CN102289028A - 一种导光板及其led背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导光板及其LED背光模组，所述的导光板，包括出光面和与出光面相对的底面，所述的底面上设有散射网点，所述的底面上设有多个沉孔，所述的沉孔的上底面设有散射网点，所述的沉孔呈矩阵式排列。使用该导光板可降低背光模组的成本；背光模组的出光更加均一化，亮度更高；减小了背光模组的整体厚度，使得高亮度薄型化的背光模组成为可能；提高了光的利用效率，大大降低了LCD的能耗；由于不需要使用昂贵的光学增亮膜片，背光模组的成本降低；每个LED光源和三角形沉孔组成单独的光源单位，可以单独控制，从而实现动态背光；进一步减小了显示器模块的额缘宽度。

Description

一种导光板及其LED背光模组

技术领域

本发明属于彩色液晶显示器及其背光模组领域，具体涉及一种导光板及其LED背光模组。

背景技术

目前，用于液晶显示器的背光模组主要分两种：边缘式和直下式。边缘式背光模组其优点在于灯管少，薄型化，出光效率高，功耗小等。图1是边缘式背光模组的截面图。如图1所示，一般边缘式背光模组由灯管13，反射罩14(内壁上贴有反射膜)，导光板11(底面设有散射网点)，反射膜片12，扩散膜片15和光学增亮膜片16等组成。灯管出射的光线一部分直接进入导光板，一部分经过灯管罩上的反射膜反射后进入导光板。光线照射到导光板上设有的散射网点，经过散射网点的向上扩散，光线射出导光板的出光面，从而形成面光源。由导光板出光面射出的面光源还需要通过扩散膜片将其雾化。由于使用的灯管有限，通常还需要通过价格昂贵的光学增亮膜片，以达到所需要的高亮度，造成成本过高。此外，传统边缘型的背光模组，其灯管均放在导光板四周的位置，因此制作后的显示器，其额缘必须大于灯管的直径或LED光源的厚度以及其他相关部材，造成其额缘过宽。

图2是直下式背光模组的截面图。直下式背光模组的优点在于亮度高，轻便化和结构简单等。如图2所示，一般直下式背光模组由灯管22，支架24，反射膜片21，扩散板23和光学增亮膜片25等组成。灯管出射的光线一部分直接进入扩散板，一部分被反射膜片反射后进入扩散板。光线经过扩散板扩散以后，形成面光源。直下式背光模组存在灯管亮暗不均的现象，需要通过加厚背光模组的厚度来解决灯管亮暗不均的问题，从而对薄型化不利。而且直下式背光模组也需要使用昂贵的光学增亮膜片，以达到所需要的高亮度，造成其成本增加。

上述的边缘式或直下式的背光模组中的灯管可以采用LED光源替换。

现有的侧边型BLU(背光模组)使得薄型化成为可能，但是其亮度有限，要达到高亮度需要使用昂贵的增亮光学膜片；现有的直下式BLU(背光模组)需要使用很大数量的LED来达到理想的亮度，而且需要一定的BLU厚度来防止MURA(亮暗不均)。一方面由于需要大量的LED颗数，造成了高昂的成本；另一方面，功耗也随之提升。如何降低LED使用颗数及减少其光学组件的同时又降低BLU(背光模组)厚度达成薄型化，如何节省BLU(背光模组)使用部材已经成为了一大课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导光板。应用于LCD显示装置所需的背光模组及彩色LCD的显示装置。

本发明的另一目的在于提供一种LED背光模组。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种导光板，包括出光面和与出光面相对的底面，所述的底面上设有散射网点，其在于所述的底面上设有多个沉孔，所述的沉孔的上底面设有散射网点。所述的沉孔不贯穿导光板，所述的沉孔呈矩阵式排列。

上述的导光板，其在于所述的沉孔的横截面形状为多边形。优选为三角形或4n边形，n≥1。更进一步优选为所述的三角形为直角三角形或等腰三角形，所述的4n边形为菱形或正八边形。

