CN100437276C - 直下式背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

直下式背光模组及液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种直下式背光模组，其包括多个光源及一与所述多个光源相对的透光板，该透光板具有一第一表面及一与所述第一表面相对的第二表面。所述透光板与所述多个光源对应的部位具有多个凸起结构或凹陷结构，所述多个凸起结构或凹陷结构的表面具有光学镀膜，该光学镀膜的光反射率是渐变分布的，所述凸起结构或凹陷结构能有效地将点光源或线光源转化为均匀的面光源。本发明还提供一种采用上述直下式背光模组的液晶显示装置。

Description

直下式背光模组及液晶显示装置
【技术领域】
本发明涉及一种直下式背光模组及采用该直下式背光模组的液晶显示装置。
【背景技术】
近年来，随着液晶显示装置的彩色化及大型化，其应用领域更为广泛，如笔记本式计算机、各种台式计算机、液晶电视等。因液晶显示面板本身不能发光，其是一种被动组件，故需利用一光源系统，如背光模组(BacklightModule)，为其提供一面光源，从而显示屏幕画面。
背光模组一般可分为侧光式(Edge-Type)与直下式(Direct-Type)两种结构。对于中小尺寸液晶显示面板，侧光式背光模组具有轻量、薄型、耗电低等优点。但是随着科技日益发展，对大尺寸液晶显示面板的需求日趋高涨，而大尺寸侧光式背光模组在重量及耗电量等诸方面的表现难如人意，且侧光式背光模组的光利用率较低，其容纳的光源数目也极为有限，故无法达到大尺寸液晶显示面板的亮度要求，因此，直下式背光模组得以发展起来。直下式背光模组一般用于大尺寸液晶显示面板，该直下式背光模组必须使液晶显示面板满足亮度高、均度高及宽广视角等的要求。
一种现有技术的直下式背光模组包括一反射板，位于所述反射板上的多个光源，一与所述多个光源相对的扩散板。为了让所述直下式背光模组的光均匀，在所述扩散板面对所述多个光源的表面上印刷形成油墨印刷点。但是，由于所述油墨印刷点会吸收部分光源发出的光，使整个背光模组的光利用率低，因此较难达到亮度高的要求。若以增加光源的数量来解决亮度问题，又出现成本高及散热难的问题。
【发明内容】
以下，将以若干实施例说明一种直下式背光模组及采用该直下式背光模组的液晶显示装置，该直下式背光模组能有效提高光利用率，并将光有效均匀化。
为实现上述内容，本实施例提供一种直下式背光模组，其包括：多个光源；及一透光板，该透光板具有一第一表面及一与所述第一表面相对的第二表面，所述多个光源设置在所述第一表面侧，其中，所述透光板与所述多个光源对应的部位具有多个凸起结构或凹陷结构。
所述多个凸起结构或凹陷结构的表面具有光学镀膜，所述多个光源发出的光入射至所述光学镀膜时，一部分被所述光学镀膜反射，另一部分穿透所述光学镀膜。
所述光学镀膜的光反射率是渐变分布的，所述光学镀膜最靠近所述多个光源的区域的反射率比最远离所述多个光源的区域的反射率高。
所述多个凸起结构位于所述第一表面。
所述多个凹陷结构位于所述第二表面。
所述多个凸起结构为正圆锥状凸起或半圆柱状凸起。
所述多个凹陷结构为正圆锥状凹陷或半圆柱状凹陷。
所述光学镀膜至少包括：一第一层膜；及一第二层膜，该第二层膜覆盖所述第一层膜靠近所述光源的区域，且所述第二层膜的反射率高于或低于所述第一层膜的反射率。
所述第一层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
所述第二层膜的材料与所述第一层膜的材料是不同的，且所述第二层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
所述直下式背光模组进一步包括多个反射罩，所述多个光源分别置于所述多个反射罩中。
为实现上述内容，本实施例还提供一种液晶显示装置，其包括：一液晶显示面板；及一直下式背光模组，该直下式背光模组包括：多个光源；及一透光板，该透光板具有一第一表面及一与所述第一表面相对的第二表面，所述多个光源设置在所述第一表面侧，其中，所述透光板与所述多个光源对应的部位具有多个凸起结构或凹陷结构。
所述多个凸起结构或凹陷结构的表面具有光学镀膜，所述多个光源发出的光入射至所述光学镀膜时，一部分被所述光学镀膜反射，另一部分穿透所述光学镀膜。
