CN102588828A - 拼板式背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拼板式背光模组，其与液晶模块组成大尺寸薄型化液晶显示屏，其依次包括背板、反射片、导光模块、光源、混光空间、扩散板及光学膜片，导光模板和扩散板之间设有两个以上支撑定位柱，导光模块、支撑定位柱、扩散板和光学膜片固定在背板上，光学膜片贴附在扩散板上。所述的导光模块是由两个以上导光板拼接组成，光源设在导光板外侧或两个导光板之间。通过两个以上较小尺寸的导光板拼接并搭配侧入式光源，组合成大尺寸平面导光模块；通过在扩散板的入光面上设有对应导光板拼接线斑分布的反射点，出光面上设有凸起，进行光源混光以实现背光模块的薄型化设计。

Description

拼板式背光模组

技术领域

本发明涉及液晶显示屏技术领域，特别涉及拼板式背光模组。

技术背景

目前，平面显示器应用的液晶模块多采用TFT-LCD技术。TFT-LCD为非主动式发光显示，通常由白光背光模组（Backlight Module）提供均匀的系统亮度，再透过TFT-LCD液晶面板的彩色滤光膜（Color Filter）获得丰富的色彩显示。现行背光模块主要分为直下式背光和侧入式背光。

侧入式的缺点：受制程工艺限制，导光板难以大尺寸应用；现行大尺寸导光板厚，原材耗费量大，质量重；薄型大尺寸导光板工艺良率低，成本昂贵。

直下式的缺点：受LED点光源的混光空间限制，难以薄型化；需要使用大量光学膜片，才能解决混光问题。

拼接式的难点：需要大量扩散板等光学膜片才能解决拼接线斑（Mura）问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组成大尺寸薄型化液晶显示屏的拼板式背光模组。

本发明一种拼板式背光模组，其与液晶模块组成大尺寸薄型化液晶显示屏，其依次包括背板、反射片、导光模块、光源、混光空间、扩散板及光学膜片，导光模板和扩散板之间设有两个以上支撑定位柱，导光模块、支撑定位柱、扩散板和光学膜片固定在背板上，光学膜片贴附在扩散板上，所述的导光模块是由两个以上导光板拼接组成，光源设在导光板外侧或两个导光板之间。

所述的导光板包括立面、一个反射面、一个出光面，反射面与出光面平行，立面与反射面、出光面垂直；立面包括一个以上入光面和侧面，所述光源设在入光面侧旁。

所述的两块以上的导光板通过立面拼接而成，拼接方式为立面直接拼接或立面之间设有间隙拼接。

所述的导光板和支撑定位柱的材质包括PMMA、PC、PS、MS或透光率>80%的有机高分子材料，导光板的厚度为0.5~6mm。

所述的光源包括CCFL、LED或Laser。

所述的光学膜片包括扩散片、扩散膜、增亮片、增亮膜。

所述的扩散板包括入光面和出光面，入光面上设有反射点，反射点对应导光板拼接的线斑分布，并以对应拼接的斑线为中心线向两侧缩小扩散分布；出光面为平面、或设有凸起。

所述的反射点对应导光板拼接的线斑分布方式包括以拼接线斑为中心线由近至远，反射点尺寸固定间距增大、反射点尺寸减小间距固定、或反射点尺寸减小间距增大。

本发明采用以上技术方案，通过两个以上较小尺寸的导光板拼接并搭配侧入式光源，组合成大尺寸平面导光模块；通过在扩散板的入光面上设有对应导光板拼接线斑分布的反射点，出光面上设有凸起，进行光源混光以实现背光模块的薄型化设计。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明：

图1是本发明拼板式背光模组的结构示意图；

图2是本发明拼板式背光模组的导光板结构图；

图3是本发明拼板式背光模组的导光模块导光板拼接方式示意图之一；

图4是本发明拼板式背光模组的导光模块导光板拼接方式示意图之二；

图5是本发明拼板式背光模组的扩散板结构示意图；

图6是本发明扩散板入光面反射点对应导光板拼接的线斑分布示意图。

具体实施方式

如图1或2所示，本发明一种拼板式背光模组，其与液晶模块1组成大尺寸薄型化液晶显示屏，其依次包括背板2、反射片3、导光模块4、光源5、混光空间6、扩散板7及光学膜片8，导光模块4和扩散板7之间设有两个以上支撑定位柱9，导光模块4、支撑定位柱9、扩散板7和光学膜片8固定在背板2上，光学膜片8贴附在扩散板7上，所述的导光模块4是由两个以上导光板40拼接组成，光源5设在导光板40外侧或两个导光板40之间。

