CN102297347B - 一种面光源装置及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面光源装置及液晶显示器。面光源装置包括导光板和发光器件，所述导光板具有底面和与底面相对的出光面，所述发光器件的发光面位于所述导光板内，且所述发光器件的发光面与所述导光板的出光面平行，所述导光板具有用于将所述发光器件发出的部分光反射回所述导光板内部的反射面，所述导光板的底面具有用于产生漫反射的微结构。该面光源装置采用上述直下式边导光的方式实现了薄型化、可任意拼接成大尺寸、且出光均匀的面光源。同时，由于是直下式的面光源，可以把面光源背后的底板整块作为光源的散热结构，因此整个面光源的散热效果很好。

Description

一种面光源装置及液晶显示器

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种面光源装置及液晶显示器。

背景技术

在现有的面光源装置中，例如应用于液晶显示器的面光源，开始出现基于发光二极管的面光源，该类面光源根据发光二极管的发光位置可分为直下式和侧光式。

如图1所示为侧光式面光源装置的结构示意图，该面光源包括发光二极管11、反光罩12、反光板13、导光板14和扩散板15，其中，反光板13、导光板14和扩散板15层叠设置，反光板13位于导光板14底面的下方，扩散板15位于导光板14出光面的上方，发光二极管11位于导光板14的一侧，其发光面的法线方向与导光板14的出光面平行，反光罩12呈方形，其开口部分与导光板14的一侧对接，将发光二极管14包围其中，用于将发光二极管11发出的光反射至导光板14内。当发光二极管11发光时，光线部分直接入射至导光板14内，部分经反光罩12反射至导光板14内，射入导光板14的光经导光板传到发光面，反光板13把从导光板中漏出的光反射回导光板，导光板14内的光经过导光板底面微结构的漫反射从导光板14的上方射出，经扩散板15发出，成为面光源。

侧光式面光源装置可以实现薄型化，但是由于发光二极管11从导光板14的侧面发光，该面光源的尺寸不能做的比较大，而且发光二极管11和反光罩12位于面光源的侧边，该结构限制了该类型面光源的拼接。并且只有边缘很小部分的可以利用来散热，所以散热不是很好。

发明内容

本发明实施例提供一种面光源装置及液晶显示器，能够实现面光源装置的薄型化、散热好和可拼接。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的技术方案如下：

一种面光源装置，包括导光板和发光器件，所述导光板具有底面和与底面相对的出光面，所述发光器件的发光面位于所述导光板内，且所述发光器件的发光面与所述导光板的出光面平行，所述导光板具有用于将所述发光器件发出的部分光反射回所述导光板内部的反射面，所述导光板的底面具有用于产生漫反射的微结构。

进一步，所述发光器件靠近所述导光板出光面和所述底面之间的侧壁，所述反射面位于所述侧壁处且朝向所述发光器件倾斜。

进一步，所述侧壁上具有由所述反射面和导光平台形成的V型缺口，所述导光平台与所述导光板的出光面平行，且具有用于产生漫反射的微结构。

进一步，所述发光器件发出的经过所述反射面边缘，入射到所述导光板出光面上的光线的入射角大于等于所述导光板的全反射角。

进一步，所述反射面的表面形状为下列之一：

平面、圆形槽面、抛物形槽面、椭圆形槽面。

进一步，所述用于产生漫反射的微结构为下列之一或任意组合：

凸起、凹坑、刻槽。

进一步，所述发光器件为发光二极管。

进一步，还包括与所述导光板层叠设置的反光板，且所述反光板位于所述导光板的底面。

进一步，还包括与所述导光板层叠设置的扩散板，且所述扩散板位于所述导光板的出光面。

一种液晶显示器，所述液晶显示器的背光源为如上所述的面光源装置。

本实施例中的面光源装置将发光器件设置在导光板底面采用直下式出光，实现了面光源可模块化的任意拼接，通过设置反射面与导光板相结合，控制导光板的厚度使面光源可以做到薄型化，并且不会产生眩光。通过上述结构采用直下式边导光的方式实现了薄型化、可任意拼接成大尺寸、且出光均匀的面光源。同时，由于是直下式的面光源，可以把面光源背后的底板整块作为光源的散热结构，因此整个面光源的散热效果将很好，有效的解决了光源的散热并提高出光效率。而且由于采用直下式边导光的方式，即使是大尺寸的发光器件也同样可以通过调整导光板侧面的反射面来实现该面光源的薄型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中侧光式面光源装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中面光源的剖面结构示意图；

