CN107701935A - 一种led柔性导光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED柔性导光装置，包括柔性导光膜、LED芯片阵列和反光层，LED芯片阵列嵌入柔性导光膜中，反光层设置于柔性导光膜背面，用于将光反射至装置正面。LED芯片出光面和垂直于导光膜的出光面，散射在柔性导光膜中完成。本发明在导光板内置LED芯片，无论面积多大，都可实现很高的亮度。LED灯嵌入于柔性导光板中，亮度与面积无关，可自由裁剪使用，坏掉的LED芯片或柔性导光板可直接裁除后继续使用；当导光板不同区域嵌入的LED芯片发光不同时，颜色可以改变。本发明可以采用表面贴附安装，成卷搬运，运输和安装方便；尺寸可做大，亮度高；整个导光板温度均匀，亮度均匀；电源驱动可以编程，可调节局部亮暗和颜色。

Description

一种LED柔性导光装置
技术领域
本发明涉及导光板灯箱，尤其是涉及一种采用柔性材料为基底，透明导电材料为导线的LED柔性导光板。
背景技术
LED导光板是目前展览展示领域常用的元器件，其结构一般是以刻有散射点的亚克力平板为基础，在侧面安装LED灯条。LED灯条发出的光进入亚克力板后，全反射向前行进，当遇到散射点，光从正面散射；由于散射点数量多且成规律状分布，整个导光板呈面光源形式。例如，专利“一种LED导光板两边封条结构”(申请号为CN201610499883.4)、专利“一种LED导光玻璃”(申请号为CN201621219988.1)。现有技术中的LED灯均设置于侧边，即采用侧面导入光的方式，但随着面积的增加，光源功率需要不断增加，事实上，光源允许功率是有限的，因此，大面积时，亮度比较低。同时，当要求面积小一些时候，无法自由裁剪使用。
一般地，市场上的LED导光板是硬质的，如亚克力板，需要一块一块地安装，因此，安装并不方便，同时其缝隙很难填充，限制了LED导光板向大尺寸方向发展。专利“一种大幅面高亮度LED导光板超薄灯箱”(申请号为CN201610983913.9)公开的超薄灯箱采用光契，将多条LED灯条发出的光全反射进入亚克力导光板，进而得到大幅面高亮度的超薄灯箱。但是这种超薄灯箱也是硬质的，大小一般不大于2米╳2米，亮度400cd/m2左右。
现有技术中的LED灯与柔性导光板为分体式结构设计，这种分体式设计结构的优点是：LED灯或柔性导光板坏了，维修方便。但是，大面积时亮度有限，无法自由裁剪，导光板光颜色无法改变。
现有技术中，LED发光面均朝向出光面，从而使出光面在视觉上呈颗粒状，且越靠近导光板这种现象越明显。因此，导光效果不均匀。
发明内容
针对现有的技术不能得到大范围高亮度超薄灯箱，不能得到可卷曲的柔性灯箱的不足，本发明的目的在于提供一种采用柔性透明材料为基础，以特殊规律植入侧向发光LED芯片，采用透明导电膜供电，得到一种可以卷曲的大幅面高亮度超薄灯箱。
本发明的技术方案如下：
一种LED柔性导光装置，包括柔性导光膜、LED芯片阵列和反光层，所述LED芯片阵列嵌入柔性导光膜中，反光层设置于柔性导光膜背面，用于将光反射至装置正面。本专利中的LED灯分布于柔性导光板中，即在导光板内置LED芯片，无论面积多大，都可以实现很高的亮度。LED灯嵌入于柔性导光板中，亮度与面积无关，可以自由裁剪使用，坏掉的LED芯片或柔性导光板可直接裁除后继续使用；当导光板不同区域嵌入的LED芯片发光不同时，颜色可以改变。
作为本发明的进一步改进，所述LED阵列整体成纵横均匀排列，包括若干结构相同的单体。这种LED阵列结构使LED柔性导光装置整体导光效果更亮，且更均匀。
作为本发明的进一步改进，所述单体由四个或十二个LED芯片成十字形排列构成。这种排布更由有利于得到均匀的导光效果。
作为本发明的进一步改进，所述单体均匀排列，行列距相同。该排布结构进一步优化了导光的均匀程度。
作为本发明的进一步改进，LED芯片阵列的光源是GaN基荧光粉转换型白色LED芯片，采用的柔性导光板为透明材料。
作为本发明的进一步改进，LED芯片阵列的光源是GaN基蓝色LED芯片，柔性导光板中含YAG荧光粉，YAG荧光粉被蓝光激发发出蓝绿光，与芯片发出的蓝色光混合为白光。
作为本发明的进一步改进，LED芯片的出光面垂直于柔性导光膜的出光面，散射在柔性导光膜中完成。采用侧面发光，即LED芯片的发光面垂直于导光板的出光面。这样，当人靠近展览展示领域的导光板时，人眼不会直接看到LED光源，而是看到导光板的漫反射光，视觉感受更加均匀、柔和。
作为本发明的进一步改进，每一LED芯片单独供电，正负极分布在导光板的正面和背面，在导光板的上下设置有电源接口，导线采用透明导线。
本发明的有益效果如下：
(1)柔性材料，可以采用表面贴附安装，成卷搬运，运输和安装方便。
(2)尺寸可以做大，亮度高。