所述光学镀膜的光反射率是渐变分布的，所述光学镀膜最靠近所述多个光源的区域的反射率比最远离所述多个光源的区域的反射率高。
所述多个凸起结构位于所述第一表面。
所述多个凹陷结构位于所述第二表面。
所述多个凸起结构为正圆锥状凸起或半圆柱状凸起。
所述多个凹陷结构为正圆锥状凹陷或半圆柱状凹陷。
所述光学镀膜至少包括：一第一层膜；及一第二层膜，该第二层膜覆盖所述第一层膜靠近所述光源的区域，且所述第二层膜的反射率高于或低于所述第一层膜的反射率。
所述第一层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
所述第二层膜的材料与所述第一层膜的材料是不同的，且所述第二层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
所述直下式背光模组进一步包括多个反射罩，所述多个光源分别置于所述多个反射罩中。
相对于现有技术，本技术方案所提供的直下式背光模组，通过光源上方的凸起结构或凹陷结构及光学镀膜的光反射率的渐变分布，将光源中心光线部分反射至光源四周，从而可实现减弱光源中心光强度、提高光利用率并将光均匀化，以达到将点光源或线光源转化为面光源的目的。而采用该直下式背光模组的液晶显示装置，由于背光模组可以将光有效地均匀化及提高光利用率，从而可实现该液晶显示装置亮度高及均度高。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例提供的一种直下式背光模组的立体示意图。
图2是图1沿II-II线的剖面示意图。
图3是图2中III区域的局部放大图。
图4是本发明第二实施例提供的一种直下式背光模组的剖面示意图。
图5是图4中V区域的局部放大图。
图6是本发明第三实施例提供的一种直下式背光模组的立体示意图。
图7是图6沿VII-VII线的剖面示意图。
图8是本发明第四实施例提供的一种直下式背光模组的剖面示意图。
图9是本发明第五实施例提供的一种液晶显示装置的立体示意图。
【具体实施方式】
以下将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请一并参阅图1、图2及图3，是本发明第一实施例提供的一种直下式背光模组1，该直下式背光模组1包括一基座10、多个光源11及一透光板12。
基座10的表面为光反射面，其上设有多个反射罩14，该反射罩14为半圆弧状反射罩，多个光源11置于多个反射罩14中。在本实施例中，多个光源11为发光二极管(LED)，其通过光源基板15连接于反射罩14，光源基板15的材料选用绝缘高热传导材料为佳。
透光板12为一扩散板，其为聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为主要材料，将扩散粒子均匀混入聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯所压制出来的透光板。透光板12具有一第一表面25及一与第一表面25相对的第二表面26，多个光源11设置在第一表面25侧，第一表面25与多个光源11对应的部位具有多个凸起结构16，在本实施例中，凸起结构16为正圆锥状凸起。凸起结构16的尺寸满足以下条件：凸起结构16的高度(大于零)小于光源11与透光板12的距离；在垂直方向上投影，凸起结构16的投影面积比多个光源11的投影面积大。
凸起结构16的表面具有光学镀膜17。该光学镀膜17具有光反射及透射功能。光学镀膜17包括一第一层膜18及第二层膜19，为达到光学镀膜17的光反射率的变化，第二层膜19的材料与第一层膜18的材料是不同的。第一层膜18的材料可选自二氟化镁(MgF2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)或二氧化硅(SiO2)，第二层膜19可选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。