一種反射式散光透鏡、背光模組和液晶顯示裝置的制作方法

本發明實施例涉及液晶顯示背光模組
技術領域：
，具體涉及一種反射式散光透鏡、背光模組和液晶顯示裝置。
背景技術：
：液晶顯示裝置(lcd，liquidcrystaldisplay)具有重量輕、機身薄、節省電能等眾多優點，因而得到了廣泛的應用。傳統液晶顯示裝置的背光源采用冷陰極射線管(ccfl),目前led光源因其發光體分布均勻、壽命更長、環保性更好等優點，成為用于替代冷陰極射線管(ccfl)的新型背光光源。液晶顯示裝置所用的led背光源有直下式和側入式兩種，側入式led背光源具有尺寸薄的優勢，但光利用率較低且均勻性相對不高。直下式led背光源具有發光均勻、灰度高、光利用率高和結構簡單等優點，已成為目前液晶顯示裝置所普遍采用的背光源。目前超薄化是液晶顯示裝置的發展趨勢，發明人在研究過程中發現在目前直下式led背光源中，為實現超薄化需要將混光距離進一步降低，其采用的方案為在每個led背光源上設置折射式透鏡，利用透鏡的折射原理，降低混光距離。但是由于其原理限制，無法將混光距離進一步降低，進而不能進一步降低背光模組的厚度。技術實現要素：鑒于上述問題，本發明實施例提供一種反射式散光透鏡結構和液晶顯示裝置，解決現有技術中折射式透鏡存在的缺陷，進一步降低背光源的混光距離，進而進一步降低背光光源的厚度,從而進一步降低液晶顯示裝置的厚度。依據本發明實施例的一個方面，提供了一種反射式散光透鏡，該反射式散光透鏡為相對于透鏡中心法線的軸對稱結構，其包括：設置于透鏡上表面的第一反射面，該第一反射面呈漏斗形；設置于透鏡底面的第一折射面；設置于透鏡側表面的第二折射面和第三折射面；其中第二折射面設置于第三折射面上方并于第三折射面連接，第二折射面和第三折射面構成該反射式散光透鏡的側表面；其中，上述第一反射面、第一折射面、第二折射面以及第三折射面均為曲面，且均沿透鏡中心法線軸對稱；以平行于透鏡中心法線方向為縱向方向，垂直于縱向方向為橫向方向，上述曲面分別具有沿縱向方向和橫向方向的曲率，以縱向剖面為基準、以縱向坐標和橫向坐標可以定義出上述曲面所形成的樣條曲線的曲率；其中，第一反射面的樣條曲線，當該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0.02之間，優選為0；當縱向坐標為0.5時，橫向坐標在0.46至0.56之間，優選為0.51；當縱向坐標為1時，橫向坐標在1至1.1之間，優選為1.05；當縱向坐標為1.5時，橫向坐標在1.58至1.68之間，優選為1.63；當縱向坐標為2時，橫向坐標在2.19至2.29之間，優選為2.24；當縱向坐標為2.5時，橫向坐標在2.86至2.96之間，優選為2.91；當縱向坐標為3時，橫向坐標在3.57至3.67之間，優選為3.62；當縱向坐標為3.5時，橫向坐標在4.35至4.45之間，優選為4.4；當縱向坐標為4時，橫向坐標在5.21至5.31之間，優選為5.26；當縱向坐標為4.5時，橫向坐標在6.16至6.26之間，優選為6.21；當縱向坐標為5時，橫向坐標在7.1至7.2之間，優選為7.15。其中，第一折射面的樣條曲線，當該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0.02之間，優選為0；當縱向坐標為0.2時，橫向坐標在-0.41至-0.31之間，優選為-0.36；當縱向坐標為0.4時，橫向坐標在-1.11至-1.01之間，優選為-1.06；當縱向坐標再次為0.4時，橫向坐標在-1.77至-1.67之間，優選為-1.72。