LED光学透镜广泛应用于人们的日常生产和生活中,近年来也应用于直下式LED电视机的背光模组。但由于是大角度透镜,制品形状特殊,厚度变化极大,受树脂的热塑性变形和折射率不确定性的影响,很难达到制品原始设计的光学效果,极易造成显示屏亮度不均匀,出现暗纹、亮斑等缺陷。因此如何实现如32个型腔模具量产的透镜,达到光效的一致性和均匀性一直是行业内的难题。本课题以光效结果为导向,从单颗透镜光效的研究扩展到对整个背光模组均匀性探索,开展如下工作:首先,使用光学分析软件Trace Pro对透镜进行分析,模拟出透镜各个曲面LED光线的光通量,找到影响透镜光效的主要面型位置。然后模拟出了理论设计的光斑形状,为光效的判定提供依据。提出一种在模拟过程中改变入光面和出光面位置,研究入光面和出光面对光效变化影响规律的方法,以达到指导模具成型部分结构设计的目的。其次,使用Moldflow注塑模拟软件对树脂的填充行为进行模拟,分别在其他条件不变的前提下,改变保压压力、保压时间、熔融温度、模具温度、冷却时间等条件,研究各种成型参数对透镜变形量的影响规律。再次,创造性地提出通过快速更换垫片来更改型芯位置的结构,设计制作了单一型腔快换实验模具。结合先进的加工和检测技术,制造光学型芯,再通过注塑条件分析、尺寸外观检测和多种注塑条件组合试生产制品,进行实际光效评价,找到最佳的型芯位置和成型条件组合。最后,结合实验模具结构和试模结果,以及量产模具的特殊性,进行32型腔的正式模具各系统详细设计,通过型芯位置和成型条件的调整,进行光效一致性和整体光效研究,最终实现了背光最低亮度与最高亮度的差值不超过10%,光效均匀性满足设计要求,顺利量产。本文以软件模拟指导设计和实验,用实验结果验证理论分析的准确性;先设计制作单型腔的快换实验模具找到最佳的型芯位置和成型条件,再结合设计经验指导量产模具的完成,最终实现32个型腔的量产模具的成功。研究过程和研究结果对LED透镜多领域的应用具有一定的理论意义和实用价值。