CN102628571B - 出光均匀的光模块及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了出光均匀的光模块及其制作方法，包括出光片、以及设置在出光片一侧的若干LED光源；所述出光片与LED光源之间的距离为R：1.5cm≤R≤4.5cm。本发明的优点在于：照度高，结构简单，出光均匀。

Description

出光均匀的光模块及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种发光模块，具体指一指高亮度、低功耗且出光均匀的光模块。

背景技术

目前使用的广告和招牌上的字形、以及图案，一般采用的是先在塑胶底板上写好字形，在相应的点位布上霓虹灯，这种涉及在夜间通电的情况下光线不集中，耗电大、使用寿命短，照度低。

后来经过LED灯的发展，广告牌制作商逐步采用LED灯代替霓虹灯；由于LED的发热量大，因此其使用的范围受到一定的限制。其制作成本也颇高。但是其照度的高标准，再一次引起人们的关注。为了制做以LED灯为基础的广告字牌。为了使得寿命增长，成本降低，许多广告牌生产商，采用低个数的LED灯制作模块。这一制作方法，则使得广告牌出现不同光斑现象，同时照度也只是在霓虹灯的基础上增加了少许。没有得到实质性的突破。出光均匀性、以及高照度的需求，一直是LED灯模块的关键性问题。为此，本发明特针对上述问题作出了深刻的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种出光均匀的光模块，这种光模块具备高亮度、低功耗、出光均匀特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：出光均匀的光模块，包括出光片、以及设置在出光片一侧的若干LED光源；所述出光片与LED光源之间的距离为R：1.5cm≤R≤4.5cm。

如图2至图11，我们看出，当出光片与LED光源之间的距离大于4.5cm之后，其出光照度明显降低；因此，为保证光模块的发光亮度，能醒目耀人，因此我们在设置出光片与LED光源之间的距离一般采用小于等于4.5cm的值，当然鉴于出光片与LED光源之间的距离过于小后会出现光斑，如图8至图11所示，当出光片与LED光源之间的距离为1.3时，会出现光斑现象。这样出光即不均匀，影响视觉效果。基于如图5至图11的分析结果，我们可以得出，当出光片与LED光源之间的距离为R：1.5cm≤R≤4.5cm时，出光最均匀，照度也最高。

进一步的，在上述结构的基础上，为了形成出光效果好的模块组件，本发明还包括内壳、以及用于安装出光片的外壳，内壳位于出光片和外壳围成的空腔内部，LED光源安装在电路基板上、并与电路基板构成LED模块，所述若干LED模块依次连接构成LED模组，其LED模组贴附在内壳靠近出光片的一面上。

内壳与LED模组构成发光组件，外壳和出光片构成出光组件，在上述出光片与LED光源距离的设置的基础上，这样的设计即可达到出光更加均匀，亮度更加高的效果，同时由于本发明中的光源采用新技术生产的LED光源，LED光源作为光源，具备高亮度，低功耗特点，这是其他光源无法比拟的，同时其LED光源也具备一个缺点，即发热量大的问题，为了解决该问题，本发明中，所述电路基板与内壳之间设置有导热粘接层。同时内壳采用导热系数较好的金属材料制成，比如铜材、铝材、金材，一般由于铜材的可延展性较差，金材的价格昂贵，因此，本发明中采用延展性能好、价格便宜，导热系数高的铝材作为内壳；内壳的外形与外壳的外形相匹配，外壳套设在内壳的外壁上。这样就可以构成一个封闭的发光空腔，才可集中发光，一定量的增加了照度。

进一步的，由于本发明采用的是多个发光点作为集阵光源，因此相邻两个发光点之间的距离必须作为一个重要的研究，当相邻的两个光源过于靠近时，很难进行电路布局，且很容易因基板上灯珠相距过近，基板与基板之间距离过远而出现光斑，当相邻的两个光源过于疏远时，两发光点发出的光线之间的互相补偿得不到足够的补充，因此为了使得出光均匀我们有必要研究相邻两个LED光源之间的距离，如图5至图11我们看出，当相邻两个LED光源之间的距离为3cm后，照度明显降低，通过减小出光片与LED光源之间的距离，则会出现光斑，因此我们一般选择相邻两个LED光源之间的距离小于等于2.5cm；同时，当相邻两个LED光源之间的距离为0.5cm后，光斑现象最多，通过增大出光片与LED光源之间的距离，则照度急剧降低，因此我们一般选择相邻两个LED光源之间的距离大于等于0.7cm。

