纤细线型LED发光装置制造方法及图纸

一种纤细线型LED发光装置，包括一电路板，该电路板上设置至少一电源输入组件、连接电路、一个或多个LED条，该多个LED条依设计需求，可呈紧密排列或特定间隔排列。其中该LED条由多颗同类LED芯片规则性紧密排列在一基板的上层，经由固晶、打线、成型封装及切割制程而成。其特征一为该LED条具有条形的聚光透镜，该聚光透镜在该LED条成型封装时一体成型而成，使该纤细线型LED发光装置在纵向的出光视觉上呈现连续且均匀分布，在横向聚成较小发光角度，增强其正向的出光亮度。其特征二为该LED条聚光透镜的横截面尺寸很小，使该纤细线型LED发光装置应用在以导光片设计的线型灯具上，其出光的有效使用率获得增加。

【技术实现步骤摘要】
纤细线型LED发光装置
本专利技术涉及一种纤细线型LED发光装置，可呈现视觉上连续且均匀的发光，特别是一种运用于以导光片设计的线型灯具(例如车灯)上，尺寸纤细且具有较高光使用效率的线型LED发光装置。
技术介绍
现有技术中，关于LED具有高亮度、节能、多色彩及快速变化的诸多特性，已广泛应用于各种需要光源的照明领域，其中在汽车车灯领域，LED已经是最主要的光源。针对LED应用在汽车车灯的发展，从最早期的LED灯以多点式光源为特征，以分辨跟白炽灯泡的不同。现今，车灯已演变成视觉上需要均匀发光的面光源或线光源灯具。因LED属于类似点光源，必需搭配其他额外的光学零件，例如反射板、扩散板、折射透镜等，才能使断断续续的点光源变成均匀的面光源或线光源。然而，这些额外的光学零件会导致车灯灯体变大或变厚，在流线型或空间狭窄的车灯，难以被设计或采用。此外众所皆知，车灯有法规的配光要求，大部分车灯，包括日行灯、方向灯、剎车灯及尾灯等，配光都以中心方向(即H-V)的亮度要求为最高，对左右及上下特定角度范围内，例如日行灯对左右各20度及上下各5度范围内，有规定的最低亮度要求，这也是光源搭配车灯设计必须满足的重点。条状的LED光源常见于一般照明用途的LED灯管及液晶背光用途的LED灯条。两者的熟知结构都是采用多颗已封装好的LED，利用SMT制程，使其呈现等距离直线排列在一PCB上而成。针对单色光的灯条，所用的LED往往都是采用单一LED芯片封装而成，再以多颗LED排列成条状光源。前者用途因属于一般照明，要求均匀的照度，通常需有额外的二次透镜或扩散板，或利用类似功能的灯罩，使LED的类似点光源扩散成均匀且连续的线状光源。因二次透镜或扩散板的存在，这类LED灯管的横截面尺寸因而偏大，很难被直接用在空间有限且结构复杂的车灯。至于熟知的液晶背光用LED灯条，应用在侧面发光的导光板，主要通过导光板的全反射及导光板上光学图案的漫射，使水平入射光形成垂直向上的光，经由导光板上层的光扩散板，形成均匀发光的面光源。此类液晶背光的结构及光形，追求的是均匀发光而非聚光效果，对LED灯条出光角度及中心方向亮度不要求，只适合室内使用的笔电或电视机，所用熟知灯条不适合应用在有配光要求且需要白天点亮的车灯上，例如日行灯、方向灯等。专利前案US8764220，专利名称：LINEARLEDLIGHTMODULE(线型LED灯模块)，其说明书所揭露的技术缺点为：因LED光源尺寸及间距都相对较大，为达到视觉上均匀发光的目的，必需结合光扩散板来改善出光均匀性，使LED灯条尺寸变大，中心方向光强度大幅降低，只适合一般照明，无法适用于线形车灯。专利前案CN205979313U，专利名称：一种贴片式LED柔性灯带，专利设计的缺点则是：1.使用已封装好的LED当光源，光源尺寸及间距相对较大，即使外加硅胶层使LED出光扩散，仍不易达到视觉上非常均匀的发光；2.硅胶出光面为平面设计，缺乏聚光效果，致使中心方向光强度偏低，无法满足前述车灯法规配光要求。近年来，常见导光条应用于车灯，确实能利用有限的灯体空间，达到产生一连续发光的条状或块状的灯面。但，由于光源的光线只从导光条侧边入光，受限于导光条的长度及车灯设计上弯折的影响，其视觉上仍会呈现不均匀的光分布。另外，因光源个数有限，导光条设计车灯的缺点是无法分段或分区亮灯，不能满足动态点灯功能(animatedlightingfunction)的需求。有车灯业者利用多颗已封装的LED呈线形排列当光源，结合薄形导光片的设计，使LED光从导光片的一端进入，从导光片的另一端出来，以期达到视觉上均匀发光且又具动态点灯功能的高质感线形车灯要求。