CN107327807B - 一种透镜、背光组件及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透镜、背光组件及显示设备，属于背光源技术领域，本发明通过在透镜上设置内腔，在内腔中填充荧光粉，荧光粉受光源激发光后发光，荧光粉本身相当于散射光源，将荧光粉置于透镜内可以大大提升透镜的出光角度，避免明暗不均的不良视效。此外，内腔沿光源光辐射方向上的宽度的变化与光源的配光曲线的光强的变化相反，使得在光源发出的光的光强较低的区域具有更多的荧光粉，提高被激发的光的光强；而在光源发出的光的光强较强的区域具有更少的荧光粉，降低被激发的光的光强，使得从透镜各个角度出射的光能量保持一致，进而保证了从透镜射出的光的匀光性。

Description

一种透镜、背光组件及显示设备
技术领域
本发明涉及显示设备的领域，尤其涉及一种透镜、背光组件及显示设备。
背景技术
传统的直下式LED灯条由PCB、LED和光学透镜三部分构成，如图1所示，目前显示行业内所用的LED平面内的发光角度约120°且各个角度的光能分布不均，须搭配使用匹配的透镜，直下式显示装置才能得到均匀的视觉效果，当搭配透镜时，由于设计技术的限制、改版周期长以及加工精度要求高等因素导致LED配合传统透镜无法实现均匀的视效，往往需要额外采用高成本的反射片、扩散板及膜片来遮盖不良视效，且传统透镜需要保证5-7mm的高度才能确保良好的光学效果，这样会占用直下式背光模组较多的混光空间，对于超薄产品的设计非常不利；另外，如图2所示，传统透镜为150°左右的蝶形出光，这样会导致反射片的侧壁上聚集光能较多，从而使得直下式显示装置在视效上表现为亮边和暗框。
发明内容
本发明的目的在于提出一种透镜、背光组件及显示设备，能够解决现有技术中的直下式显示装置匀光性差及容易产生亮边和暗框的现象的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种透镜，所述透镜的内表面凹陷形成容置腔，所述容置腔用于容置光源；
所述透镜的内表面和外表面之间设置有内腔，所述内腔内填充有荧光粉；
所述内腔沿所述光源光辐射方向上的宽度的变化，与所述光源的配光曲线的光强的变化相反，以使得沿所述光源光辐射方向上，从所述透镜出射的光强保持一致。
进一步的，所述光源发出的光线在所述内腔的内表面和所述内腔的外表面上分别形成入射点和出射点，所述入射点与所述出射点之间的距离为所述内腔沿所述光源光辐射方向上的宽度。
进一步的，所述透镜的一端设置有填充口，所述填充口与所述内腔连通。
进一步的，所述透镜的容置腔的内壁背离所述光源的一侧均布有半球形网点，所述透镜的底面在所述容置腔与所述内腔之间的区域设置有半球形网点。
进一步的，所述网点的直径为0.1mm-0.2mm。
进一步的，所述透镜的外表面为球面或椭球面。
进一步的，所述透镜的高度为3mm。
进一步的，所述荧光粉包括红色荧光粉、蓝色荧光粉及绿色荧光粉。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种背光模组，包括灯条和上述透镜，所述灯条上设置有光源，所述光源容置于所述容置腔，所述透镜固定于所述灯条。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种显示设备，包括上述的背光模组。
有益效果：
本发明通过在透镜上设置内腔，在内腔中填充荧光粉，荧光粉受光源激发光后发光，荧光粉本身相当于散射光源，将荧光粉置于透镜内可以大大提升透镜的出光角度，避免明暗不均的不良视效。此外，内腔沿光源光辐射方向上的宽度的变化与光源的配光曲线的光强的变化相反，使得在光源发出的光的光强较低的区域具有更多的荧光粉，提高被激发的光的光强；而在光源发出的光的光强较强的区域具有更少的荧光粉，降低被激发的光的光强，使得从透镜各个角度出射的光能量保持一致，进而保证了从透镜射出的光的匀光性。
附图说明
图1是现有技术提供的LED配光曲线图；
图2是现有技术提供的LED配合透镜的出光曲线图；
图3是本发明提供的透镜的结构示意图；
图4是本发明提供的透镜填充荧光粉后的示意图；
图5是本发明提供的透镜配光曲线与内腔的宽度的曲线示意图；
图6是本发明提供的光源设置于透镜的容置腔内的示意图；
图7是本发明提供的透镜表面的光线分布示意图。
图中：
