CN103872228A - 发光二极管组合 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管组合，包括发光二极管及第一透镜，第一透镜包括入光面及出光面，第一透镜的入光面及出光面的其中之一形成有第一复眼透镜阵列，发光二极管发出的光线经由第一复眼透镜阵列之后混合叠加而被均化。该发光二极管组合可在确保出光均匀的基础上具有较小的厚度，从而适应轻薄化产品的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管组合，特别是指一种用于直下式背光模组的发光二极管组合。
背景技术
发光二极管作为新兴的光源，已被广泛地应用于各种用途当中，特别是显示器背光模组。现有应用较为普遍的为直下式背光模组，其是将发光二极管的出光面朝向屏幕，使发光二极管发出的光线直接照射屏幕。为使照射至屏幕的光线均匀化，通常在发光二极管与屏幕之间设置一扩散板。通过扩散板的散射作用，使发光二极管的光线能够均匀地输出。为了确保扩散板能充分地对光线进行散射，通常的做法是将发光二极管与扩散板之间留够充足的距离。然而，增加发光二极管与扩散板之间的距离会导致显示器的厚度增加，影响到空间的使用。
发明内容
因此，有必要提供一种厚度较小的发光二极管组合。
一种发光二极管组合，包括发光二极管及第一透镜，第一透镜包括入光面及出光面，第一透镜的入光面及出光面的其中之一形成有第一复眼透镜阵列，发光二极管发出的光线经由第一复眼透镜阵列之后混合叠加而被均化。
发光二极管发出的光线可通过复眼透镜混合叠加，从而输出均匀的出光。相比于现有的扩散板，复眼透镜无需距离发光二极管较远即可实现较为均匀的出光，因此发光二极管组合的整体厚度可控制在较为理想的范围内，特别适用于对厚度空间要求较为苛刻的场合。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1示出了本发明一实施例的发光二极管组合的立体图。
图2为图1的发光二极管组合的分解图。
图3为图2的发光二极管组合的倒置图。
图4为图1的发光二极管组合的剖面图。
图5示出了发光二极管的原始出光曲线。
图6示出了经过第一透镜调整之后的出光曲线。
主要元件符号说明
| 发光二极管组合 | 10 |
| 基板 | 20 |
| 台阶 | 22 |
| 发光二极管 | 30 |
| 发光芯片 | 32 |
| 封装体 | 34 |
| 基座 | 36 |
| 第一透镜 | 40 |
| 第一本体 | 42 |
| 入光面 | 420 |
| 出光面 | 422 |
| 支撑脚 | 44 |
| 第一复眼透镜阵列 | 46 |
| 第一单元透镜 | 460 |
| 第二复眼透镜阵列 | 48 |
| 第二单元透镜 | 480 |
| 第二透镜 | 50 |
| 第二本体 | 52 |
| 入光面 | 520 |
| 出光面 | 522 |
| 支撑脚 | 54 |
| 出光曲线 | 60 |
| 出光曲线 | 70 |
| 扩散板 | 80 |
| 屏幕 | 90 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及4，示出了本发明的发光二极管组合10。该发光二极管组合包括一发光二极管30、一基板20、一第一透镜40及一第二透镜50。
发光二极管30包括一基座36、一固定于基座36顶面的发光芯片32及一覆盖发光芯片32的封装体34。该基座36优选采用陶瓷等导热绝缘材料制成，以将发光芯片32工作产生的热量传递至外界环境中 。本实施例中，该发光芯片32为蓝光芯片，其可由氮化镓、氮化铟镓、氮化铝铟镓等半导体发光材料制成。当然，其他的半导体发光材料也可用于制造本实施例的发光芯片32，以产生不同的发光颜色。该封装体34由透明的材料制成，如环氧树脂、硅胶、玻璃等等。封装体34固定于基座36顶面以将发光芯片32与外界环境隔绝，防止发光芯片32受到外界的湿气或粉尘的影响。该封装体34顶面为平面，其作为发光二极管30的出光面以供发光芯片32的光线出射。
该基板20为一电路板，其可对安装于其顶面上的发光二极管30供电。该基板优选采用导热材料制成，以对发光二极管30进行散热。
