直下式led背光模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種直下式LED背光模組，尤其涉及一種將凸透鏡應(yīng)用到液晶顯示器 背光中的直下式LED光源背光模組。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示器具有厚度薄，質(zhì)量輕，攜帶方便，低輻射等特點，已經(jīng)在顯示器市場占 據(jù)了主導(dǎo)地位，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電視機，顯示器，筆記本電腦，數(shù)碼相機，移動電話及投影機 等多種電子廣品。
[0003] 但是，液晶顯示器是一種依靠背光發(fā)光的半導(dǎo)體集成器件，由于背光光源需要經(jīng) 過復(fù)雜的光學(xué)調(diào)節(jié)后形成點陣式圖像最后才進到人的眼睛，其經(jīng)過的路徑包括了導(dǎo)光板， 擴散片，上偏光片，半導(dǎo)體陣列層，配向膜，液晶層，配向膜，彩色濾光片和下偏光膜，因此， 導(dǎo)致背光源實際利用的光效僅是6%左右，隨著分辨率的進一步提高，像素開口率下降，背 光的實際利用率會更低，而大部分的光是被吸收變?yōu)闊崃慷速M掉。
[0004] 為了提高背光的利用率，業(yè)界提出了多種方案，比如，采用1-3微米的有機薄膜 層，增加像素的IT0導(dǎo)電層與源漏極間距離就可以減少耦合電容，可以讓像素區(qū)面積增大； C0A技術(shù)是將黑色矩陣集成在陣列的一種設(shè)計方案，可以增加開口率進而提高光效。另外， 通過在背光與偏光片間增加光學(xué)棱鏡片，可以將發(fā)散的光集中為指向性強的光，這樣就增 加了顯示器正面的光效，一般，兩張相垂直的向的棱鏡片可以將指向性背光增加70%，最終 效果增加5-6% ;另外一種是反射型增亮膜如DBEF，他是一種偏振光選擇性光學(xué)增亮薄膜， 能將P偏振光選擇性的通過，而S偏振光被反射，反射后的S偏振光被反射后轉(zhuǎn)變成S和P 偏振光，并經(jīng)過多次反射和轉(zhuǎn)換，最終大部分變成P偏振光。也就是，偏振光選擇性增亮膜 DBEF是一種通過S偏振光被多次反射轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏振光而不被上偏光片的吸收的增亮技術(shù)。 它是由多層的不同折射率的有機薄膜組成。但是，由于其厚度比較大，不能應(yīng)用于小尺寸 便攜智能顯示器，由于制程的復(fù)雜性，成本高，只能用于高端顯示器沒辦法用于低端的顯示 器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種直下式LED背光模組，包括：一帶有多 個LED的LED燈條；多個凸透鏡，每個凸透鏡與所述LED -一對應(yīng)安裝，所述凸透鏡包括一 透光弧面、一透光平面以及位于透光平面下方的結(jié)合部，透光平面中央有一凹槽；所述的 LED容置于所述凹槽內(nèi)；所述的透光弧面的材料為二氧化鈦（Ti02)或二氧化鋯（Zr02)與 二氧化硅（Si02)或三氧化二鋁（A1203)交替組成的多層膜。
[0006] 進一步，所述的透光平面以及位于透光平面下方的結(jié)合部的材料為白色不透明顆 粒；
[0007] 進一步，所述的不透明顆粒的直徑為100 5000納米；
[0008] 進一步，所述的凸透鏡通過所述的結(jié)合部與LED燈條粘結(jié)使凸透鏡固定安裝在 LED燈條上。
[0009] 進一步，所述的凸透鏡的形狀為半球形、或圓頂或半橢圓形。
[0010] 有益效果：本發(fā)明的提案將LED發(fā)出的光經(jīng)過具有二氧化鈦和二氧化硅組成的多 層膜的透鏡，將LED發(fā)出的非極化光轉(zhuǎn)換為特定偏振光并予以射出，可大幅提高顯示器的 效率和亮度。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明的凸透鏡的剖面圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明的LED燈條與凸透鏡安裝的剖面圖；
