Led背光透鏡和液晶顯示背光屏的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了LED背光透鏡和液晶顯示背光屏。所述LED背光透鏡，包括基臺、設(shè)于該基臺底面的柱腳和設(shè)于基臺頂面的梯形圓臺；梯形圓臺上窄下寬，且該梯形圓臺的頂面呈內(nèi)凹的倒錐形曲面。本實用新型采用以上結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了在同現(xiàn)有的折射式光學(xué)透鏡相比LED排列間距相同的前提下，將投射距離縮減一半仍能獲取同樣輝度均勻度的目的。
【專利說明】LED背光透鏡和液晶顯不背光屏
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)光二極管(LED, Light Emitting Diode)透鏡【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及LED背光透鏡和液晶顯示背光屏。
【背景技術(shù)】
[0002]LED光源由于其節(jié)能環(huán)保已經(jīng)在照明以及液晶顯示背光屏等領(lǐng)域廣泛使用。特別是在液晶顯示背光屏中已經(jīng)大批量使用，創(chuàng)造了廣泛的社會價值和商業(yè)價值。LED液晶背光源主要有2種布置方式:
[0003]1、側(cè)入式，利用LED配合導(dǎo)光板實現(xiàn)屏幕的均勻輝度。
[0004]2、直下式，利用LED配合光學(xué)透鏡在屏幕后方直接照射屏幕實現(xiàn)均勻輝度。
[0005]目前，直下式布置方式中多使用折射式光學(xué)透鏡(如圖1所示，)，此種透鏡由于材料的折射率和全反射效應(yīng)影響，且由于光學(xué)結(jié)構(gòu)的局限性，在限定LED排列間距的前提下，LED光源與透鏡組合與液晶顯示背光屏的屏幕之間必須具有較高的投射距離，才能使被照射的屏幕亮度均勻，即在屏幕上獲取均勻輝度。顯然，投射距離的增加會增加液晶顯示背光屏的成本，且不符合使用者對液晶顯示背光屏輕而薄的要求。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于公開了 LED背光透鏡和液晶顯示背光屏，解決了現(xiàn)有折射式光學(xué)透鏡需要具有較高的投射距離才能在屏幕上獲取均勻輝度的問題，進(jìn)一步解決了液晶顯示背光屏的成本高、厚度大的問題。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]LED背光透鏡，包括基臺、設(shè)于該基臺底面的柱腳和設(shè)于基臺頂面的梯形圓臺；梯形圓臺上窄下寬，且該梯形圓臺的頂面呈內(nèi)凹的倒錐形曲面。
[0009]進(jìn)一步，該LED背光透鏡為透光材料制成的一體結(jié)構(gòu)；所述基臺底面形成入射面，所述梯形圓臺的側(cè)面形成第一折射面，所述倒錐形曲面為第二折射與反射曲面。
[0010]進(jìn)一步，所述倒錐形曲面在縱截面上的截面輪廓線呈向外突出的的弧線結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步，所述基臺呈平板結(jié)構(gòu)，且基臺的橫截面呈圓形；所述基臺和所述梯形圓臺同軸配合。
[0012]進(jìn)一步，所述基臺由第一基臺單元和設(shè)于該第一基臺單元下的第二基臺單元構(gòu)成，第一基臺單元和第二基臺單元同軸配合；第一基臺單元的頂面設(shè)有所述梯形圓臺，第一基臺單元的底面設(shè)有若干個所述柱腳，該若干個所述柱腳環(huán)繞第二基臺單元布置。
[0013]本實用新型還公開了液晶顯示背光屏，包括反射膜、擴散板和上述任意一項所述LED背光透鏡,放射膜和擴散板間距15mm ;若干個LED背光透鏡設(shè)于反射膜上，LED光源設(shè)于所述基臺下方。
[0014]進(jìn)一步，所述若干個LED背光透鏡在所述反光膜上矩形陣列布置，行偏移110mm，列偏移75mm。[0015]進(jìn)一步，還包括增光膜和液晶面板，增光膜覆蓋在所述擴散板上，液晶面板覆蓋在增光膜上。
