CN101655634A - 液晶显示器背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示器背光模组，包括灯管和导光板，其中所述导光板的上表面为出光面，与所述导光板的上表面对应的下表面为对称的倾斜面，沿所述导光板的对称轴，所述导光板开设有放置所述灯管的光源孔。本发明液晶显示器背光模组采用单一光源和下表面为对称的倾斜面的导光板的结构，在光效率不变情况下，背光模组的厚度大大减小，最大可以减小50％，重量也大幅减轻，最大可以减轻70％，且成本降低30％以上；对导光板出光面进行雾化处理，使显示效果更加均匀；采用角度调整装置调整导光板出光面与水平面的夹角，增加了对不同场合亮度、均一度等光学特性要求的适应性和灵活性。

Description

液晶显示器背光模组

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器领域，尤其是一种液晶显示器背光模组。

背景技术

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，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。

图1为现有技术LCD背光模组的结构示意图，如图1所示，包括光学膜层1、导光板4(light guide plate，简称LGP)、灯管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的侧边装设有灯管3和灯罩5，背光灯反射板2设置在灯管3和导光板4的下方。其中灯管3是主要的发光部件，灯管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，使其均匀反射入导光板4和液晶面板中。

上述背光模组采用侧光源方式，至少具有下述缺陷：需要多个光源驱动，且采用灯管反射罩提高光效率，使LCD的成本增加；采用的导光板一般为长方体形，重量较大，使LCD不轻便；通过调节灯管电流的方式进行亮度调节，既影响灯管的寿命，也不利于在不同场合下光特性要求的自由度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶显示器背光模组，有效解决现有技术背光模组存在需要多个光源驱动、成本高、重量大和不轻便等问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种液晶显示器背光模组，包括灯管和导光板，其中所述导光板的上表面为出光面，与所述导光板的上表面对应的下表面为对称的倾斜面，沿所述导光板的对称轴，所述导光板开设有放置所述灯管的光源孔。

所述导光板包括沿所述对称轴对合的第一导光板和第二导光板，所述第一导光板和所述第二导光板的接触面上分别开设有凹槽，所述灯管设置在两个凹槽构成的所述光源孔内。优选地，所述凹槽为半圆形，所述凹槽的圆心轴线与所述灯管的轴线重合；所述导光板的倾斜面为至少一个倾斜平面或倾斜弧面；所述导光板的出光面为雾化处理表面。在所述导光板的侧表面上贴附有用于阻挡出射光线的反射膜。

在上述技术方案基础上，所述导光板下还设置有支撑所述导光板的背板，所述背板上设置有用于调整所述导光板出光面相对于水平面倾斜角度的角度调整装置。优选地，所述背板的上表面为与所述导光板下表面贴合的倾斜面，所述背板的下表面开设有调节孔，所述角度调整装置设置在所述调节孔内，所述调节孔内设置有螺纹，所述角度调整装置为调整螺钉；或所述背板两侧设置有安装板，所述角度调整装置为设置在所述安装板上的阶梯台槽。

本发明提供了一种液晶显示器背光模组，通过采用单一光源和下表面为对称的倾斜面的导光板结构，在光效率不变情况下，背光模组的厚度大大减小，重量也大幅减轻，且成本降低。相对于现有背光模组，本发明液晶显示器背光模组的厚度最大可以减小50％，重量最大可以减轻70％，且成本可降低30％以上。本发明通过采用角度调整装置调整导光板出光面与水平面的夹角，增加了对不同场合的对亮度、均一度等光学特性要求的适应性和灵活性；通过对导光板出光面进行雾化处理，使显示效果更加均匀。

