CN101706044A

CN101706044A - Led背光模块

Info

Publication number: CN101706044A
Application number: CN200810219718A
Authority: CN
Inventors: 罗铭模
Original assignee: Century Technology Shenzhen Corp Ltd
Current assignee: Century Technology Shenzhen Corp Ltd
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-05-12

Abstract

本发明提供一种LED背光模块，是采用发光二极管(LED)作为背光光源，并在发光二极管光源上方设置有一半穿透半反射膜，使发光二极管光源发出的光线得以部分利用半穿透半反射膜的穿透功能经导光板导出，而其余光线则利用半穿透半反射膜的反射功能打回反射底板再利用，由此，将可降低发光二极管光源的最大辉度，避免造成发光不均匀的现象，同时，可解决显示面板影像太亮的困扰，以提供更高的影像表现水平。

Description

LED背光模块

【技术领域】

本发明是有关一种背光模块，尤其指一种针对发光二极管(LED)点光源造成的辉度太高及辉度不均的问题加以改善的LED背光模块。

【背景技术】

液晶显示器(LCD)具有轻薄、大尺寸化、平面化及数位化等优点，近□□需求快速增加。在传统大尺寸LCD背光模块中，光源多采用冷阴极管(CCFL)灯管；随着环保意识抬头，LCD产品对高色彩质量、产品寿命等特性的需求，含汞成份的CCFL已逐渐被具□电、环保、体积小、色纯□高、坚固及寿命长的LED所取代。高功□LED技术快速发展，LED发光效□未来预期可达120lm/W以上，并且，因LED具有高纯□的色彩性，将可大幅提升影像色彩的鲜艳□，增加色域范围，显示□多的色□和色调，以达到□细致和□丰富的色彩表现。

然而，由于LED属于点光源特性，点光源会造成辉度(luminance)不均匀等问题。辉度是指光源体在某一方向上，每单位投影面积所发出的光度。光度越高的光源体产生的辉度也越高，就越刺眼；辉度越低的光源体，越不会产生强烈的直接眩光。如果LCD面板的辉度分布不均、经常变化，则使用者会发生视觉不舒适感及眼睛疲劳。所以，为要使LED背光模块形成均匀的面光源形态，在导光板上必须再做设计。

如图1，美国专利第20070002563号揭示一种直下式背光模块的导光沟槽(Light guidegrooves in direct type backlight module)，其直下式背光模块包含有反射罩10、多个光源20、扩散板30、多个光学膜40与液晶面板50，并将多个导光沟槽33设置于扩散板30的光入射面31与光出射面32，则光源20所发出的光线在进入液晶面板50之前，可以由扩散板30的导光沟槽33被扩散至少两次，使得光线的分布效果得以提高。实际上，从导光板的厚度观念而言，必须将导光板做的愈薄，才能得到更强的光线、获得更高辉度，但是，受到导光板成形技术的限制，要设计出上述具有导光沟槽的结构且兼顾更薄、反射率更佳的导光板，可能还有许多的问题需要去克服。

【发明内容】

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一LED背光模块，其主要由LED光源、半穿透半反射膜、导光板与反射底板所组装而成，其中LED光源上方是具有半穿透半反射膜，而导光板邻接于半穿透半反射膜与LED光源的至少一侧，至于反射底板则装设于LED光源以及导光板下方。本发明所提供的数个实施例，是使用多个导光板与多片半穿透半反射膜互相搭接的方式，或将导光板对应于LED光源上方处设置凹槽以嵌入半穿透半反射膜的方式，让LED光源所发出的部分光线可以经由半穿透半反射膜的穿透功能再经导光板导出，其余光线可以经由半穿透半反射膜的反射功能打回反射底板再利用，因而，可以改善利用LED光源作为背光源容易辉度太高与辉度分布不均的问题。

本发明所提供的数个实施例，导光板还包含有扩散板与棱镜片等光学膜片部份，其制作上是可在导光板上方利用压合或黏贴方式进行组装，或者可以和导光板以射出方式一体成型，用以通过扩散板的均光作用与棱镜片的集光作，来提高LED光源的亮度与均齐度.

