[实用新型]一种直下式LED背光照明用配光透镜组件

说明书

本实用新型公开了一种直下式LED背光照明用配光透镜组件，涉及液晶显示器技术领域，该直下式LED背光照明用配光透镜组件包括透镜本体和设置在透镜本体下部的吸光层，所述透镜本体包括出射面、入射面和底面，光源靠近入射面设置，所述光源的下部设置有聚光罩，聚光罩上开设有可使光源穿过的通孔，聚光罩的顶部位置高于光源的顶部位置；本实用新型不仅可以通过吸光层来改善由于菲涅尔界面反射所引起的照明光场中心轴附近区域光线的堆积问题，而且通过改进后设置的聚光罩的作用，避免现有技术中与底面平行的光线直接遇到入射面后直接发生折射，将光线折射到吸光层上，从而影响了光线的利用率，本实用新型具有很好的实用效果。

技术领域

本实用新型涉及液晶显示器技术领域，具体是一种直下式LED背光照明用配光透镜组件。

背景技术

现在液晶电视用的LED背光照明以及LED面板灯等的背光照明方式和照明结构通常有两种：一种为将多颗LED放置在导光板的侧面(LED光轴与导光板侧面基本垂直)，LED发出的光线经过导光板侧面进入到导光板中，在导光板中发生多次全反射和折射后，最终所有的光线经导光板的正面透射出来，通过精确控制导光板反射与折射的比例，可以在导光板正面形成均匀的出光面；这种方式常称之为侧入式照明方式。

另外一种是将多颗LED光源放置在扩散板背面(本方法中LED光轴与扩散板背面基本垂直)，为了将LED发出的光线均匀的照射在扩散板背面，需要在每个LED与扩散板之间放置一个二次配光透镜，配光透镜将LED发出的光线进行二次分配后，均匀的照射在扩散板的背面；这样光线经过扩散板背面进入到扩散板内部再一次扩散，从扩散板的正面出射出来，可以在扩散板正面形成均匀的出光面，这种方式常称之为直下式照明方式。

上述两种照明方式相比较，形成同样的出光面积，侧入式的光线行进路径远大于直下式，侧入式的出光效率低下，所以采用侧入式的照明方式其能耗高、成本高。

近年来随着显示器(例如平板电视显示器)用的LED背光照明以及LED面板灯等的产品的进一步应用和推广。对对应产品的节能要求和成本控制的需求也越来迫切；这样的背景下效率较低的传统侧入式照明方式逐步在被直下式照明方式取代。

目前LED直下式背光照明的发展趋势为：在尽量增大LED之间的间距(主要是为了在同样的面积内减少LED数量)的前提下缩小从LED光源到扩散板的厚度(主要是为了减小系统体积)，同时还要保证照射的均匀性。这对配光透镜提出了更高的要求。

现有技术中，为了增大LED之间的间距，同时压缩LED与扩散板之间的距离，有的直下式系统采用反射式透镜对LED发出的光线进行二次分配，让相当部分的LED发出的光线通过透镜反射到系统内腔上的反光层上，然后再反射到扩散板上。这种照明方式虽然可以减小空间高度，但是对反光层的特性依赖较大，同时对透镜的面型精度及安装精度以及反光层的平整层度等要求较高，因此较难实现均匀照明。

现在也有的直下式系统采用折射式透镜对LED发出的光线进行二次分配，但很难在LED之间间隔距离大且LED与扩散板之间距离小的情况下实现均匀照明，造成照明不均匀的原因之一是透镜入射面与出射面的面形比较简单，有的透镜的入射面及出射面采用多球面拼接而成，有的采用简单的圆锥曲面，这使得LED光源发出的光线难以按照背光照明的需求在大角度范围内进行有效的分配。

另一个重要原因是光线在不同介质中传播时，光线通过界面时总是会存在着菲涅尔界面反射，而且入射角度越大的菲涅尔界面反射效应越明显。通常从光疏介质到光密介质传播时，入射角大于60°后其菲涅尔界面反射率将随着入射角的增加而上升；而从光密介质到光疏介质传输时菲涅尔界面反射则更加显著，入射角大于30°后其菲涅尔界面反射率将随着入射角的增加而急剧上升。

从LED光源发出的光线经过入射面的折射后进入透镜本体，达到出射面时部分光线经出射面折射出去，而另外部分光线被界面反射到透镜内部，这部分反射光线经过透镜底面或者系统内腔反射面等多个面的多次反射与折射后，会在LED上方靠中间部分区域形成光线(能量)的集聚，严重影响了透镜出射光场的均匀性。