第一层膜18覆盖整个凸起结构16，而第二层膜19覆盖第一层膜18靠近多个光源11的区域，当光源11发出的光直射入凸起结构16进入两层结构时，一部分穿透两层镀膜18、19而进入透光板12，另一部分被两层镀膜18、19经两次反射至凸起结构16的四周；光进入单层结构时，也经上述反射与穿透过程，但由于此时光只被第一层镀膜18反射，故光反射率比光进入两层镀膜18、19时的光反射率要低，从而实现凸起结构16的光反射率由凸起结构16的顶点递减至凸起结构16的底面，此反射率变化可以为线性或多项式函数分布。由于透光板12上凸起结构16的光反射率分布的不同可将光源11发出的光有效均匀化，达到将光源11点光源转化为面光源的目的。为了减少光于穿透光学镀膜17过程中的损耗，光学镀膜17的总厚度小于10微米为佳。当然，镀膜的层数可依实际对光反射率的变化来确定而不必以具体实施例为限。
光学镀膜17可采用真空镀膜机加阴影屏蔽制备，具体为：在真空蒸镀前，在透光板12具有凸起结构16的表面放置一块仅露出凸起结构16的孔状屏蔽，这样在真空蒸镀过程中，就可光学镀膜17蒸镀至凸起结构16表面。只要替换不同尺寸孔洞的孔状屏蔽，便可将多层膜结构形成在凸起结构16的表面。
请一并参阅图4及图5，本发明第二实施例提供的一种直下式背光模组2，其包括一基座10、多个光源11及一透光板27。在本实施例中，透光板27为一扩散板，其具有第一表面28及一与第一表面28相对的第二表面29，第二表面29与多个光源11对应的部位具有凹陷结构20，该凹陷结构20为正圆锥状凹陷，凹陷结构20的尺寸满足以下条件：凹陷结构20的深度(大于零)小于透光板27的厚度；在垂直方向上投影，凹陷结构20的投影面积比光源11的投影面积大。凹陷结构20的表面具有与本发明第一实施例相同的光学镀膜17。光源11发出的光直射入透光板27，到达光学镀膜17后一部分被反射回透光板27而另一部分穿透至透光板27外，被反射光继续向凹陷结构20四周传播，光均匀化得以实现。
请一并参阅图6及图7，本发明第三实施例提供的一种直下式背光模组3，其包括一基座10、多个光源21及一透光板30。在本实施例中，多个光源21为冷阴极荧光灯(CCFL)，基座10上多个反射罩23为半圆柱状反射罩，该多个光源21置于反射罩23中通过支撑架(图未示)与基座10保持一定距离。
在本实施例中，透光板30为一扩散板，其具有一第一表面31及一与第一表面31相对的第二表面32，第一表面31与多个光源21对应的部位具有多个凸起结构22，该多个凸起结构22为半圆柱状凸起。凸起结构22的尺寸满足以下条件：凸起结构22的半径(大于零)小于光源21与透光板30的距离；在垂直方向上投影，凸起结构22的投影面积比光源21的投影面积大。凸起结构22的表面具有与本发明第一实施例中相同的光学镀膜17。
请参阅图8，本发明第四实施例提供的直下式背光模组4，其包括一基座10、多个光源21及一透光板33。在本实施例中，透光板33为一扩散板，其具有一第一表面34及一与第一表面34相对的第二表面35，第二表面35与多个光源21对应的部位具有凹陷结构24，该凹陷结构24为半圆柱状凹陷24。凹陷结构24的尺寸满足以下条件：凹陷结构24的深度(大于零)小于透光板33的厚度；在垂直方向上投影，凹陷结构24的投影面积比光源21的投影面积大。凹陷结构24的表面具有与本发明第一实施例相同的光学镀膜17。
请再参阅图9，本发明第五实施例提供的一种液晶显示装置5。该液晶显示装置5包括一液晶显示面板50、一扩散片52及一直下式背光模组51。
扩散片52与直下式背光模组51共同位于液晶显示面板50观察侧的相反侧，扩散片52位于直下式背光模组51与液晶显示面板50之间。直下式背光模组51选自本发明第一至第四实施例中提供的任一种直下式背光模组。由于本发明实施例提供的直下式背光模组已将点光源(发光二极管)或线光源(冷阴极荧光灯)转化为面光源并提高光利用率，从而可实现该液晶显示装置5的亮度高及均度高。
相对于现有技术，本发明实施例所提供的直下式背光模组，通过光源上方的凸起结构或凹陷结构及光学镀膜17的光反射率的渐变分布，将光源中心光线部分反射至光源四周，从而可实现减弱光源中心光强度、提高光利用率并将光均匀化，以达到将点光源或线光源转化为面光源。而采用该直下式背光模组的液晶显示装置5，由于背光模组可以将光有效地均匀化及提高光利用率，从而可实现该液晶显示装置5亮度高及均度高。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种直下式背光模组，包括：