[0016]進(jìn)一步，所述柱腳的高度高于LED光源的高度。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果:
[0018]本實用新型中的LED背光透鏡采用以上結(jié)構(gòu)，提供了一種全新的折射式光學(xué)LED背光透鏡，利用光學(xué)的基本原理計算輔助計算機仿真技術(shù)，實現(xiàn)了在同現(xiàn)有的折射式光學(xué)透鏡相比LED排列間距相同的前提下，將投射距離縮減一半(即實現(xiàn)大距高比)仍能獲取同樣輝度均勻度的目的。
[0019]本實用新型將出射光線的基臺頂面做成一定程度的曲面后，LED光源發(fā)出的光線進(jìn)過透鏡后發(fā)射出的光線范圍更大，使用在液晶顯示背光屏上時，液晶顯示背光屏的背光效果更均勻；采用梯形圓臺的結(jié)構(gòu)，圓臺側(cè)面為平滑弧面，更易加工，加工工藝難度低，加工效率高。
[0020]本實用新型中的液晶顯示背光屏采用以上結(jié)構(gòu)，利用光學(xué)的反射定律、折射定律及計算機模擬仿真軟件，以上結(jié)構(gòu)條件下，將投射距離縮小到15mm，并使亮度均勻度達(dá)到最佳效果；LED背光透鏡行偏移IlOmm,列偏移75mm為實踐證明的最佳分布方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本實用新型中LED背光透鏡實施例一的立體示意圖一；
[0023]圖2是圖1所示實施例一的立體示意圖二 ；
[0024]圖3是圖1所示實施例一的底面示意圖；
[0025]圖4是圖3沿著A-A方向的剖面示意圖；
[0026]圖5是圖1所示實施例一的光線折射路徑示意圖，圖中箭頭表示光線發(fā)射方向；
[0027]圖6是本實用新型中液晶顯示背光屏實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭表示光線發(fā)射方向；
[0028]圖7是圖6中LED背光透鏡在反射膜上的分布示意圖；
[0029]圖中，10-LED背光透鏡；1-基臺；11_基臺底面；12_基臺頂面；13_第一基臺單元；131-第一基臺單元的底面；14_第二基臺單元；141_第二基臺單元的底面；2_柱腳；3-梯形圓臺；31_倒錐形曲面；311_截面輪廓線；32_梯形圓臺的側(cè)面；20_液晶顯示背光屏；21-反射膜；22_擴散板；23_增光膜；24_液晶面板；25_LED光源。
【具體實施方式】
[0030]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0031]實施例一[0032]如圖1至圖5所示實施例一 LED背光透鏡10，包括基臺1、設(shè)于該基臺底面11的柱腳2和設(shè)于基臺頂面12的梯形圓臺3 ;梯形圓臺3上窄下寬，且該梯形圓臺3的頂面呈內(nèi)凹的倒錐形曲面31。
[0033]如圖3至圖5所示，LED背光透鏡10為透光材料(例如折射率為1.4的透明樹脂材料)制成的一體結(jié)構(gòu)；基臺底面11形成入射面，梯形圓臺的側(cè)面32形成第一折射面，倒錐形曲面31為第二折射與反射曲面。倒錐形曲面31在縱截面上的截面輪廓線311呈向外突出的的弧線結(jié)構(gòu)。
[0034]基臺I呈平板結(jié)構(gòu)，且基臺I的橫截面呈圓形；基臺I和梯形圓臺3同軸配合?；_I由第一基臺單元13和設(shè)于該第一基臺單元13下的第二基臺單元14構(gòu)成，第一基臺單元13和第二基臺單元14同軸配合。第一基臺單元的頂面為上述基臺頂面12，且設(shè)有梯形圓臺3。第一基臺單元的底面131和第二基臺單元的底面141構(gòu)成上述基臺底面11。第一基臺單元的底面131設(shè)有三個上述柱腳2，三個柱腳2環(huán)繞第二基臺單元14布置。
[0035]作為對實施例一的進(jìn)一步說明，現(xiàn)說明其工作原理:LED光源25設(shè)于基臺底面11下方；LED光源25發(fā)出的光線從基臺底面11射入，一部分光線經(jīng)過倒錐形曲面31反射后從梯形圓臺的側(cè)面32折射出，一部分光線直接從倒錐形曲面31折射，還有部分光線直接從梯形圓臺的側(cè)面32折射出。采用以上結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了在同現(xiàn)有的折射式光學(xué)透鏡相比LED排列間距相同的前提下，將投射距離縮減一半(即實現(xiàn)大距高比)仍能獲取同樣輝度均勻度的目的。
