勻光透鏡、使用該勻光透鏡的背光模組和顯示裝置

暫無

勻光透鏡、使用該勻光透鏡的背光模組和顯示裝置\n技術領域\n[0001] 本發(fā)明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種勻光透鏡、使用該勻光透鏡的背光模組和顯示裝置。\n背景技術\n[0002] 背光模組為液晶顯示器的重要組件之一，由于液晶本身不發(fā)光，背光模組的功能就是供應充足的亮度與分布均勻的光源，使液晶顯示器能正常顯示影像。目前，液晶顯示器的顯示技術已經趨于成熟，尤其在背光模組的設計方面也有了很大的發(fā)展。背光模組除了應用在液晶顯示器、液晶電視機等液晶顯示裝置之外，還可以為數碼相框、電子紙、手機等顯示裝置提供光源。\n[0003] 背光模組依據光源的位置不同分為側光式背光模組和直下式背光模組。側光式背光模組主要包括光源、導光板以及背板。導光板主要功能是藉由光散亂原理將入射的點光源轉換成面光源。光源位于導光板的至少一側面，光源所發(fā)出的光向導光板另一端傳導，然后由導光板正面射出。\n[0004] 隨著對背光模組功耗不斷下降的要求，目前市面上出現了邊角式的背光模組。目前市場上出現的勻光透鏡幾乎都為圓形，主要應用在直下式LED背光模組中，但該勻光透鏡的價格相當昂貴，而且圓形的勻光透鏡，因其外形結構，很難實現背光模組的薄型設計，因此，這種勻光透鏡很難在邊角式背光模組中應用。\n發(fā)明內容\n[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種造價相對便宜，可以在邊角式背光模組中應用的勻光透鏡、使用該勻光透鏡的背光模組和顯示裝置。\n[0006] 本發(fā)明的勻光透鏡，包括均為六邊形的第一片體和第二片體，第一片體和第二片體位于同一高度且左右并行排列，所述第一片體的一個頂角與所述第二片體的一個相對應的頂角連接，形成位于連接點上方的第一V形槽以及位于連接點下方的用于容納光源的第二V形槽。\n[0007] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第一片體與所述第二片體以所述第一V形槽的槽底的縱向軸線為對稱軸左右對稱。\n[0008] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第一V形槽的相對內壁之間所成角的角度范圍是\n40°~160°。\n[0009] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第二V形槽的相對內壁之間所成角的角度范圍是\n20°~120°。\n[0010] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第一片體的與所述第二片體連接的頂角為連接頂角，所述第一片體的與所述連接頂角相對的頂角的角度范圍是20°~160°。\n[0011] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第二V形槽的相對內壁的至少一表面設置有用于增強所述光源發(fā)出的光線擴散的擴散粒子。\n[0012] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第一V形槽為橫截面為圓弧狀的圓弧槽或橫截面為錐形的錐形槽。\n[0013] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第二V形槽為橫截面為圓弧狀的圓弧槽或橫截面為錐形的錐形槽。\n[0014] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述第一V形槽的槽底噴涂反射率大于90%的第一反射層。\n[0015] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述勻光透鏡還包括多個用以支承所述勻光透鏡的支承柱，所述支承柱分別連接于所述第一片體的底部和所述第二片體的底部。\n[0016] 本發(fā)明的勻光透鏡，其中，所述支承柱與所述第一片體和所述第二片體通過模具一體塑造成型或所述支承柱制造后通過卡合方式與所述第一片體和所述第二片體分別組合。\n[0017] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組，包括導光板以及設置于所述導光板的側面一側的光源裝置，所述光源裝置包括本發(fā)明的勻光透鏡以及設置于所述勻光透鏡的第二V形槽的內部的光源，所述勻光透鏡的第一V形槽面的開口面向所述導光板的側面。\n[0018] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組，其中，所述光源裝置設置于所述導光板的至少一邊角的外側。\n[0019] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組，其中，所述光源為LED燈條，所述LED燈條包括印刷電路板以及設置于所述印刷電路板上的LED燈，所述LED燈的出光面面向所述第二V形槽的槽底。