CN102661527B - 背光模组及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光模组及液晶显示器，背光模组的导光板内部设置有中空的镂空结构，镂空结构对应光源，包括有一第一反射面和第二反射面；第一反射面沿着光源与导光板之间的垂直入光方向呈第一倾斜角度；第二反射面沿着垂直入光方向呈第二倾斜角度，第一倾斜角度和第二倾斜角度的倾斜方向相反；在第一倾斜角度下，镂空结构对应的光源射向该第一反射面的光线被第一反射面反射；在第二倾斜角度下，镂空结构对应的光源射向该第二反射面的光线被第二反射面反射。本发明避免了出现亮暗不均的现象。

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'，该部分垂直入射光线的张角为θair=90度。该部分光线进入所述导光板12'后，张角发生变化，变为θLGP=arcsin(1/nLGP)，显然θLGP＜90°。
而对于集中在该部分垂直入射光线周围的光线而言，θLGP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，进而导致液晶显示器出现亮暗不均（hotspot）现象。
如何解决现有技术中进入所述导光板的垂直入射光线以及集中在该垂直入射光线周围的光线进入导光板后，集中分布在导光板中的某一范围内，使得导光板存在亮暗不均现象的技术问题，是液晶显示技术领域研究的方向之一。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种背光模组，以解决现有技术中进入所述导光板的垂直入射光线以及集中在该垂直入射光线周围的光线进入导光板后，集中分布在导光板中的某一范围内，使得导光板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，包括光源和导光板，所述导光板包括位于一侧的入光面，所述光源靠近所述入光面；
所述导光板内部设置有中空的镂空结构，所述镂空结构对应所述光源，包括有沿着所述导光板厚度方向设置的第一反射面和第二反射面；
所述第一反射面沿着所述光源与所述导光板之间水平垂直于所述入光面的垂直入光方向呈第一倾斜角度；所述第二反射面沿着所述垂直入光方向呈第二倾斜角度，所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度的倾斜方向相反；
在所述第一倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第一反射面的光线被所述第一反射面反射；在所述第二倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第二反射面的光线被所述第二反射面反射；
所述镂空结构还包括有第三反射面；所述第三反射面相对所述导光板入光面的最大距离小于所述背光模组的混光距离；
所述镂空结构沿着所述垂直入光方向具有一镂空长度，所述镂空长度小于所述背光模组的混光距离；
所述第三反射面为圆弧面；
在所述导光板的水平面上，所述垂直入光方向与所述圆弧面上任一点的切线的夹角小于所述第一倾斜角。
在本发明的背光模组中，沿着所述垂直入光方向进入所述导光板的光线具有一折射角度，所述第一倾斜角度与该折射角度之和小于等于45度。
在本发明的背光模组中，所述第二倾斜角度与该折射角度之和小于等于45度。
在本发明的背光模组中，所述第三反射面为平面。
在本发明的背光模组中，所述垂直入光方向与所述圆弧面上任一点的切线的夹角小于所述第二倾斜角。
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，所述第三反射面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、所述最短距离以及所述最小出射张角δ满足以下公式：
sinδ≤nLGP×sin(atan(L/D))；其中，nLGP为所述导光版的折射率。
本发明的另一个目的在于提供一种液晶显示器，以解决现有技术中进入所述导光板的垂直入射光线以及集中在该垂直入射光线周围的光线进入导光板后，集中分布在导光板中的某一范围内，使得导光板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和导光板，所述导光板包括位于一侧的入光面，所述光源靠近所述入光面；
所述导光板内部设置有中空的镂空结构，所述镂空结构对应所述光源，包括有沿着所述导光板厚度方向设置的第一反射面和第二反射面；
所述第一反射面沿着所述光源与所述导光板之间水平垂直于所述入光面的垂直入光方向呈第一倾斜角度；所述第二反射面沿着所述垂直入光方向呈第二倾斜角度，所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度的倾斜方向相反；
在所述第一倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第一反射面的光线被所述第一反射面反射；在所述第二倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第二反射面的光线被所述第二反射面反射。