多个光源；及
一透光板，该透光板具有一第一表面及一与所述第一表面相对的第二表面，所述多个光源设置在所述第一表面侧；
其特征在于：所述透光板与所述多个光源对应的部位具有位于所述第一表面的凸起结构或位于所述第二表面的凹陷结构，所述凸起结构或凹陷结构的表面具有光学镀膜，所述多个光源发出的光入射至所述光学镀膜时，一部分被所述光学镀膜反射，另一部分穿透所述光学镀膜。
2.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述的光学镀膜的光反射率是渐变分布，所述光学镀膜最靠近所述多个光源的区域的反射率比最远离所述多个光源的区域的反射率高。
3.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述的多个凸起结构为正圆锥状凸起或半圆柱状凸起。
4.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述的多个凹陷结构为正圆锥状凹陷或半圆柱状凹陷。
5.如权利要求1或2所述的直下式背光模组，其特征在于，所述的光学镀膜至少包括：
一第一层膜；及
一第二层膜，该第二层膜覆盖所述第一层膜靠近所述光源的区域，且所述第二层膜的反射率高于或低于所述第一层膜的反射率。
6.如权利要求5所述的直下式背光模组，其特征在于，所述的第一层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
7.如权利要求5所述的直下式背光模组，其特征在于，所述的第二层膜的材料与所述第一层膜的材料是不同的，且所述第二层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
8.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述的直下式背光模组进一步包括多个反射罩，所述多个光源分别置于所述多个反射罩中。
9.一种液晶显示装置，包括：
一液晶显示面板；
一直下式背光模组，该直下式背光模组包括：
多个光源；及
一透光板，该透光板具有一第一表面及一与所述第一表面相对的第二表面，所述多个光源设置在所述第一表面侧；
其特征在于：所述透光板与所述多个光源对应的部位具有位于所述第一表面的凸起结构或位于所述第二表面的凹陷结构，所述凸起结构或凹陷结构的表面具有光学镀膜，所述多个光源发出的光入射至所述光学镀膜时，一部分被所述光学镀膜反射，另一部分穿透所述光学镀膜。
10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述的光学镀膜的光反射率是渐变分布，所述光学镀膜最靠近所述多个光源的区域的反射率比最远离所述多个光源的区域的反射率高。
11.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述的多个凸起结构为正圆锥状凸起或半圆柱状凸起。
12.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述的多个凹陷结构为正圆锥状凹陷或半圆柱状凹陷。
13.如权利要求9或10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述的光学镀膜至少包括：
一第一层膜；及
一第二层膜，该第二层膜覆盖所述第一层膜靠近所述光源的区域，且所述第二层膜的反射率高于或低于所述第一层膜的反射率。
14.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，所述的第一层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于，所述的第二层膜的材料与所述第一层膜的材料是不同的，且所述第二层膜的材料选自二氟化镁、二氧化钛、五氧化二钽或二氧化硅。
16.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述的直下式背光模组进一步包括多个反射罩，所述多个光源分别置于所述多个反射罩中。
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