專利名稱：直下式背光模組、液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于液晶顯示領域，尤其涉及一種直下式背光模組、液晶顯示裝置。
背景技術：
隨著顯示科技的快速發(fā)展，液晶顯示裝置(如液晶電視、液晶顯示器、液晶顯示屏等)憑借低壓驅動、平板結構、顯示信息量大、易于彩色化、長壽命、無輻射無污染等優(yōu)點在生產(chǎn)和生活中得到越來越廣泛的應用。然而，液晶顯示裝置是一種被動型顯示裝置，其本身不能發(fā)光，需要靠調制外界光達到顯示的目的。隨著液晶顯示面板的不斷做大，側光式的背光結構受限于光程等原因，已經(jīng)滿足不了液晶顯示裝置的需要，直下式背光結構依靠靈活的布燈、控燈等技術，更適用于大面板的液晶顯示裝置，然而直下式背光結構的厚度一般比較大，并且需要使用大量的LED(發(fā)光二極管)，增加了液晶顯示裝置的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例所要解決的技術問題是提供一種直下式背光模組、液晶顯示裝置，能夠提高背光模組的光效率，減少LED數(shù)目，并降低直下式背光模組的混光距離，實現(xiàn)背光模組的超薄化設計。為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供技術方案如下:本發(fā)明實施例提供了一種直下式背光模組，包括背板、安裝于背板上的背光源及安裝于背板上且位于背光源上方的多個二次透鏡結構，所述背光源包括多個條LED燈條，其中，所述二次透鏡結構為軸對·稱結構，與LED燈條一一對應設置，且二次透鏡結構的軸線與其對應的LED燈條的軸線相重合。進一步地，上述方案中，所述二次透鏡結構包括第一折射結構、與所述第一折射結構相對設置且位于所述第一折射結構下方的第二折射結構，所述第一折射結構和所述第二折射結構之間存在內部空腔，且所述第一折射結構和所述第二折射結構的軸線相重合；其中，所述第一折射結構的底面為出光面，所述第二折射結構的底面為入光面，所述入光面和所述出光面為圓形平面，且所述入光面的面積小于所述出光面的面積；所述第一折射結構的頂面和所述第二折射結構的頂面均為曲面。進一步地，上述方案中，所述第一折射結構的頂面為球面、弧面或圓錐面；第二折射結構的頂面為球面、弧面或圓錐面。進一步地，上述方案中，所述二次透鏡結構通過多個支腳安裝在所述背板上，且滿足H3〈H〈4/3H3，其中H3為所述LED燈條的厚度，H為所述支腳的高度。進一步地，上述方案中，所述入光面的直徑L2> 1.5L3，其中L3為所述LED燈條的長度。進一步地，上述方案中，所述出光面的直徑LI滿足2L2 ^ LI ^ 5L2。進一步地，上述方案中，在所述第一折射結構的頂面為圓錐面時，所述圓錐面的錐角 Φ 為 120° 165°。進一步地，上述方案中，所述第一折射結構的折射率不大于所述第二折射結構的折射率。進一步地，上述方案中，所述第一折射結構和所述第二折射結構采用光學玻璃或者有機透明玻璃制成。進一步地，上述方案中，當所述第二折射結構的頂面為球面時，所述球面的半徑R滿足5Η3≤R≤10Η3，其中Η3為所述LED燈條的厚度。本發(fā)明實施例還提供了一種液晶顯示裝置，包括如上所述的直下式背光模組。本發(fā)明實 施例的上述技術方案，針對目前的直下式背光模組，在其底部LED燈條上置入二次透鏡結構，可減少背光模組的混光高度，降低背光模組的功耗和混光距離，有利于實現(xiàn)背光模組的超薄化設計；并且能夠增加背光模組的發(fā)光效率，從而可以減少背光模組使用的LED數(shù)目，降低成本。


圖1為本發(fā)明實施例直下式背光模組的立體示意圖；圖2為本發(fā)明實施例直下式背光模組的截面示意圖；圖3為本發(fā)明實施例直下式背光模組的另一截面示意圖；圖4為現(xiàn)有直下式背光模組的光分布曲線示意圖；圖5為本發(fā)明一實施例中的光分布曲線示意圖；圖6為現(xiàn)有直下式背光模組的LED燈條的分布示意圖；圖7為本發(fā)明實施例直下式背光模組的LED燈條及二次透鏡結構的分布示意圖；圖8為本發(fā)明又一實施例的光分布曲線示意圖；圖9為本發(fā)明再一實施例的光分布曲線示意圖。附圖標記IlLED燈條12第二折射結構13內部空腔14第一折射結構15光線16支腳17、45 二次透鏡結構21現(xiàn)有直下式背光模組的光分布曲線31、42本發(fā)明直下式背光模組的光分布曲線41LED燈條43混光高度Hl的接受面44凸凹不平的光分布46心形的光分布47比較平整的光分布
