CN101358710B - 发光二极管背光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管背光源装置，包括导光板和数个LED灯组成的灯组，在所述导光板的入光面和每个LED之间设有雾度结构，所述雾度结构的雾度值随着偏离LED灯轴线的圆周角度从大到小的变化。本发明通过一些实施例提供的LED背光源装置，通过在灯组和导光板的入光面之间设一雾度结构，使得进入导光板的光不仅更集中，而且更加均匀，提高了LED背光源装置的光效以及光均匀度，做到完全的均一化处理。

Description

发光二极管背光源装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(Light Emitting Diode，以下简称：LED)背光源装置，特别涉及一种根据LED发光角度和强度分布而对导光板入光面雾度进行函数曲线分布设计的LED背光源装置，属于电子设备制造领域。 

背景技术

背光源是指给产品提供背景光源的组件，目前运用在各种信息、通讯和消费产品上。其中LED背光源具有能耗低、色彩饱和度高、无污染以及寿命高等优点，越来越受到各面板厂商的关注。但是，由于LED的发光强度特性呈一高斯分布，使得排列出来的LED灯组在发光上存在暗区，进入导光板的光经过网点及底反射膜混光后也很难得到均一度很高的面光源。 

如图5所示，为中国专利申请号为02102476.6的《发光二极管面光源的改良方法》发明专利所披露的一种LED背光源改良结构，其中，在LED灯组20与导光板30的入光面之间设有一棱镜膜10，该棱镜膜10改善了LED灯组20所产生的较广角的光线，使之更为集中，从而给导光板30提供一平行且均匀的光线，这样的结构增加了光强度和光均匀度。 

但是，上述LED背光源装置的改良结构存在以下缺点： 

1、棱镜膜10表面是一个个结构相同的棱形结构，其棱镜分布一致，只能通过集中LED灯组20发出光的方法来增加一定的光强度和光均匀度，而不能做到完全的均一化处理； 

2、在LED灯组20和导光板30之间添加一层棱镜膜10结构，需要安装和固定机械结构，影响了组装效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种LED背光源装置，使得进入导光板的光不仅更集中，而且更加均匀，提高LED背光源装置的光效以及光均匀度，能做到完全的均一化处理。 

本发明的次要目的是提供一种LED背光源装置，在组装LED背光源装置时，不需要安装和固定机械结构，提高组装效率。 

为了实现上述目的，本发明通过一些实施例提供了如下的技术方案，包括：导光板和数个LED灯组成的灯组，在所述导光板的入光面和每个LED之间设有雾度结构，所述雾度结构的雾度值随着偏离LED灯轴线的圆周角度从大到小的变化，所述雾度结构的雾度值的变化范围为98％-10％。 

所述雾度结构可以设置在所述导光板的入光面上，使得在组装LED背光源装置时，不需要安装和固定机械结构，提高了组装效率。 

本发明还提供另一种发光二极管背光源装置，包括导光板和数个LED组成的灯组，在所述导光板的入光面和每个LED之间设有雾度结构，所述雾度结构的雾度值随着偏离所述LED灯轴的圆周角度变化，其变化的函数曲线表达式为： 

y＝sin[π(80-|x|)/180]*100％    x∈[-74，0]∪[0，74] 

y＝10％                         x∈[-80，-74]∪[74，80] 

其中，x为偏离所述LED灯轴的圆周角度，y为雾度值。 

本发明通过一些实施例提供的LED背光源装置，通过在灯组和导光板的入光面之间设一雾度结构，使得进入导光板的光不仅更集中，而且更加均匀，提高了LED背光源装置的光效以及光均匀度，做到完全的均一化处理。 

下面通过附图和具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细描述。 

附图说明

图1为本发明一具体实施例的结构示意图； 

图2为光的散射理论示意图； 

图3为单个LED对应导光板入光面处的雾度结构函数曲线图； 

图4为灯组对应导光板入光面处的雾度结构函数曲线图； 

图5为现有技术中LED背光源装置的结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示，为本发明发光二极管背光源装置的一具体实施例的结构示 意图，其中包括：灯组200、灯组300和导光板100，在导光板100的入光面上设有有雾度结构101和雾度结构102；在工作过程中，利用灯组200和灯组300产生的光，分别经雾度结构101和雾度结构102进行散射处理后形成入射光，从导光板100的入光面(即侧面)射入，并经导光板100网点(Dotpattern)均光处理及反射片的光反射，最后透过扩散膜和棱镜膜产生平面光源，其中反射片、扩散膜和棱镜膜在图1中未示出。 

如图2所示，为光的散射理论示意图。根据光的散射理论，当光遇到散射颗粒1011时，将会发生散射现象；散射颗粒1011的雾度值定义为：透过散射颗粒1011而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示；在本实施例中，形成雾度结构的散射颗粒大小的宽度从40微米到80微米之间，高度在20微米到40微米之间。根据散射颗粒大小不同和密度分布不一而形成的雾度值有所不同，其散射程度也不同，雾度值越大，散射程度也就越大。因此，为了得到具有较高光效和光均匀度的入射光，需要对雾度结构101和雾度结构102的雾度分布进行设计，本实施例中，雾度结构101和雾度结构102的雾度分布均为特定的函数曲线分布。 