图3是图2所示的实施例中导光板底面的俯视图；

图4是图2所示的实施例中反射面上的光路示意图；

图5是本发明实施例中反射面的结构示意图；

图6是本发明实施例中导光板底面上的微结构示意图；

图7是本发明另一实施例的面光源的剖面结构示意图；

图8是本发明实施例中四个面光源装置拼接后的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

现有技术中的侧光式面光源由于发光二极管从导光板的侧面发光，所以该类型面光源可以实现薄型化，但是也因此使得面光源的尺寸不能做的比较大，而且发光二极管和反光罩位于面光源的侧边的结构限制了该类型面光源的拼接。直下式面光源由于发光二极管呈阵列分布在扩散板的底部，所以面光源的尺寸可以很大，但是也因为混光距离的存在使得该面光源不能薄型化。

为了获得薄型化且大尺寸的面光源装置，本发明实施例结合侧光式和直下式面光源，提出了一种新型的面光源装置及可以应用该面光源的液晶显示器。该面光源装置包括导光板和发光器件，导光板具有底面和与底面相对的出光面，发光器件的发光面位于导光板内，且发光器件的发光面与导光板的出光面平行，导光板具有用于将发光器件发出的部分光反射回导光板内部的反射面，导光板的底面具有用于产生漫反射的微结构。发光器件发出的光线部分在导光板内传导，经底面漫反射后由导光板的发光面发出，发光器件发出的另一部分光由反射面反射至导光板内导光，经底面漫反射后由导光板的发光面发出。

该结构的面光源通过将发光器件设置在导光板的底面代替现有技术中位于导光板的侧面，使得该面光源可以采用直下式的发光方式，从而该面光源可以在其任意侧边实现拼接，满足了大尺寸面光源的需求，而且通过设置反射面将发光器件发出的部分光反射回导光板内，避免了发光器件的光直接经导光板的出光面发出而影响面光源的发光均匀性，实现了面光源装置的薄型化。以上结构中只要发光器件位于导光板的底面以实现面光源的任意拼接，导光板上的反射面可以将发光器件的部分光反射回导光板，经导光板匀光后出射，实现面光源的薄型化，导光板底面的微结构可以对光产生漫反射以实现光从导光板的出光面均匀射出即可，至于该面光源装置内部的具体结构此处不作限定。

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行描述。

参照图2，为本发明实施例中面光源的剖面结构示意图，图3为导光板底面的俯视图。

如图2所示，本实施例中，该面光源装置除了包括导光板21和发光器件22之外，还可以包括反光板23和扩散板24。导光板21具有相对设置的出光面211和底面212，反光板23、导光板21和扩散板24依次层叠设置，反光板23位于底面212外部，扩散板24位于出光面211外部。

发光器件22的发光面埋入导光板21内，在安装时，可以是预先在导光板21的底面212处，和反光板23上留出发光器件22的安装空间，然后将发光器件22的发光面朝向导光板21内部，将发光器件22安装入反光板23和导光板中，发光器件22的发光面与导光板21的出光面211平行，也即朝向出光面211发光。发光器件22靠近导光板21出光面211和底面212之间的一侧壁213，该发光器件22可以有多个，靠近侧壁213呈阵列分布，如图3所示。其中，发光器件22可以是发光二极管等发光元件，导光板21可以为现有技术中的导光板，发光器件22与导光板间空隙充满类似硅胶的透光性好的柔性材料，当然也可以填充其他透光材料，使之减少光进入导光板时的光损失，提高出光效率。

如图2所示，导光板21的侧壁213上具有一V型缺口，该缺口由反射面214和导光平台215形成，该反射面214朝向发光器件213倾斜，用以将发光器件22照射到该反射面214上的光反射回导光板21内部。为了防止发光器件22发出的光直接从导光板21的出光面211射出而影响面光源出光的均匀性，还可以对该反射面214进行设置，如图4所示，使发光器件22发出的经过反射面214边缘入射到导光板21出光面211上的光线的入射角θ大于等于导光板21的反射角i，这样就保证了发光器件22不经过反射面214而直接入射到出光面211上的光线入射角都大于等于导光板21的全反射角，光线不会直接由出光面211射出，而被反射回导光板21内，从而使发光器件22发出的光全部实现在导光板21内进行导光，从而均匀出光，由于发光器件22正上方的出光面211也能通过导光出光，因此不会见到出光面211下面的发光器件22且此处出光均匀。其中，反射面214的表面可以为如图2、4中所示的平面，也还可以是如图5中所示的抛物形槽面，或圆形槽面、椭圆形槽面等，一切能够起到把发光二极管的这部分光反射回导光板的反光面都可以。该反射面214可以是在V型的侧壁上通过镀膜等方式形成反射膜，也可以在后面加独立的反射膜。

