CN101694277A - 背光模组及其分光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背光模组及其分光元件，该背光模组包括导光板、位于所述的导光板的至少一侧部的光源，所述的导光板具有与所述的光源相对的受光面以及与所述的入光面相邻的发光面，所述的光源与所述的导光板之间还设置有分光元件，所述的分光元件包括与所述的光源相对的入光面、与所述的入光面相对的出光面、连接所述的入光面和出光面的数个侧面，所述的数个侧面上均具有反光材料，所述的分光元件的出光面与所述的导光板的受光面相对，所述的分光元件的入光面上具有微结构。本发明的分光元件能够有效提高背光模组的发光均匀性，提高发光效率，同时可消除导光板发光面的光学暗区。

Description

背光模组及其分光元件
技术领域
本发明属于液晶显示领域，特别涉及一种用于液晶显示器的背光模组以及分光元件。
背景技术
随着信息时代的到来，液晶显示器(LCD)的发展突飞猛进。目前常用的背光装置通常包括导光板和设于此导光板侧部的冷阴极管。光从导光板侧面入射，在导光板内部经多次反射后出射，从而达到均匀照明的目的。现有技术中采用冷阴极管照明，能够在导光板侧边形成线状发光光源，因此不会在导光板发光面形成光学暗区。而根据最新的发展趋势，越来越多的背光模组采用发光二极管(LED)为光源，采用LED光源的好处是低能耗和较长的使用寿命，然而由于LED的发散角度在110度左右，因此导光板的发光面上靠近光源的位置处容易形成光柱，而光柱之间则形成光学暗区(如图1所示)，因此会影响液晶显示器的显示效果。如何消除这些光学暗区，提高导光板的发光均匀度，以及如何进一步提高光源的发光效率，都成为科研人员急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背光模组，其能够有效的提高导光板的受光率并解决导光板的发光面亮度不均匀问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种背光模组，包括导光板、位于所述的导光板的至少一侧部的光源，所述的导光板具有与所述的光源相对的受光面以及与所述的入光面相邻的发光面，所述的光源与所述的导光板之间还设置有分光元件，所述的分光元件包括与所述的光源相对的入光面、与所述的入光面相对的出光面、连接所述的入光面和出光面的数个侧面，所述的数个侧面上均涂布或包覆有反光材料，所述的分光元件的出光面与所述的导光板的受光面相对，所述的分光元件的入光面上具有微结构。
优选地，为进一步增加入射光线的折射次数，增大入射光束的发散角度，所述的分光元件与所述的导光板之间具有一间隙，通常这个间隙不会很大，只要将分光元件与导光板并排放置，两者之间就会自然形成一空气间隙。
更优地，为进一步扩大入射光束的发散角度，所述的分光元件的出光面上也具有微结构，以再次打开光场。
更进一步地说，所述的微结构是指以阵列形式排布在所述的分光元件的入光面或出光面上的复数个凹槽或凸条。
这些凹槽或凸条可以是沿光条的延伸方向延伸的，微结构也可以同时具有沿光条的方向延伸的凹槽或凸条以及沿垂直于光条的方向延伸的凹槽或凸条。
进一步地，在平行于所述的导光板的发光面的平面上，所述的凹槽或凸起的投影为矩形、圆弧形、锯齿形、波浪形、梯形、“V”字形中的一种。
或者，所述的微结构是指分布在所述的分光元件的入光面或出光面上的复数个凸点或凹坑。
本发明的目的还在于提供一种应用于背光模组的分光元件，其能够有效的提高导光板的发光效率和发光均匀性。
为此，本发明所采用的技术方案是：一种用于背光模组的分光元件，所述的分光元件设置于光源和导光板之间，所述的分光元件包括与所述的光源相对的入光面、与所述的入光面相对的出光面、连接所述的入光面和出光面的数个侧面，所述的数个侧面上均涂布或包覆有反光材料，所述的分光元件的出光面与所述的导光板的受光面相对，所述的分光元件的入光面上具有微结构。
优选地，为进一步增加入射光线的折射次数，增大入射光束的发散角度，所述的分光元件与所述的导光板之间具有一间隙，通常这个间隙不会很大，只要将分光元件与导光板并排放置，两者之间就会自然形成一空气间隙。