\n[0020] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組，其中，所述印刷電路板的面向所述第二V形槽的槽底的表面設置有用于反射所述LED燈發(fā)出光線的第二反射層。\n[0021] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組，其中，所述印刷電路板的背面設置有用于散熱的膠帶。\n[0022] 本發(fā)明的顯示裝置，包括本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組。\n[0023] 本發(fā)明的勻光透鏡可以在邊角式背光模組中應用。本發(fā)明的勻光透鏡是片狀的非圓形結構，可以滿足背光模組的薄型化設計需求；同時本發(fā)明的勻光透鏡成型工藝簡單，具有成本低廉的優(yōu)勢。\n[0024] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組因為采用本發(fā)明的勻光透鏡，出光效果更好，成本大大降低。\n[0025] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組，不需要特殊的長窄型封裝的LED燈，其使用了本發(fā)明的勻光透鏡，可以使用多種封裝類型的LED燈；本發(fā)明的勻光透鏡，由于可以擴大光源發(fā)射角而起到勻光作用，進而降低了邊角LED背光模組中導光板調節(jié)的難度。\n[0026] 本發(fā)明的顯示裝置因為采用了本發(fā)明的背光模組，其產品成本得到大幅降低，其產品品質得到很大提升。\n附圖說明\n[0027] 圖1為本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組中的光源裝置的結構示意圖，主要示出了本發(fā)明的勻光透鏡的第一種實施例的結構；\n[0028] 圖2為本發(fā)明的勻光透鏡的第一種實施例的結構示意圖的左視圖；\n[0029] 圖3為本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組的結構示意圖；\n[0030] 圖4為圖4所示的A局部放大圖；\n[0031] 圖5為包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的結構示意圖；\n[0032] 圖6為不包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的亮度分布圖；\n[0033] 圖7為包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的亮度分布圖；\n[0034] 圖8為不包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的出光角度示意圖；\n[0035] 圖9包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的出光角度示意圖。\n具體實施方式\n[0036] 實施例一\n[0037] 如圖1、圖3、圖4所示，本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組的實施例，包括導光板\n1以及設置于導光板1的側面一側的光源裝置2。光源裝置2包括本發(fā)明的勻光透鏡3以及設置于勻光透鏡3的第二V形槽21的內部的光源5，勻光透鏡3的第一V形槽面11的開口面向導光板1的側面。\n[0038] 結合圖2所示，勻光透鏡3包括均為六邊形的第一片體10和第二片體20。第一片體10和第二片體20位于同一高度且左右并行排列，第一片體10的一個頂角與第二片體20的一個相對應的頂角連接，形成位于連接點上方的第一V形槽11以及位于連接點下方的用于容納光源的第二V形槽21。\n[0039] 本發(fā)明的勻光透鏡在工作時，光源位于第二V形槽內，光源發(fā)出的光線從各個不同角度入射到勻光透鏡，再經透鏡內部折射后至第一V形槽的槽底，在第一V形槽的兩側壁的折射、擴散作用下，光線勻合并向外擴散出去。\n[0040] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組在使用時，光源發(fā)出的光線透射至第一V形槽的槽底，在第一V形槽的兩側壁的擴散作用下，光線勻合并向外擴散至導光板的側面。\n[0041] 本發(fā)明的勻光透鏡，是片狀的非圓形結構，可以滿足背光模組的薄型化設計需求；\n同時本發(fā)明的勻光透鏡成型工藝簡單，具有成本低廉的優(yōu)勢。\n[0042] 在勻光透鏡3中，第一片體10與第二片體20以第一V形槽11的槽底的縱向軸線為對稱軸左右對稱。\n[0043] 在勻光透鏡3中，第一V形槽11的相對內壁之間所成角α的角度范圍是\n40°~160°。\n[0044] 在勻光透鏡3中第二V形槽21的相對內壁之間所成角β的角度范圍是\n20°~120°。\n[0045] 在勻光透鏡3中，第一片體10的與第二片體20連接的頂角為連接頂角15，第一片體10的與連接頂角15相對的頂角γ的角度范圍是20°~160°。