本實(shí)用新型涉及液晶顯示器的背光模組設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種背光用LED二次透鏡及其背光模組。

背景技術(shù)：

隨著LED功率越來越高，LED的散熱問題和封裝方法的缺點(diǎn)也日益突出,為解決散熱問題，目前出現(xiàn)了利用倒裝LED芯片的封裝方式，這種方式不需要打線等工藝，直接利用回流焊或共晶等設(shè)備，通過回流焊將芯片電極與基板電路連接，然后在芯片上方涂覆或者貼覆一層熒光粉層。這種制程方式的LED被稱為免封裝LED或芯片級(jí)封裝LED（CSP）。

直下背光模組是通過LED上增加二次透鏡，從而在擴(kuò)散板上實(shí)現(xiàn)均勻的照度，因?yàn)槠涔庑Ю寐矢?，燈條的整體成本低，所以中低端電視背光的主要使用直下式背光模組。

CSP LED具有散熱性好，大功率等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適用于直下式背光模組中，通過減少LED顆數(shù)，驅(qū)動(dòng)大功率從而降低背光燈條的成本。因此目前開發(fā)CSP LED配套的二次透鏡成為背光廠商及相關(guān)行業(yè)上下游的熱點(diǎn)。CSP為芯片級(jí)封裝，光源的尺寸較小，所以要求的精度非常高，目前直下式CSP分為TOP發(fā)光和五面發(fā)光兩種。由于工藝制程限制，導(dǎo)致封裝出的CSP LED四壁（特別是底部）多少都會(huì)出現(xiàn)泄漏藍(lán)光的問題。如圖1所示，目前使用的二次透鏡使得從倒裝式LED芯片底部四周泄漏的藍(lán)光多數(shù)從二次透鏡的上方射出，通過二次透鏡產(chǎn)生的光斑出現(xiàn)明顯的色差現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種背光用LED二次透鏡及其背光模組，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中倒裝式LED芯片底部四周泄漏的藍(lán)光通過二次透鏡后產(chǎn)生的光斑有明顯的色差現(xiàn)象的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種背光用LED二次透鏡，包括：由二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的第一曲面，位于第一曲面的下方用于容納LED芯片的第二曲面，位于第一曲面的下方并與第二曲面的邊緣連接的環(huán)形底面，及將環(huán)形底面與第一曲面連接的側(cè)面構(gòu)成的透鏡本體；其中，所述第二曲面由二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成并朝向第一曲面凹陷；第一曲面上設(shè)置有由二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成并向第二曲面凹陷的第三曲面；所述側(cè)面為V型曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成。

所述的背光用LED二次透鏡，其中，所述V型曲線包括：與第一曲面連接的第一連接部，及與環(huán)形底面連接的第二連接部；所述第二連接部與所述環(huán)形底面之間的夾角不小于150°。

所述的背光用LED二次透鏡，其中，所述第一連接部的頂部與所述環(huán)形底面之間的垂直距離為所述第二連接部的頂部與所述環(huán)形底面之間的垂直距離的二倍。

所述的背光用LED二次透鏡，其中，所述透鏡本體的折射率為n時(shí)，所述第二連接部與所述環(huán)形底面之間的夾角為（90°+arcsin（1/n））。

所述的背光用LED二次透鏡，其中，所述環(huán)形底面的環(huán)寬為R時(shí)，所述第二連接部的頂部與所述環(huán)形底面之間的垂直距離大于（tan170°*R）。

所述的背光用LED二次透鏡，其中，所述第三曲面的頂部與所述第二曲面的頂部相對(duì)設(shè)置。

所述的背光用LED二次透鏡，其中，所述第一曲面的中心軸線與所述透鏡本體的中心軸線重合。

所述的背光用LED二次透鏡，其中，所述透鏡本體為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或玻璃。

一種背光模組，其中，其包括如上任一所述的背光用LED二次透鏡。

有益效果：本實(shí)用新型所提供的背光用LED二次透鏡，從倒裝式LED芯片底部四周出射的藍(lán)色光線通過第一連接部和第二連接部的光學(xué)全反射后，藍(lán)色光線的出射方向被改變，使得大部分光線被第一曲面全反射后打散，只有一小部分光線從第一曲面直接射出，避免第一曲面上方形成藍(lán)色色差的現(xiàn)象。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中二次透鏡的示意圖，其中圖1a為主視圖，圖1b為主視圖的剖視圖，圖1c為底部視圖，圖1d為立體視圖。

圖2是本實(shí)用新型中背光用LED二次透鏡的立體示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中背光用LED二次透鏡的底部示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中背光用LED二次透鏡的剖視圖。