附图说明

图1为现有技术LCD背光模组的结构示意图；

图2为本发明液晶显示器背光模组实施例一的结构示意图；

图3为本发明导光板出光面雾化处理的二次函数的曲线；

图4为本发明液晶显示器背光模组实施例二的结构示意图；

图5为本发明液晶显示器背光模组实施例三的结构示意图；

图6为本发明液晶显示器背光模组实施例四的结构示意图；

图7为本发明液晶显示器背光模组实施例五的结构示意图；

图8为本发明液晶显示器背光模组实施例六的结构示意图；

图9a为本发明液晶显示器背光模组与现有技术亮度效果对比图；

图9b为本发明液晶显示器背光模组与现有技术均一度效果对比图。

附图标记说明：

1-光学膜层；     2-反射板；         3-灯管；

4-导光板；       41-导光板出光面；  42-导光板下表面；

43-对称轴；      44-第一导光板；    45-第二导光板；

46-反射膜；      47-雾度颗粒；      5-灯罩；

6-光源孔；       61-凹槽；          7-背板；

71-角度调整装置；72-背板上表面；    73-背板下表面；

74-调节孔；      75-安装板。

具体实施方式

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。

图2为本发明液晶显示器背光模组实施例一的结构示意图，如图2所示，本实施例液晶显示器背光模组的主体结构包括灯管3和导光板4，导光板4的上表面为出光面41，与导光板4的上表面对应的下表面42为对称的倾斜面，沿导光板4的对称轴43，导光板4开设有放置灯管3的光源孔6。其中作为光源的灯管3可以采用冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamps，简称CCFL)。本实施例中，导光板的倾斜面可以为倾斜平面，进一步地，每个导光板的倾斜面可以由多个倾斜平面组成，以适应不同场合光特性的要求。

为了防止光线从导光板侧表面射出造成光线不均匀以及能源的浪费，在导光板侧表面上可以贴附有用于阻挡出射光线的反射膜46。反射膜46可以阻挡灯管发出的光线从与灯管轴线垂直的导光板侧表面射出。为了使画面显示的更均匀，可以将导光板出光面41处理为雾化处理(Haze)表面。图3为导光板出光面雾化处理的二次函数的曲线，如图3所示，在导光板出光面41按照公式(1)的二次曲线函数实现Haze化：

F＝ax²+bx+c    (1)

其中，F为Haze值，用百分比表示；a、b、c分别为二次曲线的系数，其中a＜0，c＞0，通过调整a、b、c值以适应不同光特性的要求；x轴正方向为导光板出光面上以灯管轴心为圆点并且与灯管垂直的方向。采用二次曲线函数实现Haze化，是为了防止液晶显示器显示有效区域的中心部分(即灯管位置在显示有效区域的对应位置)的亮度过高。如图3所示，将导光板出光面沿灯管轴线方向的Haze值较大(MAX)，此时雾化处理程度也较大，减弱了液晶显示器显示有效区域中心部分的亮度；而将导光板出光面边缘处Haze值控制在相对较小(Min)的范围内，使液晶显示器显示有效区域边缘部分与中心部分的亮度均匀。其中Haze值越大雾度颗粒47越密集，雾化程度越好。

此外导光板4下还可以设置用于支撑导光板4的背板7。背板7可以为金属材质，背板7与导光板4相对的内表面的反射率可以为接近100％的镜面反射。

本实施例中导光板下表面为对称倾斜平面可以减少导光板重量，从而减少了背光模组的重量；采用位于背光模组中央的单一光源的驱动模式，实现了由中央向两端的光照方式，减少了光损失，节省了能源和成本，安装方便；对导光板的出光面进行雾化处理，可以使光线经过出光面射出时发生散射等现象，从而使射出的光线更加柔和，且通过雾度化程度从中部到边缘按照二次函数曲线递减，使显示区域的光线更加均匀。

图4为本发明液晶显示器背光模组实施例二的结构示意图。本实施例是在液晶显示器背光模组实施例一的基础上，导光板下表面42对称的倾斜面还可以为倾斜弧面，如图4所示。进一步地，每个导光板的倾斜面可以由多个倾斜弧面组成，以适应不同场合光特性的要求。

本发明液晶显示器背光模组实施例二采用位于背光模组中央的单一光源的驱动模式，实现了由中央向两端的光照方式，减少了光损失，节省了能源和成本，安装方便；导光板倾斜面采用弧形表面，可以有效减轻导光板重量，并使现实区域的光线的更均匀。

