CN101533183B - 背光模组和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背光模组和液晶显示装置。其中该背光模组包括从上至下依次设置的光学膜层、背光灯和背光灯反射板，该背光灯反射板朝向背光灯的表面设置为反射区，该反射区上设有数个弧形的凹槽，该背光灯分别设置在凹槽中，且该背光灯的回转中心线与凹槽的聚焦中心线重合。该液晶显示装置包括液晶面板、该背光模组和显示器外壳，其中，该背光模组设置于液晶面板的下方，该显示器外壳围设在液晶面板与背光模组的外侧。本发明结构简单、组装容易、纵向尺寸较小，使得液晶显示装置的整体重量减少了75％以上，更加轻薄化，组装更加方便，且成本降低，且使光线反射更加均匀，改善了光线传输效果。

Description

背光模组和液晶显示装置 

技术领域

本发明涉及一种背光模组和液晶显示装置，尤其涉及一种应用于液晶显示装置中用于提供背光源的背光模组，以及采用该背光模组的液晶显示装置。 

背景技术

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，以下简称LCD)是目前常用的显示器，尤其是薄膜晶体管液晶显示装置。由于液晶层本身并无发光的功能，所以需要为LCD提供光源以实现图像显示。在透过式LCD中，采用背光模组来为液晶层提供一个高亮度且亮度分布均匀的光源。依背光源的位置不同，背光模组一般可分为侧光式和直下式两种。 

侧光式背光模组的背光灯设置于背光模组中导光板的侧面，其具有轻、薄及耗电低等优点，广泛应用于中小尺寸的液晶显示装置，如笔记本电脑、手机等。直下式背光模组的背光灯设置于液晶显示面板的正下方，其具有较高的亮度，多用于监视器及液晶电视等大型显示设备。其中侧光式背光模组的结构如图1所示，一般包括光学膜层1、导光板4、背光灯3、灯罩5和背光灯反射板2，光学膜层1通常包括上扩散片、棱镜片、下扩散片等光学薄膜，可以根据具体情况选用，在导光板4的侧边装设有背光灯3和灯罩5，背光灯反射板2设置在背光灯3和导光板4的下方。其中背光灯3是主要的发光部件，背光灯3将光线射入导光板4，而后再通过导光板4将光线射入光学膜层1上方的液晶面板中。在此过程中，背光灯反射板2的作用在于限制光线方向，使其均反射入导光板4和液晶面板中。现有技术中，导光板4一面设计为具有凹弧面导光结构，以降低制造成本，且提高背光板的反光效果，相关技术可参见申请号为02231157.2的中国专利申请。上述技术所提供的侧光式背光模组具有下述缺陷：采用导光板来实现对光路的传播，重量大且成本高，具有一定的局限性；采用的侧光的光照方式，不仅增大了模块的尺寸，还容易使导光板受热变形，影响画面品质；此外，该技术还具有集成度不高和设计复杂等缺点。

图2为现有技术LCD直下式的背光模组结构示意图。如图2所示，现有技术的直下式背光模组一般包括多个冷阴极荧光背光灯3、设置在背光灯3之下的背光灯反射板2和置于背光灯3上方的光学膜层1。工作时，从背光灯3发出的光线经背光灯反射板2反射后进入光学膜层1，经过光学膜层1散射或折射后进入上方的液晶面板。但由于背光灯3是以适当间距排列于光学膜层下方的，致使光学膜层1中的扩散片(图中未视)会显现出亮度不一的条状区域，因此直下式背光模组存在光线均匀性不佳等问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种背光模组和液晶显示装置，以实现降低背光模组的重量和成本，提高集成度，简化结构设计，改善光线均匀性。 

为了实现上述目的，本发明提供一种背光模组，包括从上至下依次设置的光学膜层、背光灯和背光灯反射板，该背光灯反射板朝向背光灯的表面设置为反射区，该反射区上设有数个弧形的凹槽，该背光灯分别设置在凹槽中，且该背光灯的回转中心线与凹槽的聚焦中心线重合，所述背光灯的回转中心线为所述背光灯的灯管的轴线，所述聚焦中心线为凹槽各个截面的聚焦中心点在凹槽曲面上方所形成的一条直线； 