【附图说明】

图1是在先技术的示意图；

图2是本发明LED背光模块一实施例的剖视图；

图3是本发明LED背光模块的另一实施例的剖视图；

图4是图3背光模块的另一剖视图；

图5A～5C是本发明LED背光模块的实施例的剖视图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图2中，该LED背光模块主要是由多个LED光源61、对应于LED光源61的半穿透半反射膜62、导光板63与反射底板64所构成，作为最上层液晶面板66的背光源。其中LED光源61上方对应设置有半穿透半反射膜62，而导光板63邻接于半穿透半反射膜62与LED光源61的一侧，至于反射底板64则装设于LED光源61以及导光板63下方。本实施例将导光板63对应于LED光源61上方处设置凹槽以嵌入半穿透半反射膜62的方式，让LED光源61所发出的部分光线经由半穿透半反射膜62的穿透功能再经导光板63导出，其余光线经由半穿透半反射膜62的反射功能打回反射底板64再利用，用以改善利用LED光源61作为背光源容易辉度太高与辉度分布不均的问题。以下结合附图详细说明。

发光二极管(LED)光源61，具备亮度高及寿命长等特色，用以发出光线，而作为液晶显示器的背光模块，其可包含红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)或是白光(W)等各种颜色的发光二极管。半穿透半反射膜62，其光穿透率较佳范围介于45％～55％之间，贴附于LED光源61上方，使LED光源61所发出的光线部份反射、部份透射。当然，LED光源61的数量并非仅限定于图式中的数量，可依照所需要液晶面板66的尺寸、亮度来加以调整。

导光板(light guide plate)63分别邻接并位于半穿透半反射膜62与LED光源61的两侧，以及半穿透半反射膜62上方，换句话说，导光板63形成一个罩体，底面具有凹槽，可以容置半穿透半反射膜62与LED光源61，然后整体罩于半穿透半反射膜62与LED光源61上方，而可位于半穿透半反射膜62与LED光源61的上方与两侧。

导光板63是应用于各种背光模块，是影响光效率的重要组件，主要是利用射出成型的方法将丙烯压制成表面光滑的楔形板块，然后用具高反射率且不吸光的材料，在导光板63底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点；其主要功能在于导引光线方向，以提高面板光辉度及控制亮度均匀。因此，利用导光板63罩体的型态，用以导引LED光源61所发出的光线直接穿透半穿透半反射膜62的部份，以及由半穿透半反射膜62反射后，再反射底板64反射而穿过半穿透半反射膜62的线作强度分布后散出。

反射底板64位于整体结构的底部，除了供LED光源61以及导光板63装设外，也可将底面漏出的光反射回导光板63中，防止光线外漏，以增加光的使用效率；因此，反射底板64可将LED光源61受到半穿透半反射膜62反射的光线，予以反射入半穿透半反射膜62或是导光板63，而供再利用。

因此，利用半穿透半反射膜62可以供LED光源61所发出的光线部份反射、部份穿透，仅有一部分的光线可以直接穿透，有效解决因LED光源61辉度过亮，造成亮度不均、甚至可以直接看到LED光源61的问题，使光线分布均匀。

另外，导光板63上方可增设有扩散板(Diffuser)65，其功能为更进一步提供更均匀的面光源，一般传统的扩散膜主要是在扩散膜基材中，加入一颗颗的化学颗粒，作为散射粒子，而现有的扩散板其微粒子分散在树脂层之间，所以光线在经过扩散层时会不断的在两个折射率相异的介质中穿过，在此同时光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便造成了光学扩散的效果。或是使用全像技术，经由曝光显影等化学程序将毛玻璃的相位分部纪录下来粗化扩散膜基材表面，以散射模糊导光板上的墨点或线条。

另一方面，于扩散板65上方增加有棱镜片，因光线自扩散板65射出后其光的指向性较差，利用棱镜片来修正光的方向，其原理通过光的折射与反射来达到凝聚光线、提高正面辉度的目的，以增加光线自扩散板65射出后的使用效益，使能整体的背光模块的辉度提高60％-100％以上。其主要以多元酯(polyester)或聚碳酸酯(polycarbonate)为材料，其表面结构一般为棱形柱体或半圆柱体。

