用于背光源的透鏡組件和具有透鏡組件的背光單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于背光光源的透鏡組件和包括透鏡組件的背光單元。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示器(其不是自發(fā)光設(shè)備)通常包括照明系統(tǒng)，諸如背光。
[0003]已經(jīng)用于傳統(tǒng)背光光源的冷陰極熒光燈(“CCFL”)消耗高功率并且具有短的使用壽命。因此，最近，廣泛使用利用發(fā)光二極管(“LED”)(其具有長使用壽命以及低功耗和輕重量)的背光系統(tǒng)以允許背光系統(tǒng)變得纖細(xì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通常，通過背光系統(tǒng)中的發(fā)光二極管(“LED”)元件發(fā)射的光具有線性，使得釋放至與LED元件垂直的區(qū)域的光的強(qiáng)度具有最大值，并且釋放至不與LED元件垂直的區(qū)域的光的強(qiáng)度可能具有小于最大值的值。因此，在使用LED元件的這種背光系統(tǒng)中，輸出光的強(qiáng)度并非基本均勻的并且根據(jù)區(qū)域可具有不同的強(qiáng)度。
[0005]此外，當(dāng)用于發(fā)射不同顏色的LED被用于實現(xiàn)發(fā)射期望顏色的背光系統(tǒng)時，由于上述LED的線性導(dǎo)致不同的顏色可能未被有效地混合。
[0006]在背光系統(tǒng)中，為了增加光的顏色的均勻性，可利用增加數(shù)量的LED元件來減小LED元件之間的間隙，并且因此增加制造成本。
[0007]本發(fā)明的示例性實施方式涉及用于十分有效地混合不同顏色的光而不增加LED元件的數(shù)量的用于背光光源的透鏡、以及包括透鏡的背光單元。
[0008]本發(fā)明的示例性實施方式提供了用于背光光源的透鏡組件，其包括:多個光發(fā)射器，其中，每個光發(fā)射器包括發(fā)射具有彼此不同顏色的光的第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件；以及透鏡，布置在光發(fā)射器上以覆蓋光發(fā)射器。在這種實施方式中，透鏡相對于中心軸基本對稱并且具有沿與中心軸平行的方向延伸的條形形狀，光發(fā)射器沿與中心軸平行的方向彼此間隔開，并且第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件沿與中心軸平行的方向彼此間隔開。
[0009]在示例性實施方式中，通過光發(fā)射器發(fā)射至透鏡的光可在透鏡的外頂表面上全反射，并且全反射的光可通過透鏡的外側(cè)表面沿第一方向擴(kuò)散，第一方向與中心軸基本正交。
[0010]在示例性實施方式中，由第一發(fā)光器件發(fā)射的第一光和由第二發(fā)光器件發(fā)射的第二光可沿第一方向擴(kuò)散并且彼此混合。
[0011]在示例性實施方式中，透鏡可包括與光發(fā)射器的側(cè)表面對應(yīng)的兩個內(nèi)側(cè)表面和與光發(fā)射器的頂表面對應(yīng)的內(nèi)頂表面，內(nèi)頂表面可包括第一傾斜表面，第一傾斜表面使透鏡隨著遠(yuǎn)離內(nèi)側(cè)表面直至中心軸而變得更薄，并且透鏡的兩個內(nèi)側(cè)表面和內(nèi)頂表面可限定相對于中心軸基本對稱的形狀。
[0012]在示例性實施方式中，內(nèi)頂表面的第一傾斜表面可與透鏡的底表面形成第一角，并且第一角處于約零(0)度至約45度的范圍內(nèi)。
[0013]在示例性實施方式中，透鏡的內(nèi)頂表面可進(jìn)一步包括第二傾斜表面，第二傾斜表面沿不與第一傾斜表面平行的方向傾斜。
[0014]在示例性實施方式中，透鏡可包括與其內(nèi)側(cè)表面對應(yīng)的兩個外側(cè)表面、和與其內(nèi)頂表面對應(yīng)的外頂表面，其中，透鏡的外頂表面可包括第三傾斜表面，第三傾斜表面使透鏡的高度隨著遠(yuǎn)離中心軸直至外側(cè)表面而增加，并且透鏡的兩個外側(cè)表面和外頂表面可限定相對于中心軸基本對稱的形狀。
[0015]在示例性實施方式中，透鏡在中心軸處具有第一厚度，并且隨著遠(yuǎn)離中心軸透鏡變得更厚，并且第一厚度大于約0.5毫米(mm)。
[0016]在示例性實施方式中，透鏡的外頂表面可在中心軸處具有預(yù)定曲率。
[0017]在不例性實施方式中，通過光發(fā)射器發(fā)射的光可在內(nèi)頂表面上被折射，折射的光可在外頂表面上被全反射，并且全反射的光可通過透鏡的外側(cè)表面沿第一方向擴(kuò)散，第一方向與中心軸基本正交。在這種實施方式中，由第一發(fā)光器件發(fā)射的第一光和由第二發(fā)光器件發(fā)射的第二光可沿第一方向擴(kuò)散并且彼此混合。
[0018]在示例性實施方式中，透鏡可包括在內(nèi)頂表面上限定的第一鋸齒部和在外側(cè)表面上限定的第二鋸齒部中的至少一個，其中，第一鋸齒部和第二鋸齒部的每一個可包括彼此交替布置的凹入部和突出部。
[0019]在示例性實施方式中，第一鋸齒部和第二鋸齒部中的至少一個可具有其中谷部和脊部交替布置的棱鏡形式。
[0020]在示例性實施方式中，谷部和脊部中的至少一個可具有預(yù)定曲率。
