CN103225788B - 改善led光源的方法及其led光源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了改善LED光源的方法，在基板上混合设置至少两种规格参数不同的LED灯珠。本发明提供的改善LED光源的方法突破性的提出在同一基板上设置不同规格参数的LED灯珠，用以提高LED灯珠利用率，以及改善整个LED光源发光的均匀性。同时，本发明提供的改善LED光源的方法通过将现有至少两种不同规格参数的LED灯珠通过不同方式加以混合，从而使混合后整个LED光源符合使用要求的规格参数，且整个LED光源发光的均匀性更佳，有效的解决了现有LED制备技术中LED灯珠规格参数离散性的问题及LED光源发光不匀的问题。

Description

改善LED光源的方法及其LED光源

技术领域

本发明属于LED光源领域，特别涉及改善LED光源的方法及其LED光源。

背景技术

目前，由于LED制备工艺的限制，生产的LED灯珠规格参数有一定的离散性，而人眼对于颜色和亮度较为敏感，直接采用没有分选过的LED就容易产生不均匀的现象，从而影响到被照射物的视觉效果。例如，在液晶显示装置中，一般将LED用于液晶显示装置中背光模组的背光源。此外，一般采用分选过的相同规格LED等间距均匀排列，由于中间区域的亮度是周围其它区域亮度的叠加，而LED是点光源，亮度分布随距离的增加衰减较快，故边缘区域叠加的亮度分量较小，从而使LED背光源边缘的亮度显著小于中间区域的亮度，导致背光模组中背光源的均匀性较差。

而为了改善背光源的光线的均匀性，目前侧光式LED背光源中普遍通过优化导光板上散射网点来实现。一般情况下，散射网点面积越大，分布越密，相对应区域的照度越强。基于上述原理，为了使背光模组获得均匀的出光，散射网点的面积和密度随着其距离光源的远近不同而变化。靠近光源的地方光强度较高，故散射网点的面积较小，分布较稀；而远离光源的地方光强度较低，故散射网点面积较大，分布较密。但是实际运用时由于光线经过网点的折射、反射，能量会降低，同时由于油墨会吸收蓝光，容易出现色偏的现象，因此实际光学设计的难度较大。

题为“包含非均匀光源的侧光式LCD背光模组”（公开号：CN101655638B）的中国专利公开了一种LCD背光模组，其通过在线光源上设置若干并联的出光单元，并使各出光单元的亮度关于线光源的对称轴对称，而偏离对称轴位置越远对应的出光单元的亮度越高，即通过改变不同位置的出光单元的亮度来提升线光源的出射光线的均匀性。然而就其具体实施而言，其主要是通过设置LED信号的占空比来定义各组LED灯的亮度，其需要采用复杂的电路控制，造成整体的成本较高，难以获得广泛的实施。

发明内容

本发明针对现有LED光源存在的LED灯珠利用率低、光源均匀性差等不足，提出改善LED光源的方法及其LED光源，以提高LED灯珠的利用率以及改善LED光源的均匀性。

本发明提供的改善LED光源的方法是这样实现的：

改善LED光源的方法，在基板上混合设置至少两种规格参数不同的LED灯珠。

具体地，所述规格参数包括LED灯珠正常工作时的亮度和/或色度。

具体地，将所述基板划分为若干不同的发光区域，在同一发光区域上设置规格参数相同的LED灯珠，并使设有不同规格参数LED灯珠的各发光区域依次交替循环设置。

具体地，设定各所述发光区域上LED光源亮度和色度坐标分别为L和(x，y)，不同规格的LED灯珠亮度分别为L₁、L₂…L_n，色坐标分别为(x₁，y₁)、(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，根据下述表达式计算混合后LED光源的亮度和色度

L=a₁*L₁+a₂*L₂+…+a_n*L_n；

(x，y)=(a₁*x₁+a₂*x₂+…+a_n*x_n，a₁*y₁+a₂*y₂+…+a_n*y_n)；

其中a_n为每一规格的LED灯珠的混合比例，n为大于或等于2的自然数，a_n=L_n/(L₁+L₂+…+L_n)。

具体地，将所述基板划分为若干发光区域，在同一发光区域上设有亮度相同的LED灯珠，并使设各发光区域按其各发光区域上各LED灯珠的亮度由位于基板中央向位于基板周边递增或递减。

本发明提供的LED光源是这样实现的：采用上述改善LED光源方法设计的LED光源。

具体地，各所述发光区域上至少设有一个LED灯珠。

与现有技术相比，本发明提供的改善LED光源的方法突破性的提出在同一基板上设置不同规格参数的LED灯珠，用以提高LED灯珠利用率，以及改善整个LED光源发光的均匀性。

