CN102392963A - 一种背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种背光模组及液晶显示装置，包括：灯条以及与灯条的发光面耦合的导光板，所述背光模组还包括设置在所述灯条与导光板之间的耦光元件，所述耦光元件在灯条的发光面的周围形成一个的朝向所述导光板的入光面的耦光通道。本发明由于在背光模组的灯条的发光面与导光板之间设置了用于将灯条所发出的光导向导光板的耦光元件，耦光元件在灯条的发光面的周围形成一个的朝向导光板的入光面的耦光通道，将灯条所发出的光线导向导光板，特别是可以将灯条所发出的大角度光线反射到导光板的入光面，进而使灯条所发出的光线能够尽可能多的进入导光板内，提高了发光灯的光线利用率，使得背光模组的效率得以提高，改善了液晶显示装置的显示效果。

Description

一种背光模组及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，更具体的说，涉及一种背光模组及液晶显示装置。
背景技术
背光模组是液晶显示装置的重要组件，其为液晶显示装置提供光源，以使其能够显示图像。
背光模组所使用的光源目前主要有CCFL(冷阴极荧光管)、LED(发光二极管)及EL(电激发光片)等，侧入式的液晶显示装置由于其轻薄的特点，得到广大商户的青睐。以光源为LED液晶显示装置的背光模组为例，如图一所示，它由反射片1、导光板2、设置在胶框4上的反射层3、胶框4、PCB板5、LED6，铝挤7、背板8等部件组成。其中LED6作为光源，而导光板2的作用在于传导光，并将LED6的类似点光源，调整成为面光源。其中，LED6与导光板2之间的耦合效率直接关系到整个背光模组的效率及光的利用率，现阶段通常使用的LED的发光型近似琅勃型，如图2所示为现有LED的发光光线角度分布情况，LED发出来的光主要集中在正视角度，角度大到一定程度，该角度的光线数也相对减少，其空间分布在有限的角度内。如图三所示为一款5630的LED封装体，其大小为5.6mm*3.0mm*0.8mm。对其水平和竖直方向，不同视角的光通量进行量测，从曲线上可以看出大约在60度视角时，光通量值已经减小到一半了，也就是大视角的光通量相对比例较小。
在LED与LGP耦光时，为了防止导光板与LED直接接触，通常在导光板入光面和LED的表面之间会存在一个耦光距离。这个耦光距离的大小根据机种的不同，会有所不同。以5630的LED封装体和3.0mm厚度的导光板的耦合为例。封装体5630的发光面的垂直距离为2.4mm。单独从LED的发光光型来看，如果耦光距离越小，漏光的的比例会减小。如图4及图5所示为两种耦光距离下，LED6所发出的光线会在漏光区21处发生漏光，该漏光区21处于LED6较大视角区域，虽然该区域光通量较小，但其对背光模组的效率影响较大，更影响到液晶显示装置的显示效果，图4所示的LED6与导光板2的耦光距离大于图5所示的耦光距离，如图3所示根据5630型的LED照射角度分析，图5所示的方式漏光的程度要小，但其漏光依然存在。为了充分利用漏掉光线，通常会在背光模组中设置一些回收组件如图1所示，在胶框4的下方设置有反射层3以使漏掉的光线被反射到导光板2以及反射片1中，但是反射片1与导光板2之间还是存在缝隙，所以部分光线还是会损失掉，尤其是在较大的耦光距离时。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高的背光模组及一种显示效果好的液晶显示装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种背光模组，包括：灯条以及与灯条的发光面耦合的导光板，所述背光模组还包括设置在所述灯条与导光板之间的耦光元件，所述耦光元件在灯条的发光面的周围形成一个的朝向所述导光板的入光面的耦光通道。
优选的，所述灯条的发光面被所述耦光通道的开口端所封闭。以避免发光面的大角度光线发生泄漏。
优选的，所述耦光通道的开口端的开口不小于所述灯条的发光面。使灯条所发出的大角度光均能通过耦光通道。
优选的，所述耦光通道的深度与所述导光板的入光面到所述灯条的发光面的距离相一致，所述耦光通道直接通到导光板的入光面上。耦光通道在导光板的入光面及灯条的发光面之间形成一个封闭的通道空间，从而可以避免光线的泄露，到达更高效的利用光线的效果。
优选的，所述耦光通道的末端宽度小于或等于所述导光板的厚度。以避免末端宽度过大而导致光线泄露出去，降低光线利用率。
