直下式液晶顯示背光源用led透鏡和液晶顯示背光屏的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了直下式液晶顯示背光源用LED透鏡和液晶顯示背光屏。本實(shí)用新型采用采用平面的第二反射單元和呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)的第一反射單元，第二反射單元采用平面結(jié)構(gòu)其作用是反射掉一部分會(huì)造成光斑中心亮點(diǎn)的多余光線，不會(huì)投射出去，從而根本地解決了LED光源正上方的擴(kuò)散板出現(xiàn)亮點(diǎn)與亮環(huán)的問(wèn)題；同時(shí)采用以上結(jié)構(gòu)，能使得光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)透鏡后有更大的投射角度和光斑范圍。
【專利說(shuō)明】直下式液晶顯示背光源用LED透鏡和液晶顯示背光屏
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)光二極管(LED, Light Emitting Diode)透鏡【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及直下式液晶顯示背光源用LED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(huì)價(jià)值和商業(yè)價(jià)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(shí)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(shí)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，此種透鏡由于材料的折射率和全反射效應(yīng)影響，在限定LED排列間距的前提下，LED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，才可以在屏幕上獲取均勻輝度。顯然，投射距離的增加會(huì)增加液晶顯示背光屏的成本，且不符合使用者對(duì)液晶顯示器件輕而薄的要求。同時(shí)，現(xiàn)有的液晶顯示背光源用LED透鏡容易出現(xiàn)亮點(diǎn)和亮環(huán)的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于公開(kāi)了直下式液晶顯示背光源用LED透鏡和液晶顯示背光屏，解決了現(xiàn)有的液晶顯示背光源用LED透鏡容易出現(xiàn)亮點(diǎn)和亮環(huán)，透鏡厚度大的問(wèn)題。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，包括基臺(tái)、設(shè)于基臺(tái)上的第一凸臺(tái)和設(shè)于該第一凸臺(tái)上的第二凸臺(tái)；第一凸臺(tái)的側(cè)壁和第二凸臺(tái)的側(cè)壁構(gòu)成出射面，第一凸臺(tái)的側(cè)壁呈外凸的弧面結(jié)構(gòu)；第二凸臺(tái)的頂面為反射面，該反射面由第一反射面單元和第二反射面單元構(gòu)成，其中第一反射面單元呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)，第二反射面單元呈平面結(jié)構(gòu)，第二反射面單元環(huán)繞第二反射面單元；基臺(tái)的底部設(shè)有用于安裝發(fā)光二極管LED的圓柱形孔，該圓柱形孔的表面構(gòu)成入射面；LED發(fā)出的光線從入射面射入，一部分光線經(jīng)過(guò)反射面反射后從出射面射出，另一部分光線直接從出射面射出。
[0009]進(jìn)一步，所述第一反射面單元和所述圓柱形孔同軸配合，所述第二反射面單元和第一反射面單元同軸配合，第二反射面單元為圓環(huán)形。
[0010]進(jìn)一步，所述圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)的截面輪廓線呈向外突出的弧線結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述第二凸臺(tái)的側(cè)壁呈圓錐體結(jié)構(gòu)。
[0012]進(jìn)一步，所述圓柱形孔的表面由圓柱形孔側(cè)面和圓柱形孔底面構(gòu)成，圓柱形孔側(cè)面呈圓柱形結(jié)構(gòu)，圓柱形孔底面呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步，所述基臺(tái)設(shè)有環(huán)形槽，該環(huán)形槽位于圓柱形孔的外側(cè)且和圓柱形孔同軸配合；該環(huán)形槽表面和圓柱形孔的斷面設(shè)有具有體散射特性的不規(guī)則顆粒狀紋理。
[0014]進(jìn)一步，所述基臺(tái)、所述第一凸臺(tái)和所述第二凸臺(tái)為整體結(jié)構(gòu)，由折射率為1.5的透明樹(shù)脂材料制成。
[0015]進(jìn)一步,所述基臺(tái)為圓形基臺(tái)或者方形基臺(tái)。
[0016]本實(shí)用新型還公開(kāi)了液晶顯示背光屏，包括上述任意一項(xiàng)所述直下式背光用光學(xué)透鏡。
[0017]進(jìn)一步，還包括反射膜和擴(kuò)散板，若干個(gè)所述直下式背光用光學(xué)透鏡設(shè)于反射膜上，且呈矩形陣列分布，行距為A，排距為B ;擴(kuò)散板位于反射膜和一種直下式背光用光學(xué)透
I