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。為了解決現(xiàn)有技術中直下式背光結構的厚度一般比較大，并且需要使用大量的LED，增加了液晶顯示裝置的成本的問題，本發(fā)明實施例提供一種直下式背光模組、液晶顯示裝置，能夠提高背光模組的光效率，減少LED數(shù)目，并降低直下式背光模組的混光距離，實現(xiàn)背光模組的超薄化設計。圖1為本發(fā)明實施例直下式背光模組的結構示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例的直下式背光模組包括背板、安裝于背板上的背光源及安裝于背板上且位于背光源上方的多個二次透鏡結構17，所述背光源包括多個條LED燈條11，其中，所述二次透鏡結構17為軸對稱結構，與LED燈條11——對應設置，且二次透鏡結構17的軸線與其對應的LED燈條11的軸線相重合。進一步地，如圖2所示，所述二次透鏡結構17包括第一折射結構14、與所述第一折射結構14相對設置且位于所述第一折射結構14下方的第二折射結構12，所述第一折射結構14和所述第二折射結構12之間存在內部空腔13，且所述第一折射結構14和所述第二折射結構12的軸線相重合；其中，所述第一折射結構14的底面為出光面，所述第二折射結構12的底面為入光面，所述入光面和所述出光面為圓形平面，且所述入光面的面積小于所述出光面的面積；所述第一折射結構14的頂面和所述第二折射結構12的頂面均為曲面。具體地，所述第一折射結構14的頂面可以為球面、弧面或圓錐面；第二折射結構12的頂面可以為球面、弧面或圓錐面。如圖2所示，二次透鏡結構17通過多個支腳16安裝在背板上，因為支腳的高度必須大于LED燈條的厚度，因此，H>H3，其中H3為所述LED燈條的厚度，H為所述支腳的高度。進一步地，為了實現(xiàn)背光模組的超薄化設計，支腳16的高度不宜過高，優(yōu)選地，H〈4/3H3。如圖3所示，第一折射結構14底面的直徑為LI，第二折射結構12底面的直徑為L2，LED燈條11的寬度為L3，優(yōu)選地，L2應和L3保持如下關系:L2彡1.5L3，因為如果L2設置的太小，就容易使LED燈條11在大角 度發(fā)出的光不被第二折射結構12的底層部分捕獲到。另外，L2也不適宜設置的過大，如果L2太大，就迫使LI也隨之變大，進而使整個二次透鏡結構17的尺寸過大，增加生產(chǎn)成本，也影響了背光模組的薄型化設計。進一步地，LI與L2應保持如下關系:2L2 ^ LI ^ 5L2，因為如果LI設置的過大，容易造成二次透鏡結構17的尺寸太大，成本也隨之增加；如果LI設置的太小，容易造成經(jīng)過第二折射結構12的邊緣光線從第一折射結構14的邊緣漏掉，發(fā)揮不了第一折射結構14的作用。另外，在第一折射結構14為圓錐體時，第一折射結構14的錐角Φ應設計在120° ^ Φ ^ 165°為宜，因為如果錐角Φ設置的太大容易使第一折射結構14趨于平板，發(fā)散光線的作用會減??；如果錐角Φ設置的過小，勢必會增加二次透鏡結構的高度H2，影響背光模組的薄型化設計。進一步地，為了提高第一折射結構14發(fā)散光線的幅度，優(yōu)選地，所述第一折射結構14的折射率不大于所述第二折射結構12的折射率，所述第一折射結構和所述第二折射結構可以采用光學玻璃或者有機透明玻璃制成。如圖2所示，當光線15從LED燈條11中發(fā)出后，第二折射結構12開始收集光線，將光盡可能收集向可以單次透出的方向，以避免光學的發(fā)散角度過大，在內部空腔上下兩個頂面發(fā)生多次反射而造成的菲涅爾損失，增加光的利用率。如圖2、4、5所示，透過第二折射結構12的光線15經(jīng)過第一折射結構14時，將被重新調制，改變原有的近朗伯分布或近高斯分布21，使其呈心形分布31。