如图2所示，所述的导光板40包括立面41、一个反射面42、一个出光面43，反射面42与出光面43平行，立面41与反射面42、出光面43垂直；立面41包括一个以上入光面411和侧面412，所述光源5设在入光面411侧旁。

如图3或4所示，所述的两块以上的导光板40通过立面41拼接而成，拼接方式为立面41直接拼接或立面41之间设有间隙拼接。

所述的导光板40和支撑定位柱9的材质包括PMMA、PC、PS、MS或透光率>80%的有机高分子材料，导光板40的厚度为0.5~6mm。

所述的光源5包括CCFL、LED或Laser。

所述的光学膜片8包括扩散片、扩散膜、增亮片、增亮膜。

如图5或6所示，所述的扩散板7包括入光面71和出光面72，入光面上设有反射点73，反射点73对应导光板拼接的线斑74分布，并以对应拼接的斑线74为中心线向两侧缩小扩散分布；出光面72为平面、或设有凸起75。

如图6所示，所述的反射点73对应导光板40拼接的线斑74分布方式包括以拼接线斑74为中心线由近至远，反射点73尺寸固定间距增大、反射点尺寸减小间距固定、或反射点尺寸减小间距增大。

    下面进一步详细说明：

1、通过较小尺寸导光板40的立面有序拼接，再搭配侧入式光源5，组合成大尺寸平面导光模块4。

1）导光板(LGP)40

导光板40的材质包括PMMA、PC、PS、MS或其它透光率>80%的有机高分子材料，厚度为0.5~6mm。

导光板40的结构包含入光面411、反射面42、出光面43和侧面412、即非入光面；

导光板40包含至少一个入光面411，与光源5搭配；

导光板40包含一个反射面42，反射面42上设有光学反射网点；

导光板40包含一个出光面43，出光面43为相对于反射面42的平面；

导光板40的出光面43和反射面42的几何形状完全相同，可以是规则的多边形或不规则的异形；

导光板40包含零个、一个或复数个侧面412，侧面412可以搭配反射率>80%的反射片，也可以不搭配反射片；

入光面411和侧面412均与出光面43垂直，出光面43与反射面42平行。

2）导光模块(LGM)4

导光模块4是导光板40有序拼接的组合体；

导光板40之间通过侧面412进行拼接；

导光板40可以是直接拼接，也可以是间距拼接，其间距范围受M-BLU的混光空间限制；

导光模块4的光学反射网点设计分为两种形式，一是公版设计，即每块导光板40的网点设计与光学效果都相同，其构成的导光模块4未必具有最佳的光学效果，但简化了制造和组装的工艺；二是模块化设计，即综合考虑侧入式光源5与导光模块4的整体特性进行光学网点的排布设计，使导光模块4达到最优化的光学效果。

