CN208058713U - 一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高色域背光光学系统装置，包括光学透镜、设置在所述光学透镜入光面的荧光粉，以及位于所述光学透镜底部的LED器件，所述LED器件包括LED支架以及安放在所述LED支架上的至少一个蓝光LED芯片和至少一个绿光LED芯片。本实用新型还提供一种背光灯条和一种背光模组。本实用新型提供的高色域背光光学系统装置、背光灯条和背光模组，可在提高背光系统NTSC的同时解决直下式背光源的色差问题；采用蓝绿芯片各两个，同种颜色芯片呈对角线分布，采用交替阵列排布，从源头上优化分光现象，提高出光均匀性；在荧光粉的表面，涂覆一层透光防氧保护层，可防止荧光粉受潮和氧化。

Description

一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组

技术领域

本实用新型涉及背光源领域，尤其涉及一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组。

背景技术

随着用户对显示设备性能体验要求的不断提高，高色域显示设备愈加受到消费者的喜爱。作为在业界被广泛用来衡量显示设备色彩性能的指标，NTSC色域值越高，显示的色彩效果就越丰富突出，可获得更加真实的色彩还原。

目前高NTSC和Adobe RGB背光显示LED贴片灯珠主要基于蓝光芯片加荧光粉或蓝光芯片加绿光芯片加红色荧光粉的封装形式，其中以蓝光芯片加绿光芯片加红色氟化物荧光粉（K2SiF6: Mn4+，简称KSF粉）的封装技术NTSC值较高，可达100%以上。

LED的背光源分为直下式与侧入式。直下式LED技术在画面调控上的优势要出色于侧入式LED技术，使得背光可以均匀传达到整个屏幕上，画面细节更加细腻逼真。

现行直下式背光系统主要以LED做光源，再搭配透镜组合而成。但目前直下式蓝光芯片加绿光芯片封装KSF粉的3030器件存在严重的色散问题，为达到一定混光效果，需要将其支架做的比较深，导致无法沿用目前3030的透镜，增加开发成本。

鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本实用新型提出一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，可以用已有的器件支架即可达到封装需求，降低研发成本。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，能明显提高出光均匀效果，提高背光系统的NTSC；使用现有器件即可封装，不需要单独研发新尺寸的光学透镜，缩短研发周期。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种高色域背光光学系统装置，包括光学透镜、设置在所述光学透镜入光面的荧光粉，以及位于所述光学透镜底部的LED器件，所述LED器件包括LED支架以及安放在所述LED支架上的至少一个蓝光LED芯片和至少一个绿光LED芯片。

优选地，所述光学透镜为折射式透镜或反射式透镜。

优选地，所述荧光粉采用红色荧光粉或红色荧光粉、绿色荧光粉和蓝色荧光粉的组合。

优选地，所述红色荧光粉采用红色氟化物荧光粉。

优选地，所述荧光粉设置在所述光学透镜内，所述荧光粉完全覆盖或部分覆盖在所述光学透镜的入光面。

优选地，位于所述光学透镜中部的荧光粉厚度大于或等于位于所述光学透镜边缘的荧光粉厚度。

优选地，在所述荧光粉的表面还涂覆一层透光防氧保护层。

优选地，所述蓝光LED芯片和绿光LED芯片各一个，且并排排列；或，所述蓝光LED芯片和绿光LED芯片各两个，所述蓝光LED芯片和绿光LED芯片两种芯片呈交替阵列分布结构，即同种颜色的LED芯片呈对角线分布。

一种背光灯条，包括采用上述所述的高色域背光光学系统装置和PCB板，所述高色域背光光学系统装置中的LED器件安装在所述PCB板上，所述高色域背光光学系统装置中的光学透镜安放在所述PCB板上并位于所述LED器件上方。

一种背光模组，包括上述所述的至少一个背光灯条、扩散板以及膜片，所述扩散板安放在所述背光灯条上方，所述膜片安放在所述扩散板上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型提供的一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，通过蓝光和绿光两种芯片远程激发KSF红粉，可以在明显地提高背光系统的NTSC的同时解决直下式背光源的色差问题；

2、本实用新型提供的一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，通过优选蓝绿芯片各两个，且同种颜色芯片呈对角线分布，通过采用交替阵列分布，减弱了分色现象，从源头上优化分光现象，提高背光系统的出光均匀性；

3、本实用新型提供的一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，在荧光粉的表面，涂覆一层透光防氧保护层，避免了荧光粉和空气直接接触，可以有效地防止荧光粉受潮和氧化，提高可靠性。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式提供的高色域背光光学系统装置结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式提供的芯片排布的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式提供的荧光粉部分覆盖光学透镜入光面的高色域背光光学装置结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1所示，一种高色域背光光学系统装置，包括光学透镜1、设置在光学透镜入光面的红色荧光粉2，或红色荧光粉、蓝色荧光粉和绿色荧光粉，以及位于光学透镜底部的LED器件，所述LED器件包括LED支架以及安放在所述LED支架上的至少一个蓝光LED芯片3和至少一个绿光LED芯片4。本实施例中，优选采用红色氟化物荧光粉（K2SiF6: Mn4+，简称KSF粉）。

其中，所述光学透镜1可以为折射式透镜或反射式透镜，具体可以根据实际需要采用。

其中，所述红色荧光粉2设置在光学透镜1内，所述红色荧光粉可以完全覆盖在所述光学透镜的入光面，也可以部分覆盖在所述光学透镜的入光面，不限于本实施例。

其中，所述红色荧光粉2在光学透镜中部的厚度D1可以大于或等于光学透镜的边缘厚度D2。在本实施例中，优选为中部厚度D1略大于边缘厚度D2，因为光学透镜中部光强最高，适当增加中部荧光粉的厚度有利于提高出光率。进一步的，在所述红色荧光粉2的表面，涂覆一层透光防氧保护层5，具体材质可以是聚对二甲苯，以避免红色荧光粉2和空气直接接触。