优选的，所述灯条的发光面的宽小于所述导光板厚度，所述耦光通道的开口端的开口小于其末端的开口，所述耦光通道的横截面呈锥形状。针对此种方式，可以设置相应锥形的耦光通道，以使光线能够进入导光板内而不发生泄漏。
优选的，所述灯条的发光面的宽大于所述导光板的厚度，所述耦光通道的开口端的开口大于其末端的开口，所述耦光通道的横截面呈倒锥形状。针对此种方式，可以设置相应倒锥形的耦光通道，以使光线能够进入导光板内而不发生泄漏。
优选的，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯，所述耦光元件具有多个与每个所述发光灯的发光面对应的耦光通道。一个耦光元件同时可以对应到多个发光灯，这样，方便耦光元件的生产的同时也便于组装时提高效率。
优选的，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯，所述每个发光灯上设置有一个对应的所述耦光元件。方便更换损坏的发光灯元件。
优选的，所述耦光通道的内表面为经过抛光处理的光滑反射面。光滑的反射面有利于光线向一个方向反射而不发生漫反射，从而避免了光线在多次漫反射中损耗，从而提高光线的利用率。
优选的，所述光滑反射面为可将光线聚焦的曲面。光滑反射面制作成光滑曲面，以使得光线可以聚焦，减少光线的反射次数进而减少光线的损耗。
优选的，所述耦光通道的内表面是经过抛光处理的。通过抛光处理，使耦光通道的内表面达到高度的光滑，以提高光的反射率。
优选的，所述耦光元件在所述灯条生产工艺中安装在所述灯条上。以使得后期便于安装，提高生产效率。
优选的，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯以及用于安装所述发光灯的PCB板，所述耦光元件安装在所述发光灯的封装上。此种设置耦光元件的结构形式较为简单，同时也能节省材料。
优选的，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯以及用于安装所述发光灯的PCB板，耦光元件安装在所述灯条的PCB板上，所述耦光元件上设置有与所述发光灯形状相应的安装孔，所述安装孔与所述耦光通道相连通并大于或等于所述耦光通道开口端的开口面积。耦光元件设置在PCB板上，可以避免导光板受热膨胀时挤压耦光元件进而顶到发光灯。
优选的，所述耦光元件对应于每个发光灯的位置具有梯形通槽，所述安装孔为所述梯形通槽的第一级槽，所述耦光通道为所述梯形通槽的第二级槽。使得耦光元件的安装定位更为可靠。
优选的，所述耦光元件由金属或塑胶材料制成。金属材料的反光性较好，而塑胶材料成本较低。
一种液晶显示装置，包括了如权利要求如上任一所述的背光模组。
本发明由于在背光模组的灯条的发光面与导光板之间设置了用于将灯条所发出的光导向导光板的耦光元件，耦光元件在灯条的发光面的周围形成一个的朝向所述导光板的入光面的耦光通道，该耦光通道将灯条所发出的光线导向导光板的入光面，特别是可以将灯条所发出的大角度光线反射到导光板的入光面，进而使灯条所发出的光线能够尽可能多的进入导光板内，在此种设置下，提高了发光灯的光线利用率，使得背光模组的效率得以提高，改善了液晶显示装置的显示效果。
附图说明
图1是现有背光模组的结构简图，
图2是琅勃型LED照射光线角度分布表，
图3是5630型LED照射光线角度分布表，
图4是一种耦光距离下导光板接收LED光线的情况，
图5是另一种耦光距离下导光板接收LED光线的情况，
图6是本发明的第一种实施例，
图7是本发明第一种实施例所述的耦光元件，
图8是本发明第一种实施例的耦光元件与LED配合的情况，
图9是本发明第二种实施例，
图10是本发明第二种实施例中耦光元件的配合示意图，
图11是本发明第二种实施例中耦光元件装配后的结构简图，
图12是本发明的原理图，
图13是7020型LED与3.00mm厚的导光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，
图14是5630型LED与3.00mm厚的导光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，
图15是5630型LED与2.00mm厚的导光板使用所使用的耦光元件及其配合形式。
图16是耦光元件的一种组装形式，
图17是耦光元件的另一种组装形式。
其中：1、反射片；2、导光板；3、反射层；4、胶框；5、PCB板；6、LED；7、铝挤；8、背板；21、漏光区；60、耦光元件，61、耦光通道；62、抛光反射面。
具体实施方式