经过上述分析，因此我们选择所述相邻的两个LED光源之间的距离为r：0.7cm≤r≤2.5cm。

本发明在具体的应用中，多少是使用在广告标牌的处理，因此会涉及一些字形的涉及，因此，所述出光片、外壳、内壳的形状均与字形完全吻合，且LED模块分布在字形的各笔画位置处。

进一步，为了使得出光柔和均匀，本发明中出光片采用透光率为27%--60%，板厚2--4mm，弹性模量为400.000 PSI的亚克力板或聚碳酸酯板或以上板的化学改性板；所述LED光源每两个为一组安装在电路基板上。

为了方便排版，所述LED光源每两个为一组安装在电路基板上。

由于现有市面上流行0.5W和0.1W的LED光源，为此，本发明针对0.5W和0.1W的LED光源做了相应的研究。

如图5至图7所示，LED光源的功率为0.5W时，LED光源与出光片之间的距离为R，2.5cm≤R≤4.5cm；照度最高，因此，对于0.5W的LED光源，我们选择LED光源与出光片之间的距离为2.5cm至4.5cm之间，同时相邻的两个LED光源之间的距离为r：2cm≤r≤2.5cm，不会出现光斑现象，同时由于照度高，因此，我们选择相邻的两个LED光源之间的距离为2cm至2.5cm之间。

如图8至图11所示，LED光源的功率为0.1W时，LED光源与出光片之间的距离为R：1.5cm≤R≤2.3cm；照度最高，因此，对于0.1W的LED光源，我们选择LED光源与出光片之间的距离为1.5cm至2.3cm之间，同时相邻的两个LED光源之间的距离为r：0.7cm≤r≤1cm，不会出现光斑现象，同时由于照度高，因此，我们选择相邻的两个LED光源之间的距离为0.7cm至1cm之间。

基于上述图表分析结果。我们发明中。一般采用0.1W 或0.5W的LED光源时，当LED光源的功率为0.5W时，LED光源与出光片之间的距离为R，2.5cm≤R≤4.5cm，相邻的两个LED光源之间的距离为r：2cm≤r≤2.5cm；当LED光源的功率为0.1W时， LED光源与出光片之间的距离为R：1.5cm≤R≤2.3cm，相邻的两个LED光源之间的距离为r：0.7cm≤r≤1cm。

上述相关间距的设计，是照度最好，出光均匀。

基于上述出光均匀的光模块的制作方法，其特征在于：包括制模步骤、粘贴LED光源步骤、调距步骤、固定步骤；

制模步骤：将出光片、外壳、内壳切割成字形完全吻合的形状；

粘贴LED光源步骤：制模步骤之后，将LED光源按照字形的形状贴附在内壳靠近出光片的一面上；

调距步骤：粘贴LED光源步骤之后，将外壳套装在内壳的外壁上，然后校准出光片与LED光源之间的距离；

固定步骤：调距步骤之后，采用固定螺钉，将外壳与内壳固定在一起。

为了能达到均匀的出光，同时不会出现光斑现象，根据数据研究，我们将LED光源根据功率划分时候，调距步骤有所不同，不同之处如下所述：当LED光源的功率为0.5W时，所述调距步骤中校准出光片与LED光源之间的距离为2.5cm至4.5cm之间；当LED光源的功率为0.1W时，所述调距步骤中校准出光片与LED光源之间的距离为1.5cm至2.3之间。

为了能达到均匀的出光，同时不会出现光斑现象，根据数据研究，我们将LED光源根据功率划分时候，粘贴LED光源步骤有所不同，不同之处如下所述：所述粘贴LED光源步骤中，当LED光源的功率为0.5W时，相邻的两个LED光源之间的距离为2cm至2.5cm之间；当LED光源的功率为0.1W时，相邻的两个LED光源之间的距离为0.7cm至1cm之间。

基于上述内容。我们可以看出，本方法可分为针对0.1W LED光源和0.5W LED光源的方法。

一般的，本发明中当LED光源的功率为0.5W时，粘贴LED光源步骤为：制模步骤之后，在保障相邻两个LED光源的距离为2到2.5cm之间后，然后将LED光源按照字形的形状贴附在内壳靠近出光片的一面上；