[0021]在示例性實施方式中，第一鋸齒部和第二鋸齒部中的至少一個可具有通過多個半圓柱體(hem1-cylinder)限定的形式。
[0022]本發(fā)明的另一個實施方式提供了背光單元，其包括沿第一方向彼此間隔開的多個透鏡組件，其中，每個透鏡組件包括:多個光發(fā)射器，其中，每個光發(fā)射器包括第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件，并且第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件發(fā)射具有彼此不同顏色的光；以及透鏡，布置在光發(fā)射器上以覆蓋光發(fā)射器，其中，透鏡相對于沿第二方向(其與第一方向基本正交)延伸的中心軸基本對稱并且具有沿第二方向延伸的條形形狀，光發(fā)射器沿第二方向彼此間隔開，并且每個光發(fā)射器的第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件沿第二方向彼此間隔開。
[0023]根據(jù)用于背光光源的透鏡組件和包括根據(jù)本發(fā)明的透鏡組件的背光單元的示例性實施方式，不同顏色的光被有效地彼此混合，而無需增加光發(fā)射器的數(shù)量。
【附圖說明】
[0024]通過參考附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施方式，本發(fā)明的上述特征和其他特征將變得更加顯而易見，其中:
[0025]圖1示出了包括根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的背光單元的示例性實施方式的平面視圖；
[0026]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的背光光源的透鏡組件的示例性實施方式的立體視圖；
[0027]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的透鏡的示例性實施方式的截面視圖；
[0028]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的示例性實施方式的示意性視圖；
[0029]圖5示出了用于描述穿過用于背光光源的傳統(tǒng)透鏡組件的光路的示意性視圖；
[0030]圖6示出了用于描述穿過根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的示例性實施方式的光路的不意性視圖；
[0031]圖7示出了用于描述穿過用于背光光源的傳統(tǒng)透鏡組件的光的混合的示意性視圖；
[0032]圖8示出了用于描述穿過根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的示例性實施方式的光的混合的示意性視圖；
[0033]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的背光單元的示例性實施方式的一部分的立體視圖；
[0034]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的示例性實施方式的一部分的立體視圖；
[0035]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的一部分的立體視圖；
[0036]圖12至圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的可替代示例性實施方式的鋸齒部的立體視圖；
[0037]圖15和圖16是示出示例性實驗的結(jié)果的曲線圖；
[0038]圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的透鏡的可替代示例性實施方式的截面視圖；以及
[0039]圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的用于背光光源的透鏡組件的透鏡的可替代示例性實施方式的截面視圖。
【具體實施方式】
[0040]現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了各種實施方式。然而，本發(fā)明可以很多不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為局限于本文中所闡述的實施方式。相反，提供這些實施方式以使得本公開將是徹底和完整的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。貫穿全文，相似的參考標(biāo)號是指相似的元件。
[0041]將理解，當(dāng)元件被稱為“在”另一個元件“上”時，其可直接位于另一元件上，或者在它們之間也可存在中間元件(intervening element)。相反，當(dāng)元件被稱為“直接在”另一元件“上”時，則不存在中間元件。
[0042]將理解，盡管在本文中可使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或者部分與另一元件、部件、區(qū)域、層或者部分區(qū)分開。因此，在不背離本文的教導(dǎo)的情況下，下面討論的“第一元件”、“第一部件”、“第一區(qū)域”、“第一層”或者“第一部分”可被稱作第二元件、第二部件、第二區(qū)域