專利名稱：一種直下式背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示屏的背光技術(shù)，尤其是一種直下式的背光模組。
背景技術(shù)：
目前，LED作為背光源在液晶面板顯示領(lǐng)域的應(yīng)用滲透率已經(jīng)超過(guò)90%。背光源模組架構(gòu)主要有側(cè)入式和直下式兩種，側(cè)入式LED背光是將LED光源設(shè)置在導(dǎo)光板的側(cè)面，LED發(fā)出的光通過(guò)耦合進(jìn)入導(dǎo)光板，通過(guò)反射片、網(wǎng)點(diǎn)的反射和散射將光導(dǎo)出，這樣做的缺點(diǎn)在于所形成的畫面對(duì)比度相對(duì)較差，不可進(jìn)行局部調(diào)光。直下式LED背光則可以更準(zhǔn)確地呈現(xiàn)圖像，并展現(xiàn)出優(yōu)秀的色彩和明暗對(duì)比效果而逐漸成為市場(chǎng)的主流趨勢(shì)。直下式LED背光模組一般包括IXD顯示屏、擴(kuò)散板及PCB板，PCB板上設(shè)有若干封裝后的LED光源，LED光源發(fā)出光線后，經(jīng)擴(kuò)散板后光線變得均勻、一致，然后均勻地照射到IXD顯示屏上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示裝置進(jìn)行照明的作用。目前的，由于直下式LED背光模組的LED光源在PCB上的分布密度大，LED光源之間的光線容易交叉混光。為了克服上述問(wèn)題，目前普遍的做法是增加擴(kuò)散板到LED光源的距離，進(jìn)而通過(guò)擴(kuò)散板來(lái)分散光線。這就直接導(dǎo)致了 LED模組的厚度增加，不利于目前超薄化的發(fā)展潮流。如果將LED光源在PCB上的分布密度降低，即是擴(kuò)大相鄰LED光源之間的距離，以克服LED光源之間的光線容易交叉混光的問(wèn)題，將會(huì)帶來(lái)光線分布不均勻的問(wèn)題，這也是為什么目前普遍采用增加擴(kuò)散板來(lái)解決混光的原因。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是要設(shè)計(jì)一種可以讓直下式的背光源更薄的背光模組。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:一種直下式背光模組，該背光模組包括LED光源、PCB板、二次光學(xué)透鏡、以及擴(kuò)散板；所述LED光源固定連接在所述PCB板上；所述二次光學(xué)透鏡扣裝在所述LED光源上方，該二次光學(xué)透鏡包括二次透鏡本體，在所述二次透鏡本體與所述LED光源相鄰的一面設(shè)置有第一凹槽，在所述二次透鏡本體與擴(kuò)散板相鄰的一面設(shè)置有第二凹槽；所述擴(kuò)散板設(shè)置在所述二次光學(xué)透鏡的上方；所述LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述第一凹槽的凹槽面后被擴(kuò)散至左右偏離豎直線45-85°的范圍，然后穿過(guò)所述二次透鏡本體到達(dá)所述第二凹槽的凹槽面，一部分光線經(jīng)折射到達(dá)擴(kuò)散板，另一部分光線發(fā)生全反射從二次透鏡本體側(cè)面射出。為了使得二次光學(xué)透鏡同PCB板的機(jī)械連接更加牢固，所述二次光學(xué)透鏡扣裝在所述LED光源上方，具體是:在所述二次透鏡本體的下表面設(shè)置有定位柱，在所述PCB板上表面設(shè)置有與所述定位柱對(duì)應(yīng)的定位孔，將二次光學(xué)透鏡的定位柱插入到PCB板的定位孔中并用膠黏劑牢固連接以實(shí)現(xiàn)二次光學(xué)透鏡扣裝在所述LED光源上方。進(jìn)一步的，為了使得二次光學(xué)透鏡同PCB板的機(jī)械連接進(jìn)一步牢固，所述定位柱的數(shù)量大于2，分別設(shè)置在所述二次透鏡本體的下表面的邊緣。進(jìn)一步的，所述LED光源的發(fā)光角度為90° -160°。進(jìn)一步的，所述LED光源的發(fā)光區(qū)域是以該LED光源的中心點(diǎn)為圓心直徑在2-3毫米的圓形區(qū)域、或者是以該LED光源的中心點(diǎn)為幾何中心并且四條矩形邊到該幾何中心的距離都在2-3毫米的矩形區(qū)域。