更优地，为进一步扩大入射光束的发散角度，所述的分光元件的出光面上也具有微结构，以再次打开光场。
更进一步地说，所述的微结构是指以阵列形式排布在所述的分光元件的入光面或出光面上的复数个凹槽或凸条。
这些凹槽或凸条可以是沿光条的延伸方向延伸的，微结构也可以同时具有沿光条的方向延伸的凹槽或凸条以及沿垂直于光条的方向延伸的凹槽或凸条。
本发明与现有技术相比具有的优点是：本发明由于采用了分光元件，使LED光源发出的光束在分光元件的入光面首先进行初次发散，使LED光源的光场打开更大幅角，再经过分光元件的出光面进行二次发散，使入射光束进一步发散均匀，从而使分光元件形成了一个亮度均匀的线光源，并利用该线光源照射导光板，从而消除背光模组上的光学暗区，提高背光模组的发光均匀性，配合现有的具有微结构的导光板则能够使入射光束经过再一次发散，因此发光效果更好；另外，由于制程工艺的影响，光条上每颗LED光源都不是理论上的完全一致，而是存在色差，利用分光元件使入射光束的幅角扩大之后，每颗LED光源的光场都会有一些叠加，因此能够使多个入射光线混合，从而削弱色差或消除色差；最后，由于分光元件可以与光源以及导光板任意的匹配，有很好的互换性，因此简化了生产物料的管理。
附图说明
附图1为现有技术中的背光模组的发光示意图；
附图2为本发明的背光模组的发光示意图；
附图3为附图2中沿A-A的剖视图；
附图4为分光元件的主视图(微结构呈梯形)；
附图5为分光元件的主视图(微结构呈圆弧形)；
其中：1、导光板；11、受光面；12、发光面；2、分光元件；21、入光面；22、出光面；23、侧面；3、光源；4、凹槽；5、凸条；6、光柱；7、导光槽。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的导光板的实施形式。
一种背光模组，包括导光板1、位于所述的导光板1的至少一侧部的光源3，该光源可以是冷阴极射线管或者LED光源，由于本发明能够比较典型地克服LED光源发光的不均性，因此本实施例中以LED光源为例进行说明。所述的导光板1具有与所述的光源3相对的受光面11以及与所述的受光面11相邻的发光面12，当光线从导光板1的侧部入射时，在导光板1中进行多次反射和折射，最终保证大部分的光线从导光板1的发光面12出射。
如附图2所示，所述的光源3与所述的导光板1之间还设置有分光元件2，该分光元件2用于使光源3发射出来的光线进行发散。具体地说，所述的分光元件2包括与所述的光源3相对的入光面21、与所述的入光面21相对的出光面22、连接所述的入光面21和出光面22的数个侧面23，所述的数个侧面23上均涂布或者贴附有反光材料，所述的分光元件2的出光面22与所述的导光板1的受光面11相对，所述的分光元件2的入光面21上具有微结构。分光元件2可以迅速打开入射光场的幅角，通过入光面21上的微结构来增加受光面积，改变光束的入射情况，使入射光线在不同位置处以不同的入射角进入到分光元件，扩大LED光源的光场，进而提高背光模组的发光均匀性；由于分光元件2的侧面23都有反光材料，因此光线在分光元件2内经过多次反射后，使光线在分光元件2的整个长度方向进一步发散均匀，最后光线由出光面22发射出去，此时，分光元件2对导光板1来说形成了一个亮度均匀的线光源；优选地，我们在分光元件2的出光面22上设置微结构，这样光线从出光面22出射时能够起到二次发散的作用，效果更好。入射光束首先从空气进入到入光面21内，再从分光元件2入射到空气中，最后再次由空气入射到导光板1内，并由导光板1的发光面12出射。由于分别设置了多种微结构，因此光束在每次入射的时候入射角度都会在入射面改变，从而使光束开口加大。
优选地，分光元件2与光源3以及导光板1之间都具有间隙，分光元件2与导光板1之间具有间隙，可以进一步提高导光板2发光的均匀性，保证导光板2与分光元件2相邻的两侧边处都有足够的光亮度；更重要的一点是，分光元件2、光源3以及导光板1分别相互独立，因此背光模组在组装时，尺寸合适的分光元件2可以与光源3以及导光板1任意匹配，有很好的互换性，简化了生产物料的管理，具体地说，分光元件的应用不限于光源具有多少颗LED，也不限于笔记本型背光模组或桌上型背光模组，只要导光板的厚度以及长度与分光元件相同，就可以随意搭配。
