CN102644883A - 直下式背光源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直下式背光源，包括发光体、位于发光体下方的反射片、位于反射片下方的背板和位于发光体上方的扩散板，还包括位于扩散板和发光体之间的半透半反层，其中所述半透半反层的反射率大于0、且小于1。采用本发明技术方案，有效减少了直下式背光源的厚度。

Description

直下式背光源
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种直下式背光源。
背景技术
目前，在平板显示(FPD，Flat Panel Display)技术中，由于液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)具备轻薄短小、大幅节省摆放空间等优点，已经逐渐取代阴极射线管显示器(CRT，Cathode Ray Tube)，成为主流的显示器。由于LCD面板本身不发光，必须在LCD面板上加上一个发光源才能使LCD进行图像显示，因此背光源对于LCD来说是必不可少的。
现有技术中，根据背光源在LCD中分布位置的不同，可以将背光源分为侧光式背光源和直下式背光源两种，其中，侧光式背光源置于LCD显示屏的侧方，直下式背光源置于LCD显示屏的下方。侧光式背光源主要通过导光板将条形发光源的光线转换成面光源。
如图1所示，为现有技术中直下式背光源的横切面结构示意图，直下式背光源包括数个平行排列的发光体11、反射片12、背板13和扩散板14，其中，背板13具有支撑作用，发光体11和扩散板14之间的距离称为混光距离，发光体11发出的光线经过混光距离后到达扩散板14，扩散板14将光线进行扩散后形成可以输出的面光源。
当发光体11为发光二极管(LED，Light Emitting Diode)时，由于发光体11的中心亮度较高，边缘亮度较低，若发光体11与扩散板14之间的距离过近，可能使直下式背光源投射到LCD面板上后呈现多条发光亮线或亮斑，导致LCD面板出现光线分布不均匀的现象，严重影响了LCD面板的画面品质，如图2所示，为现有技术中直下式背光源投射到LCD面板上的光线亮度分布示意图，图2中的横轴为投射到LCD面板上的光线的横坐标值，竖轴为光线的亮度值。由图2可以看出，直下式背光源投射到LCD面板上的光线分布不均匀。
针对上述问题，现有技术提出为了保证LCD面板上光线分布均匀，可以增大发光体11和扩散板14之间的混光距离，这就使得直下式背光源的厚度过大，从而导致整个LCD的厚度过大，与现在追求轻、薄的液晶显示器需求背道而驰。
发明内容
本发明实施例提供一种直下式背光源，用以解决现有技术存在的直下式背光源的厚度过大的问题。
本发明实施例技术方案如下：
一种直下式背光源，包括发光体、位于发光体下方的反射片、位于反射片下方的背板和位于发光体上方的扩散板，还包括位于扩散板和发光体之间的半透半反层，其中所述半透半反层的反射率大于0、且小于1。
一种直下式背光源，包括发光体、位于发光体下方的反射片、位于反射片下方的背板和位于发光体上方的扩散板，还包括涂于所述扩散板下表面的表面涂层，所述表面涂层包括呈间隔状的涂层微结构，所述涂层微结构的反射率为1，发光体发出的光线到达涂层微结构后，被涂层微结构反射到所述反射片，经反射片反射的光线经涂层微结构的间隔区出射。
本发明第一技术方案中，直下式背光源不仅包括发光体、反射片、背板和扩散板，还包括位于扩散板和发光体之间的半透半反层，该半透半反层的反射率大于0、且小于1，那么发光体发出的光线到达该半透半反层之后，会有一部分光线进行反射，而另一部分光线进行透射，进行透射的光线经过扩散板扩散后输出，进行反射的光线经过反射片的反射后再到达该半透半反层，使得发光体发出的部分光线在由半透半反层和反射片形成的腔体内进行多次反射以达到充分混合的目的，这就相当于增加了光线在扩散板和发光体之间的作用距离，从而减小了混光距离，即减小了扩散板和发光体之间的距离，也就减小了直下式背光源的厚度，进而减小了整个LCD的厚度。