進(jìn)一步的，所述第二凹槽的深度小于等于所述二次透鏡本體厚度的70%。進(jìn)一步的，在所述的PCB板的上表面涂覆有一反光層以反射被所述第二凹槽的凹槽面全反射回來(lái)的光線。進(jìn)一步的，所述反光層的反射率不低于95%，該反光層的材料由填入反光粒子的硅膠或環(huán)氧樹(shù)脂材料組成。進(jìn)一步的，所述二次透鏡本體的材料由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、硅膠、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯氰-丁二烯-苯乙烯或玻璃材料中的一種或多種制成。進(jìn)一步的,所述LED光源的封裝尺寸大小在1.0mmX 1.0mm至6.0mmX6.0mm范圍內(nèi)。進(jìn)一步的，在所述擴(kuò)散板與二次光學(xué)透鏡相鄰的一面涂覆有一反射油墨層。進(jìn)一步的，在所述擴(kuò)散板與二次光學(xué)透鏡相鄰的一面設(shè)置有一增厚凸塊，所述增厚凸塊設(shè)置在所述二次光學(xué)透鏡的正上方。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是:1、LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)二次光學(xué)透鏡的兩個(gè)凹槽將光線打散，從而使得打到擴(kuò)散板上光線更加均勻，使得LED光源所發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)二次光學(xué)透鏡后，可以讓LED光源與擴(kuò)散板的間距更小，從而實(shí)現(xiàn)薄型化。2、本發(fā)明二次光學(xué)透鏡的第一凹槽可將LED光源發(fā)出的光線擴(kuò)散至左右偏離豎直線45-85°的范圍，進(jìn)而使得本發(fā)明對(duì)LED光源的選擇性范圍廣，避免了二次光學(xué)透鏡對(duì)LED光源的匹配性要求。3、本發(fā)明通過(guò)透鏡帶定位柱和PCB開(kāi)設(shè)定位孔的方式，使得二次光學(xué)透鏡同PCB板的機(jī)械連接更加牢固。4、本發(fā)明相比側(cè)入式和傳統(tǒng)的直下式背光模組，本發(fā)明可以在克服光線分布不均勻的前提下，增加相鄰LED光源之間的距離，進(jìn)而減少LED光源的使用數(shù)量，進(jìn)一步降低成本。5、本發(fā)明采用透鏡帶定位柱和PCB開(kāi)設(shè)定位孔的粘接的方式，使得本發(fā)明組裝更加容易，生產(chǎn)效率更高。為了充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明一種直下式背光模組的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一種直下式背光模組的二次光學(xué)透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明一種直下式背光模組的光線路徑示意圖，圖中虛線和箭頭表示光線。
圖4是本發(fā)明光線穿過(guò)第一凹槽的擴(kuò)散角度示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的二次光線透鏡的示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例3的二次光線透鏡的示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例4的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:I—PCB板；2 — LED光源；3—二次光學(xué)透鏡；4一擴(kuò)散板；5、反射油墨層；6、增厚凸塊；31—第一凹槽；32—二次透鏡本體；33—第二凹槽；34—定位柱；
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1和2所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種直下式背光模組，該背光模組包括LED光源
