一种led光源模块、led灯条和直下式背光模组的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED光源模块、LED灯条和直下式背光模组。所述LED光源模块包括LED光源，用于承载所述LED光源的底板，所述LED光源嵌套两个或两个以上的透镜，所述两个或两个以上的透镜的中心线与所述LED光源的中心线互相重合。本技术方案通过将LED光源嵌套两个或者两个以上透镜，以扩大光线从LED光源模块的出光角度；使包括多个所述LED光源模块的LED灯条，能够通过增加相邻两个LED光源模块的距离，减少LED光源的使用数量，降低成本；以及使包括所述LED灯条的直下式背光模组的厚度在15mm范围内，使LED光源出射的光线在扩散板上扩散均匀，达到改善主观效果的目的。
【专利说明】一种LED光源模块、LED灯条和直下式背光模组
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电学【技术领域】的光源，特别涉及一种LED光源模块、LED灯条和直下式 背光模组。
【背景技术】
[0002] 直下式液晶模组的发展趋势为超薄型的模组，即厚度越来越薄。在目前现有的技 术条件下，背光源所使用的LED在不带透镜lens的条件下，可以实现厚型背光设计，厚度一 般在60mm以上；随着技术的发展，直下式通过不使用导光板使其实现技术简单，成本上可 以同侧光式相媲美，但其厚度一直局限直下式模组的应用，因为只有给LED光源足够的混 光距离，其主观画面效果才会满足要求，而混光距离的要求正好与模组薄型市场需求相反。
[0003] 目前，在直下式背光模组均使用单颗LED光源配合单颗透镜lens的方法，而现有 技术的方案基本集中在优化LED光源所使用的透镜lens上，不仅实现方法复杂，并且存在 着一定的局限性，基本上不能完全实现直下式模组厚度进一步减小。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上 述问题的一种LED光源模块、LED灯条和直下式背光模组，本发明的技术方案是这样实现 的：
[0005] 一方面，本发明实施例提供了一种LED光源模块，包括LED光源，用于承载所述LED 光源的底板，在所述LED光源外面嵌套有两个或两个以上的透镜，所述两个或两个以上的 透镜的中心线与所述LED光源的中心线互相重合。
[0006] 优选地，所述LED光源嵌套两个透镜。
[0007] 优选地，所述两个透镜都为折射式透镜，外部的折射式透镜和内部的折射式透镜 之间存在空气层。
[0008] 优选地，所述两个透镜分别为反射式透镜和折射式透镜，内部的反射式透镜和外 部的折射式透镜之间存在空气层。
[0009] 其中，所述反射式透镜的出光面为凹面。
[0010] 优选地，在所述底板上设有反射片。
[0011] 优选地，所述每个透镜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
[0012] 上述技术方案提供的LED光源模块，通过在LED光源嵌套两个或两个以上的透镜， 使光线经过两次或两次以上的交替折射，或者在全反射后再经过多次的交替折射，扩大光 线从LED光源模块的出射角度。
[0013] 另一方面，本发明实施例提供了一种LED灯条，包括多个上述技术方案所述的LED 光源模块和PCB电路板，所述一个或多个LED光源模块设置在所述PCB电路板上。
[0014] 上述技术方案提供的LED灯条，包括一个或多个本发明提供的LED光源模块和PCB 电路板，通过在保证相邻两个LED光源模块的重叠区域的光线过渡均匀的基础上，增加相 邻两个LED光源模块的距离，减少LED光源的使用数量，降低成本。
[0015] 再一方面，本发明实施例提供了一种直下式背光模组，包括扩散板和至少一个上 述技术方案所述的LED灯条，所述扩散板置于所述LED灯条的上方，用于扩散LED灯条发出 的光线。
[0016] 其中所述直下式背光模组的厚度小于15_。
[0017] 上述技术方案提供的直下式背光模组，通过使用本发明提供的LED灯条，使LED光 源出射的光线在扩散板上扩散均匀，并保证直下式背光模组的厚度在15mm范围内，以满足 对直下式背光模组超薄的市场需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明实施例提供的一种嵌套两个折射式透镜的反射式LED光源模块示意 图；
