CN104421751A - 发光二极管组件及应用该发光二极管组件的背光模组 - Google Patents

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    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/046—Refractors for light sources of lens shape the lens having a rotationally symmetrical shape about an axis for transmitting light in a direction mainly perpendicular to this axis, e.g. ring or annular lens with light source disposed inside the ring

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Abstract

一种LED组件，其包括一长条形LED及位于该LED正上方的一透镜，该LED具有一长方形出光面，该透镜包括一入光面及一出光面，LED发出的光线从透镜的入光面入射，从透镜的出光面出射，该透镜的出光面包括第一出光部及位于第一出光部相对两侧的二第二出光部，第一出光部为一向外凸出的曲面，每一第二出光部为一向内凹陷的曲面，LED发出的光线经过透镜后形成对称的光形，这样长条形LED可用于生产直下式背光模组的物料，LED电视厂仅需使用同一种长条形LED即可同时生产采用直下式LED背光模组和侧入式LED背光模组的电视，使LED电视厂在LED物料上的购买成本降低，同时使用单一LED物料也使LED电视厂在产线物料管理上更为容易。

Description

发光二极管组件及应用该发光二极管组件的背光模组
技术领域
本发明涉及一种发光二极管(LED)组件及应用该LED组件的背光模组。
背景技术
目前，LED已广泛地用于制作LED电视的背光模组，LED直下式背光模组上方通常会使用扩散板使背光模组射出光变得均匀，而扩散板与光源之间需维持一定的空间使热斑（hot spot）分布得不那么集中，但如此电视的厚度会增加。LED直下式电视，在色泽的调配及亮度虽然都比较好，但在薄型化的要求下，使用扩散板若不增加LED的数量就必须牺牲厚度而增加扩散板与LED之间的距离。因此有使用多个透镜针对每颗LED做散光的方式来减少LED的使用数量及节省占用的空间。而直下式背光模组一般使用的LED为光形对称的方形LED，侧入式背光模组一般使用的LED为光形非对称的长条形LED，而长条形LED不能用于生产直下式背光模组，使LED电视在LED物料上的购买成本增加并且也增加了产线物料管理上的难度。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光光形对称的LED组件及使用该LED组件的背光模组。
一种LED组件，其包括一长条形LED及位于该LED正上方的一透镜，该LED具有一长方形出光面，该透镜包括一入光面及一出光面，LED发出的光线从透镜的入光面入射，从透镜的出光面出射，该透镜的出光面包括第一出光部及位于第一出光部相对两侧的二第二出光部，第一出光部为一向外凸出的曲面，每一第二出光部为一向内凹陷的曲面，第一出光部对LED沿该长方形出光面的长边方向出射的光线起会聚作用，第二出光部对LED沿该长方形出光面的短边方向出射的光线起发散作用，使LED发出的光线经过透镜后，光线沿长方形出光面的长边方向的能量分布与沿长方形出光面的短边方向的能量分布相同。
一种背光模组，包括多个上述LED组件及置于该多个LED组件上方的一扩散板。
本发明的LED组件通过专门设计的透镜，使长条形LED发出的光经过该透镜后形成对称的光形，这样长条形LED可用于生产直下式背光模组的物料，LED电视厂仅需使用同一种长条形LED即可同时生产采用直下式LED背光模组和侧入式LED背光模组的电视，使LED电视厂在LED物料上的购买成本降低，同时使用单一LED物料也使LED电视厂在产线物料管理上更为容易。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的LED组件的结构示意图。
图2为图1中的LED组件的倒置图。
图3为图1中LED组件的LED发出的光线的能量分布图。
图4为图1中LED组件出射的光线的能量分布图。
图5为应用图1中的LED组件制成的直下式背光模组的示意图。
主要元件符号说明
背光模组 100
LED组件 10
LED 12
出光面 122
透镜 14
入光面 142
出光面 144
第一出光部 146
第二出光部 148
第一部分 145
第二部分 147
扩散板 20
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
请参见图1及图2，本发明一实施例的LED组件10包括一长条形LED12及位于该LED12正上方的一透镜14。
该LED12具有一长方形的出光面122。为便于描述，将该LED12置于空间直角坐标系中，该LED12的出光面122位于X轴和Y轴界定的平面内（XOY面），LED12的出光面122的中心与直角坐标系的原点O重合，LED12的出光面122的一对短边沿Y轴方向延伸，LED12的出光面122的一对长边沿X轴方向延伸。