2、PCB板1、二次光學(xué)透鏡3、以及擴(kuò)散板4，所述LED光源2固定連接在所述PCB板I上，所述二次光學(xué)透鏡3扣裝在所述LED光源2上方，該二次光學(xué)透鏡3包括二次透鏡本體32，在所述二次透鏡本體32與所述LED光源2相鄰的一面設(shè)置有第一凹槽31，在所述二次透鏡本體32與擴(kuò)散板4相鄰的一面設(shè)置有第二凹槽33，所述擴(kuò)散板4設(shè)置在所述二次光學(xué)透鏡3的上方。如圖3所示，所述LED光源2發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述第一凹槽31的凹槽面后被擴(kuò)散至左右偏離豎直線45-85°的范圍(如圖4所示)，然后穿過(guò)所述二次透鏡本體32到達(dá)所述第二凹槽33的凹槽面，一部分光線經(jīng)折射到達(dá)擴(kuò)散板4，另一部分光線發(fā)生全反射從二次透鏡本體32側(cè)面射出。本實(shí)施例由于增加了特定形狀的二次光線透鏡，利用在其本體上下兩個(gè)表面設(shè)置的凹槽，對(duì)LED發(fā)出的光線進(jìn)行最佳的打散，使之打到擴(kuò)散板上光線更加均勻，使得LED光源所發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)二次光學(xué)透鏡后，可以讓LED光源與擴(kuò)散板的間距更小，從而實(shí)現(xiàn)薄型化。其中，所述二次光學(xué)透鏡3扣裝在所述LED光源2上方，具體是:在所述二次透鏡本體32的下表面設(shè)置有定位柱34，在所述PCB板I上表面設(shè)置有與所述定位柱34對(duì)應(yīng)的定位孔(圖中未示出)，將二次光學(xué)透鏡的定位柱34插入到PCB板的定位孔中并用膠黏劑牢固連接以實(shí)現(xiàn)二次光學(xué)透鏡3扣裝在所述LED光源2上方。本實(shí)施例通過(guò)透鏡帶定位柱和PCB開(kāi)設(shè)定位孔的方式，使得二次光學(xué)透鏡同PCB板的機(jī)械連接更加牢固。同時(shí)，采用透鏡帶定位柱和PCB開(kāi)設(shè)定位孔的粘接的方式，使得本發(fā)明組裝更加容易，生產(chǎn)效率更高。其中，為了使得二次光學(xué)透鏡同PCB板的機(jī)械連接進(jìn)一步牢固，所述定位柱34的數(shù)量大于2，分別設(shè)置在所述二次透鏡本體32的下表面的邊緣，比如二次透鏡本體為矩形，那么可設(shè)置四個(gè)，分別設(shè)置在矩形的四個(gè)邊角或者四條邊的邊緣。其中，所述LED光源I的發(fā)光角度為90° -160°，所述LED光源的發(fā)光區(qū)域是以該LED光源的中心點(diǎn)為圓心直徑在2-3毫米的圓形區(qū)域、或者是以該LED光源的中心點(diǎn)為幾何中心并且四條矩形邊到該幾何中心的距離都在2-3毫米的矩形區(qū)域。此類LED光源比較普遍，而且選擇范圍比較廣泛。其中，所述第一二凹槽33的深度小于等于所述二次透鏡本體32厚度的70%，本實(shí)施例所述第一凹槽31的深度是指第二凹槽33最低點(diǎn)到上表面開(kāi)口的距離，所述二次透鏡本體32厚度是其上下兩表面之間的距離。本實(shí)施例之所以選擇70%，是因?yàn)槿绻笥?0%，則第一凹槽的深度對(duì)應(yīng)就必然小于30%，從而影響第一凹槽的弧度，影響它對(duì)光線的擴(kuò)散作用。其中，本實(shí)施例在所述的PCB板I的上表面涂覆有一反光層(圖中未示出)以反射被所述第二凹槽33的凹槽面全反射回來(lái)的光線。從二次光學(xué)透鏡側(cè)面射出的光線打在PCB板I上，PCB板I表面涂覆一反光層，經(jīng)過(guò)反射后將光線打在擴(kuò)散板4上形成矩形光斑，調(diào)整擴(kuò)散板4和二次光線透鏡3的距離形成均勻的矩形狀面光源。其中，所述反光層的反射率不低于95%，該反光層的材料由填入反光粒子的硅膠或環(huán)氧樹(shù)脂材料組成。本實(shí)施例選擇反射率95%以上的反光層，進(jìn)一步增加其反光效果，提高光效。其中，所述二次透鏡本體的材料由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、硅膠、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯氰-丁二烯-苯乙烯或玻璃材料中的一種或多種制成。其中，所述LED光源的封裝尺寸大小在1.0mmX 1.0mm至6.0mmX 6.0mm范圍內(nèi)。