\n[0046] 在勻光透鏡3中，第二V形槽21的兩個相對的內壁的向透鏡外部的表面均設置有用于增強光源發(fā)出的光線擴散的擴散粒子12。\n[0047] 在本發(fā)明的其他實施例中，擴散粒子12也可以設置于第二V形槽21的兩個相對的內壁的向透鏡內部的表面上，即第二V形槽的相對內壁的至少一表面設置有用于增強光源發(fā)出的光線擴散的擴散粒子。\n[0048] 擴散粒子12主要起到散射，增加入射光發(fā)散角度的作用，其材質可以是PMMA、PET或是PC等。擴散粒子12可以通過模具成型，也可以是通過涂布形成。擴散粒子12的顆粒大小可以一致，也可以隨機分布。\n[0049] 在本發(fā)明的勻光透鏡的其它實施例中，擴散粒子也可以是不同材質的分布在勻光透鏡內部的粒子。\n[0050] 本實施例中，擴散粒子12形成的擴散粒子層的特性為91%的透過率以及89%的霧度。\n[0051] 本實施例中，第一V形槽11為橫截面為錐形的錐形槽。第二V形槽21同樣為橫截面為錐形的錐形槽。\n[0052] 在本發(fā)明的勻光透鏡的其他實施例中，第一V形槽可以為橫截面為錐形的錐形槽，而與之相對的第二V形槽可以為橫截面為圓弧狀的圓弧槽，或者，第一V形槽可以為橫截面為圓弧狀的圓弧槽，而與之相對的第二V形槽可以為橫截面為錐形的錐形槽。\n[0053] 在勻光透鏡3中，第一V形槽11的槽底噴涂有反射率大于90%的第一反射層13。\n[0054] 本實施例中，第一反射層13涂附于第二V形槽21的槽底的中心區(qū)域，一方面以降低中心亮度，另一方面，將第二V形槽21的槽底接收的光線反射至第二V形槽21的相對內壁，通過擴散粒子12散射后向四周出射，以進一步有效提高勻光透鏡的均一度。\n[0055] 勻光透鏡3還包括多個用以支承勻光透鏡的支承柱17，支承柱17平行排列且分別連接于第一片體10的底部和第二片體20的底部。\n[0056] 本實施例中，支承柱17與第一片體10和第二片體20通過模具一體塑造成型。\n[0057] 在本發(fā)明的勻光透鏡的其他實施例中，支承柱17可以制造后通過卡合方式與第一片體10和第二片體20分別組合。\n[0058] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組的實施例，其中，光源裝置2設置于導光板1的四個邊角的外側。\n[0059] 本發(fā)明的使用反射透鏡的背光模組的其他實施例中，光源裝置可以設置于導光板的一個邊角的外側或二個邊角的外側或三個邊角的外側，總之光源裝置設置于導光板的至少一邊角的外側。\n[0060] 本發(fā)明的使用反射透鏡的背光模組的其他實施例中，光源裝置也可以設置于導光板的一個邊的外側或分別設置于導光板的二個對邊的外側或分別設置于導光板的三個邊的外側，總之光源裝置可以設置于導光板的至少一邊的外側。\n[0061] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組的實施例，其中，光源5為LED燈條，LED燈條包括印刷電路板51以及設置于印刷電路板51上的LED燈52，LED燈52的出光面面向第二V形槽21的槽底。\n[0062] 本實施例中，一個印刷電路板51上可以設置1個或是多個LED燈52。\n[0063] 本發(fā)明的勻光透鏡的具體結構應該和LED燈選用的型號相匹配，即勻光透鏡的具體尺寸隨所選定的LED燈的尺寸的不同而有所變化。\n[0064] 支承柱17是連接印刷電路板51和勻光透鏡3的橋梁，支承柱17固定連接于印刷電路板51上，其連接方式可以是多種，比如利用膠水粘接、利用螺栓螺接或利用卡口卡接等。\n[0065] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組的實施例，其中，LED燈52的熒光粉層53的顏色為黃色。\n[0066] 熒光粉層53的熒光粉用來吸收LED燈52的晶片所發(fā)出的部分激發(fā)光線，并據以激發(fā)出波長異于晶片所發(fā)出的激發(fā)光線的波長的發(fā)射光線。\n[0067] LED燈52的晶片所發(fā)出的激發(fā)光線為藍光，熒光粉為黃色熒光粉，LED燈發(fā)出的藍光與黃色熒光粉發(fā)出的黃光互補形成白光。\n[0068] LED燈所發(fā)出的光由晶片和熒光粉共同決定，通常情況下采用發(fā)白光的LED燈，而發(fā)白光的LED燈可以是藍晶片和黃熒光粉構成，也可以是藍綠雙晶片和紅熒光粉構成。以藍色晶片配合黃色熒光粉為例，白色LED燈發(fā)光的原理是，晶片在外電源作用下所釋放的能量以發(fā)藍光的光子形式發(fā)射出來，這些發(fā)藍光的光子進一步轟擊黃色熒光粉，從而復合出白光。因此，不同的晶片搭配不同的熒光粉將發(fā)出不同波段的光，可以根據實際設計需要，選擇發(fā)不同波段光的LED燈。\n[0069] 為了進一步提高光效，本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組的實施例，其中，印刷電路板51的面向第二V形槽21的槽底的表面設置有用于反射LED燈52發(fā)出光線的第二反射層54。