[发明专利]灯珠透镜一体化的LED背光光源

说明书

本发明公开了一种灯珠透镜一体化的LED背光光源，包括：正极电极、负极电极、带自由曲面的配光透镜、灯珠底座、荧光粉以及LED芯片；灯珠底座的下表面为平面，且灯珠底座上表面的正中部向下凹陷形成一个杯状的凹槽；荧光粉在凹槽中堆积并溢出形成一个球形的荧光粉表面；LED芯片内嵌在凹槽底部中心位置，并与荧光粉紧贴；配光透镜的内表面中部与荧光粉表面紧密贴合，且配光透镜的内表面其余部分与灯珠底座上表面凹槽之外的其余部分紧密贴合；正极电极和负极电极均位于灯珠底座的下表面上，并且分别与LED芯片的正极和负极相连。本发明在保持直下式背光原有优势的同时，有效降低LCD显示屏的厚度，且显示效果不受其面积大小限制。

技术领域

本发明属于LED照明领域，更具体地，涉及LCD显示器直下式LED背光光源模组。

背景技术

液晶显示屏具有机身薄、省电、辐射低、寿命长等诸多优点，得到广泛应用。现有的液晶显示器背光主要分为两种：侧入式LED背光和直下式LED背光。侧入式LED背光是将LED放在导光板的侧面，点亮LED后，由导光板将光均匀扩散至整个LCD(Liquid CrystalDisplay)面板，对LCD面板进行均匀照明；直下式LED背光则是将LED均匀地放置在LCD面板的后面，当点亮全部LED后，就可以实现对LCD面板的均匀照明。

侧入式LED背光的LCD面板可以做得很薄，但LCD面板面积较大时会容易出现整体亮度分布不均匀情况，常常出现边缘过暗，中间过亮的显示效果；此外，侧入式LED背光还需要使用导光板，成本较高。鉴于直下式LED背光模组的独特形式，它无需使用导光板，成本低，可以实现高动态范围图像显示(HDR)效果，同时还能节约用电量，但是现有的直下式LED背光模组由于缺乏二次配光设计，或者配光效果欠佳，整个模组较厚，导致液晶面板的整体厚度较厚。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种灯珠透镜一体化的LED背光光源，旨在减小直下式LED背光的LCD面板厚度。

为实现上述目的，本发明提供了一种灯珠透镜一体化的LED背光光源，包括：正极电极、负极电极、配光透镜、灯珠底座、荧光粉以及LED芯片；灯珠底座的下表面为平面，且灯珠底座上表面的正中部向下凹陷形成一个杯状的凹槽；荧光粉在凹槽中堆积并溢出形成一个球形的荧光粉表面；LED芯片内嵌在凹槽底部中心位置，并与荧光粉紧贴，以便于所述LED芯片在发光后激发荧光粉发光；配光透镜的内表面与荧光粉表面紧密贴合，且配光透镜的内表面其余部分与灯珠底座上表面凹槽之外的其余部分紧密贴合，以实现荧光粉的封装；正极电极和负极电极均附着于灯珠底座的下表面，并且分别与LED芯片的正极和负极相连；正极电极和负极电极分别作为背光光源的正极和负极。

本发明所提供的灯珠透镜一体化的LED背光光源，在工作时，正极电极接驱动电源正极，负极电极接驱动电源负极，从而驱动LED芯片发光，并进一步激发荧光粉发光；从荧光粉表面发出的混合光首先无偏折地进入到透镜内部，在透镜内沿直线传播至透镜表面，在离开透镜时，在透镜的外表面，即自由曲面处发生既定方向的偏折。这种特殊的包裹式封装结构，可以极大地减小LED光学系统的体积；同时，引入自由曲面技术对透镜的外表面进行设计，实现对LED灯珠光能量的重新分布，即实现目标区域内的均匀照明。将这种结构的LED光学系统应用到LCD显示器的直下式背光源中，在降低LED灯珠使用量的同时，还可以减小LCD显示器的厚度，提高LCD显示器的背光均匀性，也为大尺寸的LCD显示器中的HDR技术的实现提供帮助。

进一步地，配光透镜的外表面为中心旋转对称的自由曲面，以实现均匀配光。

进一步地，正极电极和负极电极上均设置有开孔，以便于灯珠底座的下表面与正极电极和负极电极嵌合在一起，从而加强机械机构的稳定性。

进一步地，正极电极上和负极电极上的相互邻近的两条边上设置有相互配合的倒圆角，以防止驱动电源在开启、关闭过程中所产生的电流尖端效应对背光光源造成损坏。