CN101158784A - 背光源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背光源，包括光学膜组、反射板，其中，所述光学膜组与反射板之间设置有多个光学单元；所述光学单元包括一导光部件及置于所述导光部件侧边的至少一个的LED。本方案通过采用分块式侧光式背光结构，将LED置于导光部件侧面，能够使LED发出的光通过很薄的导光部件进行扩散，在导光部件出光面得到分布均匀的光，从而不仅将背光源的整体厚度减小到与侧光式背光源相当的厚度，同时也保证了具有类似直下式背光源的亮度。

Description

背光源

技术领域

本发明涉及一种显示器技术，尤其涉及显示器中的背光源。

背景技术

随着显示器技术的迅速发展，液晶显示器(LCD)已经成为平板显示领域的主流。LCD是通过两片导电玻璃形成的电场驱动其间的液晶来实现显示的，由于液晶本身并不发光，因此LCD需要通过外部光源实现透射或反射显示。现有的LCD大多数是透射型的，对于这些透射型LCD来说，背光源是不可或缺的组成部分。

LCD背光源通常由冷阴极荧光管或LED等光源、光源反射板、导光板、反射板、光学膜组等组成。其中，光学膜组由棱镜膜和扩散膜/板组成。

背光源依据光源的位置不同分为侧光式背光源如图1所示，和直下式背光源如图2所示。

在侧光式背光源的结构中，冷阴极荧光管光源1放在背光源的侧边，由光源1产生的白光通过反射罩3、反射板4反射至由压克力制成的导光板2内。导光板2主要功能是藉由光散乱原理将入射的平行光转换成平面光，之后再经过由光学膜组5中的扩散板使导光板2射出的光线扩散、偏向，最后再经由光学膜组5中两片表面成连续锯齿沟槽状的聚光棱镜片，使光线在横向和纵向聚集并调整光线发散角度，再由LC面板6射出。

直下式背光源结构相对简单，且利用率相对较高，直下式背光源直接把冷阴极荧光管光源7安放在出光面LC面板6与光学膜组5下面的光学腔8中，光源发出的光经过一段空间距离和扩散板的扩散和混合后，成为面光源发射出来。这样，直下式背光源的厚度往往要远远大于侧光式背光源，因而，侧光式背光主要适用于中小尺寸LCD产品，比如手机、PDA、笔记本和监视器等，而直下式背光主要应用LCD电视和高亮度监视器之类的高辉度显示器。

目前，为了使LCD电视、高亮度监视器等采用直下式背光源的显示器进一步薄型化，现有技术用体积较小的发光二极管(LED)替代冷阴极荧光管作为背光源的光源，以减少背光源的厚度，进而减小显示器的厚度。然而，由于LED集中度太高，聚光，要想在出光面获得均匀的光，仍然需要增加一定的空间距离和光学扩散装置进行光的扩散和混合。如欧司朗(Osram)公司为LED设计专用的散光透镜，LED制造商Lumileds设计的散光反射镜等技术，都是把LED直接向上发出的光散成向四周发散的光分布；欧姆龙公司则专门设计一种二次光学结构，把LED的圆形光斑，扩大为尺寸更大的方形光斑。虽然这些技术都有效地减小了背光源的厚度尺寸，但是只能把厚度尺寸由原来的50-60mm，减到30-40mm，而无法进一步降低厚度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种背光源，以进一步减少背光源的厚度。

为实现上述目的，本发明提供了一种背光源，包括光学膜组、反射板，其中，所述光学膜组与反射板之间设置有多个光学单元；所述光学单元包括一导光部件及置于所述导光部件侧边的至少一个的LED。

进一步地，所述光源单元可为正四棱柱。

所述导光部件整体为正四棱柱，至少一侧边具有凹槽，用于放置所述LED；所述凹槽位于所述LED顶部及侧面的表面设置有反射膜。

所述导光部件的底部具有底部微结构。所述底部微结构由多个椭圆、圆、长方形或正方形的印刷体或注塑体组成；所述印刷体或注塑体随着与所述LED之间距离的增加由疏至密进行排列。

所述导光部件的顶部可具有光学微结构，所述顶部微结构为具有锯齿状截面的条纹。

所述导光部件可由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯制成。

所述LED由单芯片或多芯片混合封装而成。

本方案通过采用分块式侧光式背光结构，将LED置于导光部件侧面，能够使LED发出的光通过很薄的导光部件进行扩散，在导光部件出光面得到分布均匀的光，从而不仅将背光源的整体厚度减小到与侧光式背光源相当的厚度，同时也保证了具有类似直下式背光源的亮度。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有技术中侧光式背光源的结构示意图；

