背光模组透镜及其构成的背光模组制造技术

本发明专利技术公开了一种背光模组透镜，包括整体上呈立方体结构基底，基底具有正方形的底面、正方形的顶面以及侧面，底面的中心向上凹陷形成入光面，顶面向上隆起形成主出光面，主出光面包括四个自由曲面拼接而成，四个自由曲面具有结合中心点并且绕该结合中心点中心对称，该结合中心点向下朝向入光面凹陷并且与入光面的中心点位于同一中心线上，主出光面与顶面的接合处形成一圈向外倾斜的环形坡面，环形坡面与顶面之间呈预定夹角以构成调光面。本发明专利技术的光效图在边缘位置周围会有一定的余光，当应用于背光模组时，复数个背光模组透镜排布成阵列，所产生的余光可以消除间隙所带来的暗区或亮区，保证结合位置处不会形成黑边或亮线以位置使整体光效分布均匀。

Backlight module lens and backlight module thereof

The invention discloses a backlight module lens, which comprises a cube structure substrate as a whole, a square bottom surface, a square top surface and a side surface. The center of the bottom surface is sunken upwards to form a light entering surface, the top surface is raised upwards to form a main light exiting surface, and the main light exiting surface is composed of four free-form surfaces spliced together and four self-exiting surfaces. A circular inclined slope is formed at the junction of the main outgoing smooth surface and the top surface by the surface having a junction center point and symmetrical around the junction center point. Smooth surface. When applied to the backlight module, a plurality of lenses of the backlight module are arranged in an array, and the resulting residual light can eliminate the dark or bright areas caused by the gap, so as to ensure that no black edges or bright lines are formed at the joint position to uniformly distribute the overall light efficiency.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背光模组透镜及其构成的背光模组
本专利技术涉及一种将点光源转换成为面光源的光学透镜，适用于普通照明尤其是背光

