CN101441354A - Led线光源模组及其背光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED线光源模组及其背光源装置,该发光二极管线光源模组包括一导光棒,导光棒具有一出光面,位于出光面的相对面且具有网点的侧面,位于导光棒两端的入光面,位于导光棒的入光面上的发光二极管。采用该LED线光源模组的背光源装置消除了使用少量LED引起的亮暗不均现象,而且由于使用数量很少的高亮度LED即可得到亮度均一的面光源,因此与传统使用大量LED的技术相比,可以大大降低背光源装置的成本。

Description

LED线光源模组及其背光源装置
技术领域
本发明涉及LED线光源模组及其背光源装置。 背景技术
目前作为液晶面板的光源一背光装置,根据光源的位置主要分为2种方式: 直下型和边缘型。在直下型背光中,光源位于液晶显示面板(LCD Panel)的正下 方且直接照射,由于可使用的灯管数量较多,容易获得很高的亮度, 一般用于 亮度需求较高的TV模块中;而边缘型背光的光源位于导光板(Light guide pla te)的侧边,通过导光板将侧光源的光导入到内部,经过全反射以及导光板底部 网点的散射,光从导光板的上表面射出,进而为液晶显示面板提供亮度均一的 面光源,由于使用的灯光数量越多,导光板将越厚重,通常单侧最多使用3支 灯管作为光源,因此可以达到的亮度有限,通常在亮度要求一般以及厚度要求 较高的液晶显示器(Monitor)和笔记本电脑(Notebook)模块中使用。
作为光源的冷阴极灯管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)由于其亮 度较高,并且能提供亮度均一的线光源,已被广泛的采用于传统的背光源装置 中。但另一方面CCFL的驱动电压较高,为高压交流驱动,往往会带来显示器器 件的电磁干扰问题;同时CCFL灯管内部含有水银,也会造成环境污染问题;进 而一些背光源装置开始转向使用低压直流驱动、无汞的发光二极管点光源(Ligh t Emitting Diode, LED)。此外LED还具有色彩再现范围广、工作温度范围大、 寿命长、小型化容易、发光效率高等优点。因此使用LED作为背光装置的光源 已经成为未来的趋势。
图1是目前传统的LED边缘型背光装置,通过多颗LED1并排排列,形成 了类似于CCFL的线光源,然后与传统的CCFL边缘型背光装置一样,通过导光 板2将LED发出的光导入到内部,再通过全反射以及底部网点的散射来获得亮 度均一的面光源。而直下型LED背光装置中,通常大量的LED被均匀的排放在 液晶面板的下方来获得亮度均一的面光源。但是在图1所示的传统LED边缘型背光装置中,通常LED需要紧密地排列 在一起形成类似于CCFL—样的线光源(一般称为Light Bar)。 一方面是因为单 颗LED的亮度较低,需要较多LED才能达到所需的亮度,而另一方面LED作为 点光源,如果排列过于松散,那么在入光侧,放置LED的部位和没有LED的部 位会很容易出现明显亮暗不均的现象(特别是在额缘较窄的情况下)。同样,在 直下型LED背光源中需要放置数量更多的LED才能获得均一的面光源。而且,L ED的价格比较高,如果使用较多LED会增加液晶显示装置的成本。
随着LED的不断发展,LED的发光效率不断提高,以及高亮度高功率LED的 出现。不再需要大量的LED,甚至数颗LED就能达到所需要的亮度。因此上述的 单颗LED亮度较低已不再是主要问题。同时使用LED的颗数越少,整个背光装 置的成本也就相应的越低。但是由于使用的颗数越少,那么LED之间的间距就 会越大,亮暗不均的现象也会更加明显。如何使用较少的LED数量而得到类似 于CCFL背光源装置同样的亮度均匀性已经成为重要的课题之一。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED线光源模组及其背光源装置,通过本发 明的背光源装置使用较少的LED而得到均一的面光源并消除导光板入光侧的亮 暗不均现象。
为达到上述目的,本发明提供一种发光二极管线光源模组,其包括: 一导 光棒,导光棒具有一出光面,位于出光面的相对面且具有网点的侧面,位于导 光棒两端的入光面;发光二极管位于导光棒的入光面上。