本发明第二技术方案中，直下式背光源不仅包括发光体、反射片、背板和扩散板，还包括涂于所述扩散板下表面的表面涂层，其中所述表面涂层包括呈间隔状的涂层微结构，涂层微结构的反射率为1，那么发光体发出的光线一部分到达涂层微结构，一部分直接到达扩散板，到达扩散板的光线经过扩散板扩散后输出，到达涂层微结构的光线会被反射到反射片上，经过反射片的反射后再到达涂层微结构之间的间隙或达到涂层微结构，使得发光体发出的部分光线在由扩散板和反射片形成的腔体内进行多次反射以达到充分混合的目的，这就相当于增加了光线在扩散板和发光体之间的作用距离，从而减小了混光距离，即减小了扩散板和发光体之间的距离，也就减小了直下式背光源的厚度，进而减小了整个LCD的厚度。
附图说明
图1为现有技术中，直下式背光源的横切面结构示意图；
图2为现有技术中，直下式背光源投射到LCD面板上的光线亮度分布示意图；
图3为本发明实施例一中，直下式背光源的横切面结构示意图；
图4为本发明实施例一中，直下式背光源实现方式的横切面结构示意图一；
图5为本发明实施例一中，直下式背光源实现方式的横切面结构示意图二；
图6为本发明实施例一中，直下式背光源实现方式的横切面结构示意图三；
图7为本发明实施例一中，只具有反射光线功能的半透半反射片剖视后的材料微结构示意图；
图8为本发明实施例一中，既具有反射光线功能也具有透射光线功能的半透半反射片剖视后的材料微结构示意图；
图9为本发明实施例一中，半透半反结构的俯视图；
图10为本发明实施例一中，直下式背光源实现方式的横切面结构示意图四；
图11为本发明实施例一中，直下式背光源实现方式的横切面结构示意图五；
图12为本发明实施例一中，半透半反结构的仰视图；
图13为本发明实施例二中，直下式背光源的横切面结构示意图；
图14为本发明实施例中，直下式背光源投射到LCD面板上的光线亮度分布示意图。
具体实施方式
下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
实施例一
本发明实施例一提供了一种直下式背光源，该直下式背光源在扩散片和发光体之间设置有反射率大于0、且小于1的半透半反层，发光体发出的部分光线在由半透半反层和反射片形成的腔体内进行多次反射以充分混合，相当于增加了光线在扩散板和发光体之间的作用距离，从而减小了直下式背光源的厚度，进而减小了整个LCD的厚度。
如图3所示，为本发明实施例一提出的直下式背光源的横切面结构示意图，包括数个平行排列的发光体31、位于发光体31下方的反射片32、位于反射片32下方的背板33、位于发光体31上方的扩散板34以及半透半反层35，其中，半透半反层35位于扩散板34和发光体31之间，该半透半反层35的反射率大于0、且小于1。
其中，半透半反层35的反射率与透射率的和为1，半透半反层35的反射率用V1表示，透射率用V2表示，则V1+V2＝1。由于0＜V1＜1，则0＜V2＜1，也就是说，当光线到达该半透半反层35后，一部分光线被反射，一部分光线被透射。
发光体31发出的光线到达半透半反层35之后，会有一部分光线进行反射，而另一部分光线进行透射，进行透射的光线经过扩散板34扩散后输出，进行反射的光线经过反射片32的反射后再到达该半透半反层35，使得发光体31发出的部分光线在由半透半反层35和反射片32形成的腔体内进行多次反射以达到充分混合的目的，这就相当于增加了光线在扩散板34和发光体31之间的作用距离，从而在确保LCD显示质量的前提下可以有效地减小扩散板34和发光体31之间的距离(即直下式背光源的混光距离)，也就减小了直下式背光源的厚度，进而减小了整个LCD的厚度。
半透半反层35的组成结构可以但不限于包含下述七种方案，具体为：
第一种方案，如图4所示，半透半反层35为涂于扩散板34下表面的表面涂层41，且扩散板34的下表面全部涂有该表面涂层41，此时，该表面涂层41的反射率大于0、且小于1，其中该表面涂层41可以但不限于为树脂材料；
第二种方案，如图5所示，半透半反层35为涂于扩散板34下表面的表面涂层51，且扩散板34的下表面部分涂有该表面涂层51，此时，该表面涂层51的反射率大于0、且小于1，发光体31发出的一部分光线到达扩散板34后输出，另一部光线到达表面涂层51后再分成两部分，一部分反射到反射片32，另一部分透射到扩散板34，由扩散板34扩散后输出；
