透镜结构、背光模组以及显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种透镜结构、背光模组以及显示装置。


背景技术：

2.在现有的lcd产品中，产品的主观视效一直是人们关注的重点，其中背光模组是决定lcd产品主观视效的关键。
3.在现有的直下式背光模组中，背光光源与光学透镜搭配形成背光模组的光学系统，其中光学透镜的作用在于将背光光源产生的光线向外散射。然而，由于现有光学透镜为半球状，其对从背光光源射出的光线的扩散能力有限，导致在lcd产品上出现亮暗不均现象。
4.因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种透镜结构、背光模组以及显示装置，有效地解决了现有光学透镜对背光源射出的光线的扩散能力有限的问题。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种透镜结构，包括：透镜本体，所述透镜本体的顶部设有至少两个间隔设置的环形凹陷部，所述透镜本体的底部设有至少一个光源安装槽，所述光源安装槽的位置与所述环形凹陷部的位置相对应，所述光源安装槽用于安装背光光源。
7.其中，至少两个所述环形凹陷部具有同一圆心。
8.其中，所述透镜本体上，相邻两个所述环形凹陷部之间形成对应凸起部。
9.其中，从所述透镜本体的中部向两侧延伸的方向上，所述凸起部的高度逐渐增大。
10.其中，所述光源安装槽为多个，不同所述光源安装槽对应不同颜色的背光光源。
11.其中，所述透镜本体的材质包括pmma、硅胶和环氧树脂中的一种或多种。
12.其中，所述透镜结构通过注塑一体成型。
13.本实用新型还提供一种背光模组，包括设有容置腔的反光板、位于所述容置腔内的电路板、多个位于所述电路板上且如上述任一项所述的透镜结构、以及位于所述容置腔上方的光学膜片，所述电路板上设置有多个背光光源，所述背光光源安装在所述光源安装槽中。
14.其中，多个所述背光光源包括红色光源、蓝色光源以及绿色光源中的一种或多种。
15.本实用新型还提供一种显示装置，包括上述任一项所述的背光模组。
16.本实用新型提供的透镜结构、背光模组以及显示装置，所述透镜结构包括：透镜本体，所述透镜本体的顶部设有至少两个间隔设置的环形凹陷部，所述透镜本体的底部设有至少一个光源安装槽，所述光源安装槽的位置与所述环形凹陷部的位置相对应，所述光源安装槽用于安装背光光源。在本实用新型提供的透镜结构中，至少两个与光源安装槽对应设置的环形凹陷部能够使得背光光源发出的光线以更大的扩散角度射出，对应射出光线的
分布也更为均匀，同时从环形凹陷部折射出的光线入射至相邻环形凹陷部的表面时会被其反射而射出，进一步增强了透镜结构的扩散能力，从而解决了现有光学透镜结构由于对光线的扩散能力不足而导致出现亮暗不均的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对根据本实用新型而成的各实施例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获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例提供的透镜结构的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例提供的透镜结构的剖面结构示意图；
20.图3是本实用新型实施例提供的背光模组的局部剖视结构示意图。
具体实施方式
21.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。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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。
24.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
25.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。
为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