各所述背光灯的上方分别设置有副反射板，所述副反射板连接在所述凹槽的边缘处，用于将所述背光灯发出的光线反射至所述光学膜层中。 

为了实现上述目的，本发明还提供了一种采用该背光模组的液晶显示装置，包括液晶面板、该背光模组和显示器外壳，其中，该背光模组设置于液晶面板的下方，该显示器外壳围设在液晶面板与背光模组的外侧。 

上述技术方案提供的背光模组和液晶显示装置无灯罩及导光板结构，因此结构简单、组装容易、纵向尺寸较小，使得液晶显示装置的整体重量减少了75％以上，更加轻薄化，组装更加方便，且成本降低。另外，通过背光灯反射板上凹槽与背光灯的适当配合，使光线反射更加均匀，改善了光 线传输效果。 

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LCD侧光式背光模组的结构示意图； 

图2为现有技术LCD直下式的背光模组结构示意图； 

图3为本发明背光模组实施例一的结构示意图； 

图4为本发明背光模组实施例一的光学原理图； 

图5为本发明背光模组实施例二的结构示意图； 

图6为本发明背光模组实施例二的局部侧视结构示意图； 

图7为本发明背光模组实施例二中副反射板工作的光学原理图； 

图8为本发明背光模组实施例三的结构示意图； 

图9为本发明背光模组实施例三中调整装置的结构示意图； 

图10为图9的放大结构示意图； 

图11为本发明液晶显示装置具体实施例的结构示意图。 

具体实施方式

背光模组实施例一 

如图3所示为本发明背光模组具体实施例一的结构示意图。该背光模组包括：从上至下依次设置的光学膜层1、背光灯3和背光灯反射板2。其中，背光灯反射板2朝向背光灯3的表面设置为镜面反射的反射区，在具体应用中，可以采用金属材质制备该背光灯反射板2以形成反射区，也可以采用在其他材质的背光灯反射板2上镀设金属薄膜的方式形成反射区。该反射区的反射率接近100％，为镜面反射。在该反射区上设有数个弧形的凹槽25，各凹槽25相互平行设置。每个凹槽25内分别设置一个背光灯3，并且背光灯3的位置为背光灯3的回转中心线与凹槽25的聚焦中心 线重合。所谓回转中心线，即指背光灯3灯管的轴线。聚焦中心点，如图4所示，是指一簇平行于光轴的平行光10经过凹槽25曲面反射以后所汇聚的点，聚焦中心线，即凹槽各个截面的聚焦中心点在凹槽曲面上方所形成的一条直线，该聚焦中心线与背光灯3的轴线重合。 

本实施例的背光模组将背光灯设置在背光灯反射板的凹槽中，且背光灯的回转中心线与凹槽的聚焦中心线重合，则相当于点光源的背光灯所发出的光线经凹槽反射后，成为平行的光线射向上方的液晶面板。 

因此，本实施例的背光模组一方面不采用导光板，所以能够降低背光模组的重量和成本、提高产品的集成度，简化产品的结构设计，另一方面能够利用凹槽与背光灯的配合，为液晶面板提供均匀的背光源，改善显示效果。 

在本实施例中，可以设置背光灯反射板2背离背光灯3的表面为设有数个弧形凸起26的曲面，各凸起26的形状与凹槽25的形状对应，且各凸起26的对称轴分别与各凹槽25的对称轴重合。将该凹槽的表面设计为曲面的优势在于：凹槽曲面可以将线状光源发出的光线向外平行射出，以减少光线在底板槽内部的反射折射次数，提高光能利用率。在具体应用中，背光灯反射板背离背光灯的表面并不限于设计为曲面，也可以设计为平面。 