其中，所述蓝光LED芯片3和绿光LED芯片4安放在所述LED支架上，所述蓝光LED芯片和绿光LED芯片的数量可以各为一个，且并排排列。

作为优选的，如图2所示，蓝光LED芯片和绿光LED芯片的数量分别为两个，即蓝光LED芯片和绿光LED芯片各两个，其中蓝光LED芯片和绿光LED芯片两种芯片呈交替阵列分布结构，即同种颜色的LED芯片呈对角线分布。这样从源头上减弱双色芯片在光学透镜边缘处的分光现象，可根据实际应用情况实现芯片的串联或并联连接。

在其他实施方式中，如图3所示，结合LED器件发光角度，光源不能覆盖到光学透镜边缘，因此可以将所述红色荧光粉2对入光面进行部分覆盖，覆盖范围为超过器件的极限发光角度a，极限发光角度是指光源在光源中心法线方向向四周张开，本实施例中，该极限发光角度为中心光强I到周围的I/10之间的夹角，这样通过减小红色荧光粉的覆盖面积，可节约红色荧光粉的用量，降低成本。

在其他实施方式中，为达到更好的出光效果，在分光比较严重的区域，适当微调红色荧光粉的比例或者调节光学透镜的入光面的曲率可以达到出光均匀的效果。在分光严重区域，适当减少红色荧光粉的同时掺入其他荧光粉，如绿粉和蓝粉，保持总的荧光粉厚度不变，以充分让光学透镜边缘侧的光激发荧光粉发出白光；或者在分光严重区域，通过调节光学透镜的入光面的曲率造成反射结构，让该部分偏光严重的光线再次返回入光腔内，在此混合后再激发荧光粉，达到更好的出光效果。

本实用新型进一步提供一种背光灯条，其包括上述所述的背光光学系统装置，所述背光光学系统装置包括光学透镜、设置在光学透镜入光面的红色荧光粉，或红色荧光粉、蓝色荧光粉和绿色荧光粉，以及位于光学透镜底部的LED器件，所述灯条包括至少一个LED器件，所述LED器件安装在所述PCB板上，所述光学透镜固化在所述PCB板上，并位于所述LED器件上方。进一步的所述PCB板上设置有接线端子用于与外部电源连接。所述背光光学系统装置，可以获得更加均匀亮度明亮的白光。

本实用新型还进一步提供一种背光模组，其包括至少一个上述所述的背光灯条、扩散板以及膜片。具体的，所述膜片可以为至少一个棱镜片和至少一个扩散片。所述扩散板直接安放在上述所述的背光灯条上方，膜片安放在扩散板上。该背光模组可应用在直下式TV背光或直下式面板灯等设备中。

本实用新型提供的一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，通过蓝光和绿光两种芯片远程激发KSF红粉，可以在明显地提高背光系统的NTSC的同时解决直下式背光源的色差问题；

2、本实用新型提供的一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，通过优选蓝绿芯片各两个，且同种颜色芯片呈对角线分布，通过采用交替阵列分布，减弱了分色现象，从源头上优化分光现象，提高背光系统的出光均匀性；

3、本实用新型提供的一种高色域背光光学系统装置、背光灯条及背光模组，在荧光粉的表面，涂覆一层透光防氧保护层，避免了荧光粉和空气直接接触，可以有效地防止荧光粉受潮和氧化。

以上对本实用新型进行了详细介绍，文中应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高色域背光光学系统装置，其特征在于，包括光学透镜、设置在所述光学透镜入光面的荧光粉，以及位于所述光学透镜底部的LED器件，所述LED器件包括LED支架以及安放在所述LED支架上的至少一个蓝光LED芯片和至少一个绿光LED芯片。

2.根据权利要求1所述的一种高色域背光光学系统装置，其特征在于：所述光学透镜为折射式透镜或反射式透镜。

3.根据权利要求1所述的一种高色域背光光学系统装置，其特征在于：所述荧光粉采用红色荧光粉或红色荧光粉、绿色荧光粉和蓝色荧光粉的组合。

4.根据权利要求3所述的一种高色域背光光学系统装置，其特征在于：所述红色荧光粉采用红色氟化物荧光粉。

5.根据权利要求1所述的一种高色域背光光学系统装置，其特征在于：所述荧光粉设置在所述光学透镜内，所述荧光粉完全覆盖或部分覆盖在所述光学透镜的入光面。

6.根据权利要求1所述的一种高色域背光光学系统装置，其特征在于：位于所述光学透镜中部的荧光粉厚度大于或等于位于所述光学透镜边缘的荧光粉厚度。

7.根据权利要求1所述的一种高色域背光光学系统装置，其特征在于：在所述荧光粉的表面还涂覆一层透光防氧保护层。

8.根据权利要求1所述的一种高色域背光光学系统装置，其特征在于：所述蓝光LED芯片和绿光LED芯片各一个，且并排排列；或，所述蓝光LED芯片和绿光LED芯片各两个，所述蓝光LED芯片和绿光LED芯片两种芯片呈交替阵列分布结构，即同种颜色的LED芯片呈对角线分布。

9.一种背光灯条，其特征在于，包括采用如权利要求1-8任一项所述的高色域背光光学系统装置和PCB板，所述高色域背光光学系统装置中的LED器件安装在所述PCB板上，所述高色域背光光学系统装置中的光学透镜安放在所述PCB板上并位于所述LED器件上方。

10.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求9所述的至少一个背光灯条、扩散板以及膜片，所述扩散板安放在所述背光灯条上方，所述膜片安放在所述扩散板上。