CN114967226A - 发光模组和显示器 - Google Patents

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邹文聪
陈伟雄
李圣
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Abstract

本发明公开了一种发光模组和显示器，该发光模组包括发光件、PCB板和透镜，PCB板的一侧凸起形成安装台，安装台形成有相背设置的两个安装面，两个安装面均安装有至少一个发光件；透镜开设有通孔，透镜包括围设在通孔周围的入光部、与入光部相对设置的出光部以及连接入光部和出光部的连接部，入光部开设有供安装台穿过的开口，入光部包括位于开口两侧的入光面，每一入光面分别面向发光件设置，以使发光件发出的光线射入至入光面，经连接部反射后从出光部射出，出光部的出光面为第一磨砂糙面。发光件发出的光线射入入光面，再经过连接部的反射后从第一磨砂糙面射出，第一磨砂糙面对光线起到发散作用，从而将点光源转化为均匀的面光源。

Description

发光模组和显示器
技术领域
本发明涉及显示器的技术领域，尤其涉及一种发光模组和显示器。
背景技术
目前显示器所使用的LED灯的光能本身具有较强的指向性和聚集性，LED灯在直下式模组光学模型中为点光源，需要加设光学透镜进行二次配光将光线再次扩散，而传统的透镜受限于传统结构的设计，需要加设更多的LED灯、更厚的扩散板以及更多的膜片进行遮蔽才能得到均匀的面光源，成本较高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种发光模组和显示器，旨在解决如何在花费较低成本的情况下得到均匀的面光源的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种发光模组，所述发光模组包括：
发光件；
PCB板，所述PCB板的一侧凸起形成安装台，所述安装台形成有相背设置的两个安装面，两个所述安装面均安装有至少一个所述发光件；
透镜，所述透镜开设有通孔，所述透镜包括围设在所述通孔周围的入光部、与所述入光部相对设置的出光部以及连接所述入光部和所述出光部的连接部，所述入光部开设有供所述安装台穿过的开口，所述入光部包括位于所述开口两侧的入光面，每一所述入光面分别面向所述发光件设置，以使所述发光件发出的光线射入至所述入光面，经所述连接部反射后从所述出光部射出，所述出光部的出光面为第一磨砂糙面。
在一实施例中，所述透镜为环形透镜，所述入光部和所述出光部相对平行设置，所述连接部的数量为两个，所述安装台面向所述出光部设置，两个所述安装面为所述安装台的侧面，所述出光部远离所述发光件的一侧为所述出光面，所述出光部朝向所述发光件的一侧为反射面。
在一实施例中，所述反射面背离所述出光面的一侧设置有反射片。
在一实施例中，所述反射面面向所述出光面的一侧设置有多个网点，各所述网点均朝向所述出光面凸起。
在一实施例中，所述网点的密度自所述反射面的中间位置向所述反射面的两边逐渐递减设置。
在一实施例中，所述连接部靠近所述出光部的外侧面为第二磨砂糙面。
在一实施例中，所述入光部的内壁面以及所述连接部与所述入光部连接的部分的内壁面均为全反射面。
在一实施例中，所述安装台的数量为多个，各所述安装台均形成有两个相背设置的所述安装面，各所述安装面均设置有一个所述发光件，所述发光件通过导热胶与所述安装面连接。
在一实施例中，所述发光件为蓝光发光件或紫光发光件，所述入光面设置有贴合所述入光面的量子膜。
此外，本发明还提供一种显示器，所述显示器包括背板和上述的发光模组，所述PCB板安装在所述背板上。
本发明的上述技术方案中，PCB板的一侧凸起形成安装台，安装台两个相背设置的安装面均安装有至少一个发光件，由于透镜的入光部开设有供安装台穿过的开口，使得发光件发出的光线射入面向该发光件的入光面，光线穿过入光面在经过连接部的反射后从出光部射出，又由于出光部的出光面设置有第一磨砂糙面，使得入射至出光面的光线在经过第一磨砂糙面时，第一磨砂糙面对光线起到发散的作用，从而有效将发光件发出的点光源转化为面光源，本申请通过改变透镜的结构从而不需要加设更多的LED灯或者加设更厚的扩散板以及更多的膜片进行遮蔽即可得到均匀的面光源，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例发光模组的结构示意图；
图2为本发明实施例发光模组的透镜的结构示意图；