图5为本发明液晶显示器背光模组实施例三的结构示意图，如图5所示，本实施例是在液晶显示器背光模组实施例一的基础上，导光板4包括沿对称轴43对合的第一导光板44和第二导光板45，第一导光板44和第二导光板45的接触面上分别开设有凹槽61，灯管3设置在两个凹槽61构成的光源孔6内。优选地，凹槽61为半圆形，灯管轴线与凹槽61的圆心轴线重合。本实施例中，导光板的倾斜面为倾斜平面，进一步地，每个导光板的倾斜面可以由多个倾斜平面组成，以适应不同场合光特性的要求。

本发明液晶显示器背光模组实施例三中采用两个导光板对合，在对合的接触面上开设凹槽，凹槽对合后形成光源孔，光源孔内放置灯管的方式，实现了减少背光模组的重量、降低光损失、节省能源和成本、安装方便等目的，且凹槽为半圆形使光源孔为圆形，灯管的轴线与凹槽的圆心轴线重合，使灯管发出的光线可以平行入射进导光板，光效率更高。

图6为本发明液晶显示器背光模组实施例四的结构示意图，如图6所示，本实施例与前述实施例三的结构基本相同，不同之处在于，导光板的倾斜面为倾斜弧面。进一步地，每个导光板的倾斜面可以由多个倾斜弧面组成，以适应不同场合光特性的要求。

本发明液晶显示器背光模组实施例四采用两个导光板对合，并采用位于背光模组中央的单一光源的驱动模式，实现了由中央向两端的光照方式，减少了光损失，节省了能源和成本，安装方便；导光板倾斜面采用弧形表面，可以有效减轻导光板重量，并使现实区域的光线的更均匀。

图7为本发明液晶显示器背光模组实施例五的结构示意图，如图7所示，本实施例是在液晶显示器背光模组实施例三或四的基础上，背板7上设置有用于调整导光板出光面41相对于水平面倾斜角度的角度调整装置71。优选地，背板上表面72为与导光板下表面42贴合的倾斜面，背板下表面73开设有调节孔74，角度调整装置设置71在调节孔74内，调节孔74内设置有螺纹，角度调整装置71为调整螺钉。该角度调整装置的工作原理为：当需要调整导光板出光面41与水平面的夹角β时，通过向上或向下旋转调整螺钉来增加或减小β的角度。由于β增加时，导光板出光面在水平面的投影的面积，即有效出光面积将缩小，若β过大时，面积小于液晶显示器有效显示区域面积，出现液晶显示器有效显示区域的边缘部分无光线射出或射出光线较弱，降低了有效显示区域显示效果。β的变化范围优选为0°≤β≤10°。

此外，在背板7的侧面与灯管的两端(电极处)对应的位置，还可以设置用于固定灯管位置的卡槽，将灯管轴线与凹槽的圆心轴线重合后，固定在背板7上的卡槽中。

本实施例液晶显示器背光模组采用单一光源的驱动模式和导光板下表面为对称倾斜面，因此背光模组的厚度减小、重量减轻且成本降低；此外，角度调整装置可以根据不同的光特性要求旋转调整螺钉以调节β的角度，而实现调整液晶显示器有效显示区域显示效果。

图8为本发明液晶显示器背光模组实施例六的结构示意图。本实施例是在液晶显示器背光模组实施例三或四的基础上，背板7上设置的用于调整导光板出光面41相对于水平面倾斜角度的角度调整装置71还可以优选为，在背板7的两侧设置有安装板75，角度调整装置71为设置在安装板75上的阶梯台槽。此时，由于背板上表面72没有与导光板上表面42贴合，可以在导光板下表面42上贴附用于阻挡光线射出的反射膜。在安装的初始阶段，按照亮度要求调整导光板出光面41与水平面间的夹角后，将导光板的边缘固定在安装板75上的阶梯台槽相应的台阶上，就可以得到所需的亮度，其中台阶的个数与间距可以根据导光板的具体尺寸设计。在初次组装液晶显示器时，可以方便调整有效显示区域的显示效果。