26.请参阅图1，图1是实用新型提供的一种透镜结构的剖面结构示意图，如图1和图2所示，该透镜结构10包括透镜本体101。该透镜本体101的顶部设有至少两个间隔设置的环形凹陷部102。如图1所示，该透镜本体101的底部设有至少一个光源安装槽103，该光源安装槽103的位置与该环形凹陷部102的位置相对应，该光源安装槽103用于安装背光光源。
27.如图1所示，具体地，该透镜本体101可以是半圆球状或者半椭球状，该透镜本体101的底面直径d的优选范围在10mm～15mm，当该透镜本体101的底面直径d在该范围时，可保证透镜结构10的底部可设置足够数量的该光源安装槽103，该透镜本体101的高度范围优选在8mm以内，在该范围内可保证经该透镜结构10散射后的光线强度满足使用要求。
28.进一步地，该透镜结构10上的环形凹陷部102设在该透镜本体101的圆球面或者椭球面上，至少两个间隔设置的环形凹陷部102的作用在于将背光光源发出的光线以更大的扩散角度向外扩散，可在不增加透镜结构10数量的条件下，增强透镜结构10对于光线的扩散作用，同时，相对于现有完整的原球面或椭球面来说，环形凹陷部102的设置增大了透镜结构10出光面的面积，使得该透镜结构10的表面1011成为发光面积更大的发光表面，有利于增大出光量，提高出光效果。其中，该环形凹陷部102的数量可以根据实际所需的出光效果进行设置，其数量越多，对应表面1011的面积也越大，优选的，可以设置为2个、3个或者4个。需要进一步指出的是，该环形凹陷部102具体可以是圆环形或者是非圆环形，该非圆环形包括四边形、五边形、以及六边形等结构。另外，该环形凹陷部102的底部形状包括点状结构、线状结构、或者面状结构。
29.为了使得该透镜结构10的表面1011成为发光更为均匀的发光表面，还需要将该光源安装槽103的位置与该环形凹陷部102的位置对应设置，具体的，该对应设置可以是正对应设置或者是在容差角度范围内的偏斜设置，该容差角度范围包括－2
°
～2
°
。通过上述设置方式使得背光光源射出的光线更多地从该环形凹陷部102向外散射。由于该环形凹陷部102为轴对称结构，因此可保证当该光源安装槽103的位置与该环形凹陷部102的位置对应设置时，通过该环形凹陷部102反射和折射出的光线也是对称分布的，可使得该透镜结构10的表面1011能够成为发光更为均匀的发光表面。另外，当该光源安装槽103为一个时，优选该光源安装槽103的位置与该透镜本体101中部的环形凹陷部对应设置。通过本实施例中的至少两个该环形凹陷部102和对应设置的光源安装槽，可显著提高透镜结构对于光线的扩散能力，有利改善现有lcd产品中出现的显示亮暗不均的情况。
30.其中，至少两个该环形凹陷部102具有同一圆心。
31.具体地，当至少两个该环形凹陷部102具有同一圆心时，由于该光源安装槽103的位置与该环形凹陷部102的位置相对应，因此该光源安装槽103的位置与该圆心对应，即通过背光光源射出的光线在通过至少两个该环形凹陷部102反射和折射射出时，射出的光线也会按照该圆心呈对称分布，可使得该透镜结构10的表面1011成为发光更为均匀的表面。
32.其中，该透镜本体101上，相邻两个该环形凹陷部102之间形成对应凸起部104。
33.在本实施例中，该凸起部104也能起到散射光线的作用，该凸起部104的表面也是光线的出射面，即可通过增大该凸起部104表面的面积来增大该透镜结构10上发光表面的面积，进一步提高该透镜结构10对于光线的散射能力，使得该透镜结构10的表面1011成为发光面积更大的发光表面，有利于提高该透镜结构10对光线的散射能力。
34.其中，从该透镜本体101的中部向两侧延伸的方向上，该凸起部104的高度逐渐增大。
35.具体的，可设置该透镜结构10两侧凸起部104的高度h1大于该透镜结构10中部凸起部104的高度h2，当按照上述方式设置时，可增大两侧凸起部104的表面积，使得更多光线通过该透镜结构10的两侧凸起部104的表面射出时，使得光线经该透镜结构10射出后形成的光圈更大，提高了该透镜结构10的散射能力。
36.其中，该凸起部104的顶部截面形状呈弧形。
37.具体地，当该凸起部104的顶部截面形状呈弧形时，有利于光线的进一步散射，由于该凸起部104的顶部截面形状并非三角形，该凸起部104不会起到过渡汇聚光线的作用，因此该透镜结构10的表面1011上也不会出现局部过亮的情况，有利于避免亮暗不均现象的出现。
38.如图1所示，其中，该光源安装槽103为多个，不同该光源安装槽103可以对应不同颜色的背光光源，也可以对应相同颜色的背光光源。