本实施例中，凹槽的位置关系可以是相互平行，以便于布设背光灯，但是也可以按照其他规则布设，并不影响凹槽对光线的反射效果。 

背光模组实施例二 

如图5所示为本发明背光模组具体实施例二的结构示意图，图6为局部侧视结构示意图。本实施例与实施例一的区别在于还进一步设置有副反射板。如图5和图6所示，在各背光灯3的上方分别设置有副反射板21、22、23和24。副反射板21、22、23和24为平板结构，其两面均具有反射光线的功能。副反射板21、22、23和24分别设置在背光灯反射板2上， 且每个凹槽25的边缘处分别连接一个副反射板，各副反射板21、22、23和24用于将背光灯3发出的光线反射至光学膜层1中。 

在本实施例中，背光灯反射板上设置的多个副反射板的布设方式较佳的是以背光灯反射板的中心线为轴线对称设置，各副反射板所形成的光线的出口可以背对设置也可以相对设置。 

本实施例中设置有副反射板的背光灯反射板在具体工作过程中，从凹槽发射出来的光线会进一步经副反射板反射，则光线会经过多次反射形成多方向的光线，类似漫反射后的光线，最终为液晶面板提供更为均匀化的背光源。 

在本实施例中，具体为设置四个背光灯3，如图5和图6所示，则相应的设有四个凹槽25以及四个副反射板21、22、23和24。凹槽25以适当的间隔设置，使得各背光灯3位于同一平面上。各副反射板21、22、23和24与背光灯3所在平面的夹角为反射夹角，如图6中所示的角α和角β均为反射夹角，且在从背光灯反射板2的中心线至边缘的方向上，反射夹角的大小递减。反射夹角逐渐减小，能够使背光模组反射出的光线整体更加均匀。图7所示为副反射板反射光线的光路图，若各个反射夹角相同，如图中虚线所示的副反射板21的位置，部分光线经位于边缘的副反射板21反射后会平行的射向位于中心的副反射板22，而后反射出。当使边缘的副反射板21的反射夹角β略小于中间副反射板22的反射夹角α时，如图7所示，则能够使部分光线均匀地进行散射和会聚，即提高了漫反射效果。优选的，设计反射夹角α等于45°，并设计反射夹角β大于30°且小于45°。 

本实施例的背光模组进一步设置了副反射板，能够为液晶面板提供更为均匀的背光源。 

在本实施例中，背光灯反射板上位于凹槽内的表面和副反射板上朝向背光灯用于直接反射背光灯光线的表面可以为镜面抛光表面，用以提高其 反射率，避免光线损失。其中，镜面抛光表面，通常被称为镜面表面加工，加工后的表面反射率高，反射的图像非常清晰，操作时，一般先用细磨料对需要抛光的表面进行连续抛光，然后再用非常细的抛光膏打磨。此外，如图6所示，背光灯反射板2上凹槽外的表面和副反射板21、22、23和24背离背光灯的表面上实现雾化(Haze)处理，雾化处理能提高物体表面的散射程度，背光灯反射板和副反射板上部分不直接反射背光灯光线的表面实现雾化，可以使反射或散射的光线柔和化，并改变光线的传播方向。 

背光模组实施例三 

如图8所示为本发明背光模组具体实施例三的结构示意图，为适应不同应用场景对于背光源的要求，本实施例进一步在将副反射板21、22、23和24与各凹槽25边缘枢接连接处可以用焊接、螺栓、铆钉等进行连接，也可以在枢接的轴上连接设置调整装置27，用于调整副反射板的位置，即调整反射夹角的大小。图9为该调整装置27放大结构示意图，该调整装置27包括棘轮(Notch Wheel)7与卡紧齿(Holder)8，棘轮7的转动轴通过焊接、螺栓或铆钉等方式同副反射板21、22、23、24与各凹槽25枢接的轴固定相连，用于调整副反射板21、22、23和24反射夹角的大小，在棘轮7的棘齿朝向卡紧齿8的一侧设置有齿槽9，如图10所示，用于在卡紧齿8卡入齿槽9时固定棘轮7的位置。当棘轮7受外力作用带动副反射板21、22、23和24转动到一定位置后，卡紧齿8卡入棘轮7棘齿的齿槽9内将棘轮7固定，使棘轮7保持静止状态。 

