CN102620199A - 背光模块以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背光模块及液晶显示装置，包括：导光板、设置在导光板的一侧的基座、设置在基座上的光源以及用于将光源发出的光反射到导光板的入光面上的反射元件，反射元件包括相连的反射曲面及第一反射平面。本发明的背光模块及液晶显示装置具有较高的耦光效率。

Description

背光模块以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别是涉及一种可提高耦光效率的背光模块以及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶面板及背光模块(backlight module)。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光(Side-light type)背光模块与直下式入光(Direct-light type)背光模块两种。
如图1所示，图1为一种现有侧向式入光的背光模块的结构示意图。其中背光模块包括导光板101、光源102、反射元件103、基座104、反射片105、背板106以及光源反射片107，反射元件103通常为倾斜的反射面。通过使用光学模拟软件进行光学模拟发现，采用上述反射元件103时，被反射元件103所反射的部分光线无法直接进入导光板101，而有部分光线反射回光源102，导致背光模块的耦光效率有较大损失(耦光效率的损失大于15％)。
故，有必要提供一种背光模块及液晶显示装置，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明提供一种背光模块及液晶显示装置，其具有包括反射曲面和反射平面的反射元件，该反射元件提高了背光模块的耦光效率，解决了现有背光模块及液晶显示装置的耦光效率较低的技术问题。
本发明涉及一种背光模块，其中所述背光模块包括：导光板；基座，设置在所述导光板的一侧；光源，设置在所述基座上；以及反射元件，用于将所述光源发出的光反射到所述导光板的入光面上，所述反射元件包括相连的反射曲面及第一反射平面。
在本发明所述的背光模块中，所述第一反射平面平行于所述导光板的所述入光面，所述反射曲面包括一曲线斜率逐渐减小的截面曲线。
在本发明所述的背光模块中，所述反射元件包括依次相连的第一反射平面、反射曲面以及第二反射平面。
在本发明所述的背光模块中，所述反射曲面具有第一曲率半径及第二曲率半径，所述第一曲率半径靠近所述导光板，所述第二曲率半径远离所述导光板，所述第二曲率半径大于所述第一曲率半径。
在本发明所述的背光模块中，所述第一反射平面和所述第二反射平面之间的夹角大于90度。
在本发明所述的背光模块中，所述截面曲线的曲线斜率变化率小于0.7。
在本发明所述的背光模块中，所述截面曲线的曲线斜率的最大值为2至2.5，所述截面曲线的曲线斜率的最小值为0.25至0.3。
在本发明所述的背光模块中，所述第一反射平面的高度与所述反射曲面的高度的比值为0.9至1.1。
在本发明所述的背光模块中，所述第一反射平面的高度与所述反射曲面的高度的比值为0.9至1.1，所述反射曲面的高度与所述第二反射平面的高度的比值为9至11。
本发明还涉及一种液晶显示装置，其中包括显示面板；以及背光模块，包括：导光板；基座，设置在所述导光板的一侧；光源，设置在所述基座上；以及反射元件，用于将所述光源发出的光反射到所述导光板的入光面上，所述反射元件包括相连的反射曲面及第一反射平面。
实施本发明的背光模块及液晶显示装置，具有以下有益效果：通过设置具有包括反射曲面和反射平面的反射元件，提高了背光模块的耦光效率，解决了现有背光模块及液晶显示装置耦光效率较低的技术问题。
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为一种现有侧向式入光的背光模块的结构示意图；
图2为本发明的背光模块的第一优选实施例的结构示意图；
图3为本发明的背光模块的第一优选实施例的反射元件的结构示意图；
图4为本发明的背光模块的第一优选实施例的截面曲线的示意图；
图5为本发明的背光模块的第二优选实施例的结构示意图；
图6为本发明的背光模块的第二优选实施例的反射元件的结构示意图。