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
本发明的背光模组包括：用于提供光源的灯条以及与该灯条的发光面耦合的导光板，此外，在灯条的发光面及导光板之间还设置有用于将所述灯条所发出的光导向所述导光板的耦光元件，所述耦光元件具有凸出于所述灯条的发光面并大于该发光面的耦光通道。该耦光通道将灯条所发出的光线导向导光板的入光面，特别是可以将灯条所发出的大角度光线反射到导光板的入光面，进而使灯条所发出的光线能够尽可能多的进入导光板内，在此种设置下，提高了LED的光线利用率，使得背光模组的效率得以提高，改善了液晶显示装置的显示效果。
如图6所示为本发明的第一种实施例，以现有使用较多的LED灯条为例，LED灯条包括：PCB板5以及多个并排设置在其上的LED6；背光模组中，导光板2与LED灯条的之间设置有耦光元件60，如图7所示该耦光元件60为一个方形框体结构，其中间的方形镂空区域即为耦光通道61，如图6所示该耦光通道61的开端起始于LED6的发光面，并且该耦光通道61的开端的开口面大于该LED6的发光面，这样以使得LED6所发出的光能够全部进入耦光通道61内。耦光通道61的末端与导光板2的入光面零距离耦合，并且该耦光通道61的末端的宽度小于导光板2的厚度，也就是说，耦光通道61的末端的开口面完全处于导光板入光面内，这样，耦光元件60在导光板2与LED6之间形成一个封闭的空间确保光线在进入导光板前不会发生泄漏。此外，如图7所示，该耦光通道61的内表面是通过抛光处理的光滑反射面62用以减少该内表面对光的吸收，LED6的大角度光线可以在该光滑反射面62内反射进入导光板2内，当然，被导光板2的入光面反射回来的光线也可以通过该封闭的耦光通道61以及光滑的反射面62再次反射回去，达到更高的光线利用率。
在本实施例中，耦光通道61的末端开口面宽度也可以或近似等于导光板2的厚度，以尽可能获得较大的末端开口，使光线发生尽可能少的反射次数，从而避免在反射过程中被耦光通道61的内表面吸收掉。
在本实施例中，如图8所示，LED灯条上的每颗LED6对应的设置一个单独的耦光元件60，耦光元件60的外框形状对应于每颗LED6的发光面外的封装结构的形状。
在本实施例中，耦光通道61的内表面即光滑反射面可以制作成光滑曲面的聚光罩形状，以使得光线可以聚焦，减少光线的反射次数进而减少光线的损耗。
如图9-11所示为本发明的第二种实施例，与实施例一不同的是，耦光元件60是一个具有多个与每个LED6对应的耦光通道61的整体件(如图9所示)，此种结构的耦光元件便于组装的方便，减少组装的时间，同时也便于耦光元件的生产，提高生产效率。如图10及图11所示，耦光元件60将会整体设置在LED灯条与导光板2之间，耦光元件60上的每个耦光通道61对应于LED灯条上的每个LED6。
如图12所示为本发明思路下，LED6所发出的光线在耦光通道61内的反射情况，黑色箭头表示光线的反射方向，从图中可以看出，LED6所发出的大角度光线，会经过耦光通道61的内表面反射进入导光板2内，同时，耦光元件60在导光板2与LED6之间形成的是封闭的空间，从而可以避免光线发生泄露。
在背光模组中，所使用的LED型号不同，其大小也会有不同，此外，导光板的厚度也有不同规格，针对不同的规格的LED以及导光板，设置相应的耦光元件的形状，包括耦光通道的形状，以实现光线的充分利用。
如图13所示为一种7020型LED与3.00mm厚的导光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，在该类型中，耦光元件60的整体大小与导光板相适应，其具有一锥形截面的耦光通道61，该耦光通道61的开端开口与LED6的发光面大小相适应或是大于所述发光面，而末端开口的宽度与导光板2的厚度相等，在此种设置下，可以确保LED6所发出的光线不会发生泄漏并发生尽可能少的反射次数。
如图14所示是5630型LED与3.00mm厚的导光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，此种类型的LED6的宽度与导光板2的厚度相当，从而耦光元件60的耦光通道可以设置成方形截面便可。
如图15所示是5630型LED与2.00mm厚的导光板使用所使用的耦光元件及其配合形式。由于导光板2的厚度要小于LED6的宽度，从而耦光元件60的耦光通道61设置成倒锥形截面的形式，以避免发生漏光。
图16所示是一种耦光元件的设置形式，图中，耦光元件60的一端可以设置在PCB板5上，从而可以避免导光板2受热膨胀时挤压耦光元件60，进而使得耦光元件60挤压LED6的封装结构，同时也便于耦光元件在灯条的生产工艺中添加，方便后续的安装工作。。