因此，通過(guò)本實(shí)施例改進(jìn)后，從而使得打到擴(kuò)散板上光線更加均勻，使得LED光源所發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)二次光學(xué)透鏡后，可以讓LED光源與擴(kuò)散板的間距更小，從而實(shí)現(xiàn)薄型化。實(shí)施例2如圖5所示，本實(shí)例與實(shí)施例1的不同在于二次光學(xué)透鏡的形狀，本實(shí)施的其他部分和結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1完全相同。實(shí)施例3如圖6所示，本實(shí)例與實(shí)施例1的不同也僅在于二次光學(xué)透鏡的形狀，本實(shí)施的其他部分和結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1完全相同。實(shí)施例4本實(shí)施例是實(shí)施例1-3的進(jìn)一步優(yōu)選方案，為了進(jìn)一步提高二次光線透鏡3出來(lái)的光線打在擴(kuò)散板4上與透鏡間所出來(lái)的光線更具有均勻性，本實(shí)例給出了兩種具體的方案:如圖7所示，本實(shí)例給出第一方案是在擴(kuò)散板4與二次光學(xué)透鏡3相鄰的一面涂覆一反射油墨層5。該方案是反射式，在擴(kuò)散板上制作一層反射油墨，所產(chǎn)生的效果取決于油墨面積/擴(kuò)散板的面積的比值，該值越大，效果越好；反射油墨有75%-80%和>88%兩種類型的反射率。如圖8所示，本實(shí)施例給出的另一種方案是在擴(kuò)散板4與二次光學(xué)透鏡3相鄰的一面設(shè)置有一增厚凸塊6，所述增厚凸塊6設(shè)置在所述二次光學(xué)透鏡3的正上方。該方案是穿透式，在擴(kuò)散板上的做一些凸塊，凸出厚度不小于擴(kuò)散板厚度的1/2。本實(shí)施例在擴(kuò)散板上的下表面設(shè)置特定化的圖案(反射油墨層或者增厚凸塊)，特定化的圖案可以為圖7所示的反射式和圖8所示的穿透式圖案，發(fā)射式圖案為在擴(kuò)散板上透鏡對(duì)應(yīng)區(qū)域涂上一層反射油墨，光線打在發(fā)射層上，被反射會(huì)PCB板上，從而讓透鏡上方光線變?nèi)?。而穿透式圖案則為透鏡正上方加厚擴(kuò)散板打在其上方光線穿透變?nèi)?，進(jìn)而達(dá)到本實(shí)施例提高光線均勻性目的。本發(fā)明還可以具有多種實(shí)施例，如可以將由二次光學(xué)透鏡搭配不同封裝形式的光源，且組合更為匹配的擴(kuò)散板，這些都是本發(fā)明的等同保護(hù)范圍。
綜上，本發(fā)明可以讓直下式的背光源選擇性更具有廣泛性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)LED液晶面板的薄型化，同時(shí)進(jìn)一步降低成本。本發(fā)明還可以讓直下式組裝簡(jiǎn)單化，保證二次光學(xué)透鏡足夠的機(jī)械強(qiáng)度而得到很好的保護(hù)作用。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，均應(yīng)該在由本權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種直下式背光模組，其特征在于: 該背光模組包括LED光源、PCB板、二次光學(xué)透鏡、以及擴(kuò)散板； 所述LED光源固定連接在所述PCB板上； 所述二次光學(xué)透鏡扣裝在所述LED光源上方，該二次光學(xué)透鏡包括二次透鏡本體，在所述二次透鏡本體與所述LED光源相鄰的一面設(shè)置有第一凹槽，在所述二次透鏡本體與擴(kuò)散板相鄰的一面設(shè)置有第二凹槽； 所述擴(kuò)散板設(shè)置在所述二次光學(xué)透鏡的上方； 所述LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述第一凹槽的凹槽面后被擴(kuò)散至左右偏離豎直線45-85°的范圍，然后穿過(guò)所述二次透鏡本體到達(dá)所述第二凹槽的凹槽面，一部分光線經(jīng)折射到達(dá)擴(kuò)散板，另一部分 