CN102022694B

CN102022694B - 背光模块及其液晶显示装置

Info

Publication number: CN102022694B
Application number: CN200910093249.0A
Authority: CN
Inventors: 康方; 尹大根; 崔来友; 布占场; 陈吉; 马青
Original assignee: Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-09-23
Also published as: CN102022694A

Abstract

本发明公开了一种背光模块及其液晶显示装置，涉及液晶显示技术领域，能够解决侧光式LED背光源入光面区域出现Hot-spot的问题。背光模块包括导光板，以及邻近设置在所述导光板侧面的数个发光二极管，所述发光二极管的出光处发出扇形柱状光线射入所述导光板，以所述导光板的底面所处的平面为水平面，所述发光二极管的出光处发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入所述导光板，所述导光板与所述发光二极管相对的侧面为与所述导光板的底面呈一定角度的坡面。本发明适用于调整侧光式LED背光源的光线分布，提高其均一度。

Description

背光模块及其液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光模块及其液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置是以液晶面板进行显示的，由于液晶面板本身并不会发光，因此需要为液晶面板设置亮度充分且光线分布均匀的光源。目前，为液晶显示装置提供光源的一般为侧光式背光源或直下式背光源。

在侧光式背光源中，比较常用的有发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)背光源，其采用多颗非连续的LED排列成线状，以替代传统的线性发光的CCFL背光源。LED为点性发光体，其发光状态为扇形柱状发射，目前使用最常用的角度大小为120°。LED不仅具有轻薄省电、体积小、寿命长、低电压、启动快的优点，同时由于LED不含汞，因而采用LED背光源也具备环保的优势。

如图1所示，现有技术采用侧光式LED背光源的液晶显示装置包括：外框架1、液晶面板2、光学膜组3、LED 4、灯条5、反射膜6、内框架7和LGP 8(Light Guide Plate，导光板)。其侧光式LED背光源的工作原理为：由LED 4发出的光线进入LGP 8；光线经过LGP 8底面网点或类似功能的结构，这些网点破坏光束在LGP 8内部传输的全反射条件，使光束散射；光束经一系列反射和折射的作用后，在LGP 8出射面形成面出射光，最后经过光学模组3调节形成均匀面光源。然而，LED 4的出光处10发出的光线中，与水平面平行的出射光线9之上与最上方(上界)的出射光线9之间的所有出射光线9都会不经过LGP 8和反射膜6的反射而直接射到液晶面板2上，这部分直接射出A-A面左侧区域(可视区域)的光线将使该区域更亮。如图2所示，每个LED 4直接照射到的区域，即亮区12更亮，而每两个LED 4之间没有直接照射到的区域，即暗区11将会相对较暗，从而出现明显的明暗交替现象，导致了液晶显示装置入光面处明暗间隔现象(Hot-spot)。

为了克服上述液晶显示装置中入光面处Hot-spot，目前存在以下优化方案：

1)在LGP入光面做锯齿结构，以扰乱光线方向，扩大出光角度。然后在锯齿结构的基础上，增加LED发光体的数量。该方案的缺点是需要增加LED数量，增加了成本和能耗，且LGP入光面做锯齿结构也会增加LGP的设计成本。

2)对LGP入光面局部网点调整，可做网点大小和网点疏密调整。该方案的缺点是设计成本高，调试比较难，效果难把握，改善时间也比较长。

3)先行专利200510022934.6采用的方法是在竖直平面内，使每一个LED的发光面向外倾斜一个预设角度。该方案的缺点是LED向外倾斜，贴附LED的灯条以及灯条内的电路制作难度加大，成本较高。

在应用上述改进后的侧光式LED背光源的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

上述改进后的侧光式LED背光源普遍存在成本高、不易实现和无法保证光线分布均匀的技术缺陷。

发明内容

本发明的实施例提供一种背光模块及其液晶显示装置，能够使采用该背光模块的液晶显示装置其背光源光线分布均匀且易于实现。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种背光模块，包括导光板，以及邻近设置在所述导光板侧面的数个发光二极管，所述发光二极管的出光处发出扇形柱状光线射入所述导光板，以所述导光板的底面所处的平面为水平面，所述发光二极管的出光处发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入所述导光板，所述导光板与所述发光二极管相对的侧面为与所述导光板的底面呈一定角度的坡面。

所述发光二极管的出光处所处的出光面与所述坡面平行。

所述发光二极管的出光面发出扇形柱状光线的角度为α，100°≤α≤170，所述坡面为与所述导光板的底面所成角度为β，所述出光面与所述导光板的底面所成角度为γ，则β＝γ＝(180°-α)/2。

还包括灯条，所述灯条设置于所述数个发光二极管的下方，与水平方向成β度角设置。

一种液晶显示装置，包括：

背光模块，包括：导光板，以及邻近设置在所述导光板侧面的数个发光二极管，所述发光二极管的出光面发出扇形柱状光线射入所述导光板，以所述导光板的底面所处的平面为水平面，所述发光二极管的出光面发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入所述导光板，所述导光板与所述发光二极管相对的侧面为与所述导光板的底面呈一定角度的坡面；