如图3所示为LED12发出的光线的能量分布图，该能量分布图的横坐标代表LED12发出的光线的照射角度，纵坐标代表LED12发出的光线的能量分布率。由于该LED12的长边比短边长，光线沿X轴方向的照射角度范围大于光线沿Y轴方向的照射角度范围。也就是说，光线沿X轴方向的能量分布比光线沿Y轴方向的能量分布更为扩散，使LED12发出的光线形成一非对称的光形。
该透镜14包括一入光面142及一出光面144。LED12发出的光线从透镜14的入光面142入射，然后从透镜14的出光面144出射。该透镜14的外周缘为圆形。
该入光面142为一向内凹陷的曲面，其面向LED12的出光面122，使LED12发出的光线在进入该入光面142时作大角度的发散。该入光面142可以是非球面或球面。在本实施例中，该入光面142为一非球面。
该出光面144整体上为一非对称的自由曲面，其表面积远大于该入光面142的表面积。该出光面144包括第一出光部146及位于第一出光部146相对两侧的二第二出光部148。第一出光部146为一向外凸出（即背向LED12凸出）的曲面，对光线起会聚作用。每一第二出光部148为一向内凹陷（即朝向LED12凸出）的曲面，对光线起发散作用。该第一出光部146包括位于透镜14正中央的一圆形的第一部分145及自该第一部分145相对两侧倾斜向下延伸的二第二部分147。该第一出光部146在XOY面上的投影既关于X轴对称，也关于Y轴对称。该第一部分145正对透镜14底部的LED12。该第一出光部146的每一第二部分147在XOY面上的投影为一扇形，每一第二部分147在XOY面上的投影关于X轴对称，且该二第二部分147在XOY面上的投影关于Y轴对称。每一第二出光部148在XOY面上的投影为一扇形，每一第二出光部148在XOY面上的投影关于Y轴对称，且该二第二出光部148在XOY面上的投影关于X轴对称。该第二部分147在XOY面上投影的扇形的圆心角小于第二出光部148在XOY面上投影的扇形的圆心角。
如图4所示为LED12发出的光线经过透镜14之后的能量分布图。由于透镜14的第一出光部146对LED12沿X轴出射的光线起会聚作用，使LED12发出的光线沿X轴方向的照射角度范围变小；透镜14的第二出光部148对LED12沿Y轴出射的光线起发散作用，使LED12发出的光线沿Y轴方向的照射角度范围变大。从而透镜14对LED12发出的光线形成的非对称的光形沿X轴方向和Y轴方向分别进行修正，使LED12发出的光线经过透镜14后，光线沿X轴方向的能量分布与沿Y轴方向的能量分布相同。这样，从图4中可以看到：光线沿X轴方向的能量分布曲线与光线沿Y轴方向的能量分布曲线重合。LED12发出的光线经过透镜14后形成一圆形的对称的光形。
如图5所示，一直下式背光模组100包括多个LED组件10及置于该多个LED组件10上方的一扩散板20。该扩散板20用于将从多个LED组件10出射的光线均匀化。
本发明的LED组件10通过专门设计的透镜14，使长条形LED12发出的光经过该透镜14后形成对称的光形，这样长条形LED可用于生产直下式背光模组的物料，LED电视厂仅需使用同一种长条形LED即可同时生产采用直下式LED背光模组和侧入式LED背光模组的电视，使LED电视厂在LED物料上的购买成本降低，同时使用单一LED物料也使LED电视厂在产线物料管理上更为容易。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED组件，其包括一长条形LED及位于该LED正上方的一透镜，该LED具有一长方形出光面，该透镜包括一入光面及一出光面，LED发出的光线从透镜的入光面入射，从透镜的出光面出射，其特征在于，该透镜的出光面包括第一出光部及位于第一出光部相对两侧的二第二出光部，第一出光部为一向外凸出的曲面，每一第二出光部为一向内凹陷的曲面，第一出光部对LED沿该长方形出光面的长边方向出射的光线起会聚作用，第二出光部对LED沿该长方形出光面的短边方向出射的光线起发散作用，使LED发出的光线经过透镜后，光线沿长方形出光面的长边方向的能量分布与沿长方形出光面的短边方向的能量分布相同。
2.如权利要求1所述的LED组件，其特征在于，该透镜的外周缘为圆形。
3.如权利要求1所述的LED组件，其特征在于，该透镜的入光面为一向内凹陷的曲面，其面向LED的出光面。
4.如权利要求3所述的LED组件，其特征在于，该入光面为非球面或球面。
5.如权利要求1所述的LED组件，其特征在于，该第一出光部包括位于透镜正中央的一圆形的第一部分及自该第一部分相对两侧倾斜向下延伸的二第二部分，该第一部分正对透镜底部的LED，每一第二部分在水平面上的投影为一扇形，该二第二部分在水平面上的投影关于轴对称。
6.如权利要求5所述的LED组件，其特征在于，每一第二出光部在水平面上的投影为一扇形，且该二第二出光部在水平面上的投影关于轴对称。
7.如权利要求6所述的LED组件，其特征在于，该第二部分在水平面上投影的扇形的圆心角小于第二出光部在水平面上投影的扇形的圆心角。
8.如权利要求1所述的LED组件，其特征在于，LED发出的光线经过透镜后形成一圆形的对称光形。
9.一种背光模组，其特征在于，包括多个如权利要求1-8项任一项所述的LED组件及置于该多个LED组件上方的一扩散板。
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