[0014] 圖4為在基板上度一層厚度d、折射率為N的薄膜的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種 等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0016] 本發(fā)明的目的在于提供一種直下式背光模組，可提供偏振光光源，有效的將非極 化光轉(zhuǎn)換為特定偏振光并予以射出，可大幅提尚顯不器的效率和殼度。
[0017] 如圖1所示為本發(fā)明的直下式LED背光模組的局部剖面圖，該模組包括背板100， 背板的材質(zhì)可為金屬或塑料材質(zhì)；LED燈條200,該LED燈條200固定在背板100上，LED燈 條200包括：多個LED(圖中未示）以及基板201，該基板201為印刷電路板，各LED與基板 201連接并由膠體封裝。多個凸透鏡300,每個凸透鏡300與LED燈條上的LED--對應(yīng)安 裝。
[0018] 如圖2至圖3所示，該凸透鏡300的形狀為半球形、圓頂或半橢圓形等，具有一透 光弧面301、一透光平面302以及位于透光平面下方的結(jié)合部304 ;透光平面中央有一凹槽 303,通過結(jié)合部304與LED燈條200的粘結(jié)使凸透鏡300固定安裝在燈條200上。當凸透 鏡透鏡固定安裝在燈條上時，LED燈條上各LED分別置于各凸透鏡透光平面的凹槽內(nèi)。透 光平面302和結(jié)合部304材料為白色不透明的PC材質(zhì)；而透光弧面301的材料為二氧化鈦 (Ti0 2)或二氧化鋯（Zr02)與二氧化硅（Si02)或三氧化二鋁（A120 3)多層膜，該多層膜為二 氧化鈦（Ti02)或二氧化鋯（Zr02)單層膜與二氧化硅（Si0 2)或三氧化二鋁（A1203)單層膜 沿著LED發(fā)光方向交替迭加。
[0019] 光學(xué)薄膜基本原理如下：依照馬克士威（Maxwell)電磁場理論，可以解釋變化的 電磁場在空間中的傳播現(xiàn)象，光波亦包括在電磁場之中。研究薄膜系統(tǒng)的光學(xué)特性，從理論 觀點而言，就是研究平面電磁波通過分層介質(zhì)的傳播現(xiàn)象。折射率為N，厚度為d的單層膜， 在基板折射率為NS上，構(gòu)成兩個界面a與b，A為波長。為了方便討論，假設(shè)所有的介電質(zhì) 材質(zhì)均勻且具均向性，其界面平行且無限延展如圖4所示。
[0020] 由膜矩陣的概念，可以解釋隨著不同的薄膜，其光學(xué)特性將有不同的表現(xiàn)的原因。 在一個薄膜系統(tǒng)中，光束將在每一個界面上多次反射，因此涉及到大量光束的干涉現(xiàn)象，若 薄膜內(nèi)吸收情形無法忽略，則計算更加復(fù)雜，故直接由多光束干涉特性來計算似乎相當?shù)?繁瑣。因此通常采用膜矩陣的方法，其中每一個（2X2)矩陣代表一個薄膜，可寫成為：[0021]
[0022]
[0023] a、b介面上的電磁場關(guān)系可以寫成
[0024]
[0025] 在討論光學(xué)薄膜系統(tǒng)的特性分析和計算方法時，主要是采用特征導(dǎo)納的矩陣法， 此方法也構(gòu)成了光學(xué)薄膜的計算與設(shè)計的基礎(chǔ)。
[0026] 依據(jù)上述的公式，以光源波長（X )計算薄膜層數(shù)與各層厚度的關(guān)系，以制備所需 光學(xué)薄膜。
[0027] 于本實施例的一較佳范例，針對波長區(qū)段380nm至780nm的光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)；如下 表：
[0028]
[0029]