图3为本发明实施例发光模组的网点直径和网点位置的函数分布关系图；
图4为本发明实施例发光模组的部分结构示意图；
图5为本发明实施例发光模组设置有量子膜的结构示意图。
附图标号说明：
10 发光模组 110 发光件
120 PCB板 121 安装台
122 安装面 123 导热胶
130 透镜 131 入光部
132 入光面 133 连接部
134 第二磨砂糙面 135 出光部
136 出光面 136A 第一磨砂糙面
137 全反射面 138 反射片
139 反射面 140 网点
141 量子膜 150 脚柱
160 通孔 170 开口
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征能够以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案能够以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种发光模组10，如图1和图2所示，该发光模组10包括发光件110、PCB板120和透镜130，PCB板120的一侧凸起形成安装台121，安装台121形成有相背设置的两个安装面122，两个安装面122均安装有至少一个发光件110；透镜130开设有通孔160，透镜130包括围设在通孔160周围的入光部131、与入光部131相对设置的出光部135以及连接入光部131和出光部135的连接部133，入光部131开设有供安装台121穿过的开口170，入光部131包括位于开口170两侧的入光面132，每一入光面132分别面向发光件110设置，以使发光件110发出的光线射入至入光面132，经连接部133反射后从出光部135射出，出光部135的出光面136为第一磨砂糙面136A。
其中，PCB板120的一侧凸起形成安装台121，安装台121两个相背设置的安装面122均安装有至少一个发光件110，由于透镜130的入光部131开设有供安装台121穿过的开口170，使得发光件110发出的光线入射该发光件110正对的入光面132，光线穿过入光面132在经过连接部133的反射后部分光线从出光部135出射，又由于出光部135的出光面136设置有第一磨砂糙面136A，使得入射至出光面136的光线在经过第一磨砂糙面136A时，第一磨砂糙面136A对光线起到发散的作用，从而有效将发光件110发出的点光源转化为均匀发散的面光源，本申请通过改变透镜130的结构从而不需要加设更多的LED灯或者加设更厚的扩散板以及更多的膜片进行遮蔽即可得到均匀的面光源，节约了成本。需要说明的是，入光面132为精抛光面，从而便于光线的入射。还需要说明的是安装面122采用双面电路设计。
根据本发明的一实施例，安装台121沿PCB板120的延伸方向延伸，每个安装面122均间隔设置有多个发光件110，多个发光件110沿安装台121的延伸方向间隔排布，透镜130同样沿着安装台121的延伸方向延伸，使得入光面132的面积尺寸与安装面122的面积尺寸相适配，从而使得位于同一安装面122上的发光件110均面向入光面132，进而保证有充足的光线入射至入光面132，需要说明的是PCB板120为一体成型制件，其中PCB板120可以采用玻璃纤维环氧树脂材料或者铝材质，根据本发明的一优选实施例，PCB板120的厚度为1mm。
如图2所示，透镜130为环形透镜130，入光部131和出光部135相对平行设置，连接部133的数量为两个，安装台121面向出光部135设置，两个安装面122为安装台121的侧面，出光部135远离发光件110的一侧为出光面136，出光部135朝向发光件110的一侧为反射面139。透镜130为环形透镜130，入光部131和出光部135相对平行设置，而连接入光部131和出光部135的连接部133为弧形结构，从而使得发光件110发出的光线自入光面132入射至入光部131，并在入光部131内反射进入连接部133，由于透镜130为环形透镜130，因此连接部133为弧形结构，便于将入射至连接部133的光线经过连接部133反射出射至出光面136，从而使得出光面136具有充足的光能，又通过第一磨砂糙面136A对入射至出光面136的光线进行扩散，从而使得从透镜130射出的光线为均匀的面光源。根据本发明的一实施例，透镜130呈无色透明状，其中透镜130的材质可以为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料或者光学级玻璃等高折射率的材质。
