CN215867463U - 透镜结构、直下式背光模组以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种透镜结构、直下式背光模组以及显示装置，其中，透镜结构，包括透镜本体，所述透镜本体包括光阀结构以及在所述发光元件出光方向上间隔设置的至少两个透镜层，靠近所述发光元件的所述透镜层具有容纳发光元件的容纳腔，所述光阀结构与所述发光元件正对设置，相邻两个所述透镜层之间的空间形成为介质层，所述光阀结构位于所述介质层，并连接与所述介质层相邻的两个所述透镜层。本实用新型技术方案采用介质层与透镜层相间排布的多层结构，光能可以进行更多次的折射，有利于进一步扩大出射角度、增强混光。

Description

透镜结构、直下式背光模组以及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示设备技术领域，特别涉及一种透镜结构、直下式背光模组以及显示装置。

背景技术

在直下式背光模组中，需要使用发光元件作为光源，发光元件上一般使用透镜对光线进行发散，最终形成面光源，达到显示图像的目的。

现有技术中，受设计技术、加工精度的限制，传统光学透镜在实际应用中总会出现亮暗条、灯颗影、暗角等主观视效问题，混光距离越小问题越明显。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种透镜结构，旨在解决目前背光模组中透镜结构在实际中存在主观失效的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种透镜结构，用于扩散发光元件发出的光线，所述透镜结构，包括透镜本体，所述透镜本体包括光阀结构以及在所述发光元件出光方向上间隔设置的至少两个透镜层，靠近所述发光元件的所述透镜层具有容纳发光元件的容纳腔，所述光阀结构与所述发光元件正对设置，相邻两个所述透镜层之间的空间形成为介质层，所述光阀结构位于所述介质层，并连接与所述介质层相邻的两个所述透镜层。

可选地，所述光阀结构与所述透镜层为一体结构。

可选地，所述透镜层包括入光面和出光面，所述出光面设置为雾面，所述雾面用于发散所述出光面发射的光线。

可选地，所述介质层的折射率小于所述透镜层的折射率。

可选地，所述透镜层还包括底面，所述底面连接所述入光面与所述出光面，所述底面设置若干网点。

可选地，所述底面上设置脚注。

本实用新型还提出一种直下式背光模组，包括背板以及设置在所述背板上的PCB板，所述PCB板上设置发光元件，所述发光元件上罩设以上所述的透镜结构。

可选地，所述透镜结构与所述PCB板之间设置反射片。

可选地，所述反射片上设置通孔，所述透镜结构的脚柱穿过所述通孔与所述PCB板连接。

本实用新型还提出一种显示装置，包括以上所述的直下式背光模组。

本实用新型技术方案中的透镜结构采用介质层与透镜层相间排布的多层结构，光能可以进行更多次的折射，有利于进一步扩大出射角度、增强混光。采用在透镜结构正对发光元件的区域设置一定宽度的光阀结构，能够有效分流管控透镜较强的正面出射的光源，一定程度削弱透镜正面光能射出，避免灯颗影问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型透镜结构实施例的结构示意图；

图2为LED灯的配光曲线；

图3为本实用新型透镜结构的出光曲线；

图4为现有技术中普通透镜的直下式背光模板的明暗区域；

图5为本实用新型直下式背光模板实施例的结构示意图；

图6为本实用新型直下式背光模板透镜结构的出光示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	透镜层	5	脚注
11	入光面	6	容纳腔
				12	出光面	7	背板
13	底面	8	PCB板
				2	光阀结构	81	发光元件
3	介质层	9	反射片
				4	网点	91	通孔

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种透镜结构，用于扩散发光元件发出的光线。

在本实用新型实施例中，如图1所示，该透镜结构，包括透镜本体，所述透镜本体包括光阀结构2以及在所述发光元件81出光方向上间隔设置的至少两个透镜层1，靠近所述发光元件81的所述透镜层1具有容纳发光元件81的容纳腔6，所述光阀结构2与所属发光元件81正对设置，相邻两所述透镜层1之间的空间形成为介质层3，所述光阀结构2位于所述介质层3，并连接与所述介质层3相邻的所述透镜层1。