39.比如，为了与至少两个该环形凹陷部102相配合使用，设置多个光源安装槽103用于进一步安装多个不同颜色的背光光源，可优选设置两个环形凹陷部102和三个光源安装槽103，进一步地，三个该光源安装槽103分别用于安装红色、绿色和蓝色光源，通过设置红、绿、蓝颜色的组合，使得该透镜结构10的表面1011可成为发光色域更广、出射光圈更大的发光表面。另外，由于上述透镜结构10的底面直径d的优选范围为10mm～15mm，因此当该光源安装槽103为3个时，该光源安装槽103之间的间距小于4mm。
40.其中，该透镜本体101的材质包括pmma、硅胶和环氧树脂中的一种或多种。
41.本实施例中，为了保证该透镜本体101对光线的扩散作用，其材质优选采用pmma、硅胶和环氧树脂中的一种或多种。当选择该透镜本体101的材质时，优先考虑具有较大折射率的材质，例如，由于背光光源一般为led芯片，其自身的折射率约为2.0，因此一般选择折射率大于1.5的硅胶，这样该背光光源与该透镜结构10之间的折射率接近，因此其全反射角较大，通过背光光源发出的光线在出光面的损失也较小，可将背光光源发出的光线有效导出。
42.需要特别说明的是，当透镜本体101的选择不同的材质时，为了达到相同的光学视效，相邻两个该凸起部104的之间的夹角大小也不相同。具体地，当本实施例中选择的pmma、硅胶以及环氧树脂的折射率依次递减时，在采用对应材质制造的该透镜结构10中，相邻两个该凸起部104的之间的夹角大小依次递增，即当透镜本体101的材质的折射率较低时，需要通过减小相邻两个该凸起部104之间的夹角，使光线能够从该环形凹陷部102以更强的反射和折射作用射出，从而提高该透镜结构10的散射能力。
43.其中，该透镜结构10通过注塑一体成型。
44.本实施例中，该透镜结构10通过注塑一体成型。具体地，首先通过将背光光源置于塑封工艺中需要用到的预设模腔中，之后，注射包含上述优选材质至预设模腔中，待其固化
后形成覆盖背光光源的透镜结构10，因此背光光源与该光源安装槽103之间是无缝粘结的，本实施例中的光源安装槽103的结构可使得背光光源发出的光线可不经气体介质直接射入到透镜本体101中，避免了气体介质对于光线传播的影响。
45.请参阅图3，本实用新型还提供一种背光模组100，包括设有容置腔21的反光板20、位于该容置腔21内的电路板30、多个位于该电路板30上的上述透镜结构10、以及位于该容置腔21上方的光学膜片40，该电路板30上设置有多个背光光源(图中未示出)，该背光光源安装在该光源安装槽103中。
46.具体地，该反光板20包括相互连接的水平部和弯折部，该弯折部向背离该透镜结构10的方向上凸伸以形成该容置腔21，该弯折部还用于将从该透镜结构10中射出的光线反射至该光学膜片40的入光面。
47.该光学膜片40包括依次叠层设置在该容置腔21上方的扩散膜41和增光膜42。该扩散膜41在背光模组中主要起到对该透镜结构10射出光线进行扩散的作用，该透镜结构10中射出的光线经扩散膜41扩散之后，能变成面积更大，均匀度较好，色度稳定的二次光源，此外，扩散膜41的材料优选为聚碳酸酯，其对光线的扩散能力较强，且更加耐湿，有利于提高使用寿命。
48.该增亮膜42在该背光模组100中主要起到提高背光模组100发光效率的作用，在增亮膜42的上表面均匀而整齐的覆盖着一层棱镜结构，利用增亮膜42特殊的棱镜结构，通过折射、全反射、光积累等光学原理，可以将从扩散膜41射出的均匀地向各个角度发散的光线汇聚到正视方向上，在不增加出射总光通量的情况下提高背光模组100的亮度。
49.另外，该透镜结构10底部与电路板30之间还设置有反射膜(图中未示出)，用于将从透镜结构10漏到反射膜表面上的光线反射回透镜结构10中，从而达到减少光损失，用来提高光线的使用效率。
50.该背光光源优选为led(light emitting diode，发光二极管)芯片。其中，多个该背光光源包括红色光源、蓝色光源以及绿色光源中的一种或多种。
51.具体地，当多个该背光光源为红色光源、蓝色光源以及绿色光源时，三个该光源安装槽103分别用于安装红色、绿色和蓝色光源，通过设置红、绿、蓝颜色的组合，使得该透镜结构10的表面1011可成为发光色域更广、出射光圈更大的发光表面，因此可形成均匀视效，并且出射光圈更大的发光表面一方面有利于形成矩形光斑，有助于应用该背光模组100的显示装置进行区域调光；另一方面有助于提高透镜结构10之间的距离，降低透镜结构10的数量，降低成本。