本发明相对于现有技术，通过在导光板内部设置有中空的镂空结构，该镂空结构对应光源，该镂空结构将垂直入射光线以及集中在该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，避免出现亮暗不均的现象；
所述镂空结构还包括有第三反射面；所述第三反射面相对所述导光板入光面的最大距离小于所述背光模组的混光距离；
所述镂空结构沿着所述垂直入光方向具有一镂空长度，所述镂空长度小于所述背光模组的混光距离；
所述第三反射面为圆弧面；
在所述导光板的水平面上，所述垂直入光方向与所述圆弧面上任一点的切线的夹角小于所述第一倾斜角。
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为本发明中背光模组的第二较佳实施例的俯视结构图。
【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内设置有中空的镂空结构22。所述镂空结构22包括有沿着所述导光板20厚度方向C(即纵向方向)设置的第一反射面221、第二反射面222以及第三反射面223。
请一并参阅图3，图3为图2中其中一镂空结构22的俯视图。
在沿着所述光源10与所述导光板20之间水平垂直于所述入光面21的垂直入光方向A，所述第一反射面221具有第一倾斜角β1，在所述第一倾斜角度β1下，所述镂空结构22对应的光源10射向该第一反射面221的光线被所述第一反射面221反射；所述第二反射面222具有第二倾斜角β2，在所述第二倾斜角度β2下，所述镂空结构22对应的光源10射向该第二反射面222的光线被所述第二反射面222反射。
其中，所述第一倾斜角β1和第二倾斜角β2的倾斜方向相反，具体说来，所述第一倾斜角β1沿逆时针方向旋转，所述第二倾斜角β2沿顺时针方向旋转。
更具体的，沿着垂直入光方向A进入所述导光板20的光线具有一折射角度θLGP（图未标示，可参阅图1），所述第一倾斜角度β1与所述折射角度θLGP之和小于等于45度，即：
β1≤45°－θLGP；
在该条件下，所述第一反射面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的水平垂直入射光线以及集中该垂直入射光线周围的光线，上述光线经所述镂空结构22的第一反射面221反射后，呈散射效果继续沿方向A前进，因而可以避免上述光线在所述导光板20的分布过于集中，进而避免液晶显示器出现亮暗不均的现象。
更具体的，所述第二倾斜角度β2与所述折射角度θLGP之和小于等于45度，即：
β2≤45°－θLGP；
在该条件下，所述第二反射面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该垂直入射光线周围的光线，上述光线经所述镂空结构22的第二反射面222反射后，呈散射效果继续沿垂直入光方向A前进，因而可以避免上述光线在所述导光板20的分布过于集中，进而避免液晶显示器出现亮暗不均的现象。
在具体实施过程中，所述第三反射面223优选为平面，此时所述镂空结构22在所述导光板20的水平面B上具有三角形的横截面结构（请参阅图3）。当然所述第三反射面223还可以为曲面，譬如圆弧面。
若所述第三反射面223为圆弧面，在水平面B的俯视图上，所述圆弧面的任一点的切线与垂直入光方向A的夹角小于所述第一倾斜角β1或者小于所述第二倾斜角β2。譬如，在靠近所述第一反射面221一侧的第三反射面223上的某一点的切线与垂直入光方向A的夹角小于所述第一倾斜角β1。
请继续参阅图3，在图3中，所述第三反射面223为平面。
所述第三反射面223相对所述导光板20的入光面21的最大距离(图未标示)小于所述背光模组的混光距离d，所述镂空结构22沿着垂直入光方向A具有一镂空长度H，所述镂空长度H同样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沿着所述导光板20厚度方向C具有一镂空深度D，所述第三反射面223与所述背光模组的混光线Q（即相邻光源的光线交叉点所在的直线）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：为
sinδ≤nLGP×sin(atan(L/D))；其中，nLGP为所述导光板20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，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，进一步的保证发光效果。
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（图未标示）。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，镂空长度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。
请一并参阅图2，多个镂空结构22沿水平面B等间距排列，相邻镂空结构22之间的距离P满足以下公式：
