公开了一种具有光源、反射器和光管的装置。光源包括沿第一方向以阵列排列的多个ＬＥＤ管芯，每个ＬＥＤ管芯以第二方向发光。光管包括具有上表面、下表面和边界曲面的透明材料层。反射器把从ＬＥＤ管芯以第二方向传播的光反射到所述光管的所述边界曲面，使得一部分光被所述反射器的上表面和下表面反射。在一个实施例中，反射器把离开所述第一方向附近的预定锥角内的所述ＬＥＤ管芯的光重新定向到光管中，使得预定锥角内的光全部被光管的上表面反射。
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
液晶显示器(LCD)被广泛地用在计算机和如TV的各种消费装置中。背光LCD是一种象素阵列，其中的每个像素作为通过或阻挡位于像素后面的光源发出的光的快门。彩色显示器的实现是通过给像素配置彩色滤光片，使得每个像素透射或阻挡特定颜色的光。每个像素的光强通过像素处于透射态的时间来设置。显示器主要由白色光源照明，该白色光源提供穿过显示器背面的强度均匀的光。基于荧光灯的照明光源特别具有吸引力，这是由于其每瓦特时能耗的高的光输出。但是，这种光源需要很高的驱动电压，这使得它们对于依靠电池工作的装置吸引力很小。结果，在这些应用中对利用基于LED的光源有相当大的兴趣。LED具有类似的电效率和长寿命。此外，所需的驱动电压合适于大部分便携式装置可得到的电池功率。照明系统通常利用LCD阵列后面的光盒或光管形式的光源。光从光盒的周围进入光盒。与邻近LCD阵列的表面相对的光盒表面有一些对光进行散射的散射覆盖物的构造，使得均匀地照明LCD的背表面。光源的厚度受光盒厚度的限制。显示器的厚度在用于膝上电脑和掌上装置如PAD和蜂窝电话的显示器中尤其重要，因为显示器的厚度限定了装置的整体厚度。有一些便携式装置需要厚度小于10mm的光盒。随着光盒厚度的减小，以保证均匀照明的方式从侧边将光有效入射到光盒中变得更为困难。此外，大的显示器存在功率损耗的问题。施加给LED的大部分功率被转变成热而非光。因为光源被限定在光盒的周围，所以产生的热也集中在围绕光盒周围的区域。现有技术中的用于对光盒照明的基于LED的光源没有提供一种把来自LED的热量转移到热耗散表面的简易方法。
技术实现思路
本专利技术包括一种含有光源、反射器和光管的装置。光源包括沿第一方向以阵列排列的多个LED管芯，每个LED管芯以第二方向发光。光管包括具有上表面、下表面和边界曲面的透明材料层。反射器把从LED管芯以第二方向传播的光反射到所述光管的所述边界曲面，使得一部分光被所述反射器的上表面和下表面反射。在一个实施例中，反射器把离开所述第一方向附近的预定锥角内的所述LED管芯的光重新定向到光管中，使得预定锥角内的光全部被光管的上表面反射。在一个实施例中，所述透明材料层的下表面包括对透过其的光进行散射的部件，至少一部分所述光以一定的角度向上表面散射，使得所述散射的光离开所述透明材料层的所述上表面。在一个实施例中，LED管芯接合到具有金属芯的衬底，该金属芯的一个表面接合一绝缘层。在一个实施例中，反射器包括具有平行于第一方向的轴的圆柱形反射器。在一个实施例中，透明介质填充反射器和衬底之间的体积，使得管芯被透明介质覆盖。在一个实施例中，衬底包括一反射表面，用于反射来自LED管芯的透过该表面的光。在一个实施例中，经管芯的侧面离开LED的光被反射到反射器中。附图说明图1是光源10的顶视图；图2是光源10沿2-2线的截面图；图3是光源50的分解透视图；图4是光源50的截面图；图5是附着到光管73边缘的光源70的截面图；图6是管芯排列的顶视图；图7是图6中沿7-7线的截面图；图8是图6中沿8-8线的截面图；图9是光源在管芯中的截面图；图10是说明模制在所安装管芯上并由此封装管芯和各种接线的透明塑料层；图11说明设置在透明塑料层上表面上的反射层；图12说明接合到衬底的预制反射器；图13说明填充有透明灌注混合物反射器和衬底之间的体积；图14说明各种颜色的LED串联连接的连接方案。具体实施例方式通过参见图1和图2可以更容易地理解本专利技术提供其优点的方式，图中说明了用于照明LCD显示器16的现有光盒的排列。图1是光源10的顶视图，图2是光源10沿2-2线的截面图。光源10利用LED阵列11对光管12照明。LED安置在电路板13上，电路板13安置于为LED供给电源的第二板15上。