[发明专利]发光模块和透镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光模块，更具体地说，涉及一种包括用作液晶显示器的面照明装置或背光源的透镜的发光模块。

背景技术

存在用于从背后照亮液晶显示器的侧光式背光源(edge-type backlight)和直下式背光源(direct-type backlight)。对于侧光式背光源，发光二极管(LED)布置在导光板的一侧，通过利用导光板使从光源入射的光从背后照亮液晶面板。侧光式背光源可减少LED的数量，并且不需要LED之间的高水平的质量偏差。因此，侧光式背光源成本合理，并且有利于低功耗产品的发展。然而，侧光式背光源几乎不能克服液晶显示器的边缘部分和中心部分之间的对比度的差异，并且在实现高的图像质量方面具有限制。

另一方面，对于直下式背光源，多个LED按照恒定的间隔布置在液晶面板的正下方，并且来自LED的光从背后照亮液晶面板。直下式背光源具有能够克服液晶显示面板的边缘部分和中心部分之间的对比度的差异并能够实现高的图像质量的优点。

然而，在直下式背光源的情况下，如果各个LED不能均匀地从背后照亮相对大的区域，则需要密集地布置较大数量的LED，导致功耗的增加。另外，如果LED具有质量偏差，则液晶面板被不均匀地从背后照亮，使得难以确保屏幕的均匀质量。

为了减少所使用的LED的数量，可使用通过在每个LED中布置透镜而将光分散的技术。然而，即使在LED和透镜之间的对准发生轻微的变化也会导致通过透镜所发出的光的分布的显著变化，从而更加难以均匀地从背后照亮液晶面板。

另外，如图1中所示，当应用了具有盘形的光定向图案(light orientation pattern)LP的透镜时，可形成相邻的光束彼此交叉的明亮部分WP以及光很少照射到的黑暗部分BP。

可以通过减少朝向明亮部分WP行进的光通量来控制明亮部分WP，同时基于光定向图案LP的视角来调节亮度。另一方面，可通过增大光定向图案LP的尺寸或者减小LED之间的间隙来控制黑暗部分BP。然而，如果朝向明亮部分WP行进的光通量减少以消除明亮部分WP，则黑暗部分BP会更加黑暗；相反地，如果光定向图案LP的尺寸增加或者LED之间的间隙减小以消除黑暗部分BP，则明亮部分WP变得更宽广和更明亮。换句话说，难以消除明亮部分WP和黑暗部分BP两者。

发明内容

技术问题

本发明的一方面在于提出一种用于分散光的透镜和一种包括该透镜的发光模块，更具体地说，提出一种适合于面光源或直下式背光源的发光模块和透镜。

本发明的另一方面在于提出一种用于分散光的透镜和一种包括该透镜的发光模块，更具体地说，提出一种透镜和一种能够增大LED与透镜之间的对准容差和发光模块。

本发明的另一方面在于提出一种在利用多个LED的光源中能够在整个大的区域发出均匀光的发光模块和透镜。

本发明的另一方面在于提出一种容易制造的透镜和发光模块。

解决技术问题的技术方案

根据本发明的一方面，一种发光模块包括：发光二极管芯片；透镜，用于将从发光二极管芯片发出的光的光通量分散。所述透镜包括：下表面，具有凹入部分，从发光二极管芯片发出的光入射到凹入部分上；上表面，入射到凹入部分上的光从上表面出射。上表面包括沿着上表面的中心轴设置的凹面。下表面的凹入部分包括垂直于所述中心轴的表面和向下凸出的表面中的至少一个表面。垂直于所述中心轴的表面和向下凸出的表面中的至少一个表面设置在比凹入部分的入口区域更窄的区域内。

所述透镜的上表面和凹入部分可关于穿过中心轴的表面镜面对称。所述透镜的上表面和凹入部分可关于中心轴具有回转体形状。

所述透镜的上表面可包括从所述凹面连续延伸的凸面。

在一些实施例中，在所述下表面的凹入部分内的垂直于所述中心轴的表面和向下凸出的表面中的至少一个表面上可形成光散射图案，并且在比所述至少一个表面更靠近所述中心轴的表面上可形成光散射图案。光散射图案可形成有不平坦的图案，并且还可将从发光二极管发出的光分散到中心轴附近。

还可以在所述上表面的凹面上形成光散射图案。

在一些实施例中，在所述下表面的凹入部分内的垂直于所述中心轴的表面和向下凸出的表面中的至少一个表面上还可形成具有与透镜的折射率不同的折射率的材料层，并且还可在比所述至少一个表面更靠近所述中心轴的表面上形成所述材料层。

还可以在所述上表面的凹面上形成具有与透镜的折射率不同的折射率的材料层。