请一并参阅图2-3，该第一透镜40由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、硅胶等透明材料一体形成。第一透镜40包括一第一本体42及形成于第一本体42上的多个支撑脚44。本实施例中，第一本体42呈圆形的平板状，其底面作为第一透镜40的入光面420，其顶面作为第一透镜40的出光面422。入光面420及出光面422互为平行的平面。第一透镜40的入光面420形成有第一复眼透镜阵列46，出光面422形成有第二复眼透镜阵列48。第一复眼透镜阵列46及第二复眼透镜阵列48分别包括多个第一单元透镜460及第二单元透镜480。这些第一单元透镜460及第二单元透镜480均环绕第一本体42的中心逐圈向外排列，从而形成圆形的阵列分布。优选地，第一单元透镜460及第二单元透镜480均为凸透镜，且第二单元透镜480的曲率大于第一单元透镜460的曲率。第一复眼透镜阵列46的第一单元透镜460与第二复眼透镜阵列48的第二单元透镜480一一对应，且每一第一单元透镜460的焦点恰好位于第二单元透镜480的中心位置。由此，发光二极管30发出的光线进入第一复眼透镜阵列46之后，将被各第一单元透镜460聚焦至第二复眼透镜阵列48的对应第二单元透镜480的中心，第二复眼透镜阵列48的各第二单元透镜480再将各第一单元透镜460的光线进行叠加混合。由此，发光二极管30的出光被第一透镜40所均化，从而输出较为均匀的光线。举例而言，如图5所示的发光二极管的出光曲线60，直接从发光二极管30发出光线中，强度较高的光线(如90%Imax~100%Imax，其中Imax表示位于光轴上的最大光强)基本集中在偏离光轴正负5度的角度范围内。如图6所示的第一透镜40的出光曲线70，经过第一透镜40的调整之后，这部分较高强度的光线所对应的出光角度可扩展至偏离光轴正负60度的角度范围内。换句话说，经过第一透镜40调节之后的光线在偏离光轴正负60的角度范围内基本都可保持较高的强度及均匀性。
这些支撑脚44自第一透镜40的第一本体42的底面向下延伸。这些支撑脚44置于基板20顶面，以将第一透镜40的第一本体42支撑于发光二极管30上方。
该第二透镜50也采用诸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、硅胶等透明材料一体形成。该第二透镜50包括一第二本体52及形成于第二本体52上的多个支撑脚54。第二本体52的底面向上凹陷形成一入光面520，第二本体52的顶面向上凸出形成一出光面522。本实施例中，入光面520的曲率大于出光面522的曲率，从而使第二透镜50起到散射光线的作用。经由第一透镜40均化的光线经过第二透镜50之后，将进一步被散射，从而形成更为均匀的出光。
第二透镜50的支撑脚54也置于基板20顶面，以将第二透镜50的第二本体52支撑于第一透镜40上方。
由于第一透镜40的第一及第二复眼透镜阵列46、48对于光线有着较强的均化能力，因此即使发光二极管30距离第一透镜40较近，所发出的光线经由第一透镜40调整之后的光线仍可保持相当的均匀性。因此，发光二极管组合10的整体厚度可控制在较小的范围内，以满足对厚度空间要求较高的场合，特别适用于直下式背光模组当中。并且，发光二极管组合10还可以配合扩散板80使用，以对背光模组的屏幕90提供更为均匀的照明效果。
可以理解地，第一透镜40也可仅包括第一复眼透镜阵列46及第二复眼透镜阵列48中的一个，虽然均光效果减弱，但仍要强于传统的扩散板。因此仍可以获得较为理想的均匀出光。
还可以理解地，第二透镜50同样也可以省略，对于整体的均光效果影响不致太明显，因而最终出光仍可保有相当的均匀性。
本实施当中第一透镜40与第二透镜50之间通过空气隔设，可以理解地，第一透镜40与第二透镜50之间还可填充透明的粘胶(图未示)以将第一透镜40的出光面422及第二透镜50的入光面520光耦合。并且，粘胶内还可掺杂大量的散射微粒，以进一步增加整体的均光效果。
Claims (10)
1.一种发光二极管组合，包括发光二极管及第一透镜，第一透镜包括入光面及出光面，其特征在于：第一透镜的入光面及出光面的其中之一形成有第一复眼透镜阵列，发光二极管发出的光线经由第一复眼透镜阵列之后混合叠加而被均化。
2.如权利要求1所述的发光二极管组合，其特征在于：第一透镜的入光面及出光面中的另一者形成有第二复眼透镜阵列，第二复眼透镜阵列与第一复眼透镜阵列对齐。
3.如权利要求2所述的发光二极管组合，其特征在于：第一复眼透镜阵列位于第一透镜的入光面上，第二复眼透镜阵列位于第一透镜的出光面上。
4.如权利要求3所述的发光二极管组合，其特征在于：第一复眼透镜阵列及第二复眼透镜阵列均包括多个单元透镜，第二复眼透镜阵列的单元透镜的焦点位于第二复眼透镜阵列的单元透镜的中心上。
5.如权利要求4所述的发光二极管组合，其特征在于：第一复眼透镜阵列的单元透镜的曲率小于第二复眼透镜阵列的单元透镜的曲率。
6.如权利要求4所述的发光二极管组合，其特征在于：第一复眼透镜阵列及第二复眼透镜阵列的单元透镜均为凸透镜。
7.如权利要求1所述的发光二极管组合，其特征在于：第一透镜的出光面及入光面均为平面。
8.如权利要求1至7任一项所述的发光二极管组合，其特征在于：还包括第二透镜，第一透镜位于第二透镜及发光二极管之间。
9.如权利要求8所述的发光二极管组合，其特征在于：第二透镜为光散射透镜。
10.如权利要求9所述的发光二极管组合，其特征在于：第二透镜包括内凹的入光面及外凸的出光面，第二透镜的入光面的曲率大于出光面的曲率。
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