其中，反射面139背离出光面136的一侧设置有反射片138。通过在反射面139背离出光面136的一侧设置反射片138，使得一部分自连接部133或者出光面136反射向反射面139的光线，在加设了反射片138的情况下，反射片138可以将这部分光线反射向出光面136，再从第一磨砂糙面136A射出，相较于未加设反射片138的情况可以使得从透镜130射出的光线更多，防止了光能损耗。需要说明的是，反射片138可以通过粘胶粘接在反射面139上。
进一步地，反射面139面向出光面136的一侧设置有多个网点140，各网点140均朝向出光面136凸起。由于透镜130属于光密介质，透镜130外侧的空气属于光疏介质，当光线自光密介质射向光疏介质时，入射至出光面136的光线，其中入射角小于临界角的光线一部分光线在出光面136进行折射后出射，另一部分光线出射向反射面139，而入射至出光面136的光线中入射角大于或等于临界角的光线会以全反射的形式出射向反射面139，通过在反射面139上设置多个网点140，使得入射向反射面139的光线，这部分光线中射向网点140的光线，光线接触到网点140被改变传播方向且出现散射，散射的光线再次入射出光面136，这部分光线中入射角小于临界角的光线一部分在出光面136折射后射出透镜130，另一部分再一次向反射面139反射，而经过网点140散射的光线中，入射向出光面136的光线中入射角依旧大于临界角的光线依旧以全反射的形式出射向反射面139，以此往复，光线扩散更均匀，从而增加了自第一磨砂糙面136A射出的光线，进而得到了亮度均匀的面光源。
此外，反射面139面向出光面136的一侧设置多个网点140，反射面139背离出光面136的一侧设置有反射片138，自连接部133或者出光面136反射向反射面139的光线，一部分光线照射在网点140上，网点140对这部分光线进行散射，其他光线穿过网点140之间的间隙入射至反射面139，反射面139将这部分光线进行反射，这部分光线中有的直接出射至出光面136，有的光线出射至网点140，网点140又对这部分光线进行散射，因此，通过设置网点140和反射片138的组合，不仅可以保证从透镜130射出的光线为均匀的面光源，同时该光源还可以具有充足的亮度。
并且，网点140的密度自反射面139的中间位置向反射面139的两边逐渐递减设置。网点140的分布呈现靠近反射面139的中间位置密集，向着反射面139的两端逐渐稀疏的排布。其中网点140的密度排布类似高斯曲线，以透镜130界面的几何中心的网点140作为原点O，以区域网点140的直径D作为Y轴，以网点140的相对位置作为X轴形成二维直角坐标系，其中Y轴两侧的图形靠近Y轴呈平滑上升的趋势。通过这样对网点140进行排布，可以有效应对入射至反射面139的光线分布不均而导致经网点140散射后自透镜130射出的光线分布依旧存在一定不均匀的现象，通过在靠近反射面139的中部位置增加网点140的密度，从而增加对入射至反射面139中部位置的光线的散射，通过在靠近反射面139两端的位置减少网点140密度，从而减小网点140对入射至反射面139两端位置的光线的散射，因此通过这样设置网点140，使得经网点140散射后的光线可以保证从透镜130射出的光线为均匀的面光源。需要说明的是，如图3所示的图像中A和B均为常数，C为网点140直径的最小值，
Figure BDA0003596981990000061
为该段曲线的曲率。
如图1所示，连接部133靠近出光部135的外侧面为第二磨砂糙面134。通过将连接部133靠近出光部135的外侧面设置为第二磨砂糙面134，一方面增大了自透镜130射出的光线角度，使得自透镜130射出的面光源其表面积增大；另一方面通过第二磨砂糙面134对光线进行扩散，使得自第二磨砂糙面134射出的光线分布更加均匀。
其中，入光部131的内壁面以及连接部133与入光部131连接的部分的内壁面均为全反射面137。通过将入光部131的内壁以及连接部133与入光部131连接的部分的内壁设置为全反射面137，便于光线在其内部进行传播，减小光能的损耗，发光件110发出的光线穿过入光面132进入入光部131内部，并在入光部131的内壁进行反射，此阶段只会有很少的光能可以从入光部131出射、或者从连接部133与入光部131的连接部133分的外壁出射，可以忽略不计，朝着连接部133所在方向进行传播，通过设置全反射面137，从而降低光线在传播过程中的损耗，从而保证有充足的光线自出光面136射出。