[0019] 图2为本发明实施例提供的一种嵌套反射式透镜和折射式透镜的折反式LED光源 丰旲块不意图；
[0020] 图3为本发明实施例提供的一种计算全反射的布儒斯角的示意图；
[0021] 图4为包括两个图1所示的LED光源模块的LED灯条的示意图；
[0022] 图5为包括两个图2所示的LED光源模块的LED灯条的示意图；
[0023] 图6为包括图4所示的LED灯条的直下式背光模组的示意图；
[0024] 图7为包括图5所示的LED灯条的直下式背光模组的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0026] 本发明实施例提供了一种LED光源模块，包括一 LED光源，一用于承载所述LED光 源的底板，在所述LED光源外面嵌套有两个或两个以上的透镜，所述两个或两个以上的透 镜的中心线与所述LED光源的中心线互相重合，使出射光线均匀。
[0027] 本发明的设计原理是：LED光源发出的光线经过透镜时，由于空气层与透镜的折 射率不同，且本技术方案中透镜的折射率大于空气层的折射率，因此在光线从透镜出射到 空气层中时会发生折射，从而使光线角度发生变化，而当光线经过两次以上的交替折射，或 者经过全反射后再经过多次折射后，其出光角度会增大。
[0028] 如图1和图2共同所示，在本实施例中，LED光源嵌套两个透镜，每个透镜的材料 成分为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA(俗称有机玻璃）。参考图1，为一种嵌套两个折射式透镜的 折射式LED光源模块示意图，该折射式LED光源模块包括LED光源11、底板12、内部的折射 式透镜13、外部的折射式透镜14,两个折射式透镜之间存在合适厚度的空气层15。
[0029] 具体的，LED光源11发出的光线经过内部的折射式透镜13折射后，出射至空气层 15,再由空气层15经过外部的折射式透镜14折射后，从折射式LED光源模块射出，这样经 过多次折射后出射光线的最大出光角度可以达到120°以上。
[0030] 需要说明的是，内部的折射式透镜13和外部的折射式透镜14之间存在厚度约1_ 的空气层15,使光线从折射式LED光源模块出射后的角度达到最大；此外，内部的折射式透 镜13和LED光源11之间存在一定的距离，避免LED光源11工作时的高温损坏内部的折射 式透镜13。
[0031] 参考图2,为一种嵌套反射式透镜和折射式透镜的折返式LED光源模块示意图，该 折返式LED光源模块包括LED光源21、底板22、内部的反射式透镜23、外部的折射式透镜 24,使两透镜之间存在合适厚度的空气层25。
[0032] 具体的，LED光源21发出光线的绝大部分在内部的反射式透镜23与空气层的界面 上发生全反射后，再次进入内部的反射式透镜23,经过底板22反射后，再经过内部的反射 式透镜23折射至空气层25,从空气层25经过外部的折射式透镜24折射后，从折反式LED 光源模块射出。这样，光线经过全反射和多次折射后可以使出射光线的最大出光角度可以 达到170°左右。LED光源21发出光线的另一部分直接经过内部的反射式透镜23折射后 出射至空气层25,再由空气层25经过外部的折射式透镜24折射后，从所述折返式LED光源 模块射出。
[0033] 需要说明的是，反射式透镜23的出光面采用的凹面设计，使LED光源21发出的绝 大部分光线的入射角大于布儒斯特角，在内部的反射式透镜23和空气层25界面上发生全 反射。例如，参考图3,图中凹面为反射式透镜的出光面，凸面为折射式透镜的出光面，根据 全反射公式sin^ = S计算出布儒斯特角约为4Γ，光线31的入射角Θ大于4Γ时发生 n\ 全反射，即当LED光源发出的光线的入射角大于布儒斯特角时就会发生全反射。其中II1 = 1. 52为PMM透镜的折射率，n2= 1. 00为空气的折射率。
[0034] 需要说明的是，内部的反射式透镜23和外部的折射式透镜24之间同样存在厚度 约Imm的空气层25,使光线从折射式LED光源模块出射后的角度达到最大；此外，内部的反 射式透镜23和LED光源21之间存在一定的距离，避免LED光源21工作时的高温损坏内部 的折射式透镜23。
[0035] 一优选实施例中，LED光源模块的底板上设有反射片，提高底部光线的反射，减小 光线损失。