圖5是本實(shí)用新型中背光用LED二次透鏡的光學(xué)模擬示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供一種背光用LED二次透鏡，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖1-圖5。本實(shí)用新型提供了一種背光用LED二次透鏡，如圖4所示，包括透鏡本體1，透鏡本體1由第一曲面2、位于第一曲面2的下方用于容納LED芯片的第二曲面3、位于第一曲面2的下方并與第二曲面3的邊緣連接的環(huán)形底面4、及將環(huán)形底面4與第一曲面2連接的側(cè)面5圍成；第一曲面2和第二曲面3均為二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成，且第二曲面3朝向第一曲面2凹陷。較佳的，第一曲面2上設(shè)置有由二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的第三曲面6，第三曲面6朝向第二曲面3凹陷；所述側(cè)面5為V型曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成。

如圖2和圖3所示，環(huán)形底面4為平面，倒裝式LED芯片放置在第二曲面3圍成的容納腔內(nèi)后，光線從第二凹面射入透鏡本體1，第二曲面3成為入光面，環(huán)形底面4、側(cè)面5、第一曲面2和第三曲面6成為出光面；從倒裝式LED芯片的底部四周出射的藍(lán)色光線經(jīng)過入光面后，通過所述側(cè)面5全反射并被第一曲面2全反射后打散，最大程度的改變了光線的出射方向，使得從倒裝式LED芯片底部四周出射的藍(lán)色光線不會(huì)全部出射到第一曲面2，從而避免當(dāng)?shù)谝磺?出射較多藍(lán)色光線時(shí)形成藍(lán)色色差的現(xiàn)象。

所述V型曲線包括：與第一曲面2連接的第一連接部7，及與環(huán)形底面4連接的第二連接部8；由于現(xiàn)有技術(shù)中從二次透鏡出射的80%左右的光線都集中在不小于170°的范圍內(nèi)，因此所述第二連接部8與所述環(huán)形底面4之間的夾角不小于150°。

如圖5所示，所述第二連接部8的頂部與所述環(huán)形底面4之間的垂直距離為h1，所述第一連接部7的頂部與所述環(huán)形底面4之間的垂直距離為h2，所述第二連接部8與所述環(huán)形底面4之間的夾角為α1，所述第一連接部7與所述環(huán)形底面4之間的夾角為α2，所述透鏡本體1的折射率為n,所述環(huán)形底面4的環(huán)寬為R；則，α1=90°+arcsin（1/n）。較佳的，h1>（tan170°*R），h2=2*h1，則α2=2/(2/tan2*α1)-（1/tanα1）。

較佳的，所述第三曲面6的頂部與所述第二曲面3的頂部相對(duì)設(shè)置；所述第一曲面2的中心軸線與所述透鏡本體1的中心軸線重合。

從倒裝式LED芯片底部四周出射的光線首先照射到第二凹面的表面上，經(jīng)過第二凹面的折射，光線進(jìn)入透鏡本體1，并在所述第一連接部7和所述第二連接部8發(fā)生全反射，從倒裝式LED芯片底部四周出射的藍(lán)色光線通過第一連接部7和第二連接部8的光學(xué)全反射后，藍(lán)色光線的出射方向被改變，使得大部分光線被第一曲面2全反射后打散，只有一小部分光線從第一曲面2直接射出，避免第一曲面2上方形成藍(lán)色色差的現(xiàn)象。

進(jìn)一步的，所述透鏡本體1的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或玻璃。較佳的，所述透鏡本體1的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯，在保證所述透鏡本體1的光學(xué)性、強(qiáng)度和硬度等機(jī)械性能穩(wěn)定的同時(shí)耐熱性強(qiáng)，且便于生產(chǎn)加工，通過注塑成型，便于加工出高精度的表面。所述環(huán)形底面4上遠(yuǎn)離第一曲面2的一側(cè)設(shè)置有若干個(gè)凹面9，所述凹面9朝向第一曲面2方向凹陷，所述凹面9使得從環(huán)形底面4出射的光線更加均勻。所述環(huán)形底面4和所述第一曲面2經(jīng)過霧化處理，使得透鏡本體1的表面具有霧化層，從而保證光利用率及出光均勻。

本實(shí)用新型還提供一種背光模組，其包括如上任一所述的背光用LED二次透鏡。

綜上所述，本實(shí)用新型所提供的背光用LED二次透鏡及其背光模組，包括：由二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的第一曲面，位于第一曲面的下方用于容納LED芯片的第二曲面，位于第一曲面的下方并與第二曲面的邊緣連接的環(huán)形底面，及將環(huán)形底面與第一曲面連接的側(cè)面構(gòu)成的透鏡本體；所述第二曲面由二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成并朝向第一曲面凹陷；第一曲面上設(shè)置有由二次曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成并向第二曲面凹陷的第三曲面；所述側(cè)面為V型曲線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成。所述背光用LED二次透鏡可以應(yīng)用于直下式背光模組中，從倒裝式LED芯片底部四周出射的藍(lán)色光線通過第一連接部和第二連接部的光學(xué)全反射后，藍(lán)色光線的出射方向被改變，使得大部分光線被第一曲面全反射后打散，只有一小部分光線從第一曲面直接射出，避免第一曲面上方形成藍(lán)色色差的現(xiàn)象。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。