[發(fā)明專利]用于LED光源的透鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910006584.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN109541848B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丘永元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠州市華星光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/13357
• 分類號(hào): G02F1/13357
• 代理公司: 深圳翼盛智成知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44300
• 代理人: 黃威

本發(fā)明提供用于發(fā)光二極管光源的透鏡。所述透鏡包括：底面；內(nèi)曲面，由所述底面的中部向上彎曲形成，所述內(nèi)曲面為入光面；外曲面，由所述底面的所述中部向上彎曲形成，所述外曲面為所述透鏡的出光面，所述內(nèi)曲面設(shè)置于所述外曲面內(nèi)；使用該透鏡封裝的LED用于液晶顯示器直下式LED背光源時(shí)，能夠提高光的亮度均勻性和色度均勻性，提高背光模組的品質(zhì)，解決現(xiàn)行背光方案中邊緣以及四角偏暗的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可用于直下式液晶顯示背光源的LED透鏡。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的液晶顯示器的冷陰極管(CCFL)背光源已經(jīng)逐漸被發(fā)光二極管(LED)背光源所取代。但是與線光源冷陰極管不同，LED屬于發(fā)出一定角度光束的點(diǎn)光源，用于直下式液晶顯示器(LCD)背光源時(shí)，需要數(shù)百甚至上千三基色LED排布成一定的陣列形成面光源，然后對(duì)液晶面板進(jìn)行照明。

從點(diǎn)光源轉(zhuǎn)化成均勻的面光源，是LED背光源的關(guān)鍵技術(shù)。LED陣列形成的面光源的均勻度密切與LED的光強(qiáng)分布有關(guān)。一部分的LED在沒放置透鏡前，其光強(qiáng)分布通常接近朗伯分布，傳統(tǒng)的半球型透鏡安放在LED上后，改變了LED的光強(qiáng)分布，使得光線更集中在LED中軸線的附近

直下式液晶顯示模組結(jié)構(gòu)作為液晶顯示模組的主流結(jié)構(gòu)，因其優(yōu)越的成本優(yōu)勢，被業(yè)界廣泛使用。其結(jié)構(gòu)特征在于LED光源放置于液晶顯示面板的背面。

其光學(xué)原理為：通過LED光源搭配二次透鏡(2^ndlens)實(shí)現(xiàn)光均勻控制。直下式背光方案的缺點(diǎn)也非常明顯，厚度遠(yuǎn)大于側(cè)入式背光方案。業(yè)者為使得直下式背光外觀視覺上纖薄化，通常在邊緣會(huì)進(jìn)行斜面設(shè)計(jì)，然而斜面設(shè)計(jì)導(dǎo)致LED離邊距離大，背光模組整體亮度分布呈現(xiàn)出邊緣偏暗(特別是四角偏暗)現(xiàn)象。LED搭配二次透鏡后出光光斑呈對(duì)稱性(圓形光斑或橢圓形光斑，其LED中心與光斑中心重合)，此時(shí)邊緣LED離邊距離遠(yuǎn)(中心區(qū)域LED等間距排列)，需求貢獻(xiàn)面積大，整體亮度相較于中心區(qū)域不足，呈現(xiàn)出偏暗現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種透鏡，以該透鏡封裝的LED用于LCD直下式LED背光源時(shí)，能夠提高光的亮度均勻性和色度均勻性，提高背光模組的品質(zhì)。解決現(xiàn)行背光方案中邊緣以及四角偏暗的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一種用于LED光源的透鏡，所述透鏡包括：

底面；

內(nèi)曲面，由所述底面的中部向上彎曲形成，所述內(nèi)曲面為所述透鏡的入光面；

以及外曲面，由所述底面的所述中部向上彎曲形成，所述外曲面為所述透鏡的出光面，所述內(nèi)曲面設(shè)置于所述外曲面內(nèi)；

所述內(nèi)曲面的長度為l1，所述內(nèi)曲面的高度為h1，且滿足h1大于l1；所述外曲面的長度為l5，所述外曲面中點(diǎn)與所述底面的高度為h3，所述外曲面的最大高度為h4，其中所述h1、h3、h4及l(fā)5之間滿足一定的比例關(guān)系。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的透鏡，所述透鏡是由透明材料制成的軸對(duì)稱實(shí)體。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的透鏡，所述底面垂直于所述透鏡的中軸線且左右對(duì)稱。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的透鏡，所述內(nèi)曲面為連接所述底面的半橢球面。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的透鏡，所述h1、h3、h4及l(fā)5之間滿足一定的比例關(guān)系為：

2/3h1/h31,4/5h3/h41,1.5l5/h42.5。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的透鏡，所述外曲面相對(duì)于所述透鏡的所述中軸線呈左右對(duì)稱。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的透鏡，所述內(nèi)曲面的寬度為l2，且滿足l2l1,所述內(nèi)曲面的側(cè)面的高度為h2，且滿足h2h1。