框架，所述背光模块设置于所述框架内。

所述框架设置有配合结构，所述配合结构用于设置所述发光二极管，并使所述发光二极管的出光面发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入所述导光板。

所述发光二极管的出光处所处的出光面与所述坡面平行。

所述发光二极管的出光面发出扇形柱状光线的角度为α，100°≤α≤170°，所述坡面为与所述导光板的底面所成角度为β，所述出光面与所述导光板的底面所成角度为γ，则β＝γ＝(180°-α)/2。

所述框架上设置有配合结构，所述灯条粘贴在所述配合结构上。

本发明提供的背光模块和液晶显示装置通过设置LED的出光处发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入LGP以及LGP与LED相对的侧面为与LGP的底面呈一定角度的坡面的结构，确保LED发出的所有光线都经过LGP和光学膜之后再射出而不是直接射出，改善了侧光式LED背光源的光线分布不均匀现象，避免了入光面区域出现Hot-spot的问题。

附图说明

图1为现有技术中液晶显示装置的局部结构示意图；

图2为现有技术出现明暗间隔现象的示意图；

图3为本发明实施例背光模块的结构示意图；

图4为本发明实施例液晶显示装置的结构示意图。

图中标记：1-外框架；2-液晶面板；3-光学膜组；4-LED；5-灯条；6-反射膜；7-内框架；8-LGP；9-出射光线；10-出光处；11-暗区；12-亮区；13-坡面；14-出光面；15-底面；16-配合结构。

具体实施方式

本发明实施例提供一种背光模块和液晶显示装置，解决现有技术中侧光式LED背光源的光线分布不均匀，导致入光面区域出现明暗间隔现象的问题。

下面结合附图对本发明实施例提供的背光模块进行详细描述。

实施例一

本发明实施例提供的背光模块，如图3所示，该背光模块包括：LGP 8，以及邻近设置在LGP 8侧面的数个LED 4，LED 4的出光处10发出扇形柱状光线射入LGP 8，以LGP 8的底面所处的平面为水平面，则LED 4的出光处10发出的扇形柱状光线最上方的出射光线9水平射入LGP 8，则LGP 8与LED 4相对的侧面为与LGP 8的底面呈一定角度的坡面13。

为了避免LED 4的出光处10发出的出射光线9有一部分直接射到液晶面板2上，故将LED 4相对于LGP 8倾斜一定角度设置，同时设置LGP 8相对于LED4的侧面为呈一定角度的坡面13，使LED 4的出光处10发出的扇形柱状光线最上方(上界)的出射光线9水平射入LGP 8，以确保所有LED 4发出的出射光线9都能经过LGP 8和反射膜的反射。

本实施例提供的背光模块通过设置LED的出光处发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入LGP以及LGP与LED相对的侧面为与LGP的底面呈一定角度的坡面的结构，确保LED发出的所有光线都经过LGP和光学膜之后再射出，而不是直接射出，改善了侧光式LED背光源的光线分布不均匀现象，避免了入光面区域出现Hot-spot的问题。

进一步地，如图3所示，LED 4的出光处10所处的发光平面14与坡面13平行。为了使LED 4发出的光线全部进入LGP 8，设置发光平面14与坡面13平行的结构。

进一步地，由于发光二极管的出光面发出扇形柱状光线的角度为α，100°≤α≤170°，因此，设置坡面为与所述导光板的底面所成角度为β，设置出光面与所述导光板的底面所成角度为γ，则β＝γ＝(180°-α)/2。

通常采用的LED 4的出光处10发出扇形柱状光线的角度α为120度，作为本实施例的一个优选实施方式，LED 4的出光处10发出扇形柱状光线的夹角α为120度，设置坡面13为与LGP 8的底面15的夹角β为30度，出光面14与底面15的夹角γ为30度。将坡面13设置为与LGP 8的底面15的夹角β为30度，出光面14与底面15的夹角γ为30度，从而使LED 4的出光处10发出的扇形柱状光线最上方(上界)的出射光线9水平射入LGP 8，以确保所有LED 4发出的出射光线9都能经过LGP 8和反射膜的反射。

进一步地，该背光模块还包括灯条5，灯条5设置于数个LED 4的下方，与水平方向呈β度夹角设置。灯条5内分布有控制LED 4发光的控制电路，多个LED 4等间距的焊接在灯条5上，为了配合本发明实施例中数个LED 4的设置，即将灯条5也设置为与水平面成一定角度。

实施例二

本发明还提供一种液晶显示装置，如图4所示，包括：背光模块和框架，其中，背光模块包括：LGP 8，以及邻近设置在LGP 8侧面的数个LED 4，LED4的出光处10发出扇形柱状光线射入LGP 8，以LGP 8的底面所处的平面为水平面，则LED 4的出光处10发出的扇形柱状光线最上方的出射光线9水平射入LGP 8，则LGP 8与LED 4相对的侧面为与LGP 8的底面15呈一定角度的坡面13。

背光模块设置于框架内。

该液晶显示装置还包括：反射膜6、光学模组3和液晶面板2。反射膜6设置于LGP 8的底面一侧；光学模组3设置于LGP 8的出光面一侧；液晶面板2设置于光学模组3上，嵌入框架内。