[0036] 本实施例提供的LED光源模块，通过在LED光源嵌套两个或两个以上的透镜，使光 线经过多次的交替折射，或者在全反射后再经过多次的交替折射，以扩大光线从LED光源 模块的出射角度。
[0037] 本发明的另一实施例提供了一种LED灯条，包括一个或多个上述技术方案提供的 LED光源模块和一 PCB电路板，所述多个LED光源模块设置在PCB电路板上。
[0038] 图4为包括两个图1所示的LED光源模块的LED灯条的示意图，该LED灯条包括 两个折射式LED光源模块41和PCB电路板42,两个LED光源模块41呈直线型按照一定的 距离43均匀的设置在PCB电路板42上，根据实际需要调整两个LED光源模块41间的距离 43,使得两LED光源模块41间的光线重叠区域44的光线过渡均匀。
[0039] 需要说明的是，本发明中的LED灯条并不局限于只包括折射式LED光源模块，也可 以包括折反式LED光源模块，参考图5,图5中每个LED光源模块51的LED光源嵌套了反射 式透镜和折射式透镜。
[0040] 本实施例提供的LED灯条，包括一个或多个本发明提供的LED光源模块，通过在保 证相邻两个LED光源模块的重叠区域的光线过渡均匀的基础上，增加相邻两个LED光源模 块的距离，减少LED光源的使用数量，降低成本。
[0041] 本发明的又一实施例提供了一种直下式背光模组，包括一扩散板和至少一个上述 技术方案提供的LED灯条，扩散板置于LED灯条的上方，用于扩散LED灯条发出的光线。
[0042] 图6和图7为本发明提供的一种直下式背光模组的示意图，该直下式背光模组的 厚度64为15mm，包括扩散板61和LED灯条62 (或LED灯条72)，其中图6中的LED灯条62 的LED灯源模块都为折射式LED光源模块，图7中的LED灯条72的LED灯源模块都为折反 式LED光源模块，LED灯条62 (或LED灯条72)上相邻两个LED光源发出的光线在扩散板 61上的重叠区域63过渡很均匀，主观效果较好。
[0043] 本实施例提供的直下式背光模组，通过使用本发明提供的LED灯条，使LED光源出 射的光线在扩散板上扩散均匀，并保证直下式背光模组的厚度在15mm范围内，以满足对直 下式背光模组超薄的市场需求。
[0044] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围 内。
【权利要求】
1. 一种LED光源模块，包括LED光源，用于承载所述LED光源的底板；其特征在于， 在所述LED光源外面嵌套有两个或两个以上的透镜，所述两个或两个以上的透镜的中 心线与所述LED光源的中心线互相重合。
2. 根据权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述LED光源嵌套两个透镜。
3. 根据权利要求2所述的LED光源模块，其特征在于，所述两个透镜都为折射式透镜， 外部的折射式透镜和内部的折射式透镜之间存在空气层。
4. 根据权利要求2所述的LED光源模块，其特征在于，所述两个透镜分别为反射式透镜 和折射式透镜，内部的反射式透镜和外部的折射式透镜之间存在空气层。
5. 根据权利要求4所述的LED光源模块，其特征在于，所述反射式透镜的出光面为凹 面。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的LED光源模块，其特征在于，在所述底板上设有反射 片。
7. 根据权利要求6所述的LED光源模块，其特征在于，所述每个透镜的材料为聚甲基丙 烯酸甲酯PMMA。
8. -种LED灯条，其特征在于，包括一个或多个如权利要求1-5任一项所述的LED光源 模块和PCB电路板，所述一个或多个LED光源模块设置在所述PCB电路板上。
9. 一种直下式背光模组，其特征在于，包括扩散板和至少一个如权利要求8所述的LED 灯条，所述扩散板置于所述LED灯条的上方，用于扩散LED灯条发出的光线。
10. 根据权利要求9所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组的厚度 小于1 5mm 〇
【文档编号】F21S8/00GK104456301SQ201410652143
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月15日 优先权日:2014年11月15日
【发明者】文喜平, 战嘉瑾 申请人:青岛歌尔声学科技有限公司