其中，第二折射面的樣條曲線，當該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0.02之間，優選為0；當縱向坐標為0.5時，橫向坐標在-0.01至0.09之間，優選為0.04；當縱向坐標為1時，橫向坐標在0.03至0.13之間，優選為0.08；當縱向坐標為1.5時，橫向坐標在0.08至0.18之間，優選為0.13；當縱向坐標為2時，橫向坐標在0.12至0.22之間，優選為0.17；當縱向坐標為2.5時，橫向坐標在0.15至0.25之間，優選為0.2；當縱向坐標為3時，橫向坐標在0.2至0.3之間，優選為0.25；當縱向坐標為3.5時，橫向坐標在0.24至0.34之間，優選為0.29。其中，第三折射面的樣條曲線，當該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0，02之間，優選為0；當縱向坐標為0.5時，橫向坐標在0.31至0.41之間，優選為0.36；當縱向坐標為1時，橫向坐標在0.64至0.74之間，優選為0.69；當縱向坐標為1.5時，橫向坐標在0.86至0.96之間，優選為0.91；當縱向坐標為2時，橫向坐標在0.99至1.09之間，優選為1.04；當縱向坐標為2.5時，橫向坐標在1.03至1.13之間，優選為1.08。上述坐標的單位均為毫米(mm)。可選的，在所述第一折射面下方設置有限位空間，用來限定led燈珠與所述反射式散光透鏡的安裝位置，所述led燈珠頂面與所述反射式散光透鏡有一定的距離，所述距離優選是0.10mm。可選的，所述反射式散光透鏡的材料為亞克力(pmma)。本發明實施例提供的反射式散光透鏡，上述第一反射面、第一折射面、第二折射面以及第三折射面均為曲面，通過該反射式散光透鏡的上述曲面的光學作用，使得led背光模組的混光距離進一步降低，從而降低了背光模組的厚度，進而能進一步降低直下式液晶顯示裝置的厚度。本發明另一實施例提供一種背光模組，其包括：背板，led光源陣列，設置于所述背板之上；擴散片，設置于所述led光源陣列之上；光學膜片，設置于所述擴散片之上；液晶面板，設置于所述光學膜片之上；其中，在所述led光源陣列的每個led燈珠上，設置有上述任一項的所述反射式散光透鏡。本發明實施例提供的背光模組，由于其led背光源中采用了反射式散光透鏡，降低了背光模組的混光距離，從而進一步降低了背光模組的距離，有益于液晶顯示裝置的輕薄化。本發明第三實施例提供一種液晶顯示裝置，其包括上述背光模組。本發明第三實施例提供的液晶顯示裝置，由于其背光模組的led背光源中采用了反射式散光透鏡，降低了背光模組的混光距離，從而進一步降低了背光模組的距離，有益于液晶顯示裝置的輕薄化。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。附圖說明通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：圖1示出了現有技術中直下式液晶顯示裝置的結構示意圖；圖2示出了現有技術中直下式液晶顯示裝置的混光距離示意圖；圖3示出了現有技術中直入式led光源采用的折射式透鏡的結構示意圖；圖4示出了本發明實施例一的led背光源采用的反射式散光透鏡的結構示意圖；圖5示出了本發明實施例二的背光模組的結構示意圖。具體實施方式下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。為了便于理解本發明的優勢，先簡要介紹現有技術中直下式液晶顯示裝置的結構示意圖。如圖1所示，該液晶模組100包含背板101，反射片102，由多個led燈組成的led晶片陣列103，擴散片104、光學膜片105和液晶面板106。其中光源led晶片陣列103置于背光源底部，光線從led射出后，通過表面的擴散片104擴散，然后再通過光學膜片105均勻地射出，反射片102用于反射led燈發出的光線，使光線利用率最大化。其中，液晶顯示裝置的背光源的厚度主要由背板101與擴散片104之間的腔體高度決定，理論上在符合安裝要求及發光亮度的前提下，腔體高度越大，光線從擴散片射出的均勻性越好。