由于在调整角度时，两个凹槽对合形成的光源孔在灯管轴线方向出现缝隙，为了保证本发明液晶显示器背光模组实施例五和六中的角度调整装置更好的工作，防止光线不经过导光板直接由缝隙射出造成的光线不均，可以使用适当大小的光学膜遮挡该缝隙。此外，角度调整装置并不局限于上述两种形式，还可以为任何其他的可以实现调整导光板出光面与水平面夹角的装置。

图9a为本发明液晶显示器背光模组与现有技术亮度效果对比图，图9b为本发明液晶显示器背光模组与现有技术均一度效果对比图。如图9a所示，A是采用传统(Traditional Type)导光板结构的亮度为100.0％，B是采用β为0°类型(New Type_Min)的导光板结构的亮度为105.7％，C是采用β为10°类型(New Type_Max)的导光板结构的亮度为108.4％；可见，采用本发明液晶显示器背光模组的新型导光板结构在β为0°和10°时的亮度比采用传统导光板结构时高。如图9b所示，A是采用传统(Traditional Type)导光板结构的均一度为80.0％，B是采用β为0°类型(New Type_Min)的导光板结构的均一度为81.3％，C是采用β为10°类型(New Type_Max)的导光板结构的均一度为79.6％；可见，采用本发明液晶显示器背光模组的新型导光板结构在β为0°时均一度比采用传统(Traditional Type)导光板结构高，但在β为10°(New Type_Max)时均一度比采用传统(Traditional Type)导光板结构稍低。所以采用本发明液晶显示器背光模组的新型导光板结构，通过调整导光板出光面与水平面夹角β，可以改变本发明液晶显示器背光模组的亮度与均一度，但β值并非越大越好，最好在0°和10°之间，具体地可以按照实际需要进行调整。

本发明液晶显示器背光模组实施例采用单一光源和下表面为对称的倾斜面的导光板的结构，在光效率不变情况下，背光模组的厚度大大减小，最大可以减小50％，重量也大幅减轻，最大可以减轻70％，且成本降低30％以上；对导光板出光面采用二次函数曲线的雾度化方式，使显示效果更加均匀；采用角度调整装置调整导光板出光面与水平面的夹角，增加了对不同场合亮度、均一度等光学特性要求，增加了使用的灵活性；且具有结构紧凑和组装方便等优点。

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 (10)

1、一种液晶显示器背光模组，包括灯管和导光板，其特征在于，所述导光板的上表面为出光面，与所述导光板的上表面对应的下表面为对称的倾斜面，沿所述导光板的对称轴，所述导光板开设有放置所述灯管的光源孔。

2、根据权利要求1所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述导光板包括沿所述对称轴对合的第一导光板和第二导光板，所述第一导光板和所述第二导光板的接触面上分别开设有凹槽，所述灯管设置在两个凹槽构成的所述光源孔内。

3、根据权利要求2所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述凹槽为半圆形，所述凹槽的圆心轴线与所述灯管的轴线重合。

4、根据权利要求1或2所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述导光板的倾斜面为至少一个倾斜平面或倾斜弧面。

5、根据权利要求1或2所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述导光板的出光面为雾化处理表面。

6、根据权利要求1或2所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，在所述导光板的侧表面上贴附有用于阻挡出射光线的反射膜。

7、根据权利要求2所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述导光板下设置有支撑所述导光板的背板，所述背板上设置有用于调整所述导光板出光面相对于水平面倾斜角度的角度调整装置。

8、根据权利要求7所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述背板的上表面为与所述导光板下表面贴合的倾斜面，所述背板的下表面开设有调节孔，所述角度调整装置设置在所述调节孔内。

9、根据权利要求8所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述调节孔内设置有螺纹，所述角度调整装置为调整螺钉。

10、根据权利要求7所述的液晶显示器背光模组，其特征在于，所述背板两侧设置有安装板，所述角度调整装置为设置在所述安装板上的阶梯台槽。

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