[发明专利]多芯片封装LED光源及液晶投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明光源和投影显示技术，特别涉及一种含有多个发光二极管芯片的单个LED光源及采用该LED光源的液晶投影装置。

背景技术

LED(发光二极管)目前在液晶显示领域作为照明光源的应用非常广泛，但含有单个发光芯片的单个发光二极管元件的光功率在实际应用过程中并不能满足需求。因此通常的解决方案是将多个已封装好的发光二极管组成阵列，已获得大发光功率、高亮度的面光源，然而这种方法无疑会较大程度地增加光源的体积和成本，光学设计复杂。

虽然已经存在将多个发光芯片封装的发光二极管元件作为光源的现有投影技术专利，但通过观察其光源结构，以LED光源和聚光透镜组形成的光源组件仍占据较大的空间，无法满足投影装置微型化。而且有的LED光源需要众多聚焦整形透镜，这增加了成本；有的LED光源存在发光不均匀、光效低等缺点，不能发射出投影装置中液晶显示芯片所需要品质的光斑。

发明内容

为了解决上述问题，本发明光源中仅使用一个发光二极管元件，其含有方形布置的多个发光芯片，以及仅使用一个聚光镜将发散光转换成平行光，且该聚光镜与发光二极管元件固定成一体，这样便可提供一种发光均匀亮度好、结构紧凑体积小的多芯片封装LED光源，采用该多芯片封装LED光源的液晶投影装置光利用率高、成本低。

所述多芯片封装LED光源通过以下技术方案予以实现：

一种多芯片封装LED光源，包括单个发光二极管元件和聚光元件，该发光二极管元件主要由基板、二极管发光芯片和封装透镜组成，该发光二极管元件含方形布置的多个发光芯片，聚光元件为一个将该多个发光芯片发出的全散射光压缩成小角度发散光的聚光镜。

在上述结构基础上，其中：

所述发光芯片数目至少为四个。

所述发光芯片为白光发光芯片；或者所述发光芯片为两个绿光发光芯片、一个红光发光芯片和一个蓝光发光芯片，其中该两个绿光发光芯片对角设置，且发光二极管元件还连接有用来控制红光发光芯片、绿光发光芯片、蓝光发光芯片进行时序发光的控制器。

该光源的另一种设计方案可以为：所述方形布置的多个发光芯片分成四个区域，每个区域均至少含有一个红光发光芯片、一个绿光发光芯片和一个蓝光发光芯片。其中所述每个区域的红光发光芯片、绿光发光芯片和蓝光发光芯片构成线性排列或三角形布置或方形布置。

所述聚光镜为二次曲面反射聚光镜，其设置在发光二极管元件前端，且与该发光二极管元件固定成一体。

所述聚光镜是通过先将其套入到一个壳体内，然后将该壳体与发光二极管的基板进行螺钉连接或卡扣连接或点焊的方式与发光二极管元件相固定的。

本发明提供的液晶投影装置通过以下技术方案予以实现：

一种液晶投影装置，包含偏振分光器件、微液晶显示单元、投影透镜，该液晶投影装置还含有上述的多芯片封装LED光源。

所述微液晶显示单元为单片或两片LCOS液晶面板。

更进一步的，所述多芯片封装LED光源内的多个发光芯片形成的方形阵列的长宽尺寸比例与所述LCOS液晶面板的显示区域的长宽比相匹配。

本发明采用以上技术方案后产生的有益效果为：

(1)发光二极管元件中含方形布置的多个发光芯片，其数目可以为四个或十二个等等，这样可以提供微液晶显示芯片所需要的均匀性好的方形光斑。

(2)聚光镜将多个发光芯片发出的全散射光压缩成小角度发散光，满足投影系统中偏振分光器和投影透镜的小角度入射光要求，提高光的利用率。

(3)本发明仅使用一个发光二极管元件和一个二次曲面反射聚光镜组成光源，在投影系统中除了偏振分光器件、微液晶显示面板、投影透镜外，不再需要其他光学器件，这样本发明的液晶投影装置结构简单、成本低廉，光学设计过程也被简化。

(4)多个发光芯片可以为红光发光芯片、绿光发光芯片、蓝光发光芯片的组合，可以按液晶显示面板所需要的最佳颜色比例进行搭配，以提供色域丰富亮度好的照明光源。

(5)将聚光镜和发光二极管元件固定成一体，可以得到体积很小的LED光源，结构紧凑可靠性好，以满足投影装置微型化。

附图说明

图1a为本发明中发光二极管元件的结构示意图。

图1b为本发明所述多芯片封装LED光源的简化结构示意图。

图1c为该发光二极管元件中透视发光芯片的正面示意图。

图2为发光二极管元件内多个发光芯片的第二种实施方式的正面示意图。

图3为发光二极管元件内多个发光芯片的第三种实施方式的正面示意图。

图4为发光二极管元件内多个发光芯片的第四种实施方式的正面示意图。