在具体实施过程中，透镜结构外轮廓为向外凸出的弧形结构，且透镜层1与介质层3轮廓均为与透镜结构外轮廓相对应的弧形结构。光阀结构2将相应的透镜层1连接起来，构成一个整体结构。介质层3不连通，形成宽度为L的光阀结构2，宽度L可以根据具体情况进行调整到最佳效果。容纳腔6罩设在LED灯上，并LED灯位于容纳腔6的中心位置，当然，内壁为弧形设置，并与LED等之间有一定的距离。

本实用新型技术方案中的透镜结构采用介质层3与透镜层1相间排布的多层结构，光能可以进行更多次的折射，有利于进一步扩大出射角度、增强混光。光能通过光阀结构2时被削弱分流，仅有一部分光能可以通过光阀结构2，再经过透镜层1的散射，形成散射光能。

进一步地，所述光阀结构2与所述透镜层1为一体结构。

本实施例中的发光元件81以LED灯为例，发光元件81正对方向的光能最强，光阀结构2可以对其进行分流，减弱光能的强度，形成散射光能。采用在透镜结构正对发光元件81的区域设置一定宽度的光阀结构2，能够有效分流管控透镜较强的正面出射的光源，一定程度削弱透镜正面光能射出，避免灯颗影问题。

更进一步地，所述透镜层1包括入光面11和出光面12，所述出光面12设置为雾面，所述雾面用于发散所述出光面12发射的光线。

在本实施例中，入光面11为光线进入透镜层1的一侧面，出光面12为光线穿过透镜层1后射出透镜层1的一侧面，并均为弧形设置。透镜结构中的多个或每个出光面12设计为雾化结构的散射面，可以加强出射光的散射程度，得到更为均匀的空间光能分布。如图2所示，LED的光能呈120°从出光面12出射，呈现中间强、四周弱的形态，分布极其不均，经多个介质界面的连续折射，LED光能出射角度逐步放大；经多个出光面12的散射效用，LED光能空间分布逐步均匀。传统光学透镜只能将出光角度从120°提升至150°左右，其出光面12的光能分布也难以做到均匀化，引起亮暗条、灯颗影、暗角等主观视效问题；如图3所示，相比传统透镜，光能经本实施例提出的透镜结构出射，需经过多层的折射、散射以及光阀结构2的控制，可以实现接近180°的超大角度出光且各向均匀，相比凸显先进性。所述容纳腔6用于罩设在发光元件81上，这样，容纳腔6的内壁就形成了最内侧透镜层1的入光面11。

可选地，所述介质层3的折射率小于所述透镜层1的折射率。

在具体实施过程中，透镜结构具备光密介质-光疏介质相间的布局设计，使得LED光能可以进行更多次的介质临界面折射，相比传统透镜可实现进一步扩大出射角度、增强混光。在本实施例中，介质层3内为空气，也就是说介质层3为空气层，则本实施例提供的透镜结构具备多个“空气→透镜”和“透镜→空气”的介质界面，空气层的折射率N＝1，透镜层1的材质为PMMA或PS等材质，其折射率N≈1.5，光能传播到截止临界面会进行折射、反射。

可选地，所述透镜层1还包括底面13，所述底面13连接所述入光面11与所述出光面12，所述底面13设置若干网点4。

进一步地，所述底面13上设置脚注5。

在具体实施过程中，透镜层1底面13设置密布的内凸网点4结构，在本实施例中，网点4为半球形但不局限于半球形。脚注5设置在最外侧的透镜层1底部，用于点胶固定与外部结构连接。

