[实用新型]一种带光学整形的LED光源模块

说明书

技术领域

本实用新型属于LED光源领域，涉及一种带光学整形的LED光源模块。

背景技术

投影显示系统通常使用的光源为超高压水银灯(UHP)、金属卤化物灯、氙灯及卤素灯。多年来人类一直在寻找和开发固体发光光源，随着发光材料的开发和半导体制作工艺的改进，半导体照明用发光二极管效率不断提高。目前，超高压水银灯是投影装置的主流光源。发光二极管(简称LED)是一类直接将电能转化为光能的半导体器件。LED具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、响应时间短、耐震动、稳定性高、体积小等一系列优点，广泛应用于指示灯、LCD背光、LED显示屏、装饰以及固态照明等各个领域。近年来，随着半导体发光材料的发展，LED在各种照明领域中越来越受到世人的瞩目，目前人们正努力研究用LED作为新型投影光源。相比高压水银灯光源，LED具有以下优点：

(1)效率高，近年来，LED的发光效率每年约以20lm/W的速度提升，现已达到100lm/W以上，而且由于LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以其可见光的转换效率远高于其它光源。白炽灯是最常用的照明光源，其可见光效率仅为10％～20％。

(2)色纯度高，UHP发出的光是全频段波长连续的光，而LED发出的光是单波峰的光，波峰半高宽只有几十纳米，色彩远比UHP更为鲜艳。

(3)能耗小，LED的功率一般在0.05～1W，通过集群方式可以满足不同的需要，浪费很少，而UHP灯的耗能是LED的30倍左右。

(4)寿命长，LED寿命可以达到100000h，而UHP灯的寿命只有2000h左右。

(5)响应时间短，LED的响应时间为纳秒级，在显示上可采用LED RGB三基色组合取代白光光源，通过时序电路驱动LED发光，投影系统中的色轮及其相关机械装置可以被取消，投影机可实现小型化、轻量化。

(6)绿色环保，LED光谱集中在可见光波段，光谱几乎没有紫外线和红外线，热量、辐射很少，器件中不含有害物质。此外，LED还具有驱动容易、颜色再现范围大等优点。

LED是一种具有多个离散发光元件的扩展面光源。为了使LED芯片发出的光能够更好地输出，得到最大程度的利用，并且在照明区域内满足设计要求，需要对LED进行光学系统的设计。一般来讲，提高LED光提取效率的设计被称为一次光学整形；而在LED之外进行的光学设计被称为二次光学整形。

目前国际上商业化的LED光源，多采用将芯片直接焊接在PCB电路板上或者将芯片封装在陶瓷上，然后再焊接或粘贴在PCB电路板上。以上两种封装形式都有以下缺点：

(1)散热性差，以上两种封装形式都使用PCB线路板，从而使散热效率低。

(2)结构复杂，需要多层结构，造成工艺复杂，增加成本。

(3)热膨胀系数不匹配，热沉与LED芯片热膨胀系数不匹配，影响芯片性能。

(4)光提取效率及收集效率不高，需进行一次和二次光学整形，使得元件体积变大，加大系统负担，这会带来传输过程的光能损耗。同时一次光学整形与二次光学整形之间的耦合效率有限，会造成比较大的光能损耗，收集效率低。

(5)输出光斑与后续光学系统不匹配，出射光斑一般为圆光斑，同方形显示芯片不匹配，光源利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带光学整形的LED光源模块，该种LED光源模块能够解决LED封装结构散热效率不高，稳定性差，LED芯片同热沉热膨胀系数不匹配以及光提取及收集效率不高的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

该种带光学整形的LED光源模块，包括绝缘导热线路板，所述绝缘导热线路板的中心位置贴有发光芯片，所述发光芯片的光出射端设有光收集器，所述发光芯片通过连接线连接有电源输送模块，所述电源输送模块设置在绝缘导热线路板的边沿。

上述电源输送模块包括电极连接端口和电极连接块；所述发光芯片是LED芯片；所述光收集器是集光器；所述绝缘导热线路板上覆有金属引线绝缘导热线，所述金属引线包括正极金属引线和负极金属引线；LED芯片的正极面焊接在绝缘导热线路板的正极金属引线上，LED芯片的负极通过连接线A与绝缘导热线路板上的负极金属引线相连；所述电极连接端口安装在电极连接块上，并与所述金属引线的接线端连接；所述集光器安装在固定有LED芯片的位置上以收集LED芯片发出的光。

上述绝缘导热线路板上靠近所述LED芯片的位置固定有用于监测LED芯片的热敏电阻。