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。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图2，图2为本发明的背光模块的第一优选实施例的结构示意图，其中背光模块包括导光板201、基座204、光源202、反射元件203、反射片205、背板206以及光源反射片207，其中导光板201设置在背板206上，用于引导光源的光线；基座204设置在导光板201的一侧；基座204上设置有光源202，用于发光至导光板201内，并由导光板201来引导出光，其中光源202的出光面是约垂直与导光板的入光面；反射元件203设置在导光板201的入光侧，用于将光源202发出的光反射到导光板201的入光面上；反射片205用以反射行进至导光板201的光反射面上的光线，光源反射片207用于将射向光源侧壁的光线反射出光源。在本实施例中，反射元件203包括相连的反射曲面2032和第一反射平面2031(如图2所示的光源202以上的部分)。
该反射元件203的具体结构如图3所示，图3为本发明的背光模块的第一优选实施例的反射元件的结构示意图。参照图2和图3，反射元件203包括第一反射平面2031和反射曲面2032。第一反射平面2031平行于导光板201的入光面，反射曲面2032包括一曲线斜率逐渐减小的截面曲线(以图3所示的坐标系为准)，该截面曲线所在平面同时垂直于光源202的出光面和导光板201的入光面，第一反射平面2031和反射曲面2032在光源202的上方平滑连接(即第一反射平面2031与上述截面曲线的曲线斜率最大的一端对应的反射曲面2032连接)，其中该截面曲线的起始曲线斜率(即最大曲线斜率)为2至2.5，截面曲线的结束曲线斜率(即最小曲线斜率)为0.25至0.3，截面曲线的曲线斜率变化率小于0.7。同时如图3所示第一反射平面2031的高度H1与反射曲面2032的高度H2的比值H1/H2为0.9至1.1。
请参照图4，图4为本发明的背光模块的第一优选实施例的截面曲线的示意图。在本实施例中，反射曲面2032可为抛物曲面，其可具有第一曲率半径R1及第二曲率半R2，所述第一曲率半径R1是靠近所述导光板201的入光面，所述第二曲率半径R2是远离所述导光板201的入光面，其中第二曲率半径R2是大于第一曲率半径R1。又如图4所示，在本实施例中，反射曲面2032的截面曲线可表示为如下公式1(以图3所示的坐标系为准)：
y＝-0.5185x2+0.7964x+2.2601(1)。
本优选实施例的背光模块使用时，如图2和图3所示，反射元件203由第一反射平面2031和反射曲面2032组合而成的反射面，使得光源202的光线经该反射元件203反射后，绝大多数的光线均反射到导光板201的入光面上。通过设置反射曲面2032的相应截面曲线的起始曲线斜率、结束曲线斜率以及曲线斜率变化率，使得反射曲面2032能够达到较佳的反射效果。通过设置第一反射平面2031和反射曲面2032的高度比H1/H2，使得第一反射平面2031和反射曲面2032可以达到较佳的配合，不会由于第一反射平面2031过长或过短影响反射曲面2032的反射效果。同时反射曲面2032的相应截面曲线的种类不局限于截面曲线的次数，只要反射曲面2032的相应截面曲线为满足上述条件的多次曲线(例如二次曲线)，该反射元件203均可实现本发明的背光模块。
请参照图5，图5为本发明的背光模块的第二优选实施例的结构示意图，其中第二优选实施例和第一优选实施例的区别在于，所述背光模块包括反射元件403，反射元件403包括依次相连的第一反射平面4031(如图2所示的光源202以上的部分)、反射曲面4032以及第二反射平面4033，其中第二反射平面4033是延伸于反射曲面4032的切线上。
该反射元件403的具体结构如图6所示，图6为本发明的背光模块的第二优选实施例的反射元件的结构示意图。参照图5和图6，第一反射平面4031平行于导光板201的入光面，反射曲面4032包括一曲线斜率逐渐减小的截面曲线(以图6所示的坐标系为准)，第一反射平面4031、反射曲面4032和第二反射平面4033在光源202的上方平滑连接(即第一反射平面4031与上述截面曲线的曲线斜率最大的一端对应的反射曲面4032连接，第二反射平面4033与上述截面曲线的曲线斜率最小的一端对应的反射曲面4032连接)，其中该截面曲线的起始曲线斜率(即最大曲线斜率)为2至2.5，截面曲线的结束曲线斜率(即最小曲线斜率)为0.25至0.3，截面曲线的曲线斜率变化率小于0.7。同时如图6所示第一反射平面4031的高度H1与反射曲面4032的高度H2的比值H1/H2为0.9至1.1，反射曲面4032的高度H2与第二反射平面4033的高度H3的比值H2/H3为9至11。