一种LED背光模组，包括LED光源、导光板，反射膜片，侧边反射膜片以及扩散膜片，其在于所述的导光板为上述的导光板，其沉孔内与上底面相邻的位置还设有与沉孔上底面形状相吻合的内反射膜片，所述的LED光源设在所述的沉孔内，且LED光源的出光面朝向所述沉孔的周边面，所述沉孔的深度大于等于置于沉孔中的LED光源的垂直高度；与所述的导光板的底面相邻的位置设有反射膜片，与所述的导光板的出光面相邻的位置设有扩散膜片，与导光板四周相邻的位置各设有与其侧面相平行的侧边反射膜片。

上述的LED背光模组，其在于所述的沉孔的横截面形状为直角三角形，每个沉孔内设置一个LED光源，所述的LED光源的出光面朝向直角三角形的斜边面。

上述的LED背光模组，其在于所述的沉孔的横截面形状为等腰三角形，每个沉孔内设置两个LED光源，所述的每个LED光源的出光面朝向等腰三角形的一个腰边面。

上述的LED背光模组，其在于所述的沉孔的横截面形状为4n边形(n≥1)，每个沉孔内设置数量与4n边形边数相吻合的LED光源，所述的每个LED光源的出光面朝向4n边形的一个边面。所述的4n边形优选为菱形或正八边形。

上述的LED背光模组在液晶显示装置中的应用。

上述的导光板在实现显示装置动态背光中的应用。

根据背景技术所述的边缘式背光模组和直下式背光模组所面临的问题和缺点，本发明所提出的背光模组结构不使用扩散板，可以将光更有效的利用起来，另外，也避免使用昂贵的光学增亮膜片。

LED光源出射的光线由沉孔的周边面进入导光板，经过导光板底面的散射网点调整后，由导光板的出光面射出，再经过扩散膜片雾化后，得到均匀的面光源。沉孔的上底面也设置有散射网点，与上底面相邻的位置设有内反射膜片，用于将导光板内的光线散射调整后从出光面出射。

根据亮度需要，选用LED光源的颗数及沉孔的形状与数量。

通过上述方法，我们可以使用一定数量的LED光源，而不使用对光亮损失较多的扩散板，并且由于使用的仍是导光板导光结构，还具有边缘型背光模组的薄型化等所有优点。使得高亮度薄型化的背光模组成为可能。

另外，这种背光模组方式运用多个沉孔和LED光源的组合从而达到高亮度的需求，避免使用昂贵的光学增亮膜片。因为每个LED光源和沉孔作为一个光源小单元，可以单独驱动控制，也可以实现Local Dimming(动态背光)。

此外，传统边缘型的背光模组，其灯管均放在导光板四周的位置，因此制作后的显示器，其额缘必须大于灯管的直径或LED光源的厚度以及其他相关部材，但本发明可以将LED光源放置在导光板内部，进而可以大大降低液晶显示装置的额缘，有利于窄额缘设计。

本发明的有益效果：

(1)减少LED的使用颗数以及省去扩散板，大大降低了背光模组的成本。(2)不需要对出光进行均匀化，达到省去扩散，节省成本的好处。(3)背光模组的出光更加均一化，亮度更高。(4)减小了背光模组的整体厚度，使得高亮度薄型化的背光模组成为可能。可以实现背光模组更加薄型化的设计。(5)提高了光的利用效率，大大降低了LCD的能耗。(6)由于不需要使用昂贵的光学增亮膜片，背光模组的成本降低。(7)每个LED光源和三角形沉孔组成单独的光源单位，可以单独控制，从而实现Local Dimming(动态背光)。(8)进一步减小了显示器模块的额缘宽度。(9)将本发明的导光板以及LED背光模组用于液晶显示装置，可以使液晶显示装置达到更理想的色彩和亮度效果，且可以节约成本。