技术介绍
随着大尺寸液晶电视技术的发展，液晶电视的背光源需要大量的LED排布成阵列对液晶面板进行照明，每颗LED芯片前设置有一个透镜，通过透镜对从LED出来的光进行二次配光，以减少背光模组厚度及LED的使用量，同时满足液晶的背光源对辉度及均一性的要求。目前市场上的LED透镜，其光学结构部分俯视图投影的外围轮廓大都为圆形，其光学结构部分形状大都为旋转对称形式，因此现有直下式液晶电视LED透镜光斑都为圆形，而光液晶电视显示屏一般都为方形，采用矩形光斑分布的LED透镜将更为合理，如何将每颗透镜的光斑调整为规整的方形是需要解决的技术问题。本申请人于2013年3月25日申请的一项专利号为ZL201310095608.2的专利技术专利，公开了一种用于直下式液晶背光的LED透镜，透镜是由透明材料制成的实体，包括底面、围绕底面在竖直方向延伸的内曲面以及外曲面，内曲面四周向上凹陷形成第一光学曲面，第一光学曲面为光入射面，外曲面包括四个四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面，第二光学曲面为光折射面，每个第二光学曲面包括沿底面向上延伸的侧面、沿侧面向上凸起的上凸面、沿上凸面向中心凹陷的上凹面。该专利技术虽然解决了现有技术中的问题，能够在扩散板上形成一个均匀照度的矩形或椭圆形光斑，但是依然无法解决当LED构成阵列时各个发光单元之间的调光问题。近年来大尺寸液晶显示技术将呈多元化发展趋势，4K、曲面、量子点、无边框等面板需求将会迎来高增长。伴随着消费升级和大尺寸化趋势，8K面板将步入市场。以75英寸为例，4K面板像素密集度仅为59ppi，若提升至8K则PPI可提升至110以上，显示画面细腻度将大幅提升。另外，HDR是英文“HighDynamaticRange”高动态范围的缩写，是指显示效果更接近人眼看到的真实色彩，实现更高的亮度和更宽的色域，HDR技术带来的画质提升是直观可感的，即使是普通观众也能用肉眼辨别，因此今年众多厂商纷纷在电视产品上搭载HDR技术。根据DolbyVision以及UHDLines的标准,要实现RealHDR必须满足动态对比度、色域以及PeakBrightness的相关条件。以目前技术水平来看，动态范围最高可达到1500nits，最低仅为0.05nit。HDR技术的解决方案主要有以下形式：从硬件来看，首先是背光分区独立控制；另外背光源要采用高色域方案，如Red采用新的荧光粉或使用量子点背光方案。除了硬件显示方面达到HDR的标准外，信号处理也是必不可少的，这就要求芯片必须支持HDR解码。当然，实现真正的HDR，从片源的制作，编码解码，传输以及最终的显示，所有的这些环节均需要技术的革新和突破。在电视市场，因受面板价格波动的影响，电视整机厂商长期面临着严峻的获利挑战，而这项技术将给用户带来更真实的画质体验，也有利于提升获利。随着产业链相关技术的逐步成熟和突破，技术也呈现多元化，面板厂商尝试通过了LED局部调光技术（LEDlocaldimming）和Tcon算法两种方式来实现HDR，可以预见未来几年HDR电视也将会迎来快速增长。LED局部调光技术（LEDlocaldimming）的原理是通过单独控制LED芯片的发光状态来实现高对比度，然而如何提供一种全新的背光模组透镜，来匹配这种具有不同发光状态的LED芯片（例如具有不同光强，或者具有不同的出射角度等），是本专利技术要解决的另一个技术问题，这一点对于本业界具有重大的技术意义。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种组合后照明均匀的背光模组透镜。为了达到以上目的，本专利技术提供了一种背光模组透镜，包括整体上呈立方体结构基底，所述的基底具有正方形的底面、正方形的顶面以及侧面，所述的底面的中心向上凹陷形成入光面，所述的顶面向上隆起形成主出光面，所述的主出光面包括四个自由曲面拼接而成，四个所述的自由曲面具有结合中心点并且绕该结合中心点中心对称，该结合中心点向下朝向入光面凹陷并且与入光面的中心点位于同一中心线上，其中，所述的主出光面与顶面的接合处形成一圈向外倾斜的环形坡面，所述的环形坡面与顶面之间呈预定夹角以构成调光面。作为本专利技术进一步的改进，所述的环形坡面的坡度角处于0.1°至15°范围。作为本专利技术进一步的改进，所述的环形坡面的横截面呈波浪形。作为本专利技术进一步的改进，所述的底面上设置有定位柱。作为本专利技术进一步的改进，所述的基底的底面尺寸小于顶面尺寸使所述的侧面朝向内侧倾斜θ1角以形成辅出光面。作为本专利技术进一步的改进，所述的θ1角处于1-15°范围内。作为本专利技术进一步的改进，所述的主出光面和辅出光面上涂覆反射镀膜。作为本专利技术进一步的改进，由玻璃或光学树脂材料制成。根据本专利技术的另一方面，提供了一种背光模组，包括复数个如上所述的背光模组透镜排布成阵列，每个背光模组透镜的入光面处设置有LED芯片。本专利技术的光效图在边缘位置周围会有一定的余光，当应用于背光模组时，复数个背光模组透镜排布成阵列，每颗透镜之间并非紧密排列可能会存在间隙，而所产生的余光可以消除间隙所带来的暗区或亮区，保证结合位置处不会形成黑边或亮线使整体光效分布均匀。附图说明附图1为根据本专利技术的背光模组透镜的实施例一的立体示意图；附图2为根据本专利技术的背光模组透镜的实施例一的主视示意图；附图3为附图2中沿A-A的剖视图；附图4为实施例一的照明效果光效测试图；附图5为根据本专利技术的背光模组透镜的实施例二的立体示意图；附图6为根据本专利技术的背光模组透镜的实施例二的主视示意图；附图7为附图6中沿A-A的剖视图；附图8为实施例二的照明效果光效测试图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例一参见各附图1至附图4所示，本实施例中的背光模组透镜由玻璃或光学树脂材料制成。基底1整体上呈立方体结构，基底1具有正方形的底面2、正方形的顶面3以及侧面4，底面2上设置有定位柱10用于安装定位，底面1的中心向上凹陷形成入光面5。顶面3向上隆起形成主出光面6，主出光面6包括四个自由曲面7拼接而成，四个自由曲面7具有结合中心点8并且绕该结合中心点8中心对称，该结合中心点8向下朝向入光面5凹陷并且与入光面5的中心点位于同一中心线上，其中，主出光面6与顶面3的接合处形成一圈向外倾斜的环形坡面，环形坡面与顶面3之间呈0.1°夹角以构成调光面12，环形坡面的横截面呈波浪形（本例中由于角度较小图中较难显示出来）；基底1的底面2尺寸小于顶面3尺寸使侧面朝向内侧倾斜θ1角以形成辅出光面9，倾斜角θ1通常在1-15°范围之间（2.5°效果较佳）。优选的，主出光面6、调光面12和辅出光面9上可以涂覆反射镀膜。本专利技术的原理是主出光面6起到将入射光均匀投射至正方形投射面的中间区域；较大角度的入射光通过调光面12被折射以投射在正方形投射面的边缘附近的位置；大角度的入射光通过辅出光面9被利用以投射在正方形投射面的边缘位置，否则这些大角度入射光将被垂直的侧面反射浪费。需要说明的是，由于透镜是一体注塑成型，环形坡面有助于上模实现拔模，倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背光模组透镜，其特征在于：包括整体上呈立方体结构基底，所述的基底具有正方形的底面、正方形的顶面以及侧面，所述的底面的中心向上凹陷形成入光面，所述的顶面向上隆起形成主出光面，所述的主出光面包括四个自由曲面拼接而成，四个所述的自由曲面具有结合中心点并且绕该结合中心点中心对称，该结合中心点向下朝向入光面凹陷并且与入光面的中心点位于同一中心线上，其中，所述的主出光面与顶面的接合处形成一圈向外倾斜的环形坡面，所述的环形坡面与顶面之间呈预定夹角以构成调光面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种背光模组透镜，其特征在于：包括整体上呈立方体结构基底，所述的基底具有正方形的底面、正方形的顶面以及侧面，所述的底面的中心向上凹陷形成入光面，所述的顶面向上隆起形成主出光面，所述的主出光面包括四个自由曲面拼接而成，四个所述的自由曲面具有结合中心点并且绕该结合中心点中心对称，该结合中心点向下朝向入光面凹陷并且与入光面的中心点位于同一中心线上，其中，所述的主出光面与顶面的接合处形成一圈向外倾斜的环形坡面，所述的环形坡面与顶面之间呈预定夹角以构成调光面。2.根据要求1所述的背光模组透镜，其特征在于：所述的环形坡面的坡度角处于0.1°至15°范围。3.根据权利要求1所述的背光模组透镜，其特征在于：所述的环形坡...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海生，刘龙辉，
申请(专利权)人：苏州奥浦迪克光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32