调距步骤为：粘贴LED光源步骤A之后，将外壳套装在内壳的外壁上，然后将出光片与LED光源之间的距离校准为3.3cm。

当LED光源的功率为0.1W时：

粘贴LED光源步骤为：制模步骤之后，在保障相邻的两个LED光源之间的距离为0.7到1cm之间后，然后将LED光源按照字形的形状贴附在内壳靠近出光片的一面上；

调距步骤为：粘贴LED光源步骤之后，将外壳套装在内壳的外壁上，然后将出光片与LED光源之间的距离校准为1.5cm。

根据图5-图11所示，经过理论分析和数据分析，我们可以看出，一般的，当LED光源的功率为0.1W时，出光片与LED光源之间的距离为1.5cm或2.3cm时，且相邻两个LED光源的距离为0.7cm或1cm时，出光均匀，光的照度高。本发明中当LED光源的功率为0.5W时，出光片与LED光源之间的距离为2.5cm或3.3cm或3.5cm或4.5cm时，且相邻两个LED光源的距离为2.5cm或2cm时，出光均匀，光的照度高。

本发明的优点在于：照度高，结构简单，出光均匀。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明内壳的结构示意图。

图3为本发明外壳的结构示意图。

图4为本发明LED模块与内壳的连接结构示意图。

图5为本发明中0.5W LED光源、光源间距为3cm的数据分析表。

图6为本发明中0.5W LED光源、光源间距为2.5cm的数据分析表。

图7为本发明中0.5W LED光源、光源间距为2cm的数据分析表。

图8为本发明中0.1W LED光源、光源间距为1.5cm的数据分析表。

图9为本发明中0.5W LED光源、光源间距为1cm的数据分析表。

图10为本发明中0.5W LED光源、光源间距为0.7cm的数据分析表。

图11为本发明中0.5W LED光源、光源间距为0.5cm的数据分析表。

图中的标号为：1、外壳；2、内壳；3、固定螺钉；11、出光片；21、LED模块；22、LED光源；23、导热粘接层。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。但是，本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、2、3、4所示， 

本发明以“干”字为例；为了使得出光柔和均匀，本发明中出光片11采用透光率为27%--60%，板厚2--4mm，弹性模量为400.000 PSI的亚克力板。出光片11、外壳1、内壳2的形状均与“干”字形完全吻合，且LED模块21分布在“干”字形的各笔画位置处。

如图5至图11，我们看出，当出光片11与LED光源22之间的距离大于4.5cm之后，其出光照度明显降低；因此，为保证光模块的发光亮度，能醒目耀人，因此我们在设置出光片11与LED光源22之间的距离一般采用小于等于4.5cm的值，当然鉴于出光片11与LED光源22之间的距离过于小后会出现光斑，如图8至图11所示，当出光片11与LED光源22之间的距离为1.3时，会出现光斑现象。这样出光即不均匀，影响视觉效果。基于如图2至图11的分析结果，我们可以得出，当出光片11与LED光源22之间的距离为R：1.5cm≤R≤4.5cm时，出光均匀，照度也最高。因此出光均匀的光模块，包括出光片11、以及设置在出光片11一侧的若干LED光源22；“干”字形的出光片11与LED光源22之间的距离为R：1.5cm≤R≤4.5cm。

进一步的，在上述结构的基础上，为了形成出光效果好的模块组件，本发明还包括“干”字形的内壳2、以及用于安装“干”字形的出光片11的“干”字形的外壳1，“干”字形的内壳2位于“干”字形的出光片和“干”字形的外壳1围成的空腔内部，LED光源22安装在电路基板上、并与电路基板构成LED模块21，若干LED模块21依次连接构成LED模组，其LED模组贴附在“干”字形的内壳2靠近“干”字形的出光片11的一面上。