\n[0070] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組的實施例，其中，印刷電路板51的背面設置有用于散熱的膠帶55。\n[0071] 實施例二\n[0072] 本發(fā)明的勻光透鏡的具體結構應該和LED燈選用的型號想匹配，即勻光透鏡的具體尺寸隨所選定的LED尺寸的不同而有所變化。\n[0073] 圖5示出了本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的具體結構尺寸，本實施例的勻光透鏡3’與實施例一中的勻光透鏡3的區(qū)別僅在于，第一V形槽11’和第二V形槽21’均為橫截面為圓弧狀的圓弧槽。\n[0074] 在勻光透鏡3’中，第一片體10’與第二片體20’以豎直中軸線70’為對稱軸左右對稱。\n[0075] 本實施例的勻光透鏡3’的厚度和LED燈52’的厚度一致，均為1.4毫米。第一V形槽11’的槽底設置反射率為93%的光學特性層（第一反射層）。\n[0076] 在本實施例的勻光透鏡3’中，第二片體20’的底邊的外側邊緣距豎直中軸線70’的距離a為9毫米；第二片體20’的底邊的內側邊緣距豎直中軸線70’的距離n為3.25毫米；連接第二片體20’與印刷電路板51’的支承柱17’的外側邊距豎直中軸線70’的距離d為7毫米；連接第二片體20’與印刷電路板51’的支承柱17’的內側邊距豎直中軸線70’的距離e為5.5毫米；第二片體20’最外側邊緣距豎直中軸線70’的距離b為10毫米；第二片體20’的頂邊的外側邊緣距豎直中軸線70’的距離c為8毫米；第一片體10’的頂邊到第一片體10’的底邊的距離f為3毫米；支承柱17’的高度m為1.1毫米；第一片體10’的最外側邊緣距第一片體10’的底邊的垂直距離g為2毫米；第一V形槽11’的半徑R1為\n3.087毫米；第一V形槽11’的側壁與第一片體10’的頂邊通過圓弧壁71’連接；圓弧壁\n71’的半徑R2是7.094毫米；第二V形槽21’的半徑R3為4.341毫米。光源5’的LED燈\n52’距離第二V形槽21’的底的距離h為0.879毫米。印刷電路板51’的厚度為0.8毫米。\n印刷電路板51’的寬度為1.6毫米。光源5’的LED燈52’是3014型號的LED燈。\n[0077] 不包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的亮度分布如圖6所示，包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的亮度分布如圖7所示，圖6、圖7的橫坐標均表示沿出光面平行的方向，單位是mm（毫米）。在探測面位置設定一致的情況下，在LED燈52’的光通量為19流明的情況下，在沒有勻光透鏡3’時，LED燈52’出光聚集在寬度約為2.4毫米范圍內，而加上勻光透鏡后，出光區(qū)域被擴大到寬度為20毫米，并且亮度分布較為均勻。\n[0078] 這里的出光角度是指光強降為最大光強50%時所對應的角度值，從圖8中可以看出，圖中圓斑下邊緣在4.8cd（坎德拉）和6.0cd之間，即代表不帶勻光透鏡3’的LED燈52’的最大光強在4.8cd（坎德拉）和6.0cd之間，光強降為最大光強50%時，圓斑覆蓋區(qū)域所對應的角度值在-55°到55°范圍內，出光角度范圍為110°。\n[0079] 從圖9中可以看出，包括本發(fā)明的勻光透鏡的另一種實施例的光源裝置的最大光強接近4cd（坎德拉），光強降為最大光強50%時，圓斑覆蓋區(qū)域所對應的角度值在-75°到\n75°范圍內，出光角度范圍為150°，因此，勻光透鏡使得光源5’的LED燈52’的出光角度范圍增大了40°。\n[0080] 本發(fā)明實施例的使用背光模組的顯示裝置，包括背光模組，上述背光模組是上述實施例中的背光模組。顯示裝置可以為：液晶面板、電子紙、液晶電視、液晶顯示器、數碼相框、手機、平板電腦等任何具有顯示功能的產品或部件。\n[0081] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組，不需要特殊的長窄型封裝的LED燈，其使用了本發(fā)明的勻光透鏡，可以使用多種封裝類型的LED燈；本發(fā)明的勻光透鏡，由于可以擴大光源發(fā)射角而起到勻光作用，進而降低了邊角LED背光模組中導光板調節(jié)的難度。\n[0082] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組通過使用勻光透鏡，可以不使用具有高溫PN結的長窄型LED燈，而選用高光效低溫度（即散熱效果好）的PN結LED燈，避免了導光板的入光面的變形。\n[0083] 本發(fā)明的勻光透鏡與LED燈條配合，適用于新型的邊角式（Corner）背光模組，可以增大導光板的入射光角度，減低導光板的網點的設計難度。如果將本發(fā)明的勻光透鏡應用于直下式（Direct）LED背光模組中，可以增強勻光效果，避免光斑的出現。\n[0084] 本發(fā)明的使用勻光透鏡的背光模組中的光源裝置，成型工藝簡單，具有成本低廉的優(yōu)勢。\n[0085] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。