进一步地，框架设置有配合结构16，该配合结构16用于设置LED 4，并使LED 4的出光面发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入LGP 8。

进一步地，框架包括塑料材质的内框架7和金属材质的外框架1，内框架7具有四个相连的侧边框，数个LED 4设置在内框架7的其中一个侧边框上，或两个相对的侧边框上，或呈“L”型设置在相邻的两个侧边框上，前述的配合结构16设置在设置有LED 4的侧边框上。

进一步地，LGP 8通过双面胶粘贴在内框架7上；内框架7和外框架1通过挂钩实现装配，与以往结构类似。

反射膜6设置于LGP 8的底面15一侧，LGP 8下表面设计有网点，反射膜6和LGP 8的网点共同实现对LED 4发射出来的光的反射。

光学模组3设置于LGP 8的出光面14一侧，光学模组3水平放置在LGP 8上，光学模组3一般包括棱镜膜和扩散膜，或者是二者的组合膜。

液晶面板2设置于光学模组上3，嵌入框架内。

内框架7和外框架1围设在背光模块、反射膜6、光学模组3和液晶面板2四周，固定上述组件。

进一步地，LED 4的出光处10所处的发光平面14与坡面13平行。为了使LED 4发出的光线全部进入LGP 8，设置发光平面14与坡面13平行的结构。

通常采用的LED 4的出光处10发出扇形柱状光线的角度α为120度，作为本实施例的一个优选实施方式，以LED 4的出光处10发出扇形柱状光线的夹角α为120度为例，将坡面13为与所述底面15的夹角β设置为30度，出光面14与底面15的夹角γ为30度。将坡面13为与所述底面15的夹角β设置为30度，出光面14与底面15的夹角γ为30度，从而使LED 4的出光处10发出的扇形柱状光线最上方的出射光线9水平射入LGP 8，以确保所有LED 4发出的出射光线9都能经过LGP 8和反射膜的反射。

进一步地，该液晶显示装置还包括灯条5，灯条5设置于数个LED 4的下方，粘贴在框架的侧边框上。即灯条5通过双面胶粘贴在内框架7上，多个LED4等间距的焊接在灯条5上，为了配合本发明实施例中数个LED 4的设置，即将灯条5也设置为与水平面成一定角度，相应地，也需要设置特殊的内边框7的配合结构16与灯条5相配合，如图4所示，配合结构16的倾斜角度取决于LED 5的倾斜方向。

如果出射光线9向上倾斜，则有光线直接射出液晶面板2，造成hot-spot，如果出射光线9向下倾斜，则亮度会有较大损失。总之，向下偏的角度大小以LED出光扇形柱面的最上方的光线为水平线为准来计算。这时LED 4的出光面界线内的所有光线都将通过反射后射出，没有直接射到液晶面板2上的光线，从而有效改善Hot-spot。

需要说明的是，本实施例图4只示出了side-view LED的情况，应用本实施例的技术方案，对top-view LED的情况也同样适用，只需改变配合结构的位置，同样能够有效改善Hot-spot。

本实施例提供的液晶显示装置，通过设置LED的出光处发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入LGP以及LGP与LED相对的侧面为与底面呈一定角度的坡面的结构，确保LED发出的所有光线都经过LGP和光学膜之后再射出而不是直接射出，改善了侧光式LED背光源的光线分布不均匀现象，避免了入光面区域出现Hot-spot的问题。并且该方案易于实现，成本低廉。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种背光模块，包括导光板，以及邻近设置在所述导光板侧面的数个发光二极管，所述发光二极管设置在框架的配合结构上，所述发光二极管的出光处发出扇形柱状光线射入所述导光板，其特征在于，以所述导光板的底面所处的平面为水平面，所述发光二极管的出光处发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入所述导光板，所述导光板与所述发光二极管相对的侧面为与所述导光板的底面呈一定角度的坡面，所述发光二极管的出光面发出扇形柱状光线的角度为α，100°≤α≤170°，所述坡面为与所述导光板的底面所成角度为β，所述出光面与所述导光板的底面所成角度为γ，则β＝γ＝(180°-α)/2。

2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述发光二极管的出光处所处的出光面与所述坡面平行。

3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括灯条，所述灯条设置于所述数个发光二极管的下方，与水平方向成β度角设置。

4.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

框架，所述背光模块设置于所述框架内，所述框架设置有配合结构，所述配合结构用于设置所述发光二极管，并使所述发光二极管的出光面发出的扇形柱状光线最上方的出射光线水平射入所述导光板，所述发光二极管的出光面发出扇形柱状光线的角度为α，100°≤α≤170°，所述坡面为与所述导光板的底面所成角度为β，所述出光面与所述导光板的底面所成角度为γ，则β＝γ＝ (180°-α)/2。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，所述发光二极管的出光处所处的出光面与所述坡面平行。

6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括灯条，所述灯条设置于所述数个发光二极管的下方，与水平方向成β度角设置。

7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述框架上设置有配合结构，所述灯条粘贴在所述配合结构上。