由于薄导光片的厚度限制了LED光进入导光片的比率、最终的出光角度及中心亮度，且光源大角度的侧光会从导光片两边侧面外围射出，成为对配光无效(无贡献)的散光，故这类设计是否能满足车灯的法规配光要求，跟LED灯条的发光强度、发光角度及出光有效利用率(即LED出光进入导光片的比率)息息相关。一般LED灯条的总发光量(totalfluxoflight)虽可经由增加LED数量或提升LED驱动电流而增加，使满足配光要求，但伴随而来LED灯条产生的热量也会增加，衍生额外的散热问题及成本增加问题。因此，如何缩小LED灯条出光在导光片厚度方向的发光角度，提升LED灯条的出光有效利用率，成为此类LED灯条的设计重点及关键技术。专利前案CN108700731A，专利名称：光学透镜和灯单元以及具有其的照明设备；该专利的缺点有：1.该LED灯条采用已封装的LED加上额外聚光透镜(也称二次透镜)的设计，LED光源跟二次透镜之间有空气间隙存在，会产生熟知的菲涅尔损失(FresnelLoss)，降低光利用率；2.因已封装的LED有一定的尺寸，跟点光源的要求差距较大，使所设计二次聚光透镜的尺寸相对较大，当车灯导光片的厚度设计较薄时，灯条发光体的宽度会大于或接近导光片厚度，光源大角度的侧光会从导光片两边侧面外围射出，更使出光有效利用率变差；3.在要求耐震动的车灯应用上，如何牢牢固定二次透镜在灯条上，也将会是问题。即使二次透镜固定结构设计没问题，灯条的宽度也会因固定结构而变得更宽大，无法满足流线型车灯内狭窄空间的要求。
技术实现思路
本专利技术公开一种纤细线型LED发光装置，针对上述现有技术的缺点，提出一种纤细线型LED发光装置的构造及制作技术，使该发光装置应用在具有薄形导光片的线条形灯具，特别是车灯，能够有效解决现有LED光源应用在高质感车灯灯具的诸多问题，包括在视觉上常常看到颗粒状LED、明暗不均、呈现颗粒状亮点、光源利用率偏低、中心亮度不足及无动态点灯功能的问题。本专利技术的特征之一是利用多颗同类LED芯片(pluralityLEDchips)封装体LED条(或称LED条)当光源，该LED条本身是一段连续且视觉上发光均匀的线光源，有别于一般采用颗粒状LED封装体当光源的设计，特别适合应用于高质感线形车灯。本专利技术的另一特征是所用LED条有聚光透镜结构，针对具有导光片结构的车灯，本专利技术的发光装置可以有效提升光源进入导光片的有效利用率，出光中心亮度的提升，使满足车灯(例如日行灯或前方向灯)的配光要求。本专利技术的另一特征是光源的宽度及高度可以小于2mm，适合具有薄形导光片(宽度小于6mm)的车灯，使能满足流线型且空间狭窄车灯的设计需求。本专利技术公开一种纤细线型LED发光装置，包括一电路板，该电路板上设置至少一电源输入组件(例如连接器或电源线)、连接电路、一个或多个LED条，该多个LED条依设计需求，可以呈紧密排列或特定间隔排列。其中该LED条，由多颗同类LED芯片(LEDChip)，以介于0.2mm到3.0mm之间的等间距线形排列在一基板(substrate)的上层，经由固晶、打线、成型(molding)封装及切割制程而成。其特征为该LED条由多颗LED芯片所构成，LED芯片颗数可依设计需求而决定，该LED条具有条形的聚光透镜(又称封胶透镜)结构，该聚光透镜在该LED条成型封装时一体成型而成，使该纤细线型LED发光装置的出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤细线型LED发光装置，其特征在于，包括：/n一电路板，其上层设置有连接电路；/n至少一电源输入组件；以及/n一个或多个LED条，该电源输入组件、该一个或多个LED条设置在该电路板上，该多个LED条在该电路板上呈线形排列，每一LED条经由该电路板上的连接电路与该电源输入组件电性连接；其中该LED条，由多颗同类LED芯片以介于0.2mm到3.0mm的等间距线形排列在一基板的上层，该基板的上下层都有导电层，经由成型封装及切割制程而成；该LED条由多颗LED芯片所构成，该LED条具有条形的聚光透镜结构，使该LED条的发光在垂直该多颗LED芯片线形排列方向横截面的发光角度介于10～80度之间，该聚光透镜在该LED条成型封装时一体成型而成，包覆该LED条内的该多颗LED芯片。/n