3）光源(Light Source)5

光源5包括CCFL、LED、Laser或其它形式光源，其中LED可以是High Power LED；

光源5设置于导光板40的入光面411，为侧入式光源；

光源5分布于导光模块4的周边、内部或兼有二者。

2、平面导光模块搭配光学膜片得到M-BLU。 

1） M-BLU的关键组件与功能

M-BLU架构包含背板2、反射片3、支撑定位柱9、导光模块4、光源5、扩散板7和光学膜片8；

背板2用于放置和固定光源5、导光模块4、支撑定位柱9和光学膜片8，在某些特殊的背光模块机构设计中，可不含背板；

支撑定位柱9为PMMA、PC、PS或其它透光率>80%的有机高分子材质，用于导光板40的定位和光学膜片8的支撑；

光源5、导光模块4和反射片7构成平面光源模组(Flat Light Source Module, FLSM)；

反射片3置于导光模块4的反射面下方；

扩散板7用于平面光源间的混光以及对光学膜片8的支撑；

光学膜片8包括各种扩散片（膜）和增亮片（膜）的任意组合形式。

2） M-BLU的混光机制

M-BLU的光源是平面光源模组(FLSM)，属平面光源之间的混光。

利用导光板拼接技术和侧入式光源的结合，得到平面光源模组，应用于直下式架构中，通过适当的混光空间，得到出光均匀的背光模组；

混光空间6的高度为导光模块4的出光面至扩散板7的入光面的距离；

混光空间6的高度(H)与平面导光模块4中导光板40之间的间距(P)共同影响M-BLU的混光效果，H/P值越大，则混光效果越好；

在满足混光要求的情况下，P越小，H也可相应减小，即减小M-BLU厚度；

当LGP间距为0~20mm时，拼接处（LGP间）会产生亮带，形成Mura；

适当的混光空间高度可以减弱或消除Mura；

扩散板7和光学膜片8的搭配使用可以减弱或消除Mura，缩小混光空间6高度；

带有光学反射图形的扩散板7可以减弱或消除Mura，缩小混光空间6的高度；

带有特殊扩散结构的扩散板7可以减弱或消除Mura，缩小混光空间的高度；

特殊扩散结构与光学反射图形均可通过光学仿真软件（如Lighttools、TracePro）进行设计模拟。

3、通过在扩散板7入光面印刷光学反射图形（Ref-Pattern），解决M-BLU的Mura问题，降低混光空间的高度。 

1）带有光学反射图形的扩散板（P-DP） 

通过油墨印刷工艺在扩散板7的入光面71涂布光学反射图形（Ref-Pattern）； Ref-Pattern采用光反射率>70%、透光率为0～30%的油墨材料；Ref-Pattern在扩散板上的涂布厚度<2mm，可以具有一定的凸面曲率； Ref-Pattern可以是任意几何形状。 

   扩散板7的出光面72可以是平面或带有微结构设计的表面，微结构包括Micro Lens、Lenticular Lens、Prism或其它结构形态，出光面72微结构设计可以提升混光效果。

 2） P-DP的混光机制

FLSM与P-DP之间的空间为混光空间6；

P-DP的Ref-Pattern对FLSM的Mura产生的入射光进行反射扩散，减弱Mura影响，被Ref-Pattern所反射的光线通过FLSM的二次反射，从P-DP入光面无Ref-Pattern的位置射入，并从出光面射出，提升了M-BLU的平面出光均匀性。

 3） P-DP的Ref-Pattern设计

P-DP通过调整Ref-Pattern的Size、Pitch以及分布路径，解决不同形式的Mura。

Ref-Pattern的变化规则是：沿Mura由亮至暗的方向， Ref-Pattern的密度由大至小变化，即Ref-Pattern沿垂直于LGP直接拼接所产生的亮带的方向进行一维变化。

Ref-Pattern变化的方式包括：

、固定Size：即Ref-Pattern的Size固定，沿垂直于LGP直接拼接所产生的亮带的方向，距离Mura的中心越近， Ref-Pattern之间的Pitch越小，距离Mura的中心越远， Ref-Pattern之间的Pitch越大；

、固定Pitch：即Ref-Pattern的Pitch固定，沿垂直于LGP直接拼接所产生的亮带的方向，距离Mura的中心越近， Ref-Pattern的Size越大，距离Mura的中心越远， Ref-Pattern的Size越小；

、Size与Pitch协调变化：即当异形LGP拼接产生的亮带Mura形态较不规则时，沿垂直于LGP直接拼接处亮带的方向，Ref-Pattern的Size与Pitch作协调变化。

、辐射状变化：即当多块LGP拼接的交汇处产生亮点或暗点Mura时，沿Mura（视作圆形光斑）的法线方向， Ref-Pattern呈辐射状变化，包括固定Size、固定Pitch以及Size与Pitch作协调变化等多种变化方式。 

 4、通过在扩散板7入光面71压印特殊扩散结构（Dif-Structure），解决M-BLU的Mura问题，降低混光空间的高度。 

1）带有特殊扩散结构的扩散板（S-DP）

通过压印或辊压工艺在扩散板的入光面印制特殊扩散结构(Dif-Structure)；

S-DP为一体成型，材质均一；

S-DP针对光源Mura，在与扩散板7入光面71相对应的局部区域压印Dif-Structure，从而改变扩散板局部的透光率，提高局部雾度，掩饰光源Mura；

Dif-Structure区域的表面结构有别于非Dif-Structure区域，可以是规则几何形状，也可以是无规则形状，可以具有一定的凹面曲率；

Dif-Structure区域与非Dif-Structure区域可以有连续渐变的过渡区；

扩散板7的出光面72可以是平面或带有微结构设计的表面，微结构包括Micro Lens、Lenticular Lens、Prism或其它结构形态，出光面微结构设计可以提升混光效果。

