CN102121643A

CN102121643A - 一种背光模组

Info

Publication number: CN102121643A
Application number: CN 201110033835
Authority: CN
Inventors: 虞睿; 雷扬帆
Original assignee: Marelli Automotive Electronics Guangzhou Co Ltd
Current assignee: Marelli Automotive Electronics Guangzhou Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2011-07-13

Abstract

本发明公开了一种背光显示设备中使用的背光模组，其包括光源、覆盖光源辐射锥面第一反射面，与第一反射面相对、并将第一反射面反射来的光线反射到需照亮的表面上的第二反射面。其光线经两个反射面的两次反射后照射到需照射的表面，通过选择第一反射面和第二反射面的形状，可有效控制入射的光线，从而能够较容易的保证对表面照射的均匀性。

Description

一种背光模组

技术领域

本发明涉及背光显示设备的背光模组，尤其涉及汽车组合仪表的显示屏的背光模组。

背景技术

背光被广泛的应用在汽车的组合仪表上。汽车的组合仪表通常需要显示汽车的速度、油量等各种图形或数字，以便司机能够随时知晓。要使组合仪表能够在夜间、隧道等光照条件不足的情况下，指示或刻度仍能具有良好的可读性，组合仪表的背光十分重要。

由于LED灯90光线的辐射强度随着光线偏离垂直方向角度的增加，而迅速降低，因此，LED灯90光线辐射的圆锥范围内，在垂直方向上，光源的辐射最强，随偏离角度的增大迅速衰减，在辐射角度为80度时，光源的辐射强度几乎为零，如图1a。因而，仅使用LED灯作为背光模组，其背光均匀性难以达到令人满意的效果，在偏离垂直方向较远的位置不能足够照亮，难以照亮整个表面。

为了能够照亮整个表面，目前主要是通过使用一定数量的LED灯阵列布满整个背光设备（如图1b），通过多个LED灯90构成的阵列将整个表面照亮。然而，这种设计，表面的光照不均匀，在正对每个发光二极管LED的区域会获得比其他区域更多的光线，而偏离LED的区域获得的光线则相对要少，其仍存在明暗不一的情况。

为使表面均匀照亮，也有使用反射面，通过反射面将光源辐射的光线反射到需照明的部位的，由于反射面可控制光线的照射方向，光源辐射的光线经发射面反射后能够相对较均匀的照射到显示屏上。然而,受组合仪表体积的限制,反射的光线通常都不能垂直的照射到需照射的表面,通常都存在一定的倾斜角度，需照射表面到反射面的距离不均等，有大有小，其距离较小的区域相对距离较大的区域会被照得更亮一些，整个表面照亮的均匀性还不够理想。

发明内容

本发明旨在于克服上述现有技术的缺点给出一种能够均匀照亮整个表面的背光模组。

本发明所述的背光模组，包括光源，对着光源辐射锥面、反射光源辐射光线的第一反射面，其还包括第二反射面，所述第二反射面面对第一反射面，并将第一反射面反射来的光线反射到需照亮的表面上。

本发明所述的背光模组，第一反射面反射光源辐射的光线，第二反射面接收第一反射面反射来的光线，并将其照射到需照亮的表面上。由于，通过选择反射面的形状可控制其反射后的光线方向。本发明的背光模组，通过选择第一反射面和第二反射面的形状，可两次控制光线的方向，从而容易保证其对表面的照射的均匀性,使光线均匀照亮需照亮的表面。

所述光源可有多个，其可为发光二极管（LED），也可为常规的灯泡。

所述第一反射面可包含多个反射面，每一个反射面都对应一个光源，并且这些反射面都面对每个光源的辐射面。

所述第一反射面可以是抛物面，椭圆面，或者双曲面。

所述第二反射面可以是抛物面，椭圆面，或者双曲面。

背光模组的光源是多个并排设置的发光二极管，相对于每个发光二级管都有一个覆盖其辐射面的第一反射面，各第一反射面并排设置。

所述第一反射面并排设置的第一反射面中的两侧的第一反射面，向内侧倾斜。

本发明通过选择第一、第二反射面的形状来控制光线照射的均匀性，由于形状的控制难以严格达到光线的均一，即使形状本身能够均一，也会因为加工、装配误差等原因使其照射仍嫌不够均一。会存在在需照亮的表面的局部区域出现相对仍嫌偏暗或偏亮的问题。为了解决此问题，所述背光模组还可在第二反射面的局部区域，设置第三反射面，第三反射面面对第一反射面，将第一反射面反射的光线反射到局部偏暗的区域，或将原本局部偏亮的区域的光线反射到其它区域。通过第三反射面的对反射光线的调整，可更进一步的增加背光模组照射得均匀性。