在圖1的直下式液晶顯示裝置中，背光模塊使用的led發光燈珠是一次性光學設計，燈珠表面的透鏡的光線分布在±60°的立體角內，輻射角一般符合120°的朗伯體分布。現有技術中的直下式led背光源，首先要考慮背光源的節能和消耗，不能使用大量的led燈珠，因為led數量過多會造成亮度過高，大量光通量被浪費，使其成本很高，為此，要盡可能減少led燈珠的數量。但是如果減少了led燈珠的數量又容易產生云紋現象(mura)，這是一個更為重要的問題。為了消除云紋現象，通常采用的方案為增加混光距離，即擴大led和擴散板之間的距離，但是這必然導致直下式背光模組的厚度增厚。然而輕薄化是液晶顯示裝置發展的趨勢，為了使液晶顯示裝置的厚度進一步降低，首先的就是要降低背光源的厚度，不可能將圖1中的腔體高度設置的很大。但是降低腔體厚度，就會降低模組的混光距離，必然會影響光線的均勻性。如圖2所示，其標示出了背光模組的混光距離h。為此，現有技術中采用了折射式透鏡的技術方案，其利用折射透鏡來折射led光源發出的光線，來保證光線的均勻性。如圖3所示，為現有技術中led光源采用折射式透鏡的結構示意圖。如圖3所示，在每個led燈珠上方設置折射式透鏡107，通過折射式透鏡107對led進行二次光學設計。采用上述透鏡結構，led發出的光從透鏡底面進入時，大量的光線射入第一凹部的表面上，光線首先在通過凹部表面時發生折射，其后從透鏡的上表面射出時，再度發生折射。通過兩次折射，使得led發射的光線較大幅度地擴散，因此僅需要小的距離就可以使多個led光源裝置產生良好的混光效果，降低背光模組的厚度。但是發明人在研究過程中發現，采用圖3的折射式透鏡能夠適當降低背光模組的厚度，但是基于其折射原理，其不能進一步減小混光距離，來進一步降低背光模組的厚度。為此，本發明實施例一提出一種反射式散光透鏡，其能夠進一步減小混光距離，從而進一步降低背光模組的厚度。如圖4所示，為本發明實施例一的反射式散光透鏡的結構示意圖。該反射式散光透鏡207設置在led燈珠上方，其具有第一反射面2071，第一折射面2072，第二折射面2073和第三折射面2074。led燈珠的位置與透鏡207的透鏡中心重合。led晶片陣列采用燈條的形式，每個燈珠上方設置該反射式散光透鏡207。其中在第一折射面2071下方設置有限位空間，用來限定led燈珠與該反射式散光透鏡207的安裝位置，led燈珠頂面與該反射式散光透鏡207有一定的距離，優選是0.10mm。在該反射式散光透鏡207的底面設置有安裝腳，用來將該反射式散光透鏡207安裝在led陣列的底板上。該透鏡207的材料為本領域通用的透鏡材料，優選為亞克力(pmma)。圖4所示為該反射式透鏡207的縱向剖面圖，中心線為法線，其中縱向是指與中心法線平行的方向。該反射式散光透鏡207為相對于透鏡中心法線的軸對稱結構，并且該反射式散光透鏡207在其頂部設置漏斗形空腔208，該漏斗型空腔208的表面形成反射面構成透鏡207的第一反射面2071，即該第一反射面2071為相對于法線對稱形成的漏斗形反射面。該反射面的形成方式可以采用本領域的所有能夠形成反射面的方式，例如涂布反射材料或者粘貼反射膜等，在此處不作限制。該反射式透鏡207除了包含設置于頂部的漏斗形第一反射面2071之外，還包含設置于該反射式透鏡207底部的第一折射面2072。該第一折射面2072置于led燈珠的頂點上方的位置，并相距一定的距離，該距離優選是0.10mm。另外，該反射式透鏡207還包括除了頂部和底部的表面，在其側表面設置的第二折射面2072和第三折射面2073。其中，第二折射面2072沿該反射式透鏡207的側表面設置于第三折射面2073上方，并于該第三折射面2073連接，該第二折射面2072和第三折射面2073構成該反射式透鏡207透鏡的側表面。在使用時，led燈珠發出的光，先通過第一折射面2072的折射進入到透鏡207內部。其中，折射向透鏡207側表面的光，直接經過第二折射面2073或者第三折射面2074直接折射到透鏡外部。