LED如此定位使得离开每个LED顶部的光照明光管12的端部。以相对于表面21的法线大于临界角的角度进入光管12中的光在光管12内来回反射，直到该光被表面17上的颗粒22吸收或反射。以小于临界角的角度透过表面21的散射光从光管漏出并照明LCD显示器16的后表面。图1和2所示的排列有一系列的问题。首先，来自LED的光的混合较差，特别是在接近LED的区域18中。这个问题由于使用单独封装的LED而变得更糟，因为光源之间的距离必须足够大以容纳各个LED芯片的封装。因此，LCD显示器16的任一边缘照明不足，或者光管必须延伸，以使得非均匀照明的区域不在LCD电源之下。后一解决方案增大了使用该显示器的装置的尺寸，因此也是不理想的。其次，LED产生的热量必需在印刷电路板13的背面14上耗散的，通过传导到印刷电路板15而耗散。表面14上可用于热耗散的区域受印刷电路板13高度的限制。随着显示器厚度的减小，此高度也必需减小。可替换地，热量可经印刷电路板13传导到具有较大的可用于热耗散的区域的印刷电路板15。但是，热流受印刷电路板13厚度的限制。第三，LED产生的光的主要部分由于光管和空气之间折射率的差异引起的反射而在空气-光管界面处损失了。如果LED透镜24和光管端部23之间的空间填充折射率材料，则透镜的成像特性将损失，因此，LED产生的光的主要部分将不能成像到窄的光管中。参见图3和4，该图说明根据本专利技术一个实施例的光源，图3是光源50的分解透视图，图4是光源50的截面图。光源50可以看成是由多个LED管芯构成的线光源。在图3所示的实施例中，每个LED发射红光、绿光或蓝光。管芯交替排列以提供沿光源长度大致均匀的颜色。在一个实施例中，调节管芯发射的相对光强以便提供预定色温的白光源。LED管芯被封装在具有外表面包含反射器51的透明介质52中。封装材料保护管芯。此外，封装材料提供与光管匹配的折射率，该光管是下述LCD照明系统的一部分。优选反射器51的反射表面是具有双曲线截面的柱形。但是，也可以利用其它的截面和形状。各个管芯安装在包括金属芯60的衬底54上，其中金属芯60作为散热和热耗散路径。此外，金属芯为LED提供电源导轨中的一个，最好是接地的。衬底54的上表面包括电绝缘层61，其上粘结有各种传导轨迹。在图3和4所示的各个实施例中，利用三条信号轨迹，每条对应一种颜色的LED。各个LED通过接线，如图4中所示的接线58，连接到适当的信号轨迹。在这些附图所示的实施例中，公共电源导轨通过穿过绝缘层61的路径59而连接到每个管芯的底部。但是，如果管芯在其底面上没有任何其它的电触点，则LED可以直接安装在金属芯上。在图3和4所示的实施例中，所有发红光的LED连接到第一信号轨迹55，所有发蓝光的LED连接到第二信号轨迹56，所有发绿光的LED连接到第三信号轨迹57。通过改变在轨迹上提供的电流或轨迹上的信号的占空比，可以调节来自LED的平均光强。这种排列允许光源的输出光谱被调节到特定的颜色，并随着LED的老化维持该颜色。如果一些特殊的应用需要单独调节每个LED，则可以对每个LED应用单独的轨迹。参见图5可以更容易地理解确定反射器大小和形状的方式，该图是附着到光管73边缘的光源70的截面图，其中光管形成用于照明LCD面板76的光混合盒。光源70通过填充有折射率匹配化合物的区域77连接到光管73。在垂直方向离开LED71的光被反射器72反射到光管73中。反射器72的大小和截面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置，包括：光源，包括沿第一方向以阵列排列的多个ＬＥＤ管芯，每个ＬＥＤ管芯以第二方向发光；光管，包括具有上表面、下表面和边界曲面的透明材料层；反射器，把从所述ＬＥＤ管芯以所述第二方向传播的光反射到所述光管的所述边界曲面，使得一部分所述光被所述反射器的所述上表面和下表面反射。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：TL莫，SK谭，
申请(专利权)人：阿瓦戈科技ECBUIP新加坡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]
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