鏡上方，且擴(kuò)散板和反射膜的間距為C，距高比5 2X{A + B) S大于或等于4.5。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0019]本實(shí)用新型采用以上結(jié)構(gòu)，采用平面的第二反射單元和呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)的第一反射單元，第二反射單元采用平面結(jié)構(gòu)其作用是反射掉一部分會(huì)造成光斑中心亮點(diǎn)的多余光線，不會(huì)投射出去，從而根本地解決了 LED光源正上方的擴(kuò)散板出現(xiàn)亮點(diǎn)與亮環(huán)的問(wèn)題；同時(shí)采用以上結(jié)構(gòu)，能使得光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)透鏡后有更大的投射角度和光斑范圍。
[0020]本實(shí)用新型提供了一種全新的折反射式光學(xué)LED透鏡，光線經(jīng)該透鏡折射及全反射后，于近距離平面上呈現(xiàn)出大范圍的輝度均勻的光斑；利用光學(xué)的基本原理計(jì)算輔助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，實(shí)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(shí)現(xiàn)大距高比)仍能獲取同樣輝度均勻度的目的。
[0021]本實(shí)用新型將出射面做成一定程度的曲面后，LED發(fā)出的光線進(jìn)過(guò)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(shí)，液晶顯示背光屏的背光效果更均勻。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是本實(shí)用新型中直下式液晶顯示背光源用LED透鏡實(shí)施例一的正面立體示意圖一；
[0024]圖2是圖1所示實(shí)施例一的背面立體示意圖二 ；
[0025]圖3是圖1所示實(shí)施例一的剖面示意圖；
[0026]圖4是圖1所示實(shí)施例一的光線折射路徑示意圖；
[0027]圖5是本實(shí)用新型中液晶顯示背光屏實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6是圖5中反射膜和一種直下式背光用光學(xué)透鏡的安裝示意圖；
[0029]圖中，10-直下式液晶顯示背光源用LED透鏡；1-基臺(tái)；11_基臺(tái)的底部；12_圓柱形孔；121-圓柱形孔側(cè)面；122_圓柱形孔底面；13_環(huán)形槽；2_第一凸臺(tái)；21_第一凸臺(tái)的側(cè)壁；3_第二凸臺(tái)；31_第二凸臺(tái)的側(cè)壁；4_反射面；41_第一反射面單元；411-截面輪廓線；42_第二反射面單元；20_液晶顯示背光屏；201_反射膜；202_擴(kuò)散板；203_增光膜；204-液晶面板；30-LED光源。【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)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(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0031]實(shí)施例一
[0032]如圖1至圖4所示實(shí)施例直下式液晶顯示背光源用LED透鏡10，包括基臺(tái)1、設(shè)于基臺(tái)I上的第一凸臺(tái)2和設(shè)于該第一凸臺(tái)2上的第二凸臺(tái)3 ;第一凸臺(tái)的側(cè)壁21和第二凸臺(tái)的側(cè)壁31構(gòu)成出射面，第一凸臺(tái)的側(cè)壁21呈外凸的弧面結(jié)構(gòu)；第二凸臺(tái)的頂面為反射面4，該反射面4由第一反射面單元41和第二反射面單元42構(gòu)成，其中第一反射面單元41呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)，第二反射面單元42呈平面結(jié)構(gòu)，第二反射面單元42環(huán)繞第一反射面單元41 ;基臺(tái)的底部11設(shè)有用于安裝發(fā)光二極管LED的圓柱形孔12，該圓柱形孔12的表面構(gòu)成入射面；LED發(fā)出的光線從入射面射入，一部分光線經(jīng)過(guò)反射面反射后從出射面射出，另一部分光線直接從出射面射出。
[0033]第一反射面單元41和圓柱形孔12同軸配合，第二反射面單元42和第一反射面單元41同軸配合，第二反射面單元42為圓環(huán)形。
[0034]本實(shí)施例中，圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)的截面輪廓線411呈向外突出的弧線結(jié)構(gòu)。第二凸臺(tái)3的側(cè)壁呈圓錐體結(jié)構(gòu)。圓柱形孔12的表面由圓柱形孔側(cè)面121和圓柱形孔底面122構(gòu)成，圓柱形孔側(cè) 面121呈圓柱形結(jié)構(gòu)，圓柱形孔底面122呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)。
[0035]基臺(tái)I設(shè)有環(huán)形槽13，該環(huán)形槽13位于圓柱形孔12的外側(cè)且和圓柱形孔12同軸配合；該環(huán)形槽13表面和圓柱形孔12的斷面設(shè)有具有體散射特性的不規(guī)則顆粒狀紋理?；_(tái)1、第一凸臺(tái)2和第二凸臺(tái)3為整體結(jié)構(gòu)，由折射率為1.5的透明樹(shù)脂材料制成。基臺(tái)I為圓形基臺(tái)或者方形基臺(tái)。
