CN102606955B - 背光模组及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组及液晶显示器，背光模组包括光源；导光板，包括入光面以及所述导光板内部设置的镂空结构，所述光源靠近所述导光板的入光面，所述镂空结构由具有一定夹角的两空气薄层组成，并对应所述光源，所述两空气薄层分别为第一镂空层和第二镂空层；一垂直方向是垂直于所述入光面，所述第一镂空层与所述垂直方向之间具有第一倾斜角度；所述第二镂空层层与所述垂直方向之间具有第二倾斜角度。本发明避免了亮暗不均的现象。

Description

背光模组及液晶显示器

【技术领域】

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种背光模组及液晶显示器。

【背景技术】

随着液晶显示屏轻薄化发展的趋势，其所需的发光二极管（Light Emitting Diode，LED）颗数越来越少。

请参阅图1，在侧入光式LED背光模组中，LED颗数减小，导致LED之间距离P'增加。从LED11'出射的光线进入导光板12'后，由于导光板12'密度与空气密度不一样，一般小于空气密度，因此会对光线产生折射作用。

从LED11'出射的光线，有一部分垂直进入所述导光板12'，该垂直入射光线的张角为θ_air=90度。该部分光线进入所述导光板12'后，张角减小为θ_LGP=arcsin(1/nLGP)，显然θ_LGP＜90°。

而对于集中在垂直入射光线周围的光线而言，θ_LGP越小，在背光模组的混光距离d不变情况下，将会导致该部分光线集中分布在导光板12'中的某一范围内，进而导致导光板12'出现亮暗不均（hotspot）现象。

故，有必要提供一种背光模组及液晶显示器，以解决现有技术所存在的问题。

【发明内容】

本发明的一个目的在于提供一种背光模组，以解决现有导光板所存在亮暗不均现象的技术问题。

为解决上述问题，本发明构造了一种背光模组，所述背光模组包括：

光源；

导光板，包括入光面以及所述导光板内部设置的镂空结构，所述光源靠近所述导光板的入光面，所述镂空结构由具有一定夹角的两空气薄层组成，并对应所述光源，所述两空气薄层分别为第一镂空层和第二镂空层；

其中，一垂直方向是垂直于所述入光面，所述第一镂空层与所述垂直方向之间具有第一倾斜角度；所述第二镂空层层与所述垂直方向之间具有第二倾斜角度。

在本发明的背光模组中，所述第一倾斜角度β1满足：β1＜45°－θ_LGP/2；

其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。

在本发明的背光模组中，所述第二倾斜角度β2满足：β2＜45°－θ_LGP/2；

其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。

在本发明的背光模组中，所述第一镂空层和所述第二镂空层为中空的平面层或者中空的曲面层。

在本发明的背光模组中，所述镂空结构沿着所述导光板厚度方向具有一镂空深度D，所述镂空结构与所述背光模组的混光线具有一最短距离L，所述镂空结构在所述混光线的最小出射张角δ，所述镂空深度D、所述最短距离L以及所述最小出射张角δ满足以下公式：

sinδ≤n_LGP×sin(atan(L/D))，其中，n_LGP为所述导光板的折射率。

本发明的另一个目的在于提供一种液晶显示器，以解决现有导光板所存在亮暗不均现象的技术问题。

为解决上述问题，本发明构造了一种液晶显示器，包括背光模组，所述背光模组包括：

光源；

导光板，包括入光面以及所述导光板内部设置的镂空结构，所述光源靠近所述导光板的入光面，所述镂空结构由具有一定夹角的两空气薄层组成，并对应所述光源，所述两空气薄层分别为第一镂空层和第二镂空层；

其中，一垂直方向是垂直于所述入光面，所述第一镂空层与所述垂直方向之间具有第一倾斜角度；所述第二镂空层层与所述垂直方向之间具有第二倾斜角度。

在本发明的液晶显示器中，所述第一倾斜角度β1满足：β1＜45°－θ_LGP/2；

其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。

在本发明的液晶显示器中，所述第二倾斜角度β2满足：β2＜45°－θ_LGP/2；

其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。

在本发明的液晶显示器中，所述第一镂空层和所述第二镂空层为中空的平面层或者中空的曲面层。

在本发明的液晶显示器中，所述镂空结构沿着所述导光板厚度方向具有一镂空深度D，所述镂空结构与所述背光模组的混光线具有一最短距离L，所述镂空结构在所述混光线的最小出射张角δ，所述镂空深度D、所述最短距离L以及所述最小出射张角δ满足以下公式：

sinδ≤n_LGP×sin(atan(L/D))，其中，n_LGP为所述导光板的折射率。

本发明相对于现有技术，通过在导光板内部设置镂空结构，该镂空结构对应光源，包括有第一镂空层和第二镂空层，该镂空结构将垂直入射光线以及集中在垂直入射光线周围的光线进行反射，使得该部分光线呈散射效果，避免集中分布在导光板的某一区域，进而避免出现亮暗不均的现象，保证了液晶显示器的画面显示质量。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1为现有技术中背光模组的结构示意图；