52.需要进一步说明的是，该光源安装槽103在与背光光源进行配合安装时，由于该透镜本体101在未固化前是具有粘性的材料，因此背光光源与该光源安装槽103之间是无缝粘结的，因此，本实施例中的光源安装槽103的结构可使得背光光源发出的光线可不经气体介质直接射入到透镜本体101中，避免了气体介质对于光线传播的影响。
53.本实用新型还提供一种显示装置，包括上述任一项的该背光模组。
54.该显示装置还包括显示屏、处理器和存储器，该显示屏设置于该光学膜片上，该显示屏包括依次层叠设置上偏光片、彩色滤光片、液晶、tft(thin film transistor，薄膜晶体管)基板及下偏光片，用于显示图像、文本等信息。该显示屏可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在显示屏表面上或在显示屏
附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。
55.该存储器和该处理器设置在该电路板上，处理器是显示装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个显示装置的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行显示装置的各种功能和处理数据，从而对显示装置进行整体监控。可选的，处理器可包括一个或多个处理核心。
56.该显示装置还包括至少一种传感器，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在显示装置移动到耳边时，关闭显示屏的背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别显示装置姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于显示装置还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。该电路板上还设置有rf电路用于接收以及发送电磁波，实现电磁波与电信号的相互转换，从而与通讯网络或者其他设备进行通讯。rf电路可包括各种现有的用于执行这些功能的电路元件，例如，天线、射频收发器、数字信号处理器、加密/解密芯片、用户身份模块(sim)卡、存储器等等。rf电路可与各种网络如互联网、企业内部网、无线网络进行通讯或者通过无线网络与其他设备进行通讯。上述的无线网络可包括蜂窝式电话网、无线局域网或者城域网。上述的无线网络可以使用各种通信标准、协议及技术，包括但并不限于全球移动通信系统、增强型移动通信技术、其他用于邮件、即时通讯及短消息的协议，以及任何其他合适的通讯协议，甚至可包括那些当前仍未被开发出来的协议。
57.该电路板上还设置有音频电路、扬声器和传声器，传声器可提供用户与显示装置之间的音频接口。音频电路可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器，由扬声器转换为声音信号输出；另一方面，传声器将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器处理后，经rf电路以发送给比如另一显示装置，或者将音频数据输出至存储器以便进一步处理。
58.该显示装置还包括给各个部件供电的电源，在一些实施例中，电源可以通过电源管理系统与处理器逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
59.本实用新型提供的透镜结构、背光模组以及显示装置，该透镜结构包括：透镜本体，该透镜本体的顶部设有至少两个间隔设置的环形凹陷部，该透镜本体的底部设有至少一个光源安装槽，该光源安装槽的位置与该环形凹陷部的位置相对应，该光源安装槽用于安装背光光源，在该透镜结构中，至少两个与光源安装槽对应设置的环形凹陷部能够使得背光光源发出的光线以更大的扩散角度射出，对应射出光线的分布也更为均匀，同时从环形凹陷部折射出的光线入射至相邻环形凹陷部的表面时会被其反射而射出，进一步增强了透镜结构的扩散能力，从而解决了现有光学透镜结构由于对光线的扩散能力不足而导致出现亮暗不均的问题。
60.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
61.综上所述，虽然本实用新型已将优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。