更具体地说，该微结构有多种形式，如附图3至5所示的，所述的微结构是指以阵列形式排布在所述的分光元件2的入光面21或出光面22上的复数个凹槽4或凸条5，这些凹槽或凸条沿导光板的厚度方向延伸，这可以解决导光板在显示面板的上下方向上发光不均的问题；而本发明优选地，在分光元件2的长度方向还设置有沿分光元件2的长度方向延伸的导光槽7，导光槽7可以使入光面21接收到的光束在垂直于导光板1的发光面12的平面内迅速打开，进而缩小导光板1发光面12边缘的暗区，扩大可视区域。
通常这些凹槽4或凸条5之间的间距都相等，一些特殊的应用下，也可以选择不等距排列；此外，在平行于所述的导光板1的发光面12的平面上，所述的凹槽4或凸条5的投影为矩形、圆弧形、锯齿形、波浪形、梯形、“V”字形中的一种，以这些截面形状的凹槽朝向LED光源能够增加分光元件的受光面积，从而使光源的幅角打开。作为一种变换形式，所述的微结构还可以是分布在所述的分光元件2的入光面21或出光面22上的复数个凸点或凹坑，这些凸点或凹坑可以随机分布在分光元件2上的，也可以是以一定顺序或间距排列在入光面21和出光面22上的，它们同样可以起到发散光源的目的。
对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种背光模组，包括导光板、位于所述的导光板的至少一侧部的LED光源，所述的导光板具有与所述的光源相对的受光面以及与所述的受光面相邻的发光面，其特征在于：所述的光源与所述的导光板之间还设置有分光元件，所述的分光元件包括与所述的光源相对的入光面、与所述的入光面相对的出光面、连接所述的入光面和出光面的数个侧面，所述的数个侧面上均具有反光材料，所述的分光元件的出光面与所述的导光板的受光面相对，所述的分光元件的入光面上具有微结构。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述的分光元件的出光面上也具有微结构。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于：所述的微结构是指以阵列形式排布在所述的分光元件的入光面或出光面上的复数个凹槽或凸条。
4.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于：所述的微结构是指分布在所述的分光元件的入光面或出光面上的复数个凸点或凹坑。
5.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于：在平行于所述的导光板的发光面的平面上，所述的凹槽或凸条的投影为矩形、圆弧形、锯齿形、波浪形、梯形、“V”字形中的一种。
6.一种用于背光模组的分光元件，所述的分光元件设置于LED光源和导光板之间，其特征在于：所述的分光元件包括与所述的光源相对的入光面、与所述的入光面相对的出光面、连接所述的入光面和出光面的数个侧面，所述的数个侧面上均具有反光材料，所述的分光元件的出光面与所述的导光板的受光面相对，所述的分光元件的入光面上具有微结构。
7.根据权利要求6所述的分光元件，其特征在于：所述的分光元件的出光面上也具有微结构。
8.根据权利要求7所述的分光元件，其特征在于：所述的微结构是指以阵列形式排布在所述的分光元件的入光面或出光面上的复数个凹槽或凸条。
9.根据权利要求7所述的分光元件，其特征在于：所述的微结构是指分布在所述的分光元件的入光面或出光面上的复数个凸点或凹坑。
10.根据权利要求9所述的分光元件，其特征在于：在平行于所述的导光板的发光面的平面上，所述的凹槽或凸条的投影为矩形、圆弧形、锯齿形、波浪形、梯形、“V”字形中的一种。
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