第三种方案，如图6所示，半透半反层35可以为一透光体61，该透光体61的反射率大于0、且小于1，也就是说既具有反射光线的功能，也具有透射光线的功能，例如半透半反射片，材质为聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET，Polyethylene Terephthalate)，厚度较大的半透半反射片只具有反射光线的功能，为了使部分光线能够透射，可以适当减小半透半反射片的厚度，也就是减少气泡层的厚度，从而使得部分未完成反射的光线透射到扩散板34中，其中，只具有反射光线功能的半透半反射片剖视后的材料微结构如图7所示，既具有反射光线功能，也具有透射光线功能的半透半反射片剖视后的材料微结构如图8所示；
此外，半透半反射片也可以变更为表面涂布散射粒子的PET膜，PET膜同散射粒子可以实现光线的反射和透射功能。
第四种方案，在图6的透光体61上开设呈间隔状的若干个透光孔，其横截面可以但不限于为圆形或多边形等，若将每个发光体31上方的透光体看做整个透光体的一个半透半反结构，则整个透光体由多个半透半反结构组成，如图9所示，为每个半透半反结构的俯视图，其中，图9所示的半透半反结构的中心位于下方发光体31的中心所在的竖直轴，每个半透半反结构包含多个透光孔91，发光体31发出的部分光线可以直接通过透光孔91到达扩散板34，其余光线经过透光体61反射到反射片32或透射到扩散板34，由于发光体31正上方的光线密度较大，为了使发光体31发出的光线在由半透半反层35和反射片32形成的腔体内均匀混合，可以在透光体61与发光体31对应的位置设置若干个透光孔，该若干个透光孔的孔径由边缘到中心为逐渐扩大状，也就是说将发光体31正上方的透光孔91的孔径设置的较小一些(如图9中将中心区域的圆形设置小一些)，边缘的透光孔91的孔径设置的较大一些(如图9中将边缘区域的圆形设置大一些)。
第五种方案，如图10所示，半透半反层35包含置于扩散板34和发光体31之间的基体101和涂于所述基体101表面的表面涂层102，且基体101表面全部涂有所述表面涂层102，此时，表面涂层102的反射率大于0、且小于1，基体101的透射率大于0，该基体101可以为透明材料，其中该表面涂层102可以但不限于为树脂材料，表面涂层102可以但不限于涂于所述基体101的下表面；
第六种方案，如图11所示，半透半反层35包含置于扩散板34和发光体31之间的基体111和涂于所述基体111表面的表面涂层112，且基体111表面部分涂有所述表面涂层112，此时，该表面涂层112的反射率大于0，其中基体111的透射率大于0，该基体111可以为透明材料，表面涂层112可以但不限于涂于所述基体111的下表面；
其中，在上述第六种方案中，表面涂层112可以包含呈间隔状的若干个涂层微结构，所述涂层微结构的反射率大于0，每个涂层微结构的形状可以但不限于为圆形或多边形等，发光体发出的光线到达涂层微结构后，部分光线经涂层微结构射出，部分光线被涂层微结构反射到反射片，由反射片反射后再到达涂层微结构之间的间隙或涂层微结构，若将每个发光体31上方的基体111看做整个基体的一个半透半反结构，则整个基体111由多个半透半反结构组成，如图12所示，为每个半透半反结构的仰视图，其中，图12所示的半透半反结构的中心位于下方发光体31的中心所在的竖直轴，每个涂层微结构121均为圆形，由于发光体31正上方的光线密度较大，为了使发光体31发出的光线在由半透半反层35和反射片32形成的腔体内均匀混合，可以在基体上与发光体对应的位置设置若干个涂层微结构121，该若干个涂层微结构121的外形面积由边缘到中心为逐渐缩小状，也就是说将发光体正上方的反射性涂层微结构121的外形面积设置的较大一些(如图12中将中心区域的圆形设置大一些)，边缘的反射性涂层微结构121的外形面积设置的较小一些(如图12中将边缘区域的圆形设置小一些)。
第七种方案，在图10的基体101以及图11的基体111上开设呈间隔状的若干个透光孔，其横截面可以但不限于为圆形或多边形等，此时，若将每个发光体31上方的基体看做整个基体的一个半透半反结构，则整个基体由多个半透半反结构组成，每个半透半反结构的俯视图如图9所示，其中，图9所示的半透半反结构的中心位于下方发光体31的中心所在的竖直轴，每个半透半反结构包含多个透光孔91，发光体31发出的部分光线可以直接通过透光孔91到达扩散板34，其余光线经过涂于基体表面的表面涂层反射到反射片32或透射到扩散板34，由于发光体31正上方的光线密度较大，为了使发光体31发出的光线在由半透半反层35和反射片32形成的腔体内均匀混合，可以在基体与发光体对应的位置设置若干个透光孔91，该若干个透光孔91的孔径由边缘到中心为逐渐扩大状，也就是说可以将发光体31正上方的透光孔91的孔径设置的较小一些(如图9中将中心区域的圆形设置小一些)，边缘的透光孔91的孔径设置的较大一些(如图9中将边缘区域的圆形设置大一些)。