附图说明

图1是本发明提供的LED光源实施例一的结构示意图；

图2是本发明提供的LED光源实施例二的结构示意图；

图3是本发明提供的LED光源实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

改善LED光源的方法，在基板上混合设置至少两种规格参数不同的LED灯珠。具体地，所述规格参数包括LED灯珠正常工作时的亮度和色度。

与现有技术相比，本发明提供改善LED光源的方法突破性的提出在同一基板上设置不同规格参数的LED灯珠，用以提高LED灯珠利用率，以及改善整个LED光源发光的均匀性。

实施例一

在液晶显示背光模组设计中，通常依据背光模组要求的最低亮度及中心色度要求，考虑光学膜片增亮因子及导光板的光损耗等因素可很容易估算出所需LED光源的最低总亮度及中心色度，然后除以理想情况下，LED灯排布的总颗数，即可估算出每颗LED灯珠的最低亮度及中心色度要求，假定要求LED灯珠的最低亮度为L=36LM、中心色坐标(x,y)=(0.26,0.22)。目前，背光模组普遍的做法是采用符合最低亮度为L=36LM、中心色坐标(x,y)=(0.26,0.22)的相同规格的LED灯珠等间距排列，从而造成LED灯珠利用率低、背光模组均匀性差等问题。

请参照图1，本实施例提供采用本发明改善LED光源的方法制作而成的一种LED光源，其包括基板1，所述基板1上设有两种不同规格参数的LED灯珠，在本实施例中，两种不同规格参数的LED灯珠分别采用亮度L₁=35LM、色坐标(x₁,y₁)=(0.27,0.23)的LED灯珠21和亮度L₂=37LM、色坐标(x₂,y₂)=(0.25,0.21)的LED灯珠22。将所述基板1划分为8个相互并联的发光区域，且同一发光区域上设有规格参数相同的LED灯珠；设有不同规格参数LED灯珠的各发光区域依次交替循环设置。记所述LED灯珠21放置的发光区域为A，所述LED灯珠22放置的发光区域为B。若在所述发光区域A和B上分别设置有一个LED灯珠21和一个LED灯珠22，根据：

混合后亮度L=a₁*L₁+a₂*L₂

混合后色坐标(x，y)=(a₁*x₁+a₂*x₂，a₁*y₁+a₂*y₂)

其中，a1=L1/(L1+L2);a2=L2/(L1+L2);

则混合后所得LED光源的亮度L=36LM、色坐标(x,y)=(0.26,0.22)。

由于在本实施例中，整个LED光源包含有两种不同规格参数的LED灯珠，不同规格参数的LED灯珠交替的设置不同的发光区域上，使得原本不符合规格的LED灯珠得以应用，从而提高了LED灯珠的利用率。应当指出的是，在实施本发明时，每个发光区域上相同规格LED灯珠的数量可随实质设计需求作出适应性的调整。

当然，基于本发明的构思，不同规格数量的LED灯珠数量也可以适当的调整，如为了进一步提高LED灯珠的利用率，可以适当的添加更多不同规格参数LED灯珠的规格种类，通过不同规格的LED灯珠之间良好的光线混合效果，达到更为理想的混合效果。

其计算方式如下：记欲获取的LED光源的亮度和色坐标分别为：L和(x,y)，不同规格的LED灯珠亮度分别为L₁、L₂…L_n，色坐标分别为(x₁，y₁)、(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，则混合后总亮度L=a₁*L₁+a₂*L₂+…+a_n*L_n，混合后色坐标(x，y)=(a₁*x₁+a₂*x₂+…+a_n*x_n，a₁*y₁+a₂*y₂+…+a_n*y_n)，其中a_n为每一规格的LED灯珠的混合比例，n为大于或等于2的自然数,a_n=L_n/(L₁+L₂+…+L_n)。类似地，各所述发光区域上设有至少一种LED灯珠。另外，需要指出的是，所采的不同规格参数的LED灯珠至少有一种亮度高于欲获取的LED光源的亮度，至少有一种亮度低于欲获取的LED光源的亮度，同时，至少有一种色度高于欲获取的LED光源的色度，至少有一种色度低于欲获取的LED光源的色度。

