在散热器1的上表面上直接印制覆铜线路，然后将光源3安装在线路上
作为本发明的另一种实施方式，可以如图5所示的网点形状那样，将导光板5下表 面的网点4用正六边形的形状来印刷，而且相邻网点4间的正六边形的相邻边，是相互平行 的。网点4采用正六边形的形状之后，可以在同样的导光板面积上面，对尽可能多的光线进 行打散。作为本发明的另一种实施方式，可以在导光板5的上表面和印刷好网点4之后的 下表面上镀上一层光学增透薄膜。
权利要求
1.一种LED面光源模组，包括合金散热器、LED光源、导光板、外壳和电源，其特征在于 超过三个的LED光源C3)以正三角形阵列安装在散热器(1)上；导光板( 在LED光源(3) 阵列的正上方，导光板(5)与光源(3)阵列的距离为相邻LED光源间距的0. 5倍到3倍；导 光板(5)上分布着超过三个的网点G)，同样形成正三角形阵列，网点(4)之间的间距小于 03mmo
2.根据权利要求1所述的面光源，其特征在于将散热器(1)的上表面利用为基板 O)，在散热器(1)的上表面印制线路，直接将光源C3)焊接在散热器(1)上。
3.根据权利要求1或2所述的面光源，其特征在于网点(4)是正六边形的，而且相邻 网点的邻边是平行的。
4.根据权利要求3所述的面光源，其特征在于导光极(5)的表面镀着一层或者多于 一层的光学增透膜。
5.根据权利要求1或2所述的面光源，其特征在于导光板(5)的表面镀着一层或者 多于一层的光学增透膜。
全文摘要
本发明公开了一种面光源，最底下的是散热器(1)和基板(2)，基板(2)上面制作覆铜线路，光源(3)以正三角形排布焊接在基板上；在光源(3)平面之上安装导光板(5)，导光板(5)与光源(3)平面的距离为0.5倍到3倍光源(3)之间的间距；导光板(5)的下表面有网点(4)，网点(4)间的距离小于0.3mm。本发明利用上述组合方法可以降低LED光源的工作温度，保持LED光源(3)光色一致，同时在光线柔和的同时保证很高的光能转换效率。
文档编号F21V19/00GK102042521SQ20101029704
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者不公告发明人 申请人:林浩泽