[发明专利]一种反射式二次透镜

说明书

技术领域

本发明涉及平面显示领域，尤其涉及一种反射式二次透镜直下式背光模组的扩散板及其制作方法。

背景技术

背光光源在传统液晶显示器（LCD）以及大型广告板中大量应用。而传统的冷阴极管（CCFL）背光源已经逐渐被发光二极管（LED）背光源所取代。而最初的背光源由背面雕花处理的导光板实现，光源（线光源的CCFL或点光源的LED）从导光板侧面将光导入，此种方式由于导光板技术的限制，效率不高。而直下式液晶显示器背光源则有效提高了光照效率问题。由于LED属于有限角度光束的点光源，在用于直下式LED背光源时，需要数百甚至上千白色或三基色LED排列而形成面光源，形成一个大面积平面进行照明。

将点光源转化成面光源，是LED背光源的关键技术。光源均匀度和混光高度是背光源两个非常重要的性能指标。

请参见图1，图1是一种现有的LED直下式背光模组的结构示意图，如图所示，该背光模组设有底背光框架1、扩散板2、二次折射透镜5、LED光源4、底面反射板3；所述扩散板2与底背光框架1的边缘位置连接，所述底面反射板3设在底背光框架1底部内侧，LED光源4固定在底面反射板3上，二次折射透镜5设在LED光源4的上方和扩散板2的下方。底面反射板3到扩散板2的距离为混光距离H，各个LED光源4之间的距离为P，H/P的数值反应了LED灯的数量和背光模组的厚度，通常处于成本和外观上的考虑，在不影响使用的情况下，希望H/P的值越小越好。

请参见图2，图2是一种现有的折射式二次透镜，该折射式二次透镜通过入射光线的二次折射产生大角度变化的出射光线，因而可以增加光源的散射程度，在该折射式二次折射透镜的帮助下，现有的H/P的数值大概为0.25-0.4之间。

为了进一步减小该H/P的值，反射式二次透镜被进一步应用在LED直下式背光模组中。如图3所示，图3是一种现有的反射式二次透镜，该反射式二次透镜是运用入射光线在镜内发生的全反射来实现扩散出入光线角度的目的。由于其出射光线中相当一部分以较大角度从侧面出射，因此在该二次反射透镜的帮助下，可以使H/P达到0.1-0.15。

然而这种反射式二次透镜，其顶面与侧面的衔接处为尖角式肩部结构，这种尖角结构可以使部分光线直接从肩部以相对统一的角度折射出去，因此可以看到在肩部出现特别明亮的光斑，反应在液晶显示器上时，就会出现显示效果的MURA现象。除此之外，在该现有的反射式二次透镜中，其侧面的轮廓曲线变化单一，大多数光线经过顶面的全反射后，以一个相对比较水平的角度出射，这种水平光线在背光模组中需要经过多次反射才能最终从扩散板中射出，因此存在光源利用率低下的问题，导致背光模组的亮度没有被最大化利用。

因此有必要提出一种新的反射式二次透镜，以改善上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种新的反射式二次透镜，可以改善现有的透镜状中肩部亮环问题，以及提高反射式二次透镜的光线利用率，从而提高了背光模组的亮度和均匀性。

根据本发明的目的提出的一种反射式二次透镜，包括左右对称的两个部分，其中每个部分包括位于底部的第一曲面、位于顶部的第二曲面和连接第一曲面和第二曲面的侧面，所述第二曲面和侧面的衔接处为圆弧状肩部，该圆弧状肩部的起点和终点分别与第二曲面的重点和侧面的起点平滑过渡。

优选的，所述圆弧状肩部的高度为0.8mm-1mm，半径为1.5mm-1.7mm。

优选的，所述第一曲面的起点和终点与底部中点连线所夹的角度为0度；所述第二曲面的起点和终点与底部中点连线所夹的角度为40度至50度；所述圆弧状肩部的起点和终点与底部中点连线所夹的角度为5度至10度；所述侧面的起点和终点与底部中点连线所夹的角度为40度至45度。

优选的，所述侧面为二段式侧面，该侧面的第一部分为直线，第二部分为圆弧，该第一部分与所述肩部相连，该第二部分与所述第一曲面相连。

优选的，所述第一部分的直线与垂直方向成5°-10°向外，长度为2.5mm-3mm。

优选的，所述第二部分的圆弧高度为2mm-3mm,半径为2.2mm-2.5mm。

优选的，所述侧面为二段式侧面，该侧面的两个部分分别为两段斜率互为正负的直线。

优选的，所述第一曲面上设有微结构，使得反射光线的反射角度呈现无规律性，以增加光线从透镜中出射时的均匀性。