“干”字形的内壳2与LED模组构成发光组件，“干”字形的外壳1和“干”字形的出光片构成出光组件，在上述出光片11与LED光源22距离的设置的基础上，这样的设计即可达到出光更加均匀，亮度更加高的效果，同时由于本发明中的光源采用新技术生产的LED光源22，LED光源22作为光源，具备高亮度，低功耗特点，这是其他光源无法比拟的，同时其LED光源22也具备一个缺点，即发热量大的问题，为了解决该问题，本发明中，电路基板与内壳2之间设置有导热粘接层23。同时内壳2采用导热系数较好的金属材料制成，比如铜材、铝材、金材，一般由于铜材的可延展性较差，金材的价格昂贵，因此，本发明中采用延展性能好、价格便宜，导热系数高的铝材作为内壳2；内壳2的外形与外壳1的外形相匹配，外壳1套设在内壳2的外壁上。这样就可以构成一个封闭的发光空腔，才可集中光，一定量的增加了照度。

当相邻的两个光源过于靠近时，很难进行电路布局，且很容易因基板上灯珠相距过近，基板与基板之间距离过远而出现光斑。当相邻的两个光源过于疏远时，两发光点发出的光线之间的互相补偿得不到足够的补充，因此为了使得出光均匀我们有必要研究相邻两个LED光源22之间的距离，如图5至图11我们看出，当相邻两个LED光源22之间的距离为3cm后，照度明显降低，通过减小出光片11与LED光源22之间的距离，则会出现光斑，因此我们一般选择相邻两个LED光源22之间的距离小于等于2.5cm；同时，当相邻两个LED光源22之间的距离为0.5cm后，光斑现象最多，通过增大出光片11与LED光源22之间的距离，则照度急剧降低，因此我们一般选择相邻两个LED光源22之间的距离大于等于0.7cm。

为了方便排版，LED光源22每两个为一组安装在电路基板上。

由于现有市面上流行0.5W和0.1W的LED光源22，为此，本发明针对0.5W和0.1W的LED光源22做了相应的研究。

如图5至图7所示，LED光源22的功率为0.5W时，LED光源22与出光片11之间的距离为R，2.5cm≤R≤4.5cm；照度最高，因此，对于0.5W的LED光源22，我们选择LED光源22与出光片11之间的距离为2.5cm至4.5cm之间，同时相邻的两个LED光源22之间的距离为r：2cm≤r≤2.5cm，不会出现光斑现象，同时由于照度高，因此，我们选择相邻的两个LED光源22之间的距离为2cm至2.5cm之间。

如图8至图11所示，LED光源22的功率为0.1W时，LED光源22与出光片11之间的距离为R：1.5cm≤R≤2.3cm；照度最高，因此，对于0.1W的LED光源22，我们选择LED光源22与出光片11之间的距离为1.5cm至2.3cm之间，同时相邻的两个LED光源22之间的距离为r：0.7cm≤r≤1cm，不会出现光斑现象，同时由于照度高，因此，我们选择相邻的两个LED光源22之间的距离为0.7cm至1cm之间。

基于上述图表分析结果。我们发明中。一般采用0.1W 或0.5W的LED光源22时，当LED光源22的功率为0.5W时，LED光源22与出光片11之间的距离为R，2.5cm≤R≤4.5cm，相邻的两个LED光源22之间的距离为r：2cm≤r≤2.5cm；当LED光源22的功率为0.1W时， LED光源22与出光片11之间的距离为R：1.5cm≤R≤2.3cm，相邻的两个LED光源22之间的距离为r：0.7cm≤r≤1cm。

上述相关间距的设计，是照度最好，出光均匀。

基于上述出光均匀的光模块的制作方法，其特征在于：包括制模步骤、粘贴LED光源步骤、调距步骤、固定步骤；

为了制成与字形匹配的光模块，因此制模步骤为：将出光片11、外壳1、内壳2切割成字形完全吻合的形状；

由于LED光源22的发热量大，粘贴LED光源步骤为：制模步骤之后，将LED光源22按照字形的形状贴附在内壳2靠近出光片11的一面上；此时，采用导热系数高的导热粘接层粘接，使得LED光源22按照字形的形状贴附在内壳2上，一般导热粘接层采用导热系数高的双面不干胶。

为了，使得出光均匀、以及使得出光照度达到最佳效果，本发明中还涉及调距步骤，调距步骤为：粘贴LED光源步骤之后，将外壳1套装在内壳2的外壁上，然后校准出光片11与LED光源22之间的距离；

固定步骤：调距步骤之后，采用固定螺钉3，将外壳1与内壳2固定在一起。

本方法可分为针对0.1W LED光源22和0.5W LED光源22的方法。

当LED光源22的功率为0.5W时：

粘贴LED光源步骤为：制模步骤之后，在保障相邻两个LED光源22的距离为2到2.5cmz之间后，然后将LED光源22按照字形的形状贴附在内壳2靠近出光片11的一面上；

