CN102518992A - 一种无导光板的背光模组及lcd装置 - Google Patents

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本发明公开了一种无导光板的背光模组及LCD装置，所述无导光板的背光模组包括光源和背板，所述光源固定在背板两侧的侧壁上，所述背板的中部向上隆起形成一个半椭圆曲面，该半椭圆曲面的外侧涂有反射材料，所述光源中心的垂线与垂直于半椭圆曲面焦点的直线相交于所述半椭圆曲面上，并且所述光源的1/2光强线相交于半椭圆曲面的近端点处。本发明其可将光源均匀发散出,并能提高光的利用效率，并可减少传统LCD中的导光板，从而节约成本，可以实现整机的重量的降低，实现薄型化，并且结构简单，容易实现。

Description

一种无导光板的背光模组及LCD装置
技术领域
本发明涉及背光模组领域，尤其涉及的是一种LCD侧入式入光无导光板的背光模组及LCD装置。
背景技术
当前LCD大多数都有导光板且入光方式为侧边或直下式入光，目前市场上也出现了少量的无导光板LCD，无导光板LCD的重点技术是如何设置发光源的位置和反射片如何将光从正面导出变成均匀性很好的LCD。
但是现有技术中的无导光板LCD等背光模组的发光源和反射片的位置设置都不合理，光从正面导出的均匀性不太好，光利用率不高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种无导光板的背光模组及LCD装置，其可将光源均匀发散出，并能提高光的利用效率，降低了成本，并且结构简单，容易实现。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种无导光板的背光模组，包括光源和背板，所述背板的两侧设置有侧壁，所述光源固定在背板两侧的侧壁上，其特征在于，所述背板的中部设置有用于反射光线的半椭圆曲面，所述光源的中心垂线与垂直于所述半椭圆曲面的长轴且穿过焦点的直线相交于半椭圆曲面上，并且所述光源的1/2光强线穿过所述半椭圆曲面的近端点。
所述的无导光板的背光模组，其中，所述半椭圆曲面由所述背板的中部向上隆起形成。
所述的无导光板的背光模组，其中，所述半椭圆曲面的外表面为半椭圆柱面形状的反光面。
所述的无导光板的背光模组，其中，所述光源的中心垂线与1/2光强线成60±5度夹角。
所述的无导光板的背光模组，其中，所述半椭圆曲面以椭圆的长轴为剖面线对半切开设置在所述背板上形成。
所述的无导光板的背光模组，其中，所述半椭圆曲面的外表面涂有银反射材料。
所述的无导光板的背光模组，其中，所述光源为LED灯。
所述的无导光板的背光模组，其中，所述半椭圆曲面与所述背板一体成型设置。
一种LCD装置，其中，包括上述所述的背光模组。
本发明所提供的无导光板的背光模组及LCD装置，由于采用了所述光源设置在背板两侧的位置为使光源中心的垂线与垂直于半椭圆曲面焦点的直线相交于所述半椭圆曲面上，并且所述光源的1/2光强线相交于半椭圆曲面的端点处，其可将光源均匀发散出,并能提高光的利用效率，并可减少传统LCD中的导光板，从而节约成本，可以实现整机的重量的降低，实现薄型化，并且结构简单，容易实现。
附图说明
图1是本发明无导光板的背光模组优选实施例的立体结构示意图。
图2是本发明实施例的无导光板的背光模组正面及其光路结构示意图。
图3是本发明实施例的光源的光强线曲线图。
图4是本发明实施例的无导光板的背光模组局部放大结构示意图。
具体实施方式
本发明所提供的一种无导光板的背光模组及LCD装置，主要通过对光学系统内的反射曲面的斜率特殊设计，而达到光强均匀分布的效果，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种无导光板的背光模组，如图1所示，包括光源100和背板200，所述背板200的两侧向上弯折分别形成侧壁，所述光源100固定在背板200两侧的侧壁上，其中，所述背板200中部设置有一个半椭圆曲面210，该半椭圆曲面210的外侧设置为反射面。其中，所述光源100可以选用LED灯，例如可以将若干LED灯沿侧壁的延伸方向（即沿侧壁的长度方向）依次固定在侧壁上，在其他实施例中，光源100也可以选用LED灯条。