该调整装置的工作原理为：当需要调整反射夹角的角度大小时，顺时针转动棘轮7，使卡紧齿8与棘轮7轮齿脱离，并与下一个棘轮7棘齿接触。在下一个棘轮7棘齿滑过卡紧齿8的瞬间，卡紧齿8滑入棘轮7棘齿的齿槽9中，即可将棘轮7的位置保持。棘轮7每次转动的最小角度的大小与棘轮7的棘齿数有关，精度与轮径及棘齿的疏密有关。 

本实施例的背光模组中，副反射板的反射夹角可根据具体情况进行调 整以适应不同应用场景对背光源的需求。 

本发明的背光模组无灯罩及导光板结构，因此结构简单、组装容易、纵向尺寸较小，使得液晶显示装置的整体重量减少了75％以上，更加轻薄化，组装更加方便，且成本降低。另外，通过背光灯反射板上凹槽与背光灯的适当配合，使光线反射更加均匀，改善了光线传输效果。 

液晶显示装置实施例 

如图11所示为本发明液晶显示装置具体实施例的结构示意图，该液晶显示装置包括：液晶面板100、背光模组200和显示器外壳300，其中：液晶面板100是由阵列基板和彩膜基板对盒形成的，其间填充液晶层；背光模组200可以采用本发明背光模组任意实施例的技术方案，设置于液晶面板100的下方；显示器外壳300围设在液晶面板100与背光模组200的外侧，起到支撑、固定和保护的作用。 

采用本发明背光模组的液晶显示装置，其背光模组的结构轻薄化，使得该液晶显示装置的重量减轻，结构简单化，成本降低，且能够获得均匀的背光源，改善了显示效果。 

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。 

Claims (11)

1.一种背光模组，包括从上至下依次设置的光学膜层、背光灯和背光灯反射板，其特征在于：所述背光灯反射板朝向所述背光灯的表面设置为反射区，所述反射区上设有数个弧形的凹槽，所述背光灯分别设置在所述凹槽中，且所述背光灯的回转中心线与所述凹槽的聚焦中心线重合，所述背光灯的回转中心线为所述背光灯的灯管的轴线，所述聚焦中心线为凹槽各个截面的聚焦中心点在凹槽曲面上方所形成的一条直线；

各所述背光灯的上方分别设置有副反射板，所述副反射板连接在所述凹槽的边缘处，用于将所述背光灯发出的光线反射至所述光学膜层中。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述反射区的材质为金属。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：各所述凹槽相互平行设置。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：各所述副反射板在所述背光灯反射板上、以所述背光灯反射板的中心线为轴线对称设置。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于：各所述背光灯位于同一平面上，所述副反射板与所述背光灯所在平面之间的夹角为反射夹角，且在从所述背光灯反射板的中心线至边缘的方向上，所述反射夹角的大小递减。

6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于：所述副反射板的个数为四个，靠近所述背光灯反射板中心线的两个副反射板的反射夹角为45度，靠近所述背光灯反射板边缘的两个副反射板的反射夹角大于30度且小于45度。

7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述副反射板与所述凹槽边缘枢接，在所述枢接的轴上连接有调整装置，用于调整所述副反射板的位置。

8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于：所述调整装置包括棘轮与卡紧齿，所述棘轮的转动轴与所述枢接的轴固定相连，用于调整所述副反射板的位置，在所述棘轮的棘齿朝向所述卡紧齿的一侧设置有齿槽，用于在所述卡紧齿卡入所述齿槽时固定所述棘轮的位置。

9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述背光灯反射板上位于凹槽内的表面和/或所述副反射板朝向所述背光灯的表面为反射率100％的镜面抛光表面。

10.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述背光灯反射板上位于凹槽外的表面和/或所述副反射板背离所述背光灯的表面为雾化处理表面。

11.一种采用权利要求1～10所述的任一背光模组的液晶显示装置，包括液晶面板、所述背光模组和显示器外壳，其特征在于：所述背光模组设置于所述液晶面板的下方，所述显示器外壳围设在所述液晶面板与所述背光模组的外侧。

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