本优选实施例的背光模块使用时，如图5和图6所示，该反射元件403在第一优选实施例的基础上，针对使用大尺寸的光源202和薄厚度的导光板201的情况，反射元件403增加了第二反射平面4033，该第二反射平面4033在少量的增加反射元件403的高度的同时，将光源202相应的光线尽可能的反射到导光板201的入光面上。在该实施例中，同样通过设置反射曲面4032的相应截面曲线的起始曲线斜率、结束曲线斜率以及曲线斜率变化率，使得反射曲面4032能够达到较佳的反射效果。通过设置第一反射平面4031和反射曲面4032的高度比H1/H2，以及反射曲面4032和第二反射平面4033的高度比H2/H3，使得第一反射平面4031、反射曲面4032以及第二反射平面4033可以达到较佳的配合，不会由于第一反射平面4031的过长或过短影响反射曲面4032的反射效果；第二反射平面4033的高度设置得较小，进一步保证了反射曲面4032可以达到较佳的反射效果。同时反射曲面4032的相应截面曲线的种类不局限于曲线的次数，只要反射曲面4032的相应截面曲线为满足上述条件的多次曲线(例如二次曲线)，该反射元件403均可实现本发明的背光模块。
由于在本实施例中，第二反射平面4033作为反射曲面4032结束端的延伸，因此第二反射平面4033的斜率可小于或等于上述截面曲线的曲线斜率的最小值，且第一反射平面4031和第二反射平面4033之间的夹角θ可大于90度(θ＞90°)，这样既保证了反射曲面4032可达到较佳的反射效果，又使得反射曲面4032和第二反射平面4033可平滑过渡，第二反射平面4033可尽可能的将光源202的光线反射到导光板201的入光面上。
使用光学模拟软件对本发明背光模块进行光学模拟，发现光源202的绝大部分的光线经过反射元件反射后可直接入射到导光板201内部，耦光效率可达到90.5％，较现有的背光模块的耦光效率有较大提升。
本发明还涉及一种液晶显示装置，其中包括显示面板以及背光模块，其中背光模块包括导光板、基座、光源以及反射元件，其中导光板设置在背板上，用于引导光源的光线；基座设置在导光板的入光侧的底部；基座上设置有光源，用于发光至导光板内，并由导光板来引导出光；反射元件设置在导光板的入光侧的顶部，用于将光源发出的光反射到导光板的入光面上，反射元件包括相连的反射曲面及第一反射平面。本发明的液晶显示装置的工作原理和有益效果与上述的背光模块的具体实施例中描述的相同或相似，具体请参见上述背光模块的具体实施例。
由上述可知，本发明的背光模块和液晶显示装置设置同时具有反射曲面和反射平面的反射元件，提高了背光模块的耦光效率，解决了现有背光模块及液晶显示装置耦光效率较低的技术问题。
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 (10)

1.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：
导光板；
基座，设置在所述导光板的一侧；
光源，设置在所述基座上；以及
反射元件，用于将所述光源发出的光反射到所述导光板的入光面上，所述反射元件包括相连的反射曲面及第一反射平面。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一反射平面平行于所述导光板的所述入光面，所述反射曲面包括一曲线斜率逐渐减小的截面曲线。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述反射元件包括依次相连的第一反射平面、反射曲面以及第二反射平面。
4.根据权利要求1或3所述的背光模块，其特征在于，所述反射曲面具有第一曲率半径及第二曲率半径，所述第一曲率半径靠近所述导光板，所述第二曲率半径远离所述导光板，所述第二曲率半径大于所述第一曲率半径。
5.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述第一反射平面和所述第二反射平面之间的夹角大于90度。
6.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述截面曲线的曲线斜率变化率小于0.7。
7.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述截面曲线的曲线斜率的最大值为2至2.5，所述截面曲线的曲线斜率的最小值为0.25至0.3。
8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一反射平面的高度与所述反射曲面的高度的比值为0.9至1.1。
9.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述第一反射平面的高度与所述反射曲面的高度的比值为0.9至1.1，所述反射曲面的高度与所述第二反射平面的高度的比值为9至11。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
显示面板；以及
背光模块，包括：
导光板；
基座，设置在所述导光板的一侧；
光源，设置在所述基座上；以及
反射元件，用于将所述光源发出的光反射到所述导光板的入光面上，所述反射元件包括相连的反射曲面及第一反射平面。
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