实施例二

请参照图2，本实施例相对于实施例一的不同点在于：为了改善背光模组的光线均匀性，将所述基板1上各LED灯珠正常工作时的亮度由位于基板中央的发光区域向位于基板周延的发光区域依次递增。在本实施例中，两种规格参数的LED灯珠分别采用亮度L₁=35LM、色坐标(x₁,y₁)=(0.27,0.23)的LED灯珠23和亮度L₂=37LM、色坐标(x₂,y₂)=(0.25,0.21)的LED灯珠24。将所述基板1划分为8个相互并联的发光区域，且同一发光区域上设有规格参数相同的LED灯珠；位于中央的四个发光区域上设有正常工作时发光亮度比较低的LED灯珠23，且将上述发光区域记为中央发光区域C，且每个发光区域C上设有一个LED灯珠23；其余的四个发光区域上设有正常工作时发光亮度比较高的LED灯珠24，且将上述发光区域记为侧边发光区域D，且每个发光区域D上设有一个LED灯珠24，则混合后所得LED光源同样满足亮度L=36LM、色坐标(x,y)=(0.26,0.22)。

同时，由于中央发光区域C的光线叠加量较大，而侧边发光区域D的光线叠加量较小，因此经叠加后，中央发光区域C的发光亮度与两所述侧边发光区域D的发光亮度差异较小，从而提高了整个LED光源的均匀性，也大大减小了光学设计的难度，避免了导光板差异造成的光学不良，并提高了LED灯珠的利用率。本方案对于提高背光模组均匀性有较大的改善，而且易于广泛实施。

实施例三

请参照图3，本实施例相对于实施例二的不同点在于：为了改善背光模组的中心亮度，将所述基板1上各LED灯珠正常工作时的亮度由位于基板中央的发光区域向位于基板周延的发光区域依次递减。在本实施例中，两种规格参数的LED灯珠分别采用亮度L₁=35LM、色坐标(x₁,y₁)=(0.27,0.23)的LED灯珠25和亮度L₂=37LM、色坐标(x₂,y₂)=(0.25,0.21)的LED灯珠26。将所述基板1划分为8个相互并联的发光区域，且同一发光区域上设有规格参数相同的LED灯珠；位于中央的四个发光区域上设有正常工作时发光亮度比较高的LED灯珠26，且将上述发光区域记为中央发光区域E，且每个发光区域E上设有一个LED灯珠26；其余的四个发光区域上设有正常工作时发光亮度比较低的LED灯珠25，且将上述发光区域记为侧边发光区域F，且每个发光区域F上设有一个LED灯珠25，则混合后所得LED光源同样满足亮度L=36LM、色坐标(x,y)=(0.26,0.22)。

同时，由于中央发光区域E的LED灯珠亮度较高，而且光线叠加量较大，而侧边发光区域F的LED灯珠亮度较低，并且光线叠加量较小，因此经叠加后，中央发光区域E的发光亮度将显著增加，从而提高了整个LED背光模组的中心亮度，并提高了LED灯珠的利用率。本方案对于提高背光模组中心亮度有较大的改善，而且易于广泛实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.改善LED光源的方法，其特征在于：在基板上混合设置至少两种规格参数不同的LED灯珠；

所述规格参数包括LED灯珠正常工作时的亮度和/或色度；

不同规格参数的LED灯珠至少有一种亮度高于欲获取的LED光源的亮度，至少有一种亮度低于欲获取的LED光源的亮度，至少有一种色度高于欲获取的LED光源的色度，至少有一种色度低于欲获取的LED光源的色度；

所述基板划分为若干不同的发光区域，同一发光区域上设有规格参数相同的LED灯珠；设有不同规格参数LED灯珠的各发光区域依次交替循环设置；

所述基板上的LED灯珠正常工作时的亮度由位于基板中央的发光区域向位于基板周延的发光区域依次递减；

所述基板划分为8个相互并联的发光区域，位于中央的四个发光区域设有正常工作时发光亮度高的LED灯珠，其余四个发光区域设有正常工作时发光亮度低的LED灯珠。

2.根据权利要求1所述的改善LED光源的方法，其特征在于：设定各所述发光区域上LED光源亮度和色度坐标分别为L和(x，y)，不同规格的LED灯珠亮度分别为L₁、L₂…L_n，色坐标分别为(x₁，y₁)、(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，根据下述表达式计算混合后该LED光源的亮度和色度

L＝a₁*L₁+a₂*L₂+…+a_n*L_n；

(x，y)＝(a₁*x₁+a₂*x₂+…+a_n*x_n，a₁*y₁+a₂*y₂+…+a_n*y_n)；

其中a_n为每一规格的LED灯珠的混合比例，n为大于或等于2的自然数，a_n＝L_n/(L₁+L₂+…+L_n)。

3.一种根据权利要求1或2所述方法设计的LED光源。

4.根据权利要求3所述的LED光源，其特征在于：各所述发光区域上至少设有一个LED灯珠。