[0036]實(shí)施例一直下式液晶顯示背光源用LED透鏡的其它結(jié)構(gòu)參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)。
[0037]實(shí)施例二
[0038]如圖5和圖6所示實(shí)施例二液晶顯示背光屏20，包括實(shí)施例一所示直下式背光用光學(xué)透鏡10。
[0039]實(shí)施例二還包括反射膜201、擴(kuò)散板202、增光膜203和液晶面板204，若干個(gè)直下式背光用光學(xué)透鏡10設(shè)于反射膜201上，且呈矩形陣列分布，行距為A，排距為B ;擴(kuò)散板202位于反射膜201和直下式背光用光學(xué)透鏡10上方，且擴(kuò)散板202和反射膜201的間距
為C，距聞比2'( ) S大于或等于4.5。
O —-，
C
[0040]本實(shí)施例中的增光膜203覆蓋在擴(kuò)散板202上，液晶面板204覆蓋在擴(kuò)散板202上，增光膜203的數(shù)量為三層，但不局限于三層，可根據(jù)需求增減。LED光源30設(shè)于入射面2下方。
[0041]實(shí)施例二液晶顯示背光屏的其它結(jié)構(gòu)參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)。
[0042]本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本實(shí)用新型的各種改動(dòng)或變型不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變型屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型。
【權(quán)利要求】
1.直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:包括基臺(tái)、設(shè)于基臺(tái)上的第一凸臺(tái)和設(shè)于該第一凸臺(tái)上的第二凸臺(tái)；第一凸臺(tái)的側(cè)壁和第二凸臺(tái)的側(cè)壁構(gòu)成出射面，第一凸臺(tái)的側(cè)壁呈外凸的弧面結(jié)構(gòu)；第二凸臺(tái)的頂面為反射面，該反射面由第一反射面單元和第二反射面單元構(gòu)成，其中第一反射面單元呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)，第二反射面單元呈平面結(jié)構(gòu)，第二反射面單元環(huán)繞第一反射面單元；基臺(tái)的底部設(shè)有用于安裝發(fā)光二極管LED的圓柱形孔，該圓柱形孔的表面構(gòu)成入射面；LED發(fā)出的光線從入射面射入，一部分光線經(jīng)過(guò)反射面反射后從出射面射出，另一部分光線直接從出射面射出。
2.如權(quán)利要求1所述直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:所述第一反射面單元和所述圓柱形孔同軸配合，所述第二反射面單元和第一反射面單元同軸配合，第二反射面單元為圓環(huán)形。
3.如權(quán)利要求1或2所述直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:所述圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)的截面輪廓線呈向外突出的弧線結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:所述第二凸臺(tái)的側(cè)壁呈圓錐體結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2所述直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:所述圓柱形孔的表面由圓柱形孔側(cè)面和圓柱形孔底面構(gòu)成，圓柱形孔側(cè)面呈圓柱形結(jié)構(gòu)，圓柱形孔底面呈圓錐體凹陷結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:所述基臺(tái)設(shè)有環(huán)形槽，該環(huán)形槽位于圓柱形孔的外側(cè)且和圓柱形孔同軸配合；該環(huán)形槽表面和圓柱形孔的斷面設(shè)有具有體散射特性的不規(guī)則顆粒狀紋理。
7.如權(quán)利要求1所述直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:所述基臺(tái)、所述第一凸臺(tái)和所述第二凸臺(tái)為整體結(jié)構(gòu)，由折射率為1.5的透明樹(shù)脂材料制成。
8.如權(quán)利要求1所述直下式液晶顯示背光源用LED透鏡，其特征在于:所述基臺(tái)為圓形基臺(tái)或者方形基臺(tái)。
9.液晶顯示背光屏，其特征在于:包括上述任意一項(xiàng)所述直下式背光用光學(xué)透鏡。
10.如權(quán)利要求9所述液晶顯示背光屏，其特征在于:還包括反射膜和擴(kuò)散板，若干個(gè)所述直下式背光用光學(xué)透鏡設(shè)于反射膜上，且呈矩形陣列分布，行距為A，排距為B ;擴(kuò)散板位于反射膜和一種直下式背光用光學(xué)透鏡上方，且擴(kuò)散板和反射膜的間距為C，距高比c; 2X(/j rg) S大于或等于4.5。' C
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK203784829SQ201420035643
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】蔣禮旺 申請(qǐng)人:東莞市歐科光電科技有限公司