[0036]實施例一 LED背光透鏡的其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)。
[0037]實施例二
[0038]如圖6和圖7所示實施例二液晶顯示背光屏20，包括反射膜21、擴散板22、三層增光膜23、液晶面板24、LED光源25和實施例一所示LED背光透鏡10，放射膜21和擴散板22之間的間距D為15mm ;若干個LED背光透鏡10設(shè)于反射膜21上，LED光源25設(shè)于基臺I下方，且位于三個柱腳2之間。
[0039]本實施例中的增光膜23覆蓋在擴散板22上，液晶面板24覆蓋在增光膜23上。本實施例中的若干個LED背光透鏡10在反光膜21上矩形陣列布置,行偏移A為IlOmm,列偏移B為75mm。柱腳2的高度高于LED光源25的高度。
[0040]實施例二中增光膜23的數(shù)量為三層，但不局限于三層，可根據(jù)需求增減。
[0041]實施例二采用以上結(jié)構(gòu)，利用光學(xué)的反射定律、折射定律及計算機模擬仿真軟件，以上結(jié)構(gòu)條件下，將投射距離縮小到15mm，并使亮度均勻度達(dá)到最佳效果。
[0042]實施例二液晶顯示背光屏的其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)。
[0043]本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變型不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本實用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型。
【權(quán)利要求】
1.LED背光透鏡，其特征在于:包括基臺、設(shè)于該基臺底面的柱腳和設(shè)于基臺頂面的梯形圓臺；梯形圓臺上窄下寬，且該梯形圓臺的頂面呈內(nèi)凹的倒錐形曲面。
2.如權(quán)利要求1所述LED背光透鏡，其特征在于:該LED背光透鏡為透光材料制成的一體結(jié)構(gòu)；所述基臺底面形成入射面，所述梯形圓臺的側(cè)面形成第一折射面，所述倒錐形曲面為第二折射與反射曲面。
3.如權(quán)利要求1或2所述LED背光透鏡，其特征在于:所述倒錐形曲面在縱截面上的截面輪廓線呈向外突出的的弧線結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述LED背光透鏡，其特征在于:所述基臺呈平板結(jié)構(gòu)，且基臺的橫截面呈圓形；所述基臺和所述梯形圓臺同軸配合。
5.如權(quán)利要求1或4所述LED背光透鏡，其特征在于:所述基臺由第一基臺單元和設(shè)于該第一基臺單元下的第二基臺單元構(gòu)成，第一基臺單元和第二基臺單元同軸配合；第一基臺單元的頂面設(shè)有所述梯形圓臺，第一基臺單元的底面設(shè)有若干個所述柱腳，該若干個所述柱腳環(huán)繞第二基臺單元布置。
6.液晶顯示背光屏，其特征在于:包括反射膜、擴散板和上述任意一項所述LED背光透鏡，放射膜和擴散板間距15mm ;若干個LED背光透鏡設(shè)于反射膜上，LED光源設(shè)于所述基臺下方。
7.如權(quán)利要求6所述液晶顯示背光屏，其特征在于:所述若干個LED背光透鏡在所述反光膜上矩形陣列布置，行偏移IlOmm,列偏移75mm。
8.如權(quán)利要求6或7所述液晶顯示背光屏，其特征在于:還包括增光膜和液晶面板，增光膜覆蓋在所述擴散板上，液晶面板覆蓋在增光膜上。
9.如權(quán)利要求6所述液晶顯示背光屏，其特征在于:所述柱腳的高度高于LED光源的高度。
【文檔編號】F21V5/04GK203686879SQ201320856928
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】蔣禮旺 申請人:東莞市歐科光電科技有限公司