图2为本发明中背光模组的第一较佳实施例结构示意图；

图3为图2的俯视结构示意图；

图4为图2的侧视结构示意图；

图5为图2中镂空结构对光线的反射效果图；

图6为本发明中背光模组的第二较佳实施例俯视结构示意图。

【具体实施方式】

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。

请参阅图2，图2为本发明中背光模组的第一较佳实施例的结构示意图。

所述背光模组包括光源10以及导光板20，所述导光板20包括有入光面21，所述导光板20内设置有镂空结构22，所述镂空结构22包括相反设置的第一镂空层221和第二镂空层222。

在图2所示的第一较佳实施例中，所述第一镂空层221和所述第二镂空层222具有一定夹角，且均为为中空的平面层，其中间为中空的空气薄层。所述第一镂空层221和所述第二镂空层222垂直于所述导光板20的出光面，且平行于所述导光板20的厚度方向B。

请一并参阅图3，沿着垂直于入光面21的垂直方向A(亦即光的入射方向)，所述第一镂空层221具有第一倾斜角β1，所述第二镂空层222具有第二倾斜角β2。其中，所述第一倾斜角β1和第二倾斜角β2倾斜角度相反。具体说来，所述第一倾斜角β1是形成于垂直方向A与第一镂空层221之间，所述第二倾斜角β2是形成于垂直方向A与第二镂空层222之间。

更具体的，沿着所述垂直方向A进入所述导光板20的光线具有一折射角度θ_LGP（图未标示，可参阅图1），所述第一倾斜角度β1满足以下公式(1)：

β1＜45°－θ_LGP/2                (1)

在该条件下，所述第一镂空层221可对接收到的光线进行反射。其中，该光线来自于所述镂空结构22对应的光源10。而且该光线为射向所述镂空结构22的垂直入射光线以及集中在垂直入射光线周围的光线，上述光线经所述镂空结构22的第一镂空层221反射后，呈散射效果，以扩大每一光源10的入射光的分布范围，因而可以避免上述光线在所述导光板20的分布过于集中。

其中，所述导光板20的折射率可大于

更具体的，所述第二倾斜角度β2满足以下公式(2)：

β2＜45°－θ_LGP/2                   (2)

在该条件下，所述第二镂空层222可对接收到的光线进行反射。其中，该光线来自于所述镂空结构22对应的光源10。而且该光线为射向所述镂空结构22的垂直入射光线以及集中在垂直入射光线周围的光线，上述光线经所述镂空结构22的第二镂空层222反射后，呈散射效果，因而可以避免上述光线在所述导光板20的分布过于集中。

请继续参阅图3，所述镂空结构22相对所述导光板20的入光面21的最大距离H小于所述背光模组的混光距离d。所述镂空结构22沿着方向A具有一反射长度H'，所述反射长度H'小于所述背光模组的混光距离d，以保证所述镂空结构22能够在光线混合之前对光线进行反射。

请参阅图4，图4为图2所示的背光模组的第一较佳实施例的侧视图。

所述镂空结构22沿着方向B具有一镂空深度D，所述镂空结构22与所述背光模组的混光线Q（即相邻光源出射的光线的交叉点所在的直线）具有一最短距离L，所述镂空结构22在所述混光线Q具有一最小出射张角δ，所述镂空深度D、所述最短距离L以及所述最小出射张角δ满足以下公式(3)：

sinδ≤n_LGP×sin(atan(L/D))                   (3)