所述第三反射面可以位于第二反射面靠近光源的一侧的区域，其包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的条纹，各条纹上设置将光线向远离光源一侧反射的表面。或者包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的蚀纹。又或者包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的圆形小凸台。

通过第三反射面还可以选择性地将光线（从第一反射面反射来的光线）反射到需照亮的表面的某个或某几个区域，以增强这些区域的光照，从而实现对显示屏这些部位的高亮显示。

所述背光模组还可包括一个增亮膜，所述增亮膜位于光源与第一反射面之间，光源辐射的光线经增亮膜后，再照射到第一反射面上。

所述需要照亮的表面为显示屏，其可为液晶屏，也可为丝印屏幕等。

附图说明

图1a 为发光二极管的发光强度能量分布图；

图1b 为一种现有技术的背光模组示意图；

图2 为本发明的一种背光模组应用在组合仪表中的示意图；

图3 为图2 的A-A 剖面图；

图4 为本发明的一种背光模组的俯视图；

图5a—5c 为本发明所述背光模组的第一反射面的三种可能的结构；

图6 为本发明的一种背光模组的示意图；

图7 为本发明的一种背光模组的爆炸图；

图8为本发明的一种背光模组的爆炸图；

图9a—9c 为第二反射面的三种可能的结构；

图10 为本发明的一种背光模组的示意图；

图11a、11b、11c 为三种第三种反射面的示意图；

图12 为本发明的一种背光模组的具体结构示意图；

图13 为本发明的一种背光模组的具体结构示意图；

图14a 和图14b 为本发明的两种可能的第一次反射面的示意图。

具体实施方式

如图２、图３为背光模组在组合仪表中的应用，其光源10固定在底部的电路板110上，光源的上方为第一反射面12，第一反射面面对光源，其覆盖光源的辐射面，第二反射面14与第一反射面相对，其位于组合仪表的显示屏的底部，可将第一反射面发射来的光线反射到显示屏18上，照亮显示屏。

电路板对光源供电，光源发光，辐射出光线R，经第一反射面12反射R₁到第二反射面14，再由第二反射面反射R₂到显示屏上。通过设计第一反射面的形状、第二发射面的形状，以及光源相对第一、第二反射面的位置，可使光源辐射的光线经第一、第二反射面发射后均匀的照射到显示屏上，从而保证显示屏18被均匀的照亮。

第一反射面12不可能完全覆盖光源10的辐射面，光源未被其覆盖的辐射光线会直接照射到显示屏上，与经第一、第二反射面反射后的光线一同照亮显示屏，其对显示屏照亮的均匀性产生影响。为降低该影响，应尽量减少光源直接照射到显示屏上的光线，其要求第一反射面至少能够覆盖40度的光源辐射面，当然如果第一反射面能够覆盖60度以上的光源辐射面，则其影响能够降低至更小。

各条光线经第一反射面到第二反射面上的距离s1不同，长短连续变化，各条光线经第二反射面到显示屏的距离s2也不同，长短同样是连续变化的。为使光线经第一、第二反射面反射后，照射到显示屏上的能量均匀，其要求光线从第一反射面经第二反射面最终到显示屏的总距离能够基本一致，即s1+s2能够基本相同，因此第一反射面、第二反射面的几何特性，以及光源、第一反射面和第二反射面的相对关系决定了光照的均匀性。

第一反射面可为向上弯曲的抛物面，如图5c，第二反射面则为向下弯曲的曲面，光源则置于第一反射面的抛物面的焦点处，如图10、图12、图13。其s1大的光线，s2则相对较小，s2较小的光线则s1相对较大。因此能够很好的保证显示屏照亮的均匀性。

背光模组的光源可以为多个，并排设置，如图12，多个并排设置的发光二极管10，对应同一个第一反射面，通过同一个反射面将光线发射到第二反射面，其第一反射面见图14a。第一反射面也可以如图14b，相对于每光源（10a、10b、10c、10d、10e），均单独设置一个覆盖其辐射面的第一反射面（12a、12b、12c、12d、12e），各第一反射面并排设置。单独针对每个发光二级管设置的第一反射面能够更充分的反射每个光源辐射的光线，光线的利用率更高。尤其，当针对每一个并排设置的光源，设置单独的抛物面为第一反射面时，其第一反射面发射的光线能够做到更均匀，从而有利于第二反射面反射后照射到需照亮表面的光线更均匀。并排设置的多个第一反射面中的两端的第一反射面10a、10e可向内侧倾斜，如图4，其能够弥补所有第一反射面平行设置时导致的中部光线相对偏弱的问题，通过向内倾斜设置两端的第一反射面，可将两端的光线更多的反射到中部，从而增强中部的光线照射，使照射更均匀。