【技术特征摘要】
20190610 TW 1081199221.一种纤细线型LED发光装置，其特征在于，包括：
一电路板，其上层设置有连接电路；
至少一电源输入组件；以及
一个或多个LED条，该电源输入组件、该一个或多个LED条设置在该电路板上，该多个LED条在该电路板上呈线形排列，每一LED条经由该电路板上的连接电路与该电源输入组件电性连接；其中该LED条，由多颗同类LED芯片以介于0.2mm到3.0mm的等间距线形排列在一基板的上层，该基板的上下层都有导电层，经由成型封装及切割制程而成；该LED条由多颗LED芯片所构成，该LED条具有条形的聚光透镜结构，使该LED条的发光在垂直该多颗LED芯片线形排列方向横截面的发光角度介于10～80度之间，该聚光透镜在该LED条成型封装时一体成型而成，包覆该LED条内的该多颗LED芯片。


2.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该LED条的该条形聚光透镜结构的横截面由一半凸圆弧的第一光学面所构成，使该LED条的横截面发光角度介于10～80度之间。


3.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该LED条的该条形聚光透镜结构由第一光学面、第二光学面及第三光学面所构成，其中顶部由一横截面为凸圆弧的第一光学面所构成，该聚光透镜的两侧，从底部向上及向外侧倾斜的两侧斜面，形成第二光学面，使LED芯片横向侧面出光在第二光学面产生全反射，第三光学面为两侧面的上端由外侧向内侧、由上向下倾斜的两个斜面，作为连接第一光学面及第二光学面，使在第二光学面产生全反射的出光在第三光学面产生折射，使该LED条的横截面发光角度介于10～80度之间。


4.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该LED条的该条形聚光透镜结构，顶部中心区域由一横截面为凸圆弧的第一光学面所构成，顶部两旁由多个菲涅耳透镜的第二光学面所构成，使该LED条的横截面发光角度介于10～80度之间。


5.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该LED条的该条形聚光透镜的两侧各设有一反光墙，该反光墙的高度为该LED芯片高度的1至5倍。


6.如权利要求5所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该反光墙由具有高反射率的白胶或金属所构成。


7.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该一个或多个LED条全部或部分呈弯曲弧形。


8.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该电路板为一可挠型电路板或一柔性电路板，该多个LED条为全部或部分由较少颗数LED芯片所构成长度较短的LED条，使该纤细线型LED发光装置具有可弯曲性。


9.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该LED条内该多颗同类LED芯片全部以串联线路连接，使该LED条内该多颗同类LED芯片能被同时点亮。


10.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，在该电路板上，每一LED条经由独立的该连接电路跟该电源输入组件连接，使每一LED条能依外部电源或信号源控制被各别点亮，呈现动态点灯的功能。


11.如权利要求1所述的纤细线型LED发光装置，其特征在于，该多个LED条紧密排列，使该纤细线型LED发光装置上所有相邻的LED芯片间距都一致，使该纤细线型LED发光装置的发光在沿LED芯片排列方向呈现视觉上的均匀分布。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炎成，杨昇桦，蔡轩荣，饶承泰，张志强，
申请(专利权)人：联嘉光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71