图17是针对设置在PCB板上的耦光元件也可以对不同厚度的导光板提供耦光通道的设计。如图所示，耦光元件60上设置有梯形通槽，其中LED6沉入该梯形通槽的第一级槽内，而锥形截面所示为第二级槽，其作为耦光通道61。通过此种方式，可以使耦光元件安装在PCB板上，提高耦光元件的定位可靠性。
在图16及图17所示的两种情况下，可以在LED灯条生产时直接进行耦光元件的添加形成一个整体的组件，以方便后期的组装。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种背光模组，包括：灯条以及与灯条的发光面耦合的导光板，其特征在于，所述背光模组还包括设置在所述灯条与导光板之间的耦光元件，所述耦光元件在灯条的发光面的周围形成一个的朝向所述导光板的入光面的耦光通道。
2.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于，所述灯条的发光面被所述耦光通道的开口端所封闭。
3.如权利要求2所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光通道的开口端的开口不小于所述灯条的发光面。
4.如权利要求3所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光通道的深度与所述导光板的入光面到所述灯条的发光面的距离相一致，所述耦光通道直接通到导光板的入光面上。
5.如权利要求4所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光通道的末端宽度小于或等于所述导光板的厚度。
6.如权利要求5所述的一种背光模组，其特征在于，所述灯条的发光面的宽小于所述导光板厚度，所述耦光通道的开口端的开口小于其末端的开口，所述耦光通道的横截面呈锥形状。
7.如权利要求5所述的一种背光模组，其特征在于，所述灯条的发光面的宽大于所述导光板的厚度，所述耦光通道的开口端的开口大于其末端的开口，所述耦光通道的横截面呈倒锥形状。
8.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯，所述耦光元件具有多个与每个所述发光灯的发光面对应的耦光通道。
9.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯，所述每个发光灯上设置有一个对应的所述耦光元件。
10.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光通道的内表面为光滑反射面。
11.如权利要求10所述的一种背光模组，其特征在于，所述光滑反射面为可将光线向导光板的入光面方向聚焦的曲面。
12.如权利要求10所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光通道的内表面是经过抛光处理的。
13.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光元件在所述灯条生产工艺中安装在所述灯条上。
14.如权利要求13所述的一种背光模组，其特征在于，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯以及用于安装所述发光灯的PCB板，所述耦光元件安装在所述发光灯的封装上。
15.如权利要求13所述的一种背光模组，其特征在于，所述灯条包括多颗并排设置的发光灯以及用于安装所述发光灯的PCB板，耦光元件安装在所述灯条的PCB板上，所述耦光元件上设置有与所述发光灯形状相应的安装孔，所述安装孔与所述耦光通道相连通并大于或等于所述耦光通道开口端的开口面积。
16.如权利要求15所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光元件对应于每个发光灯的位置具有梯形通槽，所述安装孔为所述梯形通槽的第一级槽，所述耦光通道为所述梯形通槽的第二级槽。
17.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于，所述耦光元件由金属或塑胶材料制成。
18.一种液晶显示装置，其特征在于，包括了如权利要求1-17任一所述的背光模组。
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