CN102130115A - 白光led平面光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白光LED平面光源装置，包括基体、在基体上设置的多个蓝光LED光源，在多个蓝光LED光源的出光方向上设有发光板，所述发光板吸收蓝光LED光源发出的蓝色光而发射出黄色光。本发明提供一种结构简单、能有效提高光源的利用率及光源亮度的均匀性、防止眩光的白光LED平面光源装置。
Description
技术领域
本发明属于半导体照明与显示技术领域，涉及一种光源器件，尤其设计一种白光LED平面光源装置。
背景技术
随着光电技术的发展，LED电光源成为最有发展前景的新光源，多个LED光源组合后可形成大功率光源，大功率光源具有发光亮度大、方向性好、反应速度快等优点，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100lm/W，稳定的产品光效也有90lm/W以上。这一光效使得LED的应用不但广泛使用在背光源领域，也将大规模应用在普通照明领域。
LED光源虽然使用寿命长、功耗低，但是LED是点光源，只向半空间发出光线，结果导致两方面的不利影响：一是光源发出的光线直接照到地面照度分布不均匀，中间两四周暗，呈太阳效应；二是光源有强烈眩光，视觉适应性很差。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光源的照度均匀性、亮度均匀性以及消除眩光，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，也不利于节能环保的理念。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中上述缺陷，提供一种结构简单、能有效提高光源的利用率及光源亮度的均匀性、防止眩光的白光LED平面光源装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种白光LED平面光源装置，包括基体、基体上设置的多个蓝光LED光源，在多个蓝光LED光源的出光方向上设有发光板，所述发光板吸收蓝光LED光源发出的蓝色光而发射出黄色光。
发光板与基体之间为真空或填充有透光介质，所述透光介质为空气或透明的LED封装材料。
一种方式是在蓝光LED光源周围的基体上设有反射可见光的反光膜。所述反光膜选择为铝膜、铬膜或镍膜。
另一种方式是每个蓝光LED光源外套装有反光杯，所述反光杯内壁面是斜线或抛物线围绕中轴线回转形成的曲面。其中斜线与中轴线的夹角为20°～120°；在反光杯内壁面为抛物面时，优选蓝光LED光源位于抛物线焦点处。
所述发光板为发光玻璃、发光玻璃陶瓷、发光透明陶瓷或复合发光材料板。
所述的复合发光材料板包括两层透光支撑板，两层透光支撑板之间夹有发光材料。
所述透光支撑板为玻璃板或透明树脂板，或者是玻璃板与透明树脂板二者组合的透光支撑板。
所述发光材料可以选择为黄色荧光粉。
所述发光材料还可以选择为黄色荧光粉和红色荧光粉的混合物，混合物中黄色荧光粉和红色荧光粉的重量比为10∶1～2∶1。这样有利于提高LED平面光源的显色性。
所述透明树脂板是由环氧树脂、硅胶、丙烯酸树脂、热塑性材料或聚氨酯材料中的一种制成。
本发明采用在基体上设置有多个蓝光LED光源，多个蓝光LED光源同时从基体的不同位置发光，形成蓝光的面光源，在多个蓝光LED光源的出光方向设有能吸收蓝光并发出黄光的发光板，由于发光板处于每个蓝光LED光源的出光方向上，发出的黄光也是面光源，黄光与LED发出的蓝光混合后形成白光，从而使白光的出射点就是一个平面，这样就省去了二次配光的设计，增加了光的利用率，提高了出光效率，有利于节能、环保，同时提高了光源的亮度均匀性，减少了眩光。该装置结构简单，在白光LED平面光源领域具有巨大的应用前景。
基体上设有反光膜或者在蓝光LED光源四周设置有反光杯，增加蓝光LED光源的发光效率。
发光板可以选用发光玻璃、发光玻璃陶瓷、发光透明陶瓷或复合发光材料板。上述发光材料板都吸收蓝光LED光源的蓝色光而发射出黄色光，其中复合发光材料板包括两层透光支撑板，两层透光支撑板之间夹有发光材料层。透光支撑板为玻璃板或透明树脂板。利用夹在两层玻璃之间、玻璃与透明树脂之间或两层透明树脂之间的一层发光材料来发光，该发光材料在LED发出的蓝光的激发下发射出黄光。蓝光LED的发光波长范围为420nm～490nm，发光材料板受到该波长范围的光激发发射出黄色光。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为实施例1中白光LED平面光源装置的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为实施例2中白光LED平面光源装置的结构示意图；
图4为图3的剖视图；
图5为实施例3中白光LED平面光源装置的结构示意图；
图6为图5的剖视图；
图7为实施例4中白光LED平面光源装置的结构示意图；
图8为图7的剖视图。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1，如图1、2所示，一种白光LED平面光源装置，包括基体11、在基体11上设置的多个蓝光LED光源12，在多个蓝光LED光源12的出光方向上设有发光板14，所述发光板14吸收蓝光LED光源12发出的蓝色光而发射出黄色光。
本实施例中的基体11为铝基体，其外形结构内凹，且内凹的基体内底面为平面，根据光照需要，也可以为曲面；在该内凹的基体内底面上间隔均匀设置多个蓝光LED光源，本实施例中为九个蓝光LED光源12。
为了提高蓝光LED光源的光利用率，本发明中作了进一步改进，在蓝光LED光源12周围的基体11上镀有反射可见光的反光膜15，该反光膜15选用铝膜，还可以选用铬膜或镍膜。反光膜15可以将蓝光LED光源12周围的散光光线反射出去，增加光利用率及光线的出射率。