折射向透鏡上表面的光，被第一反射面2071反射后，再經過第二折射面2073或者第三折射面2074折射到透鏡外部。折射向透鏡207底面的光、或者被第一反射面2071反射至底面的光，會被反射回透鏡內部，然后再次經過光路的反射、折射而射向透鏡外部。其中該反射可以是設置于背板101上的反射片102實現的，也可以在透鏡的底面除去第二折射面2071的位置設置的反射層。本發明實施例一所提供的透鏡207包括第一反射面2071、第一折射2072、第二折射面2073、以及第三折射面2074，上面光學面均為曲面，上述曲面分別具有沿縱向方向和橫向方向的曲率，如之前的定義，縱向是指與透鏡中心法線平行的方向，橫向是與該縱向方向垂直的橫向方向。以沿透鏡中心法線的縱向剖面為基準，以縱向坐標和橫向坐標可以定義出上述曲面所形成的樣條曲線的曲率，本申請中所指的樣條曲線定義為以上述縱向剖面為基準、以縱向坐標和橫向坐標所形成的曲線。參照表1，為第一反射面2071的樣條曲線數據，為更好的保護產品，樣條曲線的坐標有一個范圍，此范圍的產品都在專利要求保護的范圍內。具體參見表1，單位為毫米(mm)。該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0.02之間，優選為0；當縱向坐標為0.5時，橫向坐標在0.46至0.56之間，優選為0.51；當縱向坐標為1時，橫向坐標在1至1.1之間，優選為1.05；當縱向坐標為1.5時，橫向坐標在1.58至1.68之間，優選為1.63；當縱向坐標為2時，橫向坐標在2.19至2.29之間，優選為2.24；當縱向坐標為2.5時，橫向坐標在2.86至2.96之間，優選為2.91；當縱向坐標為3時，橫向坐標在3.57至3.67之間，優選為3.62；當縱向坐標為3.5時，橫向坐標在4.35至4.45之間，優選為4.4；當縱向坐標為4時，橫向坐標在5.21至5.31之間，優選為5.26；當縱向坐標為4.5時，橫向坐標在6.16至6.26之間，優選為6.21；當縱向坐標為5時，橫向坐標在7.1至7.2之間，優選為7.15。縱向坐標橫向典型值橫向最小值橫向最大值00-0.020.020.50.510.460.5611.0511.11.51.631.581.6822.242.192.292.52.912.862.9633.623.573.673.54.44.354.4545.265.215.314.56.216.166.2657.157.17.2表1參照表2，為第一折射面2072的樣條曲線數據，為更好的保護產品，樣條曲線的坐標有一個范圍，此范圍的產品都在專利要求保護的范圍內。具體參見表2，單位為毫米(mm)。該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0.02之間，優選為0；當縱向坐標為0.2時，橫向坐標在-0.41至-0.31之間，優選為-0.36；當縱向坐標為0.4時，橫向坐標在-1.11至-1.01之間，優選為-1.06；當縱向坐標再次為0.4時，橫向坐標在-1.77至-1.67之間，優選為-1.72。縱向坐標橫向典型值橫向最小值橫向最大值00-0.020.020.2-0.36-0.41-0.310.4-1.06-1.11-1.010.4-1.72-1.77-1.67表2參照表3，為第二折射面2073的樣條曲線數據，為更好的保護產品，樣條曲線的坐標有一個范圍，此范圍的產品都在專利要求保護的范圍內。具體參見表3，單位為毫米(mm)。該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0.02之間，優選為0；當縱向坐標為0.5時，橫向坐標在-0.01至0.09之間，優選為0.04；當縱向坐標為1時，橫向坐標在0.03至0.13之間，優選為0.08；當縱向坐標為1.5時，橫向坐標在0.08至0.18之間，優選為0.13；當縱向坐標為2時，橫向坐標在0.12至0.22之間，優選為0.17；當縱向坐標為2.5時，橫向坐標在0.15至0.25之間，優選為0.2；當縱向坐標為3時，橫向坐標在0.2至0.3之間，優選為0.25；當縱向坐標為3.5時，橫向坐標在0.24至0.34之間，優選為0.29。