[0030] 上述的凸透鏡其形成方法如下，首先，設(shè)計透鏡的模具，通過壓鑄以形成需要的透 鏡，該透鏡形狀需讓LED發(fā)出的光有更大的發(fā)散角度，以利于直下式液晶顯示器的背光有 更均勻的背光源。
[0031] 在透鏡上噴涂含有不透明的顆粒的擴散涂層，厚度10微米；不透明顆粒的直徑為 100-5000納米。圖層采用熱固化或者光固化形成。
[0032] 透鏡薄膜的制作在鍍膜機上完成，將透鏡置于轉(zhuǎn)盤式真空鍍膜機，第一層鍍上二 氧化鈦，第二層是二氧化硅，每一層都要監(jiān)控光學(xué)厚度，而且每一層不能超過100度，在導(dǎo) 納法計算結(jié)果顯示，最后一層必須為二氧化硅，才可以達到更高的偏振光選擇比，也就是P 偏振有更大的透過率，而S偏振有更大的反射率。光柵由二氧化硅和二氧化鈦交替組成，經(jīng) 過導(dǎo)納法計算得到第一層為低折射率二氧化硅，第二層為高折射率二氧化鈦，共30層，15 個循環(huán)，
[0033] 實施例二，首先將顆粒與塑料一起混合，干燥后一起在壓鑄機上壓鑄形成需要的 透鏡，進入鍍膜機，調(diào)整鍍膜機的厚度監(jiān)控參數(shù)，抽真空達到10E-3,進行鍍膜。薄膜厚度與 實施例一一樣。也可以達到同樣的效果。
【主權(quán)項】
1. 一種直下式LED背光模組，包括：一帶有多個LED的LED燈條；多個凸透鏡，每個凸 透鏡與所述LED -一對應(yīng)安裝，所述凸透鏡包括一透光弧面、一透光平面以及位于透光平 面下方的結(jié)合部，透光平面中央有一凹槽；所述的LED容置于所述凹槽內(nèi)；所述的透光弧面 的材料為二氧化鈦（TiO 2)或二氧化鋯（ZrO2)與二氧化硅（SiO2)或三氧化二鋁（Al2O 3)交 替組成的多層膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直下式LED背光模組，其特征在于：所述的透光平面以 及位于透光平面下方的結(jié)合部的材料為白色不透明顆粒。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直下式LED背光模組，其特征在于：所述的不透明顆粒 的直徑為100-5000納米。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直下式LED背光模組，其特征在于：所述的凸透鏡通過 所述的結(jié)合部與LED燈條粘結(jié)使凸透鏡固定安裝在LED燈條上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直下式LED背光模組，其特征在于：所述的凸透鏡的形 狀為半球形、或圓頂或半橢圓形。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種直下式LED背光模組，包括：一帶有多個LED的LED燈條；多個凸透鏡，每個凸透鏡與所述LED一一對應(yīng)安裝，所述凸透鏡包括一透光弧面、一透光平面以及位于透光平面下方的結(jié)合部，透光平面中央有一凹槽；所述的LED容置于所述凹槽內(nèi)；所述的透光弧面的材料為二氧化鈦(TiO2)或二氧化鋯(ZrO2)與二氧化硅(SiO2)或三氧化二鋁(Al2O3)交替組成的多層膜。所述的透光平面以及位于透光平面下方的結(jié)合部的材料為白色不透明顆粒。LED發(fā)出的光經(jīng)過具有二氧化鈦和二氧化硅組成的多層膜的凸透鏡，將非極化光轉(zhuǎn)換為特定偏振光并予以射出，可大幅提高顯示器的效率和亮度。
【IPC分類】F21S8/00, F21V5/04, G02F1/13357, F21V17/10, F21Y101/02
【公開號】CN105042407
【申請?zhí)枴緾N201510354824
【發(fā)明人】嚴光能
【申請人】南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月24日