光線發(fā)生全反射從二次透鏡本體側(cè)面射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述二次光學(xué)透鏡扣裝在所述LED光源上方，具體是:在所述二次透鏡本體的下表面設(shè)置有定位柱，在所述PCB板上表面設(shè)置有與所述定位柱對(duì)應(yīng)的定位孔，將二次光學(xué)透鏡的定位柱插入到PCB板的定位孔中并用膠黏劑牢固連接以實(shí)現(xiàn)二次光學(xué)透鏡扣裝在所述LED光源上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述定位柱的數(shù)量大于2，分別設(shè)置在所述二次透鏡本體的下表面的邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述LED光源的發(fā)光角度為90° -160°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述LED光源的發(fā)光區(qū)域是以該LED光源的中心點(diǎn)為圓心直徑在2-3毫米的圓形區(qū)域、或者是以該LED光源的中心點(diǎn)為幾何中心并且四條矩形邊到該幾何中心的距離都在2-3毫米的矩形區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述第二凹槽的深度小于等于所述二次透鏡本體厚度的70%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式背光模組，其特征在于: 在所述的PCB板的上表面涂覆有一反光層以反射被所述第二凹槽的凹槽面全反射回來(lái)的光線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述反光層的反射率不低于95%，該反光層的材料由填入反光粒子的硅膠或環(huán)氧樹(shù)脂材料組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述二次透鏡本體的材料由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、硅膠、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯氰-丁二烯-苯乙烯或玻璃材料中的一種或多種制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的直下式背光模組，其特征在于: 所述LED光源的封裝尺寸大小在1.0mmX 1.0mm至6.0mmX 6.0mm范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的直下式背光模組，其特征在于: 在所述擴(kuò)散板與二次光學(xué)透鏡相鄰的一面涂覆有一反射油墨層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的直下式背光模組，其特征在于:在所述擴(kuò)散板與二次光學(xué)透鏡相鄰的一面設(shè)置有一增厚凸塊，所述增厚凸塊設(shè)置在所述二次光學(xué)透鏡的正上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示屏的背光技術(shù)，具體公開(kāi)了一種直下式背光模組。該背光模組包括LED光源、PCB板、二次光學(xué)透鏡、以及擴(kuò)散板；所述LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述第一凹槽的凹槽面后被擴(kuò)散至左右偏離豎直線45-85°的范圍，然后穿過(guò)所述二次透鏡本體到達(dá)所述第二凹槽的凹槽面，一部分光線經(jīng)折射到達(dá)擴(kuò)散板，另一部分光線發(fā)生全反射從二次透鏡本體側(cè)面射出。本發(fā)明可以讓直下式的背光源選擇性更具有廣泛性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)LED液晶面板的薄型化，同時(shí)進(jìn)一步降低成本。本發(fā)明還可以讓直下式組裝簡(jiǎn)單化，保證二次光學(xué)透鏡足夠的機(jī)械強(qiáng)度而得到很好的保護(hù)作用。
文檔編號(hào)F21V17/10GK103162192SQ201310086868
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者萬(wàn)垂銘, 陳海英, 何貴平, 姚述光, 許朝軍, 區(qū)偉能 申請(qǐng)人:晶科電子(廣州)有限公司