关于半透半反层35与扩散板34之间的位置关系，本发明实施例一提出，针对上述第一种方案，由于半透半反层35为涂于扩散板34下表面的表面涂层，则半透半反层35与扩散板34是平行设置的；
针对上述第二种至第七种方案，半透半反层35可以与扩散板34之间成角度设置，较佳地，为了对发光体31发出的光线进行均匀混合，可以将半透半反层35与扩散板34之间平行设置。此外，半透半反层35与扩散板34之间的距离可以根据发光体31发出的光线的亮度及光线的扩散程度确定。
本发明实施例一中，半透半反层35的反射率大于0、且小于1，为了对发光体31发出的光线进行充分混合，可以适当增大半透半反层35的反射率，但是如果半透半反层35的反射率过大，则会导致光线在多次反射的过程中损耗较大，因此在具体实施过程中，可以根据需要设置半透半反层35的反射率，例如，若需要直下式背光源的厚度尽量小，则可以将半透半反层35的反射率设置的尽量大一些，若需要光线在直下式背光源中的能量损失尽量小，则可以采用高透射率的半透半反层35。
本发明实施例一技术方案中，直下式背光源不仅包括发光体、反射片、背板和扩散板，还包括位于扩散板和发光体之间的半透半反层，该半透半反层的反射率大于0、且小于1，那么发光体发出的光线到达该半透半反层之后，会有一部分光线进行反射，而另一部分光线进行透射，进行透射的光线经过扩散板扩散后输出，进行反射的光线经过反射片的反射后再到达该半透半反层，使得发光体发出的部分光线在由半透半反层和反射片形成的腔体内进行多次反射以达到充分混合的目的，这就相当于增加了光线在扩散板和发光体之间的作用距离，从而减小了扩散板和发光体之间的距离，即混光距离，也就减小了直下式背光源的厚度，进而减小了整个LCD的厚度。
实施例二
如图13所示，为本发明实施例二提出的直下式背光源的横切面结构示意图，包括数个平行排列的发光体131、位于发光体131下方的反射片132、位于反射片132下方的背板133、位于发光体131上方的扩散板134，还包括涂于所述扩散板134下表面的表面涂层135，扩散板134下表面部分涂有所述表面涂层135，所述表面涂层135包括若干个呈间隔状的涂层微结构，所述涂层微结构的反射率为1。
发光体131发出的光线一部分到达扩散板134之后，经过扩散板134扩散后输出，另一部分光线到达表面涂层135中的涂层微结构后，被反射到反射片132，由反射片132反射后再到达扩散板134或涂层微结构，使得发光体131发出的部分光线在由扩散板134和反射片132形成的腔体内进行多次反射以达到充分混合的目的。
其中，每个涂层微结构的形状可以但不限于为圆形或多边形等，此时，若将每个发光体31上方的扩散板看做整个扩散板的一个半透半反结构，则整个扩散板由多个半透半反结构组成，每个半透半反结构的仰视图如图12所示，其中，图12所示的半透半反结构的中心位于下方发光体31的中心所在的竖直轴，每个涂层微结构121可以但不限于为圆形，由于发光体131正上方的光线密度较大，为了使发光体131发出的光线在由扩散板134和反射片132形成的腔体内均匀混合，可以在扩散板134上与发光体131对应的位置设置若干个涂层微结构121，该若干个涂层微结构121的外形面积由边缘到中心为逐渐缩小状，也就是说将发光体131正上方的反射性涂层微结构121的外形面积设置的较大一些(如图12中将中心区域的圆形设置大一些)，边缘的反射性涂层微结构121的外形面积设置的较小一些(如图12中将边缘区域的圆形设置小一些)。
本本发明第二技术方案中，直下式背光源不仅包括发光体、反射片、背板和扩散板，还包括涂于所述扩散板下表面的表面涂层，其中所述表面涂层包括呈间隔状的涂层微结构，涂层微结构的反射率为1，那么发光体发出的光线一部分到达涂层微结构，一部分直接到达扩散板，到达扩散板的光线经过扩散板扩散后输出，到达涂层微结构的光线会被反射到反射片上，经过反射片的反射后再到达涂层微结构之间的间隙或达到涂层微结构，使得发光体发出的部分光线在由扩散板和反射片形成的腔体内进行多次反射以达到充分混合的目的，这就相当于增加了光线在扩散板和发光体之间的作用距离，从而减小了混光距离，即减小了扩散板和发光体之间的距离，也就减小了直下式背光源的厚度，进而减小了整个LCD的厚度。