B≥d/tan(arcsin(1/nLGP))。
请参阅图5，图5为本发明中背光模组的第二较佳实施例的俯视结构图。
在该第二较佳实施例中，所述第三反射面223为折面，在具体实施过程中，可以通过控制高度比例ε=H’/H（1/2≤ε≤1）来实现对亮暗不均的控制，以减少亮暗不均的出现，其中，H’为第一反射面221和第二反射面222到所述入光面21的最大距离。
当然，若所述第三反射面223为曲面，则可以通过改变所述第三反射面223的曲线曲率来实现对亮暗不均的控制，以减少亮暗不均的出现，此处再详述。
本发明还提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包括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有中空的镂空结构，该镂空结构对应光源，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，避免出现亮暗不均的现象。
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 (7)

1.一种背光模组，包括光源和导光板，所述导光板包括位于一侧的入光面，所述光源靠近所述入光面，其特征在于：
所述导光板内部设置有中空的镂空结构，所述镂空结构对应所述光源，包括有沿着所述导光板厚度方向设置的第一反射面和第二反射面；
所述第一反射面沿着所述光源与所述导光板之间水平垂直于所述入光面的垂直入光方向呈第一倾斜角度；所述第二反射面沿着所述垂直入光方向呈第二倾斜角度，所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度的倾斜方向相反；
在所述第一倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第一反射面的光线被所述第一反射面反射；在所述第二倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第二反射面的光线被所述第二反射面反射；
所述镂空结构还包括有第三反射面；所述第三反射面相对所述导光板入光面的最大距离小于所述背光模组的混光距离；
所述镂空结构沿着所述垂直入光方向具有一镂空长度，所述镂空长度小于所述背光模组的混光距离；
所述第三反射面为圆弧面；
在所述导光板的水平面上，所述垂直入光方向与所述圆弧面上任一点的切线的夹角小于所述第一倾斜角。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，沿着所述垂直入光方向进入所述导光板的光线具有一折射角度，所述第一倾斜角度与该折射角度之和小于等于45度。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述第二倾斜角度与该折射角度之和小于等于45度。
4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第三反射面为平面。
5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述垂直入光方向与所述圆弧面上任一点的切线的夹角小于所述第二倾斜角。
6.根据权利要求1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，所述第三反射面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、所述最短距离以及所述最小出射张角δ满足以下公式：
sinδ≤nLGP×sin(atan(L/D))；其中，nLGP为所述导光版的折射率。
7.一种液晶显示器，其特征在于，包括背光模组，所述背光模组包括光源和导光板，所述导光板包括位于一侧的入光面，所述光源靠近所述入光面；
所述导光板内部设置有中空的镂空结构，所述镂空结构对应所述光源，包括有沿着所述导光板厚度方向设置的第一反射面和第二反射面；
所述第一反射面沿着所述光源与所述导光板之间水平垂直于所述入光面的垂直入光方向呈第一倾斜角度；所述第二反射面沿着所述垂直入光方向呈第二倾斜角度，所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度的倾斜方向相反；
在所述第一倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第一反射面的光线被所述第一反射面反射；在所述第二倾斜角度下，所述镂空结构对应的光源射向该第二反射面的光线被所述第二反射面反射；
所述镂空结构还包括有第三反射面；所述第三反射面相对所述导光板入光面的最大距离小于所述背光模组的混光距离；
所述镂空结构沿着所述垂直入光方向具有一镂空长度，所述镂空长度小于所述背光模组的混光距离；
所述第三反射面为圆弧面；
在所述导光板的水平面上，所述垂直入光方向与所述圆弧面上任一点的切线的夹角小于所述第一倾斜角。
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