参见图2，在本实施中，设置所述光源100的位置为：使所述光源100中心的第一垂线101（即光源的中心垂线）与垂直于半椭圆曲面210的长轴且穿过焦点的第一直线102相交于所述半椭圆曲面210上，本实施例中的垂线、焦点和端点等针对的都是横截面。如图2所示，左侧的光源100中心的第一垂线101与垂直于半椭圆曲面210的长轴且穿过第一焦点F0的第一直线102相交于所述半椭圆曲面210上，具体是指相交于半椭圆曲面210外侧的反射面上，右侧的光源100中心的第二垂线111与垂直于半椭圆曲面210的长轴且穿过第二焦点F1的第二直线112相交于所述半椭圆曲面210上，并且所述光源100的1/2光强线103相交于半椭圆曲面210的近端点处。
进一步地，背板200的两侧的侧壁垂直于背板200所在的平面，而且半椭圆曲面210的长轴位于背板200所在的平面内。光源100固定在侧壁上，其发光面正对对面的侧壁，上述光源100中心的第一垂线101和第二垂线111具体是指从光源中心的位置产生且垂直于该光源100的发光面向外发射的光线。优选地，光源100的发光面垂直于半椭圆曲面210的长轴所形成的平面。
本实施例中，所述半椭圆曲面210左右两侧各有一个端点，如图2所示的左侧为第一端点201，右侧为第二端点202，则左侧的光源100对应的近端点为第一端点201，右侧的光源对应的近端点则为第二端点202。则本实施例中，左侧的光源100的1/2光强线103相交于半椭圆曲面210的近端点处即是指相交于半椭圆曲面210左侧的第一端点201处。右侧的光源100的1/2光强线相交于半椭圆曲面210的近端点处即是指相交于半椭圆曲面210右侧的第二端点202处。即LED位置的摆放，符合垂直于LED中心的直线与垂直于椭圆长轴且穿过焦点的直线相交于半椭圆曲面210上且1/2光强线刚好交于半椭圆曲面210的端点上，上述相交于半椭圆曲面210上具体是指相交于半椭圆曲面210外侧的反射面上，半椭圆曲面210的端点也是指该反射面的端点。
进一步进，可以设置所述光源中心的垂线，使该垂线与光源中心点和半椭圆曲面的近端点处相连的直线成60±5度夹角设置。图3是LED灯的光强与角度的关系图，普通的LED封装随着角度的扩大光强不断变小，当光强度减小到一半时所转动的角度定义为发光角度。本发明中要求LED灯中心发出的光强为二分之一的光线刚好相交于椭圆的端点。因为从图3所示的光源的光强线与角度对应分布图可以看出，该LED灯光源的1/2光强线即0.5光强线对应的角度q刚好是60度，当然实际中可能会有正负5度的偏差是允许的。则如图4所示，可设置左侧的光源100中心的垂线101，与左侧的光源100中心点10和半椭圆曲面的近端点（即第一端点201）相连的直线103（也叫1/2光强线）所形成的夹角q设置成60±5度。在本实施例中，该夹角q设置为60度最佳。
LED的发光强度与角度有关，本发明中选光源100中心发出的光强为1/2的光线与椭圆刚好交于椭圆的端点处（所述光源中心的垂线，与光源中心点和半椭圆曲面的近端点处相连的直线成60±5度夹角设置）。不能出现大的偏移，比如，如果出现2/3光强处在端点上，则出光面的边缘较亮，中心区域较暗，如果1/3处光强在端点，则中心区较亮，边缘较暗的情况。
即本发明中光源100位置的摆放，符合垂直于光源中心的垂线与垂直于椭圆焦点的直线交于椭圆上且1/2光强线刚好交与椭圆的端点上。本发明对LED的封装不做特殊要求，只要LED的发光角度和强度能符合以上要求即可，如图2所示，本发明中的反射曲面为半椭圆曲面210，通过对反射曲面半椭圆的参数调整（即所述光源中心的垂线与垂直于半椭圆曲面长轴且穿过焦点的直线相交于所述半椭圆曲面上，并且设置所述光源中心的垂线，与光源中心点和半椭圆曲面的近端点处相连的直线成60±5度夹角设置）可以使光较均匀地从出光面打出。光线从光源100表面发射出来，光强随之角度变化而变化，主要是光线与发光面垂线的夹角越大，光强越小。光到达椭圆的反射面后发生反射，由于椭圆的表面的曲率是不断的变化的，所是发射光线也是不断变化的，这样，从出光面出射的光强就能比较均匀的分布。