(3)整个导光板温度均匀，亮度均匀。
(4)电源驱动可以编程，可以调节局部亮暗和颜色。
附图说明
图1是本发明LED柔性导光装置的结构示意图。
图2是由4个LED芯片组成的单个发光体示意图。
图3是由12个LED芯片组成的单个发光体示意图。
图4是出光面结构原理图。
图5是供电接口结构示意图。
图中：1、柔性导光膜；2、反光层；3、LED芯片阵列；4、LED芯片；5、出光面；6、散射面；7、正极；8、负极；9、正极接口；10、负极接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的LED柔性导光装置结构如图1所示，包括柔性导光板1、LED芯片阵列2、反光层3(该反光层3优选采用反光纸)，LED阵列嵌入柔性导光板中。LED阵列整体成纵横均匀排列，单体由四或十二个LED芯片成十字形排列，反光纸位于导光板背面，作用是将光反射至正面。
如果出射光为白色光，所述光源是GaN基荧光粉转换型白色LED，采用的柔性导光板为透明材料；所述光源也可以是GaN基蓝色LED芯片4，柔性导光板中含YAG荧光粉，YAG荧光粉被蓝光激发发出蓝绿光，与芯片发出的蓝色光混合为白光。单个发光体由四个LED芯片成十字形排列，如图2所示。
如果出射光为彩色光，所述单个发光体由十二个LED芯片够成，结构如图3所示。
所述LED芯片除出光面5外，其他面均涂有光散射材料，构成散射面6，所有芯片尺寸均小于50mil╳50mil，导光板的厚度大于500mil。
LED芯片发光面垂直与导光板出光面，散射在柔性导光膜中完成，如图4所示。
每一LED芯片单独供电，供电导线采用透明的导电膜，如OTI。正极7、负8分布在导光板的正面和背面，在导光板的上下有电源接口(包括正极接口9和负极接口10)，如图5所示。
驱动电路可以编程控制，使得不同区域LED亮暗和颜色可以调整。
本发明中，LED芯片功率与导光板的散热系数有关，为了导光板温差不超过3摄氏度，芯片功率为60毫瓦-100毫瓦。
单体均匀排列，行列距相同，数值为(芯片功率/50)厘米。
本发明一种LED柔性导光装置的具体结构及其制作方法如下：
导光板采用含0.15％(质量比)的YAG荧光粉，PVC透明软玻璃柔性导光板，厚度3毫米，宽1.5米。
LED阵列行距和列距均为1厘米。
LED为GaN蓝色芯片，单颗功率50毫瓦。
在上下表面布好OTI电极。
加热至90摄氏度(软化温度)，采用细针头将涂好硫酸钡的LED芯片植入透明导光板中，出光面朝侧面，再用透明OTI电极连接LED电极两端。
用反射率约85％的白纸作为反光纸。
测得导光板亮度均匀度80％，亮度400cd/m2.
综上所述，本发明涉及一种LED背光显示用的柔性膜及设计方法。具体为：采用柔性透光材料为基底，将LED嵌入基底中，同时做好LED光源的配光设计，采用透明导电材料为电线，科学设计LED芯片的密度和排布方式，使得光能够在基底中传播，在LED芯片处散射。本发明可以应用于各种发光贴膜，背光显示和展示领域。本发明提出的LED柔性导光板，关键技术是在柔性材料中，按照规律侧向植入LED芯片，采用透明导电膜供电，得到一种可以卷曲的大幅面高亮度超薄灯箱。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种LED柔性导光装置，其特征在于：包括柔性导光膜、LED芯片阵列和反光层，所述LED芯片阵列嵌入柔性导光膜中，反光层设置于柔性导光膜背面，用于将光反射至装置正面。
2.根据权利要求1所述的一种LED柔性导光装置，其特征在于：所述LED阵列整体成纵横均匀排列，包括若干结构相同的单体。
3.根据权利要求2所述的一种LED柔性导光装置，其特征在于：所述单体由四个或十二个LED芯片成十字形排列构成。
4.根据权利要求2所述的一种LED柔性导光装置，其特征在于：所述单体均匀排列，行列距相同。
5.根据权利要求1所述的一种LED柔性导光装置，其特征在于：LED芯片阵列的光源是GaN基荧光粉转换型白色LED芯片，采用的柔性导光板为透明材料。
6.根据权利要求1所述的一种LED柔性导光装置，其特征在于：LED芯片阵列的光源是GaN基蓝色LED芯片，柔性导光板中含YAG荧光粉，YAG荧光粉被蓝光激发发出蓝绿光，与芯片发出的蓝色光混合为白光。
7.根据权利要求1所述的一种LED柔性导光装置，其特征在于：LED芯片的出光面垂直于柔性导光膜的出光面，散射在柔性导光膜中完成。
8.根据权利要求1所述的一种LED柔性导光装置，其特征在于：每一LED芯片单独供电，正负极分布在导光板的正面和背面，在导光板的上下设置有电源接口，导线采用透明导线。
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