图2为现有技术中直下式背光源的结构示意图；

图3为本发明背光源实施例的结构示意图；

图4为图3中光学单元A-A’方向上的一剖面示意图；

图5为图3中光学单元A-A’方向上的另一剖面示意图。

具体实施方式

本发明实施例中的背光源采用LED光源，将混光部分分成若干个单元，每个单元内采用类似侧光式背光源结构，即采用侧光式的导光板技术，将放置在侧边的光源所发出的光通过导光板进行混光。采用这种方案不仅可以将背光源的厚度减小到侧光式相当的水平，同时也保证了具有类似直下式背光的高亮度。

每个光学单元包括一块导光板以及置于其侧边的光源。导光板可采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)等材料，利用通常使用的射出成型的方法制成正四棱柱或底为长方形的四棱柱等形状。由于光学单元的形状主要由光学单元中的导光部件即导光板决定，相应地，光学单元也可为正四棱柱或底为长方形的四棱柱。导光板至少一侧边具有凹槽，如导光板一个侧边具有凹槽，或者两个相对的侧边具有凹槽，或者相邻的两个侧边具有凹槽，用于放置光源LED。由于LED本身的体积小，所以能够很方便的“藏”在导光板侧边。并且，由于每块导光板的面积并不是很大，可以利用和目前中小尺寸导光板类似的设计，在导光板底表面设计网点微结构，借以调整光学分布，获得很高的均匀度；或在其上表面或出光面设计类似V型槽的微结构，以增加背光源的亮度。

图3为本发明背光源实施例的结构示意图，背光源底部为反射板4，顶部出光部分为由扩散片、棱镜片等组成的光学膜组5，反射板4与光学膜组5之间设置的背光源的混光部分，为若干块光学单元9。

图4为图3中光学单元A-A’方向上的一剖面示意图，每块光学单元包括一块PMMA材料的导光板91，导光板91的一侧边有凹槽，凹槽中放置光源LED92，导光板91在LED 92顶部的表面覆盖反射膜93，LED 92两侧的导光板91表面上也覆盖有反射膜93，以避免LED 92发出的光直接进入导光板91顶部而在出光面出现光斑；LED 92发光面与导光板91设置有凹槽的侧边所在平面平行相对，保证LED 92发出的光尽可能进入导光板91；导光板91底部具有一定规律的底部微结构911，通过设计这些微结构即可有效的设计导光板91发光面的光学分布，保证导光板91发光面广分布均匀。底部微结构911可为正方形、长方形、圆形或椭圆形，通过射出成型即印刷或注塑的方法将底部微结构911按一定规律排布于导光板91的底部，例如距离LED 92越近底部微结构911分布越疏，距离LED 92越远底部微结构911分布越密。

图5为图3中光学单元A-A’方向上的另一剖面示意图，本实施例与上一光学单元实施例的不同之处在于，导光板91顶部还具有光学微结构912，光学微结构912为条纹状，截面为锯齿形。制成方法同底部微结构911，通过射出成型方法在导光板91顶部形成光学微结构912，以此增加背光源的亮度；同时在底部形成底部微结构911。该光学微结构912可同底部微结构911一样，随着与LED 92之间的距离的增加，按由疏至密的规律分布。

上述实施例中，LED可以是单芯片白光，如利用蓝色芯片激发黄色荧光粉，或激发红绿荧光粉从而合成的白光；也可以采用多芯片结构，如把红绿蓝三色LED芯片封装在一起混成白光。另外，在导光板侧边也可放置多颗分离的LED光源。

采用上述实施例结构设计的背光源整体厚度能够减小到20mm以下，而这是目前其它设计结构很难达到的水平。另外，本发明实施例中的背光源还保留了直下式背光源LED光源阵列分布的特点，这有利于未来开发动态背光等更高阶的实际应用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种背光源，包括光学膜组、反射板，其特征在于，所述光学膜组与反射板之间设置有多个光学单元；

所述光学单元包括一导光部件及置于所述导光部件侧边的至少一个的LED。

2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述光学单元为正四棱柱。

3.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述导光部件整体为正四棱柱，至少一侧边具有凹槽，用于放置所述LED；所述凹槽位于所述LED顶部及侧面的表面设置有反射膜。

4.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述导光部件的底部具有底部微结构。

5.根据权利要求4所述的背光源，其特征在于，所述底部微结构由多个椭圆、圆、长方形或正方形的印刷体或注塑体组成；所述印刷体或注塑体随着与所述LED之间距离的增加由疏至密进行排列。

6.根据权利要求4所述的背光源，其特征在于，所述导光部件的顶部具有光学微结构。

7.根据权利要求6所述的背光源，其特征在于，所述顶部微结构为具有锯齿状截面的条纹。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的背光源，其特征在于，所述导光部件由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯制成。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的背光源，其特征在于，所述LED由单芯片或多芯片混合封装而成。

Images