CN103471009A - 新型led透镜和液晶显示背光屏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了新型LED透镜和液晶显示背光屏。所述新型LED透镜，包括基台、设于基台上的第一凸台和设于该第一凸台上的第二凸台；第一凸台的侧壁和第二凸台的侧壁构成出射面，第一凸台的侧壁呈外凸的弧面结构；第二凸台的顶面为反射面，该反射面呈圆锥体凹陷结构；基台的底部设有用于安装发光二极管LED的圆柱形孔，该圆柱形孔的表面构成入射面；LED发出的光线从入射面射入，一部分光线经过反射面反射后从出射面射出，另一部分光线直接从出射面射出。本发明采用以上结构，实现了在同现有的折射式光学透镜相比LED排列间距相同的前提下，将投射距离缩减一半仍能获取同样辉度均匀度的目的。

Description

新型LED透镜和液晶显示背光屏
技术领域
本发明涉及发光二极管（LED，Light Emitting Diode）透镜技术领域，具体涉及新型LED透镜和液晶显示背光屏。
背景技术
LED光源由于其节能环保已经在照明以及液晶显示背光屏等领域广泛使用。特别是在液晶显示背光屏中已经大批量使用，创造了广泛的社会价值和商业价值。LED液晶背光源主要有2种布置方式：
1、侧入式，利用LED配合导光板实现屏幕的均匀辉度。
2、直下式，利用LED配合光学透镜在屏幕后方直接照射屏幕实现均匀辉度。
目前，直下式布置方式中多使用折射式光学透镜，此种透镜由于材料的折射率和全反射效应影响，在限定LED排列间距的前提下，LED与透镜组合与液晶显示背光屏的屏幕之间必须具有较高的投射距离，才可以在屏幕上获取均匀辉度。显然，投射距离的增加会增加液晶显示背光屏的成本，且不符合使用者对液晶显示器件轻而薄的要求。
发明内容
本发明的目的在于公开了新型LED透镜和液晶显示背光屏，解决了现有折射式光学透镜需要具有较高的投射距离才能在屏幕上获取均匀辉度的问题，进一步解决了液晶显示背光屏的成本高、厚度大的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
新型LED透镜，包括基台、设于基台上的第一凸台和设于该第一凸台上的第二凸台；第一凸台的侧壁和第二凸台的侧壁构成出射面，第一凸台的侧壁呈外凸的弧面结构；第二凸台的顶面为反射面，该反射面呈圆锥体凹陷结构；基台的底部设有用于安装发光二极管LED的圆柱形孔，该圆柱形孔的表面构成入射面；LED发出的光线从入射面射入，一部分光线经过反射面反射后从出射面射出，另一部分光线直接从出射面射出。
进一步，所述第二凸台的侧壁呈圆柱体结构或者圆锥体结构。
进一步，所述圆柱形孔的表面由圆柱形孔侧面和圆柱形孔底面构成，圆柱形孔侧面呈圆柱形结构，圆柱形孔底面呈圆锥体凹陷结构。
进一步，所述圆锥体凹陷结构的截面轮廓线呈向外突出的弧线结构。
进一步，所述基台、所述第一凸台和所述第二凸台为整体结构，由折射率介于1.3～1.6之间的透明树脂材料制成。
进一步，所述基台设有环形槽，该环形槽位于圆柱形孔的外侧且和圆柱形孔同轴配合。
进一步，所述环形槽表面设有具有体散射特性的不规则颗粒状纹理。
进一步，所述基台为圆形基台或者方形基台。
本发明还公开了液晶显示背光屏，包括上述任意一项所述新型LED透镜。
进一步，还包括反射膜和扩散板，若干个所述新型LED透镜设于反射膜上，且呈矩形阵列分布，行距为A，排距为B；扩散板位于反射膜和新型LED透镜上方，且扩散板和反射膜的间距为C，距高比
Figure BDA0000382112800000021
S大于或等于4.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明采用以上结构，提供了一种全新的折射式光学LED透镜，利用光学的基本原理计算辅助计算机仿真技术，实现了在同现有的折射式光学透镜相比LED排列间距相同的前提下，将投射距离缩减一半（即实现大距高比）仍能获取同样辉度均匀度的目的。
本发明将出射面做成一定程度的曲面后，LED发出的光线进过透镜后发射出的光线范围更大，使用在液晶显示背光屏上时，液晶显示背光屏的背光效果更均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中新型LED透镜实施例一的立体示意图一；
图2是图1所示实施例一的立体示意图二；
图3是图1所示实施例一剖面示意图；
图4是图1所示实施例一的光线折射路径示意图；
图5是本发明中新型LED透镜另一种实施例的示意图，此时基台为圆形基台；
图6是本发明中液晶显示背光屏实施例二的结构示意图；
图7是图5中反射膜和新型LED透镜的安装示意图；