本发明的又一技术方案是提供一种背光源装置,其包括一个发光二极管线 光源模组和一导光板,该发光二极管线光源模组包括一导光棒,导光棒具有一 出光面,位于出光面的相对面且具有网点的侧面,位于导光棒两端的入光面; 发光二极管位于导光棒的入光面上,其实质性特点在于,所述发光二极管线光 源模组位于导光板的单边缘侧。
本发明的又一技术方案是提供一种背光源装置,其包括两个发光二极管线 光源模组和一导光板,每个发光二极管线光源模组包括一导光棒,导光棒具有 一出光面,位于出光面的相对面且具有网点的侧面,位于导光棒两端的入光面;发光二极管位于导光棒的入光面上,其实质性特点在于,所述发光二极管线光 源模组位于导光板的相对两边缘侧。
本发明的又一技术方案是提供一种背光源装置,其包括四个相同的发光二 极管线光源模组和一导光板,每个发光二极管线光源模组包括一导光棒,导光 棒具有一出光面,位于出光面的相对面且具有网点的侧面,位于导光棒两端的
入光面;发光二极管位于导光棒的入光面上,其实质性特点在于,所述发光二 极管线光源模组位于导光板的四边缘侧。
本发明的又一技术方案是提供一种背光源装置,其包括多个发光二极管线 光源模组和一扩散板,该发光二极管线光源模组包括一导光棒,导光棒具有一 出光面,位于出光面的相对面且具有网点的侧面,位于导光^^奉两端的入光面; 发光二极管位于导光棒的入光面上,其实质性特点在于,所述发光二极管线光 源模组位于扩散板的正下方。
本发明由于采用了上述的技术方案,使之与现有技术相比,具有以下的优 点和积极效果:本发明的LED线光源模组及其背光源装置消除了^f吏用少量LED引 起的亮暗不均现象,而且由于使用数量很少的高亮度LED即可得到亮度均一的 面光源,因此与传统使用大量LED的技术相比,可以大大降低背光源装置的成 本。
附图说明
图1为传统的LED边缘型背光装置的结构示意图; 图2为本发明的LED线光源模组第一实施例示意图; 图3为本发明的LED线光源模组第二实施例示意图; 图4为图3中沿C-C方向的剖视图; 图5为本发明的LED背光源装置第一实施例示意图; 图6为图5的侧一见图;
图7为本发明的LED背光源装置第二实施例示意图; 图8为本发明的LED背光源装置第三实施例示意图; 图9为本发明的LED背光源装置第四实施例示意图。具体实施方式
以下将结合附图对本发明的LED线光源模组及其背光源装置作进一步的详 细描述。
本发明使用如图2所示的LED光源10 (图中所示为一颗LED,也包括多颗 LED的情形),以及一形状为长方体的导光棒11,导光棒11可以使用与导光板 一样的透明材质如压克力P醒A等。导光棒11的侧面12上有散射粒子,散射粒 子类似于导光板20底部的散射网点用于调节光强分布,侧面12的对向面13为 出光侧,位于导光棒11的两端且面积较小的部分14和15为入光面。将LED光 源10和导光棒11组合在一起就形成了如图3所示的LED长方形面光源,由于 其长度远远大大宽度,以下简称为LED线光源模组。如图2所示,LED10位于入 光侧14上或入光侧15上形成一 LED线光源才莫组,如图3所示,LED10也可以同 时位于入光侧14、 15上形成一 LED线光源;漠组,LED10发出的光经入光面14导 入到导光棒ll内部,经过全反射以及侧面12散射粒子的散射(与导光板的原 理相同),光从出光面13出射。图4为图3中沿C-C方向的剖视图,如图3、图 4所示,为了增加光的利用效率,在除导光棒11的入光面14、 15以及出光面 13外,导光棒11其他表面以及LED光源IO侧用反射片16进行覆盖。同时对导 光棒11的侧面12上散射粒子的密度进行调节即可得到亮度均一的线状光源(可 以近似的看成类似于CCFL的线光源)。通过上述的方法将LED点光源10通过导 光棒的方式得到了类似于CCFL亮度均一的线光源,那么在传统的边缘型以及直 下型背光源装置中,可以用此LED线光源模组来替代CCFL进而得到同样亮度均 一的优质画面。由于此背光装置仅使用一颗或数颗高亮度LED即可,进而大大 降低了背光装置的制作成本。