首先，通过图1和图3介绍单个LED201对应导光板100入光面处的雾度结构函数曲线的设计。 

设LED201灯轴与导光板100入光面的夹角为LED的发光角度，对于不同的封装工艺来说，LED的发光角度是不同的，因为雾度结构的函数曲线是从正弦函数曲线中截取，且根据光强对函数曲线进行调整，不同的发光角度拟合的函数曲线表达式不同。在本实施例中，以LED201的发光角度为80度为条件，对函数曲线进行拟合。 

对于LED201来说，其实际的光强分布为高斯分布，即LED201灯轴处为光强度最强的位置，偏离LED灯轴的圆周角度越大，光强度就越弱。 

根据上述发光角度和发光强度的特点，对LED201对应导光板100入光面处的雾度结构103的函数曲线进行设计。为了得到具有较高光效和光均匀度 的入射光，对LED201发出光的光强度较强的位置，其对应导光板100入光面处的雾度值也较大，这样光的散射程度会越大，使得LED201的发出光能得到完全的均一化处理。 

如图3所示，为单个LED对应导光板入光面处的雾度结构的函数曲线图，该函数曲线的表达式为： 

y＝sin[π(80-|x|)/180]*100％x     ∈[-74，0]∪[0，74] 

y＝10％x                         ∈[-80，-74]∪[74，80] 

对于雾度结构中的某一位置，其中x轴的值表示该位置偏离LED201灯轴的圆周角度，即该位置和LED201灯源的连线与LED201灯轴所成的角度，y轴的值表示该位置处的雾度值，由图3和上述函数曲线表达式可知，位于LED201灯轴线上的导光板入光面处的雾度结构，其雾度值为最大，即x＝0时，y为最大值；当x∈[-74，0]∪[0，74]时，偏离LED201灯轴的夹角越大，该位置处的雾度值越小；当x∈[-80，-74]∪[74，80]时，y为最小值。如图3所示，雾度值随着偏离LED201灯轴的圆周角度从大到小的变化，变化范围为98％-10％，雾度值的最大值为98％，最小值为10％，其函数曲线为平滑的过渡曲线。 

其次，通过图4介绍灯组200对应导光板100入光面处的雾度结构101函数曲线的设计。 

本实施例中，灯组200具有6个LED，并且合理安排这6个LED的相邻间距。如图4所示，为灯组对应导光板入光面处的雾度结构的函数曲线图，该函数曲线是对图3所示函数曲线的叠加。 

对于雾度结构101中的某一位置，确定与其最接近的LED，计算该位置和该LED灯源的连线与该LED灯轴所成的角度，该角度即为偏离LED灯轴的圆周角度，其中x轴的值表示该位置偏离LED灯轴的圆周角度，y轴的值表示该位置处的雾度值。雾度结构101的函数曲线完全根据单个LED对应雾度结构的函数曲线进行排列设计，其图形类似于数学上的正弦波形图。同理，雾度结构102的函数曲线与雾度结构101的函数曲线是相同的。

上述实施例中，也可以将雾度结构101和雾度结构102分别做成两个雾度结构，并分别放置在灯组200与导光板100之间，以及灯组300与导光板100之间。 

本发明的实施例也可以应用于导光板为楔形、且仅导光板单侧具有灯组的场合，例如手提电脑的LED背光源装置，能达到同样的技术效果。 

本发明的实施例提供的LED背光源装置，通过在灯组和导光板的入光面之间设置雾度结构，使得进入导光板的光不仅更集中，而且也更加均匀，提高了LED背光源装置的光效以及光均匀度，做到完全的均一化处理；又通过将雾度结构设置在导光板的入光面上，使得在组装LED背光源装置时，不需要安装和固定机械结构，提高了组装效率。 

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 (6)

1.一种发光二极管背光源装置，包括导光板和数个LED组成的灯组，其特征在于：在所述导光板的入光面和每个LED之间设有雾度结构，所述雾度结构的雾度值随着偏离所述LED灯轴的圆周角度从大到小的变化，所述雾度结构的雾度值的变化范围为98％-10％。

2.根据权利要求1所述的发光二极管背光源装置，其特征在于：所述雾度结构设置在所述导光板的入光面上。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管背光源装置，其特征在于：位于所述LED灯轴上的所述导光板的入光面处，所设雾度结构的雾度值为98％。

4.根据权利要求3所述的发光二极管背光源装置，其特征在于：位于偏离LED灯轴的圆周角度最大的所述导光板的入光面处，所设雾度结构的雾度值为10％。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述导光板入光面上形成雾度结构的散射颗粒宽度为40微米-80微米，高度为20微米-40微米。

6.一种发光二极管背光源装置，包括导光板和数个LED组成的灯组，其特征在于：在所述导光板的入光面和每个LED之间设有雾度结构，所述雾度结构的雾度值随着偏离所述LED灯轴的圆周角度变化，其变化的函数曲线表达式为：

y＝sin[π(80-|x|)/180]*100％    x∈[-74，0]∪[0，74]

y＝10％                         x∈[-80，-74]∪[74，80]

其中，x为偏离所述LED灯轴的圆周角度，y为雾度值。

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