如图1和图4所示，安装台121的数量为多个，各安装台121均形成有两个相背设置的安装面122，各安装面122均设置有一个发光件110，发光件110通过导热胶123与安装面122连接。安装台121的数量为多个，每个安装台121均形成有两个竖直设置的安装面122，每个安装面122设置有一个发光件110，其中发光件110可以为LED灯，LED灯可以通过导热胶123安装在安装面122上，每个安装台121均对应有一个透镜130，透镜130的入光部131背离出光部135的一侧设置有脚柱150，脚柱150与PCB板120胶接，即脚柱150通过点胶粘接在PCB板120上。需要说明的是，PCB板120、入光部131和出光部135三者相互平行设置。通过设置多个安装台121且每个安装台121均有一个透镜130与之对应设置，使得发光模组10发出的光线充足且光线的分布均匀。需要说明的是，该发光模组10尤其适用于超薄直下式背光模组。
如图5所示，发光件110为蓝光发光件或紫光发光件，入光面132设置有贴合入光面132的量子膜141。当发光件110为蓝光发光件或者紫光发光件时，通过在入光面132靠近发光件110的一侧设置有量子膜141，使得蓝光发光件或者紫光发光件发出的蓝光或者紫光会先入射量子膜141，从而激发量子膜141生成白光出射至入光面132，经量子膜141生成的白光入射至入光面132后同上述传播原理，在此不再赘述。通过加设量子膜141，使得透镜130还能够同时支持蓝光发光件和紫光发光件，增加了透镜130的适用范围。需要说明的是，本发明只需要在入光面132贴附小块量子膜141即可实现量子点、高色域设计，相比于传统大面积的量子膜141，激发白光的效率更高且成本更低。
此外，本发明还提供一种显示器，该显示器包括背板和上述的发光模组10，PCB板120安装在背板上。由于该显示器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种发光模组，其特征在于，包括：
发光件；
PCB板，所述PCB板的一侧凸起形成安装台，所述安装台形成有相背设置的两个安装面，两个所述安装面均安装有至少一个所述发光件；
透镜，所述透镜开设有通孔，所述透镜包括围设在所述通孔周围的入光部、与所述入光部相对设置的出光部以及连接所述入光部和所述出光部的连接部，所述入光部开设有供所述安装台穿过的开口，所述入光部包括位于所述开口两侧的入光面，每一所述入光面分别面向所述发光件设置，以使所述发光件发出的光线射入至所述入光面，经所述连接部反射后从所述出光部射出，所述出光部的出光面为第一磨砂糙面。
2.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述透镜为环形透镜，所述入光部和所述出光部相对平行设置，所述连接部的数量为两个，所述安装台面向所述出光部设置，两个所述安装面为所述安装台的侧面，所述出光部远离所述发光件的一侧为所述出光面，所述出光部朝向所述发光件的一侧为反射面。
3.根据权利要求2所述的发光模组，其特征在于，所述反射面背离所述出光面的一侧设置有反射片。
4.根据权利要求2所述的发光模组，其特征在于，所述反射面面向所述出光面的一侧设置有多个网点，各所述网点均朝向所述出光面凸起。
5.根据权利要求4所述的发光模组，其特征在于，所述网点的密度自所述反射面的中间位置向所述反射面的两边逐渐递减设置。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的发光模组，其特征在于，所述连接部靠近所述出光部的外侧面为第二磨砂糙面。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的发光模组，其特征在于，所述入光部的内壁面以及所述连接部与所述入光部连接的部分的内壁面均为全反射面。
8.根据权利要求1～5中任意一项所述的发光模组，其特征在于，所述安装台的数量为多个，各所述安装台均形成有两个相背设置的所述安装面，各所述安装面均设置有一个所述发光件，所述发光件通过导热胶与所述安装面连接。
9.根据权利要求1～5中任意一项所述的发光模组，其特征在于，所述发光件为蓝光发光件或紫光发光件，所述入光面设置有贴合所述入光面的量子膜。
10.一种显示器，其特征在于，所述显示器包括背板和如权利要求1～9中任意一项所述的发光模组，所述PCB板安装在所述背板上。
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