将LED光源10和导光棒11组合在一起形成了如图2、图3所示的LED线光 源模组(为了提高效率在入光面和出光面以外的部分全部用反射片16覆盖), 将所组成的单个LED线光源模组与导光板20通过CCFL同样的方式组合就形成 了如图5所示的导光板单边缘侧入光的LED背光源装置。图5为本发明LED背 光源装置第一实施例的示意图,图6为图5的侧视图,如图5、图6所示,本发 明的LED背光源装置发光原理与CCFL边缘型背光装置类似,只是将CCFL换成 了本发明的LED线光源。LED线光源发出的光经过空气层17入射到导光板20的入光面22后进入内部。入射光在导光板内部主要进行全反射,只有遇到底部散 色网点21后,才有部分光透过导光板出射面23向外发光。因此根据LED线光 源的光强分布(一般通过导光棒11侧面的散射网点12的密度分布可以调节为均 匀的线光源,当然也可以是非均匀的)来调节导光板底部的散射网点21进而获 得亮度均一的面光源(同样为了提高出光效率,在导光板20上除了入光面22 以及出光面23以外均用反射片16进行覆盖)。可见本发明只需利用一颗或数颗 高亮度LED即可得到不亚于CCFL边缘型背光装置的优质面光源,解决了使用原 有技术时入光侧亮暗严重不均的问题,减少了 LED的使用数量,进而大大降低 背光装置的制作成本。
图7为本发明LED背光源装置第二实施例的示意图,如图7所示,第二实 施例与第一实施例相似,亦是采用如图2、图3所示的LED线光源模组,其不同 的是第二实施例使用2个LED线光源模组与导光板20组合,2个LED线光源模 组位于导光板20的相对两边缘侧形成LED背光源装置。
图8为本发明LED背光源装置第三实施例的示意图,如图8所示,第三实 施例与第一实施例相似,亦是采用如图2、图3所示的LED线光源模组,其不同 的是第三实施例使用4个LED线光源模组与导光板20组合,4个LED线光源模 组位于导光板20的四边缘侧形成LED背光源装置。
图9为本发明LED背光源装置第四实施例的示意图,前三个实施例是属于 边缘型背光源装置,第四实施例属于直下型背光源装置。如图9所示,第四实 施例亦采用如图2、图3所示的LED线光源模组来替代原有的直下型背光装置的 CCFL, LED线光源模组位于扩散板30的正下方,通过起强烈雾化作用的扩散板 30以及增亮和扩散效果的一张或数张光学薄膜31来得到均一的面光源。与边缘 型背光源装置相比,在直下型背光源装置中可以使用更多数量的高亮度LED作 为光源(例如:12颗),进而获得更高的亮度。与传统直下型LED背光源装置使 用大量的LED (—般需要数百颗)被均匀的排放在液晶面板的下方相比,本发明 直下型背光源装置的LED使用数量大大减少,进而降低了背光源装置的制作成 本。
以上介绍的仅仅是基于本发明的较佳实施例,并不能以此来限定本发明的 范围。任何对本发明的装置或方法作本技术领域内熟知的步骤的替换、组合、分立,以及对本发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出 本发明的揭露以及保护范围。

Claims (11)

1. 一种发光二极管线光源模组,其包括:一导光棒,导光棒具有一出光面,位于出光面的相对面且具有网点的侧面,位于导光棒两端的入光面;位于导光棒的入光面上的发光二极管。
2. 如权利要求1所述的发光二极管线光源模组,其特征在于,所述发光二 极管位于导光棒的一个入光面上。
3. 如权利要求1所述的发光二极管线光源模组,其特征在于,所述发光二 极管位于导光棒的两个入光面上。
4. 如权利要求1所述的发光二极管线光源模组,其特征在于,所述导光棒 的形状为长方体。
5. 如权利要求1所述的发光二极管线光源模组,其特征在于,所述导光棒 的材料为压克力。
6. 如权利要求1所述的发光二极管线光源模组,其特征在于,所述导光棒 表面上具有反射片。
7. —种使用如权利要求1所述发光二极管线光源i^莫组的背光源装置,该背 光源装置具有一导光板,其特征在于,所述发光二极管线光源^^莫组位于导光板 的单边缘侧。
8. —种使用如权利要求1所述发光二极管线光源模组的背光源装置,该背 光源装置具有一导光板,其特征在于,所述发光二极管线光源模组位于导光板 的相对两边纟彖侧。
9. 一种使用如权利要求l所述发光二极管线光源模组的背光源装置,该背 光源装置具有一导光板,其特征在于,所述发光二极管线光源模组位于导光板 的四边纟彖侧。
10. —种使用如权利要求1所述发光二极管线光源模组的背光源装置,该背 光源装置具有一扩散板,其特征在于,所述发光二极管线光源模组位于扩散板 的正下方。
11. 如权利要求10所述的背光源装置,其特征在于,所述扩散板上具有光学薄膜。
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