[发明专利]直下式背光系统

权利要求书

1.一种直下式背光系统，包括背光源(1)、背光腔体(2)，其特征在于：所述的背光源(1)是一种将LED背光中的LED光源用自由曲面透镜进行模块封装的结构。

2.根据权利要求1所述的直下式背光系统，其特征在于：所述的背光源(1)是由封装管壳(11)、发光二极管芯片(12)、封装胶体(14)和自由曲面透镜(15)组成，发光二极管芯片(12)贴装在封装管壳(11)内，其电极与封装管壳(11)内电路层相连；发光二极管芯片(12)被封装胶体(14)封装；自由曲面透镜(15)通过固定结构(18)与封装管壳(11)上固定槽(19)，固定于封装管壳(11)上。

3.根据权利要求2所述的直下式背光系统，其特征在于：所述封装管壳(11)是陶瓷管壳或金属管壳或带金属基座的塑料管壳；封装管壳(11)是平板型或是带反光杯的结构。

4.根据权利要求2所述的直下式背光系统，其特征在于：所述封装胶体(14)为填充胶体或荧光粉胶或填充胶体与荧光粉胶的混合体，材料为环氧树脂或硅胶或其他对于300nm～800nm波长光具有高透光率的有机或无机材料。

5.根据权利要求2所述的直下式背光系统，其特征在于：所述自由曲面透镜(15)为单透镜或多个透镜组合或透镜阵列。

6.根据权利要求2或5所述的直下式背光系统，其特征在于：所述自由曲面透镜(15)可以采用模具或精密加工方法制造，则其出光面与入光面中至少有一表面为自由曲面；所述自由曲面透镜(15)也可以采用封装胶体灌注或自流成形方法制造，则其出光面为自由曲面。

7.根据权利要求6所述的直下式背光系统，其特征在于：所述采用模具或精密加工方法制造的自由曲面透镜(15)具有一基面，基面是一平面或一球面或一自由曲面；基面中央设有入光面，入光面是一凹面；出光面是一连续或非连续自由曲面；基面、入光面、出光面共同界定透镜本体；所述采用封装胶体灌注或自流成形方法制造的自由曲面透镜(15)具有一出光面，出光面是一连续或非连续自由曲面；封装管壳(11)上表面与出光面共同界定透镜本体。

8.根据权利要求5所述的直下式背光系统，其特征在于：所述由多个透镜组合成的自由曲面透镜(15)，组合透镜至少有两种透镜曲面形状。

9.根据权利要求2或5所述的直下式背光系统，应用其特征在于：所述自由曲面透镜(15)材料为对300nm～800nm波长光具有高透光率的有机或无机材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC或玻璃或环氧树脂或硅胶或纳米陶瓷，但不限于上述几种材料；材料折射率范围为1.3～3.5。

10.根据权利要求1或2所述的直下式背光系统，其特征在于：所述的背光源(1)为单个发光二极管芯片(12)或多个发光二极管芯片(12)封装，多芯片封装中芯片的分布为阵列式或其他规则分布的形式。

11.根据权利要求1所述的直下式背光系统，其特征在于：所述的背光源(1)可使用RGB三基色LED，则组合有红、蓝、绿三种不同波长的背光源(1)，每两颗绿色、一颗红色、一颗蓝色共四颗背光源(1)紧凑排列在一起构成一个背光单元(BLU)，但每组BLU中不同波长背光源(1)的构成不限于上述方式；也可使用白光LED，则每一颗背光源(1)构成一个BLU。

12.根据权利要求1所述的直下式背光系统，其特征在于：所述的背光源(1)在背光腔体(2)底部规则排列。

13.根据权利要求1所述的直下式背光系统，其特征在于：背光腔体(2)内壁由高反射率材料构成。

14.根据权利要求1或13所述的直下式背光系统，其特征在于：所述的背光腔体(2)内壁形状为规则长方体，或者是侧壁与底面一定夹角的六面体，又或者是底面带有凹槽的长方体，但背光腔体内壁外形不限于上述结构。

15.根据权利要求2所述的直下式背光系统，其特征在于：所述的自由曲面透镜(15)在整个背光系统可以是同一种自由曲面表征的透镜，也可以是多种自由曲面表征的透镜。

16.根据权利要求1所述的直下式背光系统，其特征在于：在所述的背光腔体(2)顶部有扩散板(3)、增亮膜(41)等光学膜层。