图中，10-新型LED透镜；1-基台；11-基台的底部；12-圆柱形孔；121-圆柱形孔侧面；122-圆柱形孔底面；13-环形槽；131-不规则颗粒状纹理；2-第一凸台；21-第一凸台的侧壁；3-第二凸台；31-第二凸台的侧壁；4-出射面；5-反射面；6-入射面；20-LED；30-液晶显示背光屏；31-反射膜；32-扩散板；33-增光膜；34-液晶面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
如图1至图4所示实施例一新型LED透镜10，包括基台1、设于基台1上的第一凸台2和设于该第一凸台2上的第二凸台3；第一凸台的侧壁21和第二凸台的侧壁31构成出射面4，第一凸台的侧壁21呈外凸的弧面结构；第二凸台的顶面为反射面5，该反射面5呈圆锥体凹陷结构；基台的底部11设有用于安装发光二极管LED20的圆柱形孔12，该圆柱形孔12的表面构成入射面6。LED发出的光线从入射面6射入，一部分光线经过反射面5反射后从出射面4射出，另一部分光线直接从出射面4和反射面5射出。本实施例采用以上结构，提供了一种全新的折射式光学LED透镜，利用光学的基本原理计算辅助计算机仿真技术，实现了在同现有的折射式光学透镜相比LED排列间距相同的前提下，将投射距离缩减一半（即实现大距高比）仍能获取同样辉度均匀度的目的。
实施例一中第二凸台的侧壁31呈圆锥体结构，也可呈圆柱体结构。
圆柱形孔12的表面由圆柱形孔侧面121和圆柱形孔底面122构成，即圆柱形孔侧面121和圆柱形孔底面122构成了入射面6。圆柱形孔侧面121呈圆柱形结构，圆柱形孔底面122呈圆锥体凹陷结构。实施例一中圆锥体凹陷结构的截面轮廓线呈向外突出的弧线结构。
基台1、第一凸台2和第二凸台3为整体结构，由折射率介于1.3～1.6之间的透明树脂材料制成。
基台1设有环形槽13，该环形槽13位于圆柱形孔12的外侧且和圆柱形孔12同轴配合。环形槽13表面设有具有体散射特性的不规则颗粒状纹理131。
基台1、圆柱形孔12、第一凸台2和第二凸台3同轴配合。基台1为方形基台；作为对本实施例的另一种实施方式，基台2也可圆形基台（如图5所示）。
实施例一新型LED透镜的其它结构参见现有技术。
实施例二
如图6和图7所示实施例二液晶显示背光屏30，包括实施例一所示新型LED透镜10。实施例二还包括反射膜31、扩散板32、增光膜33和液晶面板34。若干个新型LED透镜10设于反射膜31上，且呈矩形阵列分布，行距为A，排距为B；扩散板32位于反射膜31和新型LED透镜10上方，且扩散板32和反射膜31的间距为C，距高比
Figure BDA0000382112800000051
S大于或等于4.5。本实施例中的增光膜33覆盖在扩散板32上，液晶面板34覆盖在扩散板32上，增光膜33的数量为三层，但不局限于三层，可根据需求增减。
实施例二液晶显示背光屏的其它结构参见现有技术。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.新型LED透镜，其特征在于：包括基台、设于基台上的第一凸台和设于该第一凸台上的第二凸台；第一凸台的侧壁和第二凸台的侧壁构成出射面，第一凸台的侧壁呈外凸的弧面结构；第二凸台的顶面为反射面，该反射面呈圆锥体凹陷结构；基台的底部设有用于安装发光二极管LED的圆柱形孔，该圆柱形孔的表面构成入射面；LED发出的光线从入射面射入，一部分光线经过反射面反射后从出射面射出，另一部分光线直接从出射面射出。
2.如权利要求1所述新型LED透镜，其特征在于：所述第二凸台的侧壁呈圆柱体结构或者圆锥体结构。
3.如权利要求1所述新型LED透镜，其特征在于：所述圆柱形孔的表面由圆柱形孔侧面和圆柱形孔底面构成，圆柱形孔侧面呈圆柱形结构，圆柱形孔底面呈圆锥体凹陷结构。
4.如权利要求1或3所述新型LED透镜，其特征在于：所述圆锥体凹陷结构的截面轮廓线呈向外突出的弧线结构。
5.如权利要求1所述新型LED透镜，其特征在于：所述基台、所述第一凸台和所述第二凸台为整体结构，由折射率介于1.3～1.6之间的透明树脂材料制成。
6.如权利要求1所述新型LED透镜，其特征在于：所述基台设有环形槽，该环形槽位于圆柱形孔的外侧且和圆柱形孔同轴配合。
7.如权利要求1所述新型LED透镜，其特征在于：所述环形槽表面设有具有体散射特性的不规则颗粒状纹理。
8.如权利要求1所述新型LED透镜，其特征在于：所述基台为圆形基台或者方形基台。
9.液晶显示背光屏，其特征在于：包括上述任意一项所述新型LED透镜。
10.如权利要求9所述液晶显示背光屏，，其特征在于：还包括反射膜和扩散板，若干个所述新型LED透镜设于反射膜上，且呈矩形阵列分布，行距为A，排距为B；扩散板位于反射膜和新型LED透镜上方，且扩散板和反射膜的间距为C，距高比
Figure FDA0000382112790000021
S大于或等于4.5。
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