所述发光板14架设在基体11上，发光板14与基体11之间形成一个将蓝光LED光源封闭其中的封闭空间，该封闭空间内灌有透明介质，本实施例的透明介质是封装蓝光LED光源的透明封装材料13。所述的蓝光LED光源的发光波长范围为420nm～490nm。本实施例的发光板14采用复合发光材料板，复合发光材料板包括两层透光支撑板，两层透光支撑板之间夹有发光材料层。透光支撑板选用玻璃板，发光材料层含有吸收蓝光LED光源发出的蓝色光而发射黄色光的发光材料。本实施例的发光材料采用黄色荧光粉。
制造过程：在铝基体11内凹的底面上固定3×3排列的蓝光LED光源12，然后在蓝光LED 12光源上灌入透明封装材料13，将玻璃-发光材料-玻璃制成的复合发光材料板作为发光板14设置在透明封装材料13上，发光板14固定在基体11顶面设置的一圈台阶上，组装完成后将这一结构器件放入干燥箱中使透明封装材料13固化后得到白光LED平面光源装置。
实施例2，如图3、4所示，在铝基体21内凹的底面上固定有按照3×3均匀间隔排列的反光杯22，所述反光杯内壁面是斜面，反光杯壁面与中轴线的夹角为30°，该夹角还可以是在10～60°中或其他小于120°的其他任意角度。在每个反光杯22中固定有蓝光LED光源23，发光板25固定在基体21顶面设置的一圈台阶上，发光板25和基体21之间的透明介质是空气24，发光板25选用由玻璃-发光材料-玻璃制成的复合发光材料板。本实施例中的发光材料为黄色荧光粉和红色荧光粉的混合物，二者重量比例为5∶1。其余结构同实施例1，在此不再详述。
实施例3，如图5、6所示，在铝基体31内凹的底面上固定有按照3×3均匀间隔排列的反光杯32，所述反光杯内壁面形状是抛物面。在每个反光杯32的焦点处固定有蓝光LED光源33，发光板35固定在基体31顶面设置的一圈台阶上，发光板35和基体31之间的空间34是真空空间，发光板35选用玻璃-发光材料-透明树脂制成的复合发光材料板。本实施例中的发光材料为黄色荧光粉和红色荧光粉的混合物，二者比例为10∶1。透明树脂板选择由环氧树脂、硅胶、丙烯酸树脂、热塑性材料或聚氨酯材料中的一种制成。其余结构同实施例1，在此不再详述。
发光板除了上述实施例中的选择，还可以选择能蓝光LED光源发出的蓝色光而发射黄色光的发光玻璃、发光玻璃陶瓷、发光透明陶瓷。发光玻璃、发光玻璃陶瓷、发光透明陶瓷都为现有技术，在此不再详述。
复合发光材料板除了上述实施例中的选择外，还可以选择透明树脂-发光材料-透明树脂制成的复合发光材料板、玻璃-发光材料-透明树脂制成的复合发光材料板。透光支撑板除了选用玻璃板、透明树脂板，还可以选用玻璃板与透明树脂板二者组合的透光支撑板。
实施例4，如图7、8所示，本实施例中的基体和发光板合二为一，发光板同时兼顾基体对蓝色LED光源的支撑作用和吸收蓝光发射黄光的发光性能。
发光板43上设置两排蓝光LED光源42，在蓝光LED光源42上方设置经过光学设计的特殊结构曲面反光杯41，该特殊结构曲面反光杯41能将蓝光LED光源42发出的光反射后形成均匀的光射向发光板43，发光板43为玻璃-发光材料-玻璃制成的复合发光材料板，蓝光LED光源42发出的蓝光与在蓝光激发下发光板43发出的黄光一起复合产生白光。本实施例复合发光材料板中的发光材料为黄色荧光粉和红色荧光粉的混合物，二者比例为2∶1。
Claims (10)
1.一种白光LED平面光源装置，其特征在于，包括基体、基体上设置的多个蓝光LED光源，在多个蓝光LED光源的出光方向上设有发光板，所述发光板吸收蓝光LED光源发出的蓝色光而发射出黄色光。
2.根据权利要求1所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，发光板与基体之间为真空或填充有透光介质，所述透光介质为空气或透明的LED封装材料。
3.根据权利要求1或2所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，在蓝光LED光源周围的基体上设有反射可见光的反光膜。
4.根据权利要求1或2所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，每个蓝光LED光源外套装有反光杯，所述反光杯内壁面是斜线或抛物线围绕中轴线回转形成的曲面。
5.根据权利要求1或2所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，所述发光板为发光玻璃、发光玻璃陶瓷、发光透明陶瓷或复合发光材料板。
6.根据权利要求5所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，所述的复合发光材料板包括两层透光支撑板，两层透光支撑板之间夹有发光材料。
7.根据权利要求6所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，所述透光支撑板为玻璃板或透明树脂板，或者是玻璃板与透明树脂板二者组合的透光支撑板。
8.根据权利要求6所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，所述发光材料为黄色荧光粉。
9.根据权利要求6所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，所述发光材料为黄色荧光粉和红色荧光粉的混合物，混合物中黄色荧光粉和红色荧光粉的重量比为10∶1～2∶1。
10.根据权利要求7所述的白光LED平面光源装置，其特征在于，所述透明树脂板是由环氧树脂、硅胶、丙烯酸树脂、热塑性材料或聚氨酯材料中的一种制成。
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