而其中导光板63、扩散板65与棱镜片可为一体成型，且导光板63相对反射底板65的一侧具有扩散纹路的表面，其采用射出成形；或是导光板63内部分布有多个扩散粒子，都可进一步增加背光模块的光线的均匀度，这些部份变化与进一步应用可轻易替换、变更，熟悉该项技术的人士也可予以再设计，在此无法逐项罗列，但并非仅限定于这些方式变化。

图3，是本发明所提供的LED背光模块的另一实施例剖视图。

导光板63与反射底板64除了图2的平板形外，也可设计为如图中所附图的楔形，而可减少整体LED背光模块的重量。

同时，每一个导光板63罩体形成的凹槽内的LED光源61也可为多个(见图4，如图中所附图为两个)，以达到各种规格的要求。

实际实施于产品时，请参阅图5A～5C，需要额外设计固定组件68来加以结合导光板63与反射底板65，其可以采用各种卡合、搭接、凹槽等方式来加以固定，这些固定方式可以轻易变化，无法一一附图列举；另外，导光板63与半穿透半反射膜62的组合方式，除了上述可以利用在导光板63上设置凹槽来嵌入半穿透半反射膜62(参考图5B与图5C)，还可以利用多个导光板63与多片半穿透半反射膜62互相搭接的方式(参考图5A)，相同的，因这些组合方式可以轻易变化，无法一一附图列举，图中所附图仅为实施例，并非用以限定本发明的范围。

因此，通过本发明所提供的LED背光模块，利用半穿透半反射膜将LED光源的光线用以部份反射，而可降低最大辉度、解除影像太亮的困扰，达到□□、均匀性最佳的□态。

虽然本发明上述实施例揭露，但是并非用以限定本发明。在不脱离本发明精神和范围内，所为变动与修饰，都属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考其权利要求书。

Claims

1.一种LED背光模块，其特征在于：包含

至少一发光二极管(LED)光源，用以发出光线；

一半穿透半反射膜，贴附于该发光二极管光源上方，而供该发光二极管光源的该光线部份反射及部份透射；

一导光板，邻接于该半穿透半反射膜与该发光二极管光源的至少一侧，用以导引该发光二极管光源的该光线以及由该半穿透半反射膜反射的该光线作强度分布后散出；及

一反射底板，装设于该发光二极管光源以及该导光板下方，用以将该发光二极管光源朝向该反射底板的该光线反射入该导光板。

2.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该半穿透半反射膜的光穿透率是介于45％～55％之间。

3.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该发光二极管光源的数目是为多个。

4.如权利要求3所述的LED背光模块，其特征在于：该多个发光二极管光源是包含红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)或白光(W)发光二极管。

5.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该导光板的数目是为多个，并邻接于该半穿透半反射膜与该发光二极管光源的左右两侧。

6.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该导光板是为位于该半穿透半反射膜与该发光二极管光源上方及可容纳该半穿透半反射膜与该发光二极管光源的罩体，并对应于该发光二极管光源的位置具有一凹槽，用以装设该半穿透半反射膜与该发光二极管光源于该凹槽内。

7.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：还包含一扩散板，装设于该半穿透半反射膜与该导光板上方，用以散射经该半穿透半反射膜透射及经该导光板散出的该光线。

8.如权利要求7所述的LED背光模块，其特征在于：还包含一棱镜片，装设于该扩散板上方。

9.如权利要求8所述的LED背光模块，其特征在于：导光板、该扩散板与该棱镜片是为一体成型。

10.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该导光板为平板形或楔形。

11.如权利要求10所述的LED背光模块，其特征在于：该导光板是利用射出成形。

12.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该导光板相对该反射底板的一侧具有扩散纹路的表面。

13.如权利要求12所述的LED背光模块，其特征在于：该扩散纹路的表面是利用射出成形。

14.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该导光板内部分布有多个扩散粒子。

15.如权利要求1所述的LED背光模块，其特征在于：该导光板系对应该反射底板设置有至少一固定组件，用以卡合于该反射底板。