如圖6所示，現(xiàn)有的背光模組中，兩個LED燈條41之間相距LI，發(fā)射出兩組光分布42，在混光高度Hl的接受面43上將形成凸凹不平的光分布44，只有提高混光高度下或者減少LED燈條間的距離才能形成比較平整的光分布；然而如圖7所示，如果在LED燈條41上放置二次透鏡結構45，將發(fā)射出兩組心形的光分布46，在相同混光高度(H1=H2)的接受面43上，就可以形成比較平整的光分布47，能夠降低混光高度和增加LED燈條間的距離，減少背光模組使用的LED數(shù)目，降低液晶顯示裝置的成本。下面結合具體的實施例對本發(fā)明的直下式背光模組進行詳細介紹:實施例一本實施例中，LED燈條11的寬度為L3，LED燈條11的厚度為H3，第一折射結構14的直徑為LI，第二折射結構12的直徑為L2，支腳16與LED燈條11的高度差為Hl，二次透鏡結構17的高度為H2。第一折射結構14為圓錐體，錐角為Φ ;第二折射結構12為弧球型，曲率半徑為R ;其中，第一折射結構14和第二折射結構12均采用光學玻璃BK7制成，各項參數(shù)滿足以下條件:L1=2.5L2，L2=1.8L3，H1=0.2H3，錐角 Φ=135°，R=5H3，Η2 可根據(jù) L1、L2、Φ、R 來設置。如圖4所示，現(xiàn)有背光模組中LED燈條的光分布曲線為朗伯分布，光強最強角度為0° ;如圖5所示，經(jīng)過上述二次透鏡結構17的調制后，光分布轉變?yōu)樾男畏植?，光強最強角度為?0°，提高了 LED燈條的發(fā)光效率。本實施例在直下式背光模組的底部LED燈條上置入二次透鏡結構，可減少背光模組的混光高度，降低背光模組的功耗和混光距離，有利于實現(xiàn)背光模組的超薄化設計；并且能夠增加背光模組的發(fā)光效率，從而可以減少背光模組使用的LED數(shù)目，降低成本。實施例二·本實施例中，LED燈條11的寬度為L3，LED燈條11的厚度為H3，第一折射結構14的直徑為LI，第二折射結構12的直徑為L2，支腳16與LED燈條11的高度差為Hl，二次透鏡結構17的高度為H2。第一折射結構14為圓錐體，錐角為Φ ;第二折射結構12為弧球型，曲率半徑為R ;其中，第一折射結構14和第二折射結構12均采用光學玻璃BK7制成，各項參數(shù)滿足以下條件:L1=2L2，L2=1.5L3，H1=0.2H3，錐角 Φ=135°，R=5H3，Η2 可根據(jù) L1、L2、Φ、R 來設置。由圖8可以看出，在LI和L2都處于限制極限的情況下，LED燈條大角度發(fā)出的光沒有被第二折射結構捕獲到，因此會在光分布圖的底部出現(xiàn)兩個方向的小分叉，也因為LED燈條大角度發(fā)出的光沒有被第二折射結構捕獲到，造成大角度的光線沒有得到第一折射結構的發(fā)散，從而使最大光強角度也有所下降。因此，在參數(shù)設置時，最好使L2>1.5L3，L1>2L2。實施例三本實施例中，LED燈條11的寬度為L3，LED燈條11的厚度為H3，第一折射結構14的直徑為LI，第二折射結構12的直徑為L2，支腳16與LED燈條11的高度差為Hl，二次透鏡結構17的高度為H2。第一折射結構14為圓錐體，錐角為Φ ;第二折射結構12為弧球型，曲率半徑為R ;其中，第一折射結構14和第二折射結構12均采用光學玻璃BK7制成，各項參數(shù)滿足以下條件:L1=2.5L2，L2=1.8L3，H1=0.2H3，錐角 Φ=160°，R=5H3，Η2 可根據(jù) L1、L2、Φ、R 來設置。由圖9可以看出，在其他參數(shù)設置與實施例一相同時，將第一折射結構的錐角設置在最大允許值的情況下，第一折射結構對光分布的調制作用明顯減弱，造成最大光強角度的很大減小。因此，在設置二次透鏡結構的參數(shù)時，將錐角Φ在允許的情況下設置的盡可能小。本發(fā)明實施例的上述技術方案，針對目前的直下式背光模組，在其底部的LED燈條上置入二次透鏡結構，可減少背光模組的混光高度，降低背光模組的功耗和混光距離，增加背光模組的發(fā)光效率，從而可以減少背光模組使用的LED數(shù)目，降低成本，并實現(xiàn)背光超薄化設計的目的。本發(fā)明實施例還提供了一種液晶顯示裝置，包括如上所述的直下式背光模組。該液晶顯示裝置可以為:液晶面板、電子紙、液晶電視、液晶顯示器、數(shù)碼相框、手機、平板電腦