如图4所示，传统直下式背光模组中，LED光能经透镜二次配光后，形成更大角度的散射状光能出射，由于传统透镜设计技术、加工精度等因素的制约，传统透镜无法将LED发出的密集光能充分打散，光能在扩散板上分布不均形成亮区和暗区，主观视效表现为亮暗条；传统透镜出射光能正面较强，灯上正对的扩散板区域易形成亮斑或光圈，即灯颗影；且由于出光角度偏小，直下式模组四角亮度偏低，需要增加LED使用颗数才能满足亮度均一性指标；传统透镜的光能出射角度仅有150°左右，模组四个角落无法得到充足的光能，形成暗角问题；传统透镜光能个角度分配不均及出射角度不足问题，还会影响模组亮度均一性这一重要数据指标的偏低。

由此，本实用新型还提出一种直下式背光模组，如图5所示，该直下式背光模组包括背板7以及设置在所述背板7上的PCB板8，所述PCB板8上设置发光元件81，所述发光元件81上罩设上述实施例所述的透镜结构。该透镜结构的具体结构参照上述实施例，由于本直下式背光模组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。

具体的，如图6所示，在本实施例中，可选地，所述透镜结构与所述PCB板8之间设置反射片9。进一步地，所述反射片9上设置通孔91，所述透镜结构的脚柱穿过所述通孔91与所述PCB板8连接，另外，发光元件81穿过反射片9连接在PCB板8上。

在具体实施过程中，反射片9需开通孔91避让LED和透镜结构的脚柱，透镜结构通过透镜层1底面13的脚柱粘接固定于灯条PCB板8上，部分光能会被反射到透镜结构的底部区域，在网点4和反射片9的综合作用下，将这部分光能再次送回透镜结构，提升光能利用率。本实施例提出的直下式背光模组，其光线经过透镜结构出射，需经过多层的折射、散射以及光阀结构2的控制，可以实现接近180°的超大角度出光且各向均匀，模组的四个角落均能得到充足的光能，相比凸显先进性。另外，本实施例中的透镜结构适用于目前流行的超薄直下式背光模组，更有利于实现均匀画质、超高亮度均一性，且可以凸显降本效用。

另外，在本实施例提出的直下式背光模组中，反射片还延伸至背板边缘，且模组还包括扩散板膜片等结构。

本实用新型还提出一种显示装置，包括以上实施例所述的直下式背光模组。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种透镜结构，用于扩散发光元件发出的光线，其特征在于，包括透镜本体，所述透镜本体包括光阀结构以及在所述发光元件出光方向上间隔设置的至少两个透镜层，靠近所述发光元件的所述透镜层具有容纳发光元件的容纳腔，所述光阀结构与所述发光元件正对设置，相邻两个所述透镜层之间的空间形成为介质层，所述光阀结构位于所述介质层，并连接与所述介质层相邻的两个所述透镜层。

2.如权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述光阀结构与所述透镜层为一体结构。

3.如权利要求2所述的透镜结构，其特征在于，所述透镜层包括入光面和出光面，所述出光面设置为雾面，所述雾面用于发散所述出光面发射的光线。

4.如权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述介质层的折射率小于所述透镜层的折射率。

5.如权利要求3所述的透镜结构，其特征在于，所述透镜层还包括底面，所述底面连接所述入光面与所述出光面，所述底面设置若干网点。

6.如权利要求5所述的透镜结构，其特征在于，所述底面上设置脚注。

7.一种直下式背光模组，其特征在于，包括背板以及设置在所述背板上的PCB板，所述PCB板上设置发光元件，所述发光元件上罩设有所述权利要求1-6中任一所述的透镜结构。

8.如权利要求7所述的直下式背光模组，其特征在于，所述透镜结构与所述PCB板之间设置反射片。

9.如权利要求8所述的直下式背光模组，其特征在于，所述反射片上设置通孔，所述透镜结构的脚柱穿过所述通孔与所述PCB板连接。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7-9任一所述的直下式背光模组。

Images