2）S-DP的混光机制

FLSM与P-DP之间的空间为混光空间6；

FLSM的Mura产生的入射光通过S-DP的Dif-Structure区域时，先被入光面的Dif-Structure作一次扩散，再被出光面的微结构作二次扩散，从而减弱Mura对应区域的光强，并对非Dif-Structure区域的光线进行补强，从而提升M-BLU的平面出光均匀性。

 3）S-DP的Dif-Structure设计 

S-DP通过调整Dif-Structure的Size、Pitch以及分布路径，解决不同形式的Mura。Dif-Structure的变化规则是：沿Mura由亮至暗的方向， Dif-Structure的密度由大至小变化，即Dif-Structure沿垂直于LGP直接拼接所产生的亮带的方向进行一维变化。 

Dif-Structure变化的方式包括： 

、固定Size：即Dif-Structure的Size固定，沿垂直于LGP直接拼接所产生的亮带的方向，距离Mura的中心越近， Dif-Structure之间的Pitch越小，距离Mura的中心越远， Dif-Structure之间的Pitch越大；

、固定Pitch：即Dif-Structure的Pitch固定，沿垂直于LGP直接拼接所产生的亮带的方向，距离Mura的中心越近， Dif-Structure的Size越大，距离Mura的中心越远， Dif-Structure的Size越小； 

、Size与Pitch协调变化：即当异形LGP拼接产生的亮带Mura形态较不规则时，沿垂直于LGP直接拼接处亮带的方向，Dif-Structure的Size与Pitch作协调变化；

、辐射状变化：即当多块LGP拼接的交汇处产生亮点或暗点Mura时，沿Mura（视作圆形光斑）的法线方向， Dif-Structure呈辐射状变化，包括固定Size、固定Pitch以及Size与Pitch作协调变化等多种变化方式； 

、渐变过度： Dif-Structure区域与非Dif-Structure区域有连续渐变的过渡区。

Claims (8)

1.一种拼板式背光模组，其与液晶模块组成大尺寸薄型化液晶显示屏，其依次包括背板、反射片、导光模块、光源、混光空间、扩散板及光学膜片，导光模板和扩散板之间设有两个以上支撑定位柱，导光模块、支撑定位柱、扩散板和光学膜片固定在背板上，光学膜片贴附在扩散板上，其特征在于：所述的导光模块是由两个以上导光板拼接组成，光源设在导光板外侧或两个导光板之间。

2.根据权利要求1所述的拼板式背光模组，其特征在于：所述的导光板包括立面、一个反射面、一个出光面，反射面与出光面平行，立面与反射面、出光面垂直；立面包括一个以上入光面和侧面，所述光源设在入光面侧旁。

3.根据权利要求2所述的拼板式背光模组，其特征在于：所述的两块以上的导光板通过立面拼接而成，拼接方式为立面直接拼接或立面之间设有间隙拼接。

4.根据权利要求1所述的拼板式背光模组，其特征在于：所述的导光板和支撑定位柱的材质包括PMMA、PC、PS、MS或透光率>80%的有机高分子材料，导光板的厚度为0.5~6mm。

5.根据权利要求1所述的拼板式背光模组，其特征在于：所述的光源包括CCFL、LED或Laser。

6.根据权利要求1所述的拼板式背光模组，其特征在于：所述的光学膜片包括扩散片、扩散膜、增亮片、增亮膜。

7.根据权利要求1所述的拼板式背光模组，其特征在于：所述的扩散板包括入光面和出光面，入光面上设有反射点，反射点对应导光板拼接的线斑分布，并以对应拼接的斑线为中心线向两侧缩小扩散分布；出光面为平面、或设有凸起。

8.根据权利要求7所述的拼板式背光模组，其特征在于：所述的反射点对应导光板拼接的线斑分布方式包括以拼接线斑为中心线由近至远，反射点尺寸固定间距增大、反射点尺寸减小间距固定、或反射点尺寸减小间距增大。

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