[发明专利]一种背光透镜及其直下式背光模块

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光透镜以及包含该背光透镜的直下式背光模块。

背景技术

近年来，随着消费电子的蓬勃发展，各个尺寸的显示设备的市场需求越来越大，其中，液晶显示器以轻薄、低成本、高画质等多种优势占据了平板显示的绝对主导地位。液晶是一种被动发光器件，需要背光源发出的光线来显示图像内容，常见的背光源包括冷阴极管（Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL）和发光二极管（Light Emitting Diode，LED）等。其中LED以高流明效率、高显色能力、低压驱动、不含易碎部件、不含重金属材料等优点正迅速取代CCFL成为背光源的主流技术。

从结构上区分，LED背光可分为侧面入光式和直下式（底发光式）。对于侧面入光式，LED灯条布置在面板的一侧，导光板通过导光颗粒的散射作用将侧面方向的线光源转换为面向面板方向的面光源，扩散膜、增亮膜等光学薄膜将面光源再转换为可用作面板背光的均匀的且具有一定发散角度的背光源。对于直下式，LED阵列直接布置在面板下方，同样需要扩散膜、增亮膜等光学薄膜将LED阵列发出的光线转换为品质符合要求的背光源。

一般来说，侧入光式LED背光模块的厚度较小，技术成熟，适用于中小尺寸液晶显示屏，如移动电话、平板电脑、电子相框、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）等。直下式LED背光模块的超薄性能略逊，但是不受屏幕尺寸限制，特别适合于超大尺寸屏幕，诸如液晶电视。

在现有技术中，传统直下式LED背光源通常以相邻两LED灯进行等间距行列排布，利用模拟光学均匀性予以实现。然而，该等间距均匀排列会导致中间区域的亮度是周围其他区域亮度的叠加。此外，由于LED是点光源，亮度分布随着距离的增加而衰减很快，边缘区域叠加的亮度分布很小，导致LED背光源边缘的亮度明显小于中间区域的亮度，造成整个屏幕的亮度均匀性较差。虽然可通过同步缩小LED灯间距、改变扩散板（DiffuserPlate）与LED阵列之间的高度等方式改善亮度的均匀性，但这些方案往往以增加背光功耗和牺牲液晶显示模块的厚度为代价。

有鉴于此，如何设计一种直下式背光模块或对现有的直下式背光模块进行结构改进，以减少中间区域的出光能量，降低LED背光源边缘的亮度与中间区域的亮度之间的亮度差异，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的直下式背光模块在改善整个屏幕的亮度均匀性所存在的上述缺陷，本发明提供了一种背光透镜以及包含该背光透镜的直下式背光模块。

依据本发明的一个方面，提供了一种直下式背光模块，包括：

一背光透镜，包括一第一球形表面、一第二球形表面和一底面，其中，所述第一球形表面为所述背光透镜的入光面，所述第二球形表面为所述背光透镜的出光面，所述底面连接至所述第一球形表面和所述第二球形表面；

一发光二极管，设置于所述第一球形表面的下方；以及

一反射微结构，布设于所述第二球形表面的内壁，所述反射微结构为网点分布，以控制所述背光透镜的出光能量。

在其中的一实施例，所述反射微结构的布设区域小于所述背光透镜的底面面积。

在其中的一实施例，所述反射微结构的布设区域为圆形。

在其中的一实施例，所述反射微结构的布设区域为方形。

在其中的一实施例，所述反射微结构在水平方向上的布设长度小于一预设距离，其中，所述预设距离由所述背光透镜的空间角度分布最大值决定。

在其中的一实施例，所述第一球形表面、所述第二球形表面和所述底面均为光滑表面。

在其中的一实施例，所述反射微结构为镀膜材料，以便达到所述镀膜材料表面的光线进行全反射。

依据本发明的另一个方面，提供了一种背光透镜，所述背光透镜包括一第一球形表面、一第二球形表面和一底面，所述第一球形表面为所述背光透镜的入光面，所述第二球形表面为所述背光透镜的出光面，所述底面连接至所述第一球形表面和所述第二球形表面，其中，所述背光透镜还包括一反射微结构，布设于所述第二球形表面的内壁，所述反射微结构为网点分布，以控制所述背光透镜的出光能量。

在其中的一实施例，该反射微结构的布设区域为圆形或方形。

在其中的一实施例，所述反射微结构在水平方向上的布设长度小于一预设距离，其中，所述预设距离由所述背光透镜的空间角度分布最大值决定。