进一步地，如图2所示，可以设置所述半椭圆曲面210由所述背板200的中部向上隆起形成。其中半椭圆曲面210的中心点与背板200的中心点重合。定义截面椭圆方程                                                
Figure 726925DEST_PATH_IMAGE001
，其中，a为椭圆的长半轴长度，b为椭圆的短半轴长度。这样，本发明实施例中采用所述半椭圆曲面210以椭圆的长轴为剖面线对半切开设置在所述背板200上形成。进一步地，半椭圆曲面210的形状为半椭圆柱面，即将一个椭圆柱面沿轴线与长轴（半椭圆曲面210横截面所呈现的椭圆的长轴）切开成相同的两部分，然后将其中一部分放置在背板上，切开面与背板的底面齐平，半椭圆柱面的轴线平行于侧壁的延伸方向。
进一步地，可以在所述半椭圆曲面210的外侧涂有反射材料形成所述反射面，其中，所述反射材料可以为银反射材料。当然也可以直接将所述半椭圆曲面210做成抛光面。
进一步地，如图1和图2所示，所述光源100为两组，分别对称固定在背板200两侧的侧壁上。这样，设定背板200两侧的LED灯中心点发出的垂直于LED发光面的光线与垂直于半椭圆曲面长轴且穿过的焦点的直线相交于椭圆的曲面上，通过两侧的光源为双侧入光，符合对称，这样从出光面出射的光强就能比较均匀的分布。
进一步地实施例，所述半椭圆曲面210可与所述背板200一体成型设置。
基于上述实施例，本发明还提供了一种LCD装置，包括上述实施例所述的背光模组。
综上所述，本发明所提供的无导光板的背光模组及LCD装置，由于采用了所述光源100设置在背板两侧的位置为使光源中心的垂线与垂直于半椭圆曲面长轴且穿过焦点的直线相交于所述半椭圆曲面上，并且所述光源的1/2光强线相交于半椭圆曲面的端点处，其可将光源均匀发散出，并能提高光的利用效率，并可减少传统LCD中的导光板，从而节约成本，可以实现整机的重量的降低，实现薄型化，并且结构简单，容易实现。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种无导光板的背光模组，包括光源和背板，所述背板的两侧设置有侧壁，所述光源固定在背板两侧的侧壁上，其特征在于，所述背板的中部设置有用于反射光线的半椭圆曲面，所述光源的中心垂线与垂直于所述半椭圆曲面的长轴且穿过焦点的直线相交于半椭圆曲面上，并且所述光源的1/2光强线穿过所述半椭圆曲面的近端点。
2.根据权利要求1所述的无导光板的背光模组，其特征在于，所述半椭圆曲面由所述背板的中部向上隆起形成。
3.根据权利要求1所述的无导光板的背光模组，其特征在于，所述半椭圆曲面的外表面为半椭圆柱面形状的反光面。
4.根据权利要求1所述的无导光板的背光模组，其特征在于，所述光源的中心垂线与1/2光强线成60±5度夹角。
5.根据权利要求1所述的无导光板的背光模组，其特征在于，所述半椭圆曲面以椭圆的长轴为剖面线对半切开设置在所述背板上形成。
6.根据权利要求1所述的无导光板的背光模组，其特征在于，所述半椭圆曲面的外表面涂有银反射材料。
7.根据权利要求1所述的无导光板的背光模组，其特征在于，所述光源为LED灯。
8.根据权利要求1所述的无导光板的背光模组，其特征在于，所述半椭圆曲面与所述背板一体成型设置。
9.一种LCD装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的背光模组。
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