1、透镜；11、容置腔；12、内腔；13、填充口；14、网点；15、固定脚；2、光源；3、PCB板。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例提供了一种透镜，如图3所示，透镜1的内表面凹陷形成容置腔11，容置腔11用于容置光源2；如图4所示，透镜1的内表面和外表面之间设置有内腔12，内腔12内填充有荧光粉；如图5所示，内腔12沿光源光辐射方向上的宽度D的变化，与光源2的配光曲线的光强的变化相反，以使得沿光源光辐射方向上，从透镜1出射的光强保持一致。其中曲线I指的是光源光辐射方向上的宽度的变化曲线，曲线L指的是光源配光曲线。
本实施例通过在透镜1上设置内腔12，在内腔12中填充荧光粉，荧光粉受光源激发光后发光，荧光粉本身相当于散射光源，将荧光粉置于透镜1内可以大大提升透镜1的出光角度，避免明暗不均的不良视效。此外，内腔12沿光源光辐射方向上的宽度的变化与光源2的配光曲线的光强的变化相反，使得在光源2发出的光的光强较低的区域具有更多的荧光粉，提高被激发的光的光强；而在光源2发出的光的光强较强的区域具有更少的荧光粉，降低被激发的光的光强，使得从透镜1各个角度出射的光能量保持一致，进而保证了从透镜1射出的光的匀光性。
如图4所示，光源2发出的光线在内腔12的内表面和内腔12的外表面上分别形成入射点(未示出)和出射点(未示出)，入射点与出射点之间的距离为内腔12沿光源光辐射方向上的宽度为D。需要说明的是，光源光辐射方向上的宽度的设定基于光源2的中心为光辐射的起点。
透镜1的一端设置有填充口13，填充口13与内腔12连通，填充口13用于向内腔12中填充荧光粉，当向内腔12填充完荧光粉后，使用树脂胶对填充口13进行封口。
如图6所示，透镜1的容置腔11的内壁背离光源2的一侧均布有半球形网点14，透镜1的底面在容置腔11与内腔12之间的区域设置有半球形网点14。本实施例中，设置网点14可以起到发射光线及避免光源2发生全反射现象的作用。如图7所示，光源2发出的光经容置腔11的内壁后，通过网点14的反射和散射作用后，进入内腔12并激发荧光粉发光。其中，网点14的直径为0.1mm-0.2mm。
上述透镜1的外表面为光滑的球面或椭球面，避免了由于传统透镜1的设计中，外形复杂及具有渐变的曲率，使得透镜1的设计周期较长以及制造时间较长的情况。其中，透镜1的高度为3mm，相比传统的透镜1的高度，可以节省混光空间，且能够满足对于超薄产品的设计要求。需要说明的是透镜1的高度方向指的是图4中的H方向。
本实施例中，用于填充内腔12的荧光粉包括红色荧光粉、蓝色荧光粉及绿色荧光粉。当光源2进入内腔12后，能够激发荧光粉，从而生成红光、绿光及蓝光的三色光，而三色光混合后成为白光出射。需要说明的是，可以根据对出射光的实际需要，适应性地调整红色荧光粉、蓝色荧光粉及绿色荧光粉三种荧光粉的比例及分布，本实施例中对三种荧光粉的比例及分布并不作限定。
本实施例还提供了一种背光模组，包括灯条及上述透镜1，灯条上设置有光源2，光源2容置于容置腔11，透镜1固定于灯条。如图6和图7，所示，背光模组还包括PCB板3，透镜1通过固定脚15固定于PCB板3上。
其中，光源2为UV-LED，使得光源2发射的紫外光能够激发红色荧光粉、蓝色荧光粉及绿色荧光粉，从而形成高纯度的红光、蓝光以及绿光，进而实现了广色域的技术指标。
本实施例提供的背光模组通过设置上述透镜1，大大提升透镜1的出光角度，避免明暗不均的不良视效。此外，内腔12沿光源光辐射方向上的宽度的变化与与光源2的配光曲线的光强的变化相反，使得在光源2发出的光的光强较低的区域具有更多的荧光粉，提高被激发的光的光强；而在光源2发出的光的光强较强的区域具有更少的荧光粉，降低被激发的光的光强，使得从透镜1各个角度出射的光能量保持一致，进而保证了从透镜1射出的光的匀光性。
本实施例还提供了一种显示设备，包括上述背光模组，通过上述背光模组，大大提升透镜1的出光角度，避免明暗不均的不良视效。此外，从透镜1各个角度出射的光能量保持一致，进而保证了从透镜1射出的光的匀光性。
注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种透镜，所述透镜(1)的内表面凹陷形成容置腔(11)，所述容置腔(11)用于容置光源(2)；
所述透镜(1)的内表面和外表面之间设置有内腔(12)，所述内腔(12)内填充有荧光粉；其特征在于：