调距步骤为：粘贴LED光源步骤A之后，将外壳1套装在内壳2的外壁上，然后将出光片11与LED光源22之间的距离校准为3.3cm。

当LED光源22的功率为0.1W时：

粘贴LED光源步骤为：制模步骤之后，在保障相邻的两个LED光源22之间的距离为0.7到1cm之间后，然后将LED光源22按照字形的形状贴附在内壳2靠近出光片11的一面上；

调距步骤为：粘贴LED光源步骤之后，将外壳1套装在内壳2的外壁上，然后将出光片11与LED光源22之间的距离校准为1.5cm。

在上述，固定步骤之后，由于调距需要更要实际需求来设计，因此内壳远离出光片的一端可能会延伸出外壳1，因此完成固定步骤后，可适当的对内壳进行切割，使得内壳远离出光片的一端与外壳1齐平。

如上便可较好的实现本发明。

Claims (7)

1.出光均匀的光模块，其特征在于：包括出光片（11）、以及设置在出光片（11）一侧的若干LED光源（22）；所述出光片（11）与LED光源（22）之间的距离为R：1.5cm≤R≤4.5cm；相邻的两个LED光源（22）之间的距离为r：0.7cm≤r≤2.5cm；当LED光源（22）的功率为0.5W时， LED光源（22）与出光片（11）之间的距离为R，2.5cm≤R≤4.5cm，相邻的两个LED光源（22）之间的距离为r：2cm≤r≤2.5cm；当LED光源（22）的功率为0.1W时， LED光源（22）与出光片（11）之间的距离为R：1.5cm≤R≤2.3cm，相邻的两个LED光源（22）之间的距离为r：0.7cm≤r≤1cm；出光片（11）采用透光率为27%--60%，板厚2--4mm，弹性模量为400.000 PSI的亚克力板或聚碳酸酯板或以上板的化学改性板；所述LED光源（22）每两个为一组安装在电路基板上。

2.根据权利要求1所述的出光均匀的光模块，其特征在于：还包括内壳（2）、以及用于安装出光片（11）的外壳（1），内壳（2）位于出光片和外壳（1）围成的空腔内部，LED光源（22）安装在电路基板上、并与电路基板构成LED模块（21），所述若干LED模块（21）依次连接构成LED模组，其LED模组贴附在内壳（2）靠近出光片（11）的一面上。

3.根据权利要求2所述的出光均匀的光模块，其特征在于：所述电路基板与内壳（2）之间设置有导热粘接层（23）。

4.根据权利要求2或3所述的出光均匀的光模块，其特征在于：所述出光片（11）、外壳（1）、内壳（2）的形状均与字形完全吻合，且LED模块（21）分布在字形的各笔画位置处。

5.基于权利要求1-4中任意一项出光均匀的光模块的制作方法，其特征在于：包括制模步骤、粘贴LED光源步骤、调距步骤、固定步骤；

制模步骤：将出光片（11）、外壳（1）、内壳（2）切割成字形完全吻合的形状；

粘贴LED光源步骤：制模步骤之后，将LED光源（22）按照字形的形状贴附在内壳（2）靠近出光片（11）的一面上；

调距步骤：粘贴LED光源步骤之后，将外壳（1）套装在内壳（2）的外壁上，然后校准出光片（11）与LED光源（22）之间的距离；

固定步骤：调距步骤之后，采用固定螺钉（3），将外壳（1）与内壳（2）固定在一起。

6.根据权利要求5所述制作方法，其特征在于：当LED光源（22）的功率为0.5W时，所述调距步骤中校准出光片（11）与LED光源（22）之间的距离为2.5cm至4.5cm之间；当LED光源（22）的功率为0.1W时，所述调距步骤中校准出光片（11）与LED光源（22）之间的距离为1.5cm至2.3cm之间。

7.根据权利要求5或6所述制作方法，其特征在于：所述粘贴LED光源步骤中，当LED光源（22）的功率为0.5W时，相邻的两个LED光源（22）之间的距离为2cm至2.5cm之间；当LED光源（22）的功率为0.1W时，相邻的两个LED光源（22）之间的距离为0.7cm至1cm之间。