导光平台215可以与导光板21的出光面211平行，且导光平台215上可以具有与底面212上同样的用于产生漫反射的微结构，以将照射到该导光平台215上的光进行漫反射，然后从导光板21的出光面211射出。如图6所示为底面212上的微结构示意图，该微结构2121可以是凸起，或凹坑，或刻槽等。无论底面212还是导光平台215上的微结构可以呈阵列分布，既可以是尺寸相同间距不同，也可以是尺寸不同间距相同等，如图6所示，其目的均是使经微结构漫反射后的光线可以从出光面211均匀出光。导光平台215的底面也可以设置反光板，以把从导光平台215中漏出的光反射回导光板。

在上述结构中，当发光器件22发出光时，部分光照射到反射面214上，反射面214将光反射回导光板21内部，由导光平台215和底面212上的微结构产生漫反射，经出光面211射出。发光器件22发出的另一部分光，直接在导光板21内传导，并经底面212和导光平台215上的微结构漫反射后经出光面211射出。另外，反光板23还可以将从底面212射出的光重新反射回导光板21内，位于导光平台215底面的反光板也可以将从导光平台215中漏出的光反射回导光板，减少光泄露，扩散板24还可以进一步保证出光面211出光的均匀性。

本实施例中的面光源装置将发光器件设置在导光板底面采用直下式出光，实现了面光源可模块化的任意拼接，通过设置反射面与导光板相结合，控制导光板的厚度使面光源可以做到薄型化，并且不会产生眩光。通过上述结构采用直下式边导光的方式实现了薄型化、可任意拼接成大尺寸、且出光均匀的面光源，同时，由于是直下式的面光源，可以把面光源背后的底板整块作为光源的散热结构，因此整个面光源的散热效果将很好，有效的解决了光源的散热并提高出光效率。而且由于采用直下式边导光的方式，即使是大尺寸的发光器件也同样可以通过调整导光板侧面的反射面来实现该面光源的薄型化。

在上述实施例中，发光器件只设置在导光板的一个侧壁附近，采用了单边入光的方式，在本发明的其它实施例中还可以采用双边、三边、四边等入光方式，如图7所示，为本发明另一实施例的面光源的剖面结构示意图。

本实施例与前述实施例的区别在于，本实施例中，发光器件32有两组，分别靠近导光板31出光面311和底面312之间的两侧壁313、314，两侧壁313、314相对，每组发光器件32可以有多个，靠近侧壁呈阵列分布，每个侧壁处设置有反射面和导光平台，均可以与前述实施例中的结构相同。

另外，根据本实施例中双边入光的方式，导光板底面312和导光平台上的微结构要做相应的调整，重新分布，使之均匀出光。

在其它实施例中，三边入光和四边入光时导光板底面和导光平台上的微结构也可以要做相应的调整分布。

上述各实施例中的面光源装置均可以进行任意拼接，以单边入光的实施例为例，如图8所示，为四个面光源装置81拼接后的俯视图，从而可以满足大尺寸面光源装置的需求，当然拼接的模块数量也是可以根据所需面光源的大小随意安排。

基于上述实施例，本发明实施例还提供一种液晶显示器，其中，液晶显示器的背光源即可采用前述实施例中的面光源装置，可以采用一个面光源装置，也可以采用多个面光源装置进行拼接，此处不再赘述。在液晶显示器中采用上述面光源装置拼接形成的背光源，由于这种形式还可以实现动态区域控制，可以做到更加的节能。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种面光源装置，其特征在于，包括导光板和发光器件，所述导光板具有底面和与底面相对的出光面，所述发光器件的发光面位于所述导光板内，且所述发光器件的发光面与所述导光板的出光面平行，所述导光板具有用于将所述发光器件发出的部分光反射回所述导光板内部的反射面，所述导光板的底面具有用于产生漫反射的微结构；所述发光器件靠近所述导光板出光面和所述底面之间的侧壁，所述反射面位于所述侧壁处且朝向所述发光器件倾斜，所述侧壁上具有由所述反射面和导光平台形成的V型缺口，所述导光平台与所述导光板的出光面平行。

2.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述导光平台具有用于产生漫反射的微结构。

3.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述发光器件发出的经过所述反射面边缘，入射到所述导光板出光面上的光线的入射角大于等于所述导光板的全反射角。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的面光源装置，其特征在于，所述反射面的表面形状为下列之一：

平面、圆形槽面、抛物形槽面、椭圆形槽面。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的面光源装置，其特征在于，所述用于产生漫反射的微结构为下列之一或任意组合：

凸起、凹坑、刻槽。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的面光源装置，其特征在于，所述发光器件为发光二极管。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的面光源装置，其特征在于，还包括与所述导光板层叠设置的反光板，且所述反光板位于所述导光板的底面。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的面光源装置，其特征在于，还包括与所述导光板层叠设置的扩散板，且所述扩散板位于所述导光板的出光面。

9.一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器的背光源为如权利要求1至8中任意一项所述的面光源装置。