附图说明

图1现有技术中的边缘式背光模组的截面图。

图2现有技术中的直下式背光模组的截面图。

图3本发明的设有沉孔的导光板的仰视图。

A为设有直角三角形沉孔的导光板；    B为设有等腰三角形沉孔的导光板；

C为设有菱形沉孔的导光板；          D为设有正八边形形沉孔的导光板。

图4设有直角三角形沉孔的导光板的正视图。

图5沉孔上底面设有内反射膜片的导光板的正视图。

图6为本发明的LED背光模组的结构图。

图7为图6中的LED背光模组结构图中导光板的局部放大图。

图8本发明的LED背光模组的正视图。

图9设有直角三角形沉孔的导光板实现动态背光示意图。

图10设有等腰三角形沉孔的导光板实现动态背光示意图。

图11设有4n边形沉孔的导光板实现动态背光示意图。

E为设有菱形沉孔的导光板；F为设有正八边形沉孔的导光板。

具体实施方式

如图3、图4所示的导光板，包括出光面39和与出光面39相对的底面40，所述的底面40上设有散射网点，所述的底面40上设有多个沉孔36，所述的沉孔36的上底面设有散射网点，沉孔36呈矩阵式排列，此类沉孔36不贯穿导光板31，沉孔36的横截面形状可以为三角形或4n边形，n≥1。所述的三角形优选为直角三角形、等腰三角形，所述的4n边形优选为菱形、正八边形。

一种LED背光模组，包括LED光源32、导光板31，反射膜片33，侧边反射膜片34以及扩散膜片35，所述的导光板31为上述的导光板，其沉孔36内与上底面相邻的位置还设有与沉孔36上底面形状相吻合的内反射膜片38(如图5)，所述的LED光源32设在所述的沉孔36内，且LED光源32的出光面朝向所述沉孔36的周边面，所述沉孔36的深度大于等于置于沉孔36中的LED光源32的垂直高度。与所述的导光板31的底面40相邻的位置设有反射膜片33，与所述的导光板31的出光面39相邻的位置设有扩散膜片35，与导光板31四周相邻的位置各设有与其侧面相平行的侧边反射膜片34。

作为第一种优选方案，沉孔36的横截面形状为直角三角形，每个沉孔36内设置一个LED光源，所述的LED光源32的出光面朝向直角三角形的斜边面37，如图3(A)。LED光源32出射的光线由沉孔36的斜边面37进入导光板31，经过导光板底面40的散射网点图形调整后，由导光板31的出光面39射出，再经过扩散膜片35雾化后，得到均匀的面光源。沉孔36的上底面也设置有散射网点，与上底面相邻的位置设有内反射膜片38，用来将导光板31内的光线散射调整后从出光面39射出。如图6、图8分别为LED背光模组的结构图和正视图，其沉孔36的横截面的形状为直角三角形。图7为为图6中的LED背光模组结构图中导光板的局部放大图。

根据亮度需要，选用LED光源32的颗数及其相对应的沉孔36的数量。

针对亮度规格，选用数量为M个的沉孔36以及相对应的LED光源32，沉孔36和相对应的LED光源32呈矩阵方式布局，如图9所示。导光板的出光面39根据沉孔36的数量M被分割成M个区块，每个区块Mi的亮度的从亮到暗或者从暗到亮的等级变化由位于这个区块的沉孔36和相对应的LED光源单独控制。根据这个，可以实现Local Dimming(动态背光)的功能。

作为第二种优选方案，沉孔36的横截面形状为等腰三角形，每个沉孔36内设置两个LED光源32，所述的每个LED光源32的出光面朝向等腰三角形的一个腰边面41，如图3(B)。该方案由出光面39所射出光的亮度较第一种优选方案的高。