本发明实施例中，发光体可以为LED，还可以为冷阴极荧光灯管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)。
由于本发明实施例中的直下式背光源对光线进行充分混合，因此本发明实施例中的直线式背光源与现有的直线式背光源相比，其厚度可以减小40～50％左右，若现有技术中的直下式背光源的混光距离为20mm，为实现相同混光效果，则本发明实施例提出的直下式背光源的混光距离为12mm。
如图14所示，为本发明实施例提出的直下式背光源投射到LCD面板上的光线亮度分布示意图，图14中的横轴为投射到LCD面板上的光线的横坐标值，竖轴为光线的亮度值。由图14可以看出，本发明实施例提出的直下式背光源投射到LCD面板上的光线分布是比较均匀的。
显然，本发明的保护范围以权利要求界定范围为准，本发明中的具体实施方式并不用于对本发明的保护范围进行界定。本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种直下式背光源，包括发光体、位于发光体下方的反射片、位于反射片下方的背板和位于发光体上方的扩散板，其特征在于，还包括位于扩散板和发光体之间的半透半反层，其中所述半透半反层的反射率大于0、且小于1。
2.如权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层为涂于所述扩散板下表面的表面涂层。
3.如权利要求2所述的直下式背光源，其特征在于，所述扩散板下表面全部或部分涂有所述表面涂层。
4.如权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层为聚对苯二甲酸乙二醇脂材质的半透半反射片。
5.如权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层为表面涂布散射粒子的聚对苯二甲酸乙二醇脂膜。
6.如权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层包含基体和涂于所述基体表面的表面涂层，其中，所述基体的透射率大于0，所述基体表面全部涂有所述表面涂层，所述表面涂层的反射率大于0、且小于1。
7.如权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层包含基体和涂于所述基体表面的表面涂层，其中，所述基体的透射率大于0，所述基体表面部分涂有所述表面涂层，所述表面涂层的反射率大于0。
8.如权利要求7所述的直下式背光源，其特征在于，所述表面涂层包括呈间隔状的涂层微结构，所述涂层微结构的反射率大于0，发光体发出的光线到达涂层微结构后，部分光线经涂层微结构射出，部分光线被涂层微结构反射到反射片。
9.如权利要求8所述的直下式背光源，其特征在于，所述基体表面与发光体对应的位置设置有若干个涂层微结构，该若干个涂层微结构的外形面积由边缘到中心呈逐渐缩小状。
10.如权利要求4～9任一权利要求所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层设置有呈间隔状的透光孔。
11.如权利要求10所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层与发光体对应的位置设置有若干个透光孔，该若干个透光孔的孔径由边缘到中心为逐渐扩大状。
12.如权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述半透半反层与所述扩散板平行设置。
13.一种直下式背光源，包括发光体、位于发光体下方的反射片、位于反射片下方的背板和位于发光体上方的扩散板，其特征在于，还包括涂于所述扩散板下表面的表面涂层，所述表面涂层包括呈间隔状的涂层微结构，所述涂层微结构的反射率为1，发光体发出的光线到达涂层微结构后，被涂层微结构反射到所述反射片，经反射片反射的光线经涂层微结构的间隔区出射。
14.如权利要求13所述的直下式背光源，其特征在于，扩散板上与发光体对应的位置设置有若干个涂层微结构，该若干个涂层微结构的外形面积由边缘到中心为逐渐缩小状。
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