縱向坐標橫向典型值橫向最小值橫向最大值00-0.020.020.50.04-0.010.0910.080.030.131.50.130.080.1820.170.120.222.50.20.150.2530.250.20.33.50.290.240.34表3參照表4，為第三折射面2074樣條曲線數據，為更好的保護產品，樣條曲線的坐標有一個范圍，此范圍的產品都在專利要求保護的范圍內。具體參見表4，單位為毫米(mm)。該樣條曲線的縱向坐標為0時，橫向坐標在-0.02到0，02之間，優選為0；當縱向坐標為0.5時，橫向坐標在0.31至0.41之間，優選為0.36；當縱向坐標為1時，橫向坐標在0.64至0.74之間，優選為0.69；當縱向坐標為1.5時，橫向坐標在0.86至0.96之間，優選為0.91；當縱向坐標為2時，橫向坐標在0.99至1.09之間，優選為1.04；當縱向坐標為2.5時，橫向坐標在1.03至1.13之間，優選為1.08。縱向坐標橫向典型值橫向最小值橫向最大值00-0.020.020.50.360.310.4110.690.640.741.50.910.860.9621.040.991.092.51.081.031.13表4發明人通過實驗發現，采用本發明實施例一所提供的具有上述曲面的反射式散光透鏡，能夠將混光距離降低到15mm，而傳統的折射式透鏡的混光距離為25mm，降低了10mm。本發明實施例一提供了一種反射式散光透鏡結構，該透鏡包含設置于上表面的第一反射面2071，設置于底面的第一折射面2072，以及設置于側面的第二折射面2073和第三折射面2074。具有上述光學表面的反射式散光透鏡207使得背光模組的混光距離進一步降低，從而進一步降低了背光模組的厚度，有益于液晶顯示的輕薄化。本發明實施例二提供一種背光模組，如圖5所示，該背光模組包含背板01，反射片202，由多個led燈組成的led晶片陣列光源203，擴散片204、光學膜片205和液晶面板206，還包括設置于每個led燈珠上的反射式散光透鏡207。該反射式散光透鏡207的結構同本發明第一實施例中的反射式散光透鏡207，在此不再贅述。本發明實施例二提供的背光模組，因其采用了反射式散光透鏡207，降低了背光模組的混光距離，從而厚度進一步降低。本發明實施例三提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包含背板，反射片，由多個led燈組成的led晶片陣列，擴散片、光學膜片和液晶面板，還包括設置于每個led燈珠上的反射式散光透鏡。該反射式散光透鏡的結構同本發明第一實施例中的反射式散光透鏡207，在此不再贅述。需要說明的是，本發明實施例提供的液晶模組除了包含上述結構外，還至少包含電路板和其他光學部件等，關于本發明實施例的液晶模組的其他組成，本發明對此不作限定，本領域技術人員可參照現有技術中液晶模組的具體結構以及變形結構。基于以上提出的液晶顯示裝置，例如顯示器、液晶電視等，該液晶顯示裝置使用包含上述反射式散光透鏡的背光模組，使得液晶顯示裝置的整體厚度能夠因為使用上述提出的無邊框液晶模組而進一步降低，進了提升了已經顯示裝置整體外觀效果，提高產品品質。應當指出的是，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本
技術領域：
的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改性、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。當前第1頁12