坐寸ο最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，本領域的普通技術人員應當理解 ，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種直下式背光模組，其特征在于，包括背板、安裝于背板上的背光源及安裝于背板上且位于背光源上方的多個二次透鏡結構，所述背光源包括多個條LED燈條，其中，所述二次透鏡結構為軸對稱結構，該二次透鏡結構與LED燈條--對應設置，且二次透鏡結構的軸線與其對應的LED燈條的軸線相重合。
2.根據(jù)權利要求1所述的直下式背光模組，其特征在于，所述二次透鏡結構包括第一折射結構、與所述第一折射結構相對設置且位于所述第一折射結構下方的第二折射結構，所述第一折射結構和所述第二折射結構之間存在內部空腔，且所述第一折射結構和所述第二折射結構的軸線相重合； 其中，所述第一折射結構的底面為出光面，所述第二折射結構的底面為入光面，所述入光面和所述出光面為圓形平面，且所述入光面的面積小于所述出光面的面積；所述第一折射結構的頂面和所述第二折射結構的頂面均為曲面。
3.根據(jù)權利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述第一折射結構的頂面為球面、弧面或圓錐面；第二折射結構的頂面為球面、弧面或圓錐面。
4.根據(jù)權利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述二次透鏡結構通過多個支腳安裝在所述背板上，且滿足H3〈H〈4/3H3，其中H3為所述LED燈條的厚度，H為所述支腳的高度。
5.根據(jù)權利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述入光面的直徑L2 ^ 1.5L3，其中L3為所述LED燈條的長度。
6.根據(jù)權利要求5所述的直下式背光模組，其特征在于，所述出光面的直徑LI滿足2L2 ^ LI ^ 5L2。
7.根據(jù)權利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述第一折射結構的頂面為圓錐面，所述圓錐面的錐角Φ為120° 165°。
8.根據(jù)權利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述第一折射結構的折射率不大于所述第二折射結構的折射率。
9.根據(jù)權利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述第一折射結構和所述第二折射結構采用光學玻璃或者有機透明玻璃制成。
10.根據(jù)權利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述第二折射結構的頂面為球面，所述球面的半徑R滿足5H3 < R < 10H3，其中H3為所述LED燈條的厚度。
11.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1至10中任一項所述的直下式背光模組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種直下式背光模組、液晶顯示裝置，屬于液晶顯示領域。其中，所述直下式背光模組，包括背板、安裝于背板上的背光源及安裝于背板上且位于背光源上方的多個二次透鏡結構，所述背光源包括多個條LED燈條，其中，所述二次透鏡結構為軸對稱結構，與LED燈條一一對應設置，且二次透鏡結構的軸線與其對應的LED燈條的軸線相重合。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高背光模組的光效率，減少LED數(shù)目，并降低直下式背光模組的混光距離，實現(xiàn)背光模組的超薄化設計。
文檔編號F21Y101/02GK103244871SQ20131015579
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權日2013年4月28日
發(fā)明者孫艷六 申請人:京東方科技集團股份有限公司