上述背光模组，虽然光线照射的均匀性已经较高，然而，其通过选择两个反射面的形状，控制其对光线的反射方向来控制照射的均匀性，其存在局限，难以严格的保证光线照射的均一。通常需照射的表面这靠近光源的一侧得到的光线照射相对会偏强一点，而远离光源的一侧光线照射相对会弱一点。为此，背光模组可设置第三反射面16，如图2、图3，第三反射面为第二反射面14靠近光源10侧的一部分，其面对第一反射面12，其包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的条纹160，条纹由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加，各条纹上设置将光线向远离光源一侧反射的表面。所述条纹160可为三棱柱形，如图11a，其通过条纹的斜面将第一反射面反射来的光线，反射向更远离光源方向的一侧，从而增加远离光源一侧的光线，使照射更均匀。

上述第三反射面16也可包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的蚀纹，如图11b。化学试剂刻蚀出的蚀纹对第一反射面反射来的光线进行漫反射，其能够减少直接反射到靠近光源侧部分的光线照射，同时小幅增加远离光源侧区域的光线照射，使照射更均匀。

上述第三反射面16还可包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的圆形小凸台161，如图11c。小凸台与蚀纹一样可对第一反射面反射来的光线进行进行漫反射，从而减少需照亮表面光源侧光线照射，适度小幅增加远离光源侧区域的光线照射，使照射更均匀。同时，其相对于化学刻蚀，加工更加简单，方便。其小凸台的密度更容易控制，不存在化学刻蚀加工蚀纹时，密度难以控制的问题。

第一反射面可以是椭圆面，如图5a；也可以是双曲面，如图5b；还可以是抛物面，如图5c。

如图6，第一反射面12可包含全反射镜120，位于光源10和第一反射面之间。通过全反射镜可以尽可能的反射光线。全反射面可以是导光板，其为平行的平面。导光板的也可能是凸面或凹面，这取决于第一反射面12反射光线的分布。

所述第二反射面14，如图7、图12，沿着D1方向是一个凹面，沿D2方向是平面。D1与D2互相垂直，且与显示屏18平行。

所述第二反射面14，如图8、图13，是由以下两个方向的曲线构成的凹面。在D1方向是抛物线，在D2方向是凹面142。D1与D2互相垂直，且与显示屏18平行。

第二反射面14可以为椭圆面，如图９ａ；也可以为双曲面，如图９ｂ；还可以为抛物面，如图９ｃ。

图10，背光模组还包含一块散光片180，所述散光片位于需照亮的显示屏18的背面，其可以将从第二反射面射向显示屏的光线，进行良好的散射，从而进一步就提高了背光的均匀性。散光片180也可以用增亮膜（BEF）替代，其可以增强照射到显示屏上的光线，从而进一步提高亮度。背光模组也可以同时具有散光片和增亮膜，其既能提高背光的亮度又能提高背光的均匀性。所述增量膜可采用双方向增量膜（DBEF），其效果更佳。光源与第一反射面之间也可设置增亮膜，光源辐射的光线经增亮膜后，再照射到第一反射面上，如图5c。

Claims

1.一种背光模组，包括光源，对着光源辐射锥面、反射光源辐射光线的第一反射面，其特征在于：其还包括第二反射面，所述第二反射面面对第一反射面，并将第一反射面反射来的光线反射到需照亮的表面上。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：第一反射面能够覆盖40度以上的光源辐射面。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：第二反射面的局部区域设置有第三反射面，第三反射面面对第一反射面，将第一反射面反射的光线反射到局部偏暗的区域，或将原本局部偏亮的区域的光线反射到其它区域。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：背光模组的光源是多个并排设置的发光二极管，相对于每个发光二级管都有一个覆盖其辐射面的第一反射面，各第一反射面并排设置。

5.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于：所述第三反射面包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的条纹，各条纹上设置将光线向远离光源一侧反射的表面。

6.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于：所述第三反射面包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的蚀纹;或者第三反射面包括一组由光源侧向远离光源的一侧密度依次增加的圆形小凸台。

7.根据权利要求4所述背光模组,其特征在于:并排设置的第一反射面中的两侧的第一反射面，向内侧倾斜。

8.根据权利要求1-7所述的背光模组，其特征在于：所述第一反射面为椭圆面，或双曲面，或抛物面。

9.根据权利要求1-7所述的背光模组，其特征在于：所述第二反射面为椭圆面，或双曲面，或抛物面。

10.根据权利要求1-7所述的背光模组，其特征在于：背光模组还包含一块散光片，散光片位于需照亮的表面的背面。

11.根据权利要求1-7所述的背光模组，其特征在于：需照亮的表面的背面设置有增亮膜。

12.根据权利要求1-7所述的背光模组，其特征在于：光源与第一反射面之间设置有增亮膜。