所述内腔(12)沿所述光源(2)光辐射方向上的宽度的变化，与所述光源(2)的配光曲线的光强的变化相反，以使得沿所述光源(2)光辐射方向上，从所述透镜(1)出射的光强保持一致。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述光源(2)发出的光线在所述内腔(12)的内表面和所述内腔(12)的外表面上分别形成入射点和出射点，所述入射点与所述出射点之间的距离为所述内腔(12 )沿所述光源(2)光辐射方向上的宽度。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜(1)的一端设置有填充口(13)，所述填充口(13)与所述内腔(12 )连通。
4.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述透镜(1)的容置腔(11)的内壁背离所述光源(2)的一侧均布有半球形网点(14)，所述透镜(1)的底面在所述容置腔(11)与所述内腔(12)之间的区域设置有半球形网点(14)。
5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述网点(14)的直径为0.1mm-0.2mm。
6.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜(1)的外表面为球面或椭球面。
7.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜(1)的高度为3mm。
8.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述荧光粉包括红色荧光粉、蓝色荧光粉及绿色荧光粉。
9.一种背光模组，包括灯条和权利要求1-8任一项所述的透镜，所述灯条上设置有光源(2)，所述光源(2)容置于所述容置腔(11)，所述透镜(1 )固定于所述灯条。
10.一种显示设备，包括权利要求9所述的背光模组。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111061087A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 深圳Tcl新技术有限公司 一种分体式量子点透镜及背光模组
CN110518109A (zh) * 2019-07-31 2019-11-29 格瑞电子（厦门）有限公司 一种光透镜组件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035882A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ照明装置
JP2010225791A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
CN103542326A (zh) * 2013-09-30 2014-01-29 易美芯光（北京）科技有限公司 一种可实现高色域背光源的光学装置
TW201525367A (zh) * 2013-12-24 2015-07-01 Coretronic Corp 發光單元以及光源模組
CN105987303A (zh) * 2015-02-14 2016-10-05 龙腾照明集团有限公司 一种低色温下具有高光效的灯具
CN107068815A (zh) * 2017-04-11 2017-08-18 安徽芯瑞达科技股份有限公司 一种量子点粉填充腔透镜及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035882A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ照明装置
JP2010225791A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
CN103542326A (zh) * 2013-09-30 2014-01-29 易美芯光（北京）科技有限公司 一种可实现高色域背光源的光学装置
TW201525367A (zh) * 2013-12-24 2015-07-01 Coretronic Corp 發光單元以及光源模組
CN105987303A (zh) * 2015-02-14 2016-10-05 龙腾照明集团有限公司 一种低色温下具有高光效的灯具
CN107068815A (zh) * 2017-04-11 2017-08-18 安徽芯瑞达科技股份有限公司 一种量子点粉填充腔透镜及其制备方法

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