其中，n_LGP为所述导光板的折射率。

所述镂空深度D、所述最短距离L以及所述最小出射张角δ满足上述公式后，可以有效的防止沿最小出射张角δ方向看到所述镂空结构22，从而保证所述背光模组的发光效果。

在图4所示的实施例中，所述镂空深度D小于所述导光板20的厚度。在具体实施过程中，所述镂空深度D还可以等于所述导光板20的厚度，此处不一一列举。

本实施例中，通过调节所述镂空结构22的第一倾斜角β1、第二倾斜角β2，反射长度H以及相对所述光源10的位置，可以有效的避免亮暗不均的现象。

其中，反射长度H'，相邻镂空结构22间的间距P，以及第一倾斜角β1或者第二倾斜角β2满足以下关系：

tanβ1＜P/2H’或者tanβ2＜P/2H’。

满足上述条件后，可以使得垂直入射光线及集中在其周围的光线被所述镂空结构22反射后不会射到相邻的镂空结构22上。

图2至图4所示的第一较佳实施例的工作原理为：

请一并参阅图5，在本实施例中，所述第一镂空层221和所述第二镂空层222可形成V形结构。从所述光源10出射的光线进入所述导光板20，进入所述导光板20后的光线中，当入射光线进入内的张角θ小于θ_LGP时，以所述第二镂空层222为例，具有较小角度的光线L1会被第二镂空层222的空气层全反射，穿过镂空结构22之间的间隙的光线L2会直接往前自由传播，而具有较大的角度的光线L3可接近垂直方向打在邻近的第一镂空层221或第二镂空层222的空气层上，并以高的透射率（大于92%）透过空气层往前传播。

显然，光线可经所述镂空结构22反射后呈散射效果，避免集中分布在导光板的某一区域，避免出现亮暗不均的现象。

请参阅图6，图6为本发明中背光模组的第二较佳实施例的俯视结构示意图。

在该第二较佳实施例中，所述第一镂空层221和所述第二镂空层222为曲面，具体来说，所述第一镂空层221和所述第二镂空层222可形成抛物面或U形结构，该抛物面上任意一点的切线与方向A的夹角为βi（图未标示），其中βi≤β，以防止射向所述镂空结构22的光线被所述镂空结构22反射回所述导光板20的入射面21。

鉴于图6所示的第二较佳实施例与图2所示的第一较佳实施例类似，此处不再详细的描述该第二较佳实施例的工作原理。

本发明还提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包括液晶显示面板(未显示)及本发明提供的背光模组，鉴于所述背光模组在上文已有详细的描述，此处不再赘述。

本发明通过在导光板内部设置镂空结构，该镂空结构对应光源，包括有第一镂空层和第二镂空层，该镂空结构将垂直入射光线以及集中在垂直入射光线周围的光线进行反射，使得该部分光线呈散射效果，避免集中分布在导光板的某一区域，进而避免出现亮暗不均的现象，保证了液晶显示器的画面显示质量。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种背光模组，包括： 

光源； 

导光板，包括入光面以及所述导光板内部设置的镂空结构，所述光源靠近所述导光板的入光面，所述镂空结构由具有一定夹角的两空气薄层组成，每一光源一一对应设置一镂空结构，所述两空气薄层分别为第一镂空层和第二镂空层；其中，一垂直方向是垂直于所述入光面，所述第一镂空层与所述垂直方向之间具有第一倾斜角度；所述第二镂空层与所述垂直方向之间具有第二倾斜角度，其特征在于， 

所述第一倾斜角度β1满足：β1＜45°-θ_LGP/2；其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。 

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第二倾斜角度β2满足：β2＜45°-θ_LGP/2； 

其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。 

3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述镂空结构沿着所述导光板厚度方向具有一镂空深度D，所述镂空结构与所述背光模组的混光线具有一最短距离L，所述镂空结构在所述混光线的最小出射张角δ，所述镂空深度D、所述最短距离L以及所述最小出射张角δ满足以下公式： 

sinδ≤n_LGP×sin(atan(L/D))，其中，n_LGP为所述导光板的折射率，所述混光线为相邻光源出射的光线的交叉点所在的直线。 

4.一种液晶显示器，包括液晶显示面板及背光模组，所述背光模组包括： 

光源； 

导光板，包括入光面以及所述导光板内部设置的镂空结构，所述光源靠近所述导光板的入光面，所述镂空结构由具有一定夹角的两空气薄层组成，每一光源一一对应设置一镂空结构，所述两空气薄层分别为第一镂空层和第二镂空层； 

其中，一垂直方向是垂直于所述入光面，所述第一镂空层与所述垂直方向之间具有第一倾斜角度；所述第二镂空层与所述垂直方向之间具有第二倾斜角度，其特征在于， 

所述第一倾斜角度β1满足：β1＜45°-θ_LGP/2；其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。 

5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，所述第二倾斜角度β2满足：β2＜45°-θ_LGP/2； 

其中，θ_LGP为沿所述垂直方向进入所述导光板的光线的折射角度。 

6.根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，所述镂空结构沿着所述导光板厚度方向具有一镂空深度D，所述镂空结构与所述背光模组的混光线具有一最短距离L，所述镂空结构 在所述混光线的最小出射张角δ，所述镂空深度D、所述最短距离L以及所述最小出射张角δ满足以下公式： 

sinδ≤n_LGP×sin(atan(L/D))，其中，n_LGP为所述导光板的折射率，所述混光线为相邻光源出射的光线的交叉点所在的直线。