根据横截面的等腰三角形的高线和底线，可以将导光板分成如图10所示的区块，为了保证每个区块都有相同的亮度，而避免最外围的区块与内部区块出现亮度差，在最外围的区块设置相应的三角形沉孔，从而达到每个区块拥有相同数量的LED光源和沉孔入光面。该方案由出光面39所射出光的亮度较第一种优选方案的高。从每个单独的区块来看，区块的亮度的从亮到暗或者从暗到亮的等级变化由位于这个区块的沉孔和相对应的LED光源单独控制。根据这个，可以实现Local Dimming(动态背光)的功能。

作为第三种优选方案，所述的沉孔36的横截面形状为4n边形，每个沉孔36内设置与4n边形边数相吻合的LED光源32，所述的每个LED光源32的出光面朝向4n边形的一个边面42。所述的4n边形更进一步优选为菱形或正八边形，如图3(C、D)。该方案由出光面39所射出光的亮度较第二种优选方案的高。

所述的4n边形更进一步优选为菱形或正八边形。所述沉孔是4n边形的前提下，对于导光板出光面被分成的矩阵区块的每一个区块，其LED光源和入光面分别为4n个。从而保证每一个小区块的亮度相同，即最外围的区块和内部区块的亮度相同。该方案由出光面39所射出光的亮度较第二种优选方案的高。从每个单独的区块来看，区块的亮度的从亮到暗或者从暗到亮的等级变化由位于这个区块的沉孔36和相对应的LED光源32单独控制。根据这个，可以实现Local Dimming(动态背光)的功能。

将本发明的导光板以及LED背光模组用于液晶显示装置，可以使液晶显示装置达到更理想的色彩和亮度效果，且可以节约成本。

Claims (11)

1.一种导光板，包括出光面(39)和与出光面(39)相对的底面(40)，所述的底面(40)上设有散射网点，其特征在于所述的底面(40)上设有多个沉孔(36)，所述的沉孔(36)的上底面设有散射网点，所述的沉孔(36)呈矩阵式排列。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于所述的沉孔(36)的横截面形状为多边形。

3.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于所述的沉孔(36)的横截面形状为三角形或4n边形，n≥1。

4.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于所述的三角形为直角三角形或等腰三角形，所述的4n边形为菱形或正八边形。

5.一种LED背光模组，包括LED光源(32)、导光板(31)，反射膜片(33)，侧边反射膜片(34)以及扩散膜片(35)，其特征在于所述的导光板(31)为权利要求1所述的导光板，其沉孔(36)内与上底面相邻的位置还设有与沉孔(36)上底面形状相吻合的内反射膜片(38)，所述的LED光源(32)设在所述的沉孔(36)内，且LED光源(32)的出光面朝向所述沉孔(36)的周边面，所述沉孔(36)的深度大于等于置于沉孔(36)中的LED光源(32)的垂直高度；与所述的导光板(31)的底面(40)相邻的位置设有反射膜片(33)，与所述的导光板(31)的出光面(39)相邻的位置设有扩散膜片(35)，与导光板(31)四周相邻的位置各设有与其侧面相平行的侧边反射膜片(34)。

6.根据权利要求5所述的LED背光模组，其特征在于所述的沉孔(36)的横截面形状为直角三角形，每个沉孔(36)内设置一个LED光源(32)，所述的LED光源(32)的出光面朝向直角三角形的斜边面(37)。

7.根据权利要求5所述的LED背光模组，其特征在于所述的沉孔(36)的横截面形状为等腰三角形，每个沉孔(36)内设置两个LED光源(32)，所述的每个LED光源(32)的出光面朝向等腰三角形的一个腰边面(41)。

8.根据权利要求5所述的LED背光模组，其特征在于所述的沉孔(36)的横截面形状为4n边形(n≥1)，每个沉孔(36)内设置数量与4n边形边数相吻合的LED光源(32)，所述的每个LED光源(32)的出光面朝向4n边形的边面(42)。

9.根据权利要求8所述的LED背光模组，其特征在于所述的4n边形为菱形或正八边形。

10.权利要求5所述的LED背光模组在液晶显示装置中的应用。

11.权利要求1所述的导光板在实现显示装置动态背光中的应用。

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