[發(fā)明專利]燈珠透鏡一體化的LED背光光源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810577535.3
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108594534A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬冬林;朱正波;唐永前;胡喬木
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G02F1/13357
• 分類號: G02F1/13357;F21V5/04;F21Y115/10
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明公開了一種燈珠透鏡一體化的LED背光光源，包括：正極電極、負(fù)極電極、帶自由曲面的配光透鏡、燈珠底座、熒光粉以及LED芯片；燈珠底座的下表面為平面，且燈珠底座上表面的正中部向下凹陷形成一個杯狀的凹槽；熒光粉在凹槽中堆積并溢出形成一個球形的熒光粉表面；LED芯片內(nèi)嵌在凹槽底部中心位置，并與熒光粉緊貼；配光透鏡的內(nèi)表面中部與熒光粉表面緊密貼合，且配光透鏡的內(nèi)表面其余部分與燈珠底座上表面凹槽之外的其余部分緊密貼合；正極電極和負(fù)極電極均位于燈珠底座的下表面上，并且分別與LED芯片的正極和負(fù)極相連。本發(fā)明在保持直下式背光原有優(yōu)勢的同時，有效降低LCD顯示屏的厚度，且顯示效果不受其面積大小限制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于LED照明領(lǐng)域，更具體地，涉及LCD顯示器直下式LED背光光源模組。

背景技術(shù)

液晶顯示屏具有機身薄、省電、輻射低、壽命長等諸多優(yōu)點，得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的液晶顯示器背光主要分為兩種：側(cè)入式LED背光和直下式LED背光。側(cè)入式LED背光是將LED放在導(dǎo)光板的側(cè)面，點亮LED后，由導(dǎo)光板將光均勻擴散至整個LCD(Liquid CrystalDisplay)面板，對LCD面板進(jìn)行均勻照明；直下式LED背光則是將LED均勻地放置在LCD面板的后面，當(dāng)點亮全部LED后，就可以實現(xiàn)對LCD面板的均勻照明。

側(cè)入式LED背光的LCD面板可以做得很薄，但LCD面板面積較大時會容易出現(xiàn)整體亮度分布不均勻情況，常常出現(xiàn)邊緣過暗，中間過亮的顯示效果；此外，側(cè)入式LED背光還需要使用導(dǎo)光板，成本較高。鑒于直下式LED背光模組的獨特形式，它無需使用導(dǎo)光板，成本低，可以實現(xiàn)高動態(tài)范圍圖像顯示(HDR)效果，同時還能節(jié)約用電量，但是現(xiàn)有的直下式LED背光模組由于缺乏二次配光設(shè)計，或者配光效果欠佳，整個模組較厚，導(dǎo)致液晶面板的整體厚度較厚。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種燈珠透鏡一體化的LED背光光源，旨在減小直下式LED背光的LCD面板厚度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種燈珠透鏡一體化的LED背光光源，包括：正極電極、負(fù)極電極、配光透鏡、燈珠底座、熒光粉以及LED芯片；燈珠底座的下表面為平面，且燈珠底座上表面的正中部向下凹陷形成一個杯狀的凹槽；熒光粉在凹槽中堆積并溢出形成一個球形的熒光粉表面；LED芯片內(nèi)嵌在凹槽底部中心位置，并與熒光粉緊貼，以便于所述LED芯片在發(fā)光后激發(fā)熒光粉發(fā)光；配光透鏡的內(nèi)表面與熒光粉表面緊密貼合，且配光透鏡的內(nèi)表面其余部分與燈珠底座上表面凹槽之外的其余部分緊密貼合，以實現(xiàn)熒光粉的封裝；正極電極和負(fù)極電極均附著于燈珠底座的下表面，并且分別與LED芯片的正極和負(fù)極相連；正極電極和負(fù)極電極分別作為背光光源的正極和負(fù)極。

本發(fā)明所提供的燈珠透鏡一體化的LED背光光源，在工作時，正極電極接驅(qū)動電源正極，負(fù)極電極接驅(qū)動電源負(fù)極，從而驅(qū)動LED芯片發(fā)光，并進(jìn)一步激發(fā)熒光粉發(fā)光；從熒光粉表面發(fā)出的混合光首先無偏折地進(jìn)入到透鏡內(nèi)部，在透鏡內(nèi)沿直線傳播至透鏡表面，在離開透鏡時，在透鏡的外表面，即自由曲面處發(fā)生既定方向的偏折。這種特殊的包裹式封裝結(jié)構(gòu)，可以極大地減小LED光學(xué)系統(tǒng)的體積；同時，引入自由曲面技術(shù)對透鏡的外表面進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)對LED燈珠光能量的重新分布，即實現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的均勻照明。將這種結(jié)構(gòu)的LED光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用到LCD顯示器的直下式背光源中，在降低LED燈珠使用量的同時，還可以減小LCD顯示器的厚度，提高LCD顯示器的背光均勻性，也為大尺寸的LCD顯示器中的HDR技術(shù)的實現(xiàn)提供幫助。

進(jìn)一步地，配光透鏡的外表面為中心旋轉(zhuǎn)對稱的自由曲面，以實現(xiàn)均勻配光。

進(jìn)一步地，正極電極和負(fù)極電極上均設(shè)置有開孔，以便于燈珠底座的下表面與正極電極和負(fù)極電極嵌合在一起，從而加強機械機構(gòu)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地，正極電極上和負(fù)極電極上的相互鄰近的兩條邊上設(shè)置有相互配合的倒圓角，以防止驅(qū)動電源在開啟、關(guān)閉過程中所產(chǎn)生的電流尖端效應(yīng)對背光光源造成損壞。