CN102809097A - 背光模块及相应的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模块及相应的液晶显示装置。该背光模块包括导光板及LED光源。该导光板包括入光面、出光面以及两侧面，入光面垂直于出光面，侧面分别垂直于入光面和出光面，出光面上设置有用于会聚光线的微结构，侧面上设置有用于吸收侧面出光的吸光材料。LED光源设置在导光板的入光面一侧，并分成至少两个分区，每个分区的LED光源用于输出光线至入光面，以通过导光板给显示面板相应位置的像素提供背光。该背光模块可以减小亮度串扰现象。

Description

背光模块及相应的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及背光设计领域，特别是涉及一种可减小串扰的背光模块及相应的液晶显示装置。
背景技术
随着3D显示技术的发展，具有3D显示功能的液晶显示装置越来越受到人们的关注和喜爱。目前液晶显示装置常见的3D显示技术包括偏光式3D显示技术和主动快门式3D显示技术。其中主动快门式3D显示技术的3D立体显示效果较好，适合液晶显示装置等相应的产品，受到较多终端制造商的支持。
采用主动快门式3D显示技术的液晶显示装置工作时，背光模块需提供多个分区的背光，然后以扫描方式依次点亮每个分区的背光并同时驱动相应位置的显示面板上的像素来实现图像显示。如图1和图2所示，图1为现有的采用主动快门式3D显示技术的液晶显示装置的背光模块的结构示意图，图2为按图1的A-A’的截面线所示的截面图。该背光模块包括导光板11和LED光源12，其中,LED光源12被分成了第一分区101、第二分区102、第三分区103以及第四分区104，当第一分区101的LED光源12点亮时，其他分区的LED光源12关闭，同时显示面板上相应位置的像素被驱动显示图像；当第二分区102的LED光源12点亮时，其他分区的LED光源12也关闭，同时显示面板上相应位置的像素同样被驱动显示图像；同理到其他分区，每帧画面都需要进行这样的操作来显示图像。
快门式3D显示的显示效果主要由不同分区之间的串扰来衡量，串扰越低，显示效果越好。而不同分区之间的串扰又主要取决于不同分区之间亮度的相互影响，液晶显示装置的最佳显示状态为某一分区的背光点亮时，其余分区的背光均呈现暗态。尽管采用微结构的导光板可以较大程度的将光线收敛到光线传播方向上，但实际LED光源的出射光线还是具有一定的发散角度。如图3所示，图3为现有的采用主动快门式3D显示技术的液晶显示装置的背光模块的光场分布示意图，从图中可见，由于每个分区的LED光源的光线具有一定的发散角度，当第一分区101的LED光源点亮时，在靠近第四分区104的导光板侧面在远离LED光源的一端会出现一定程度的漏光，该漏光是光线收到导光板的侧边反射再经过网点散射而造成的。
如图4所示，图4为现有的采用主动快门式3D显示技术的液晶显示装置的背光模块的亮度串扰示意图，其中水平轴表示在导光板出光面上的沿着X方向的出光位置（图1中所示），X方向与入光方向垂直；垂直轴表示对应该出光位置的串扰率。从图中可见，导光板侧面在远光端（图中表示为以导光板的远离LED光源的一端为起点，导光板长度的1/9处）的串扰最为严重，其次为导光板侧面的中间位置（图中表示为导光板长度的1/2处），导光板侧面在近光端（图中表示为以导光板的靠近LED光源的一端为起点，导光板长度的1/9处）的串扰相对远光端较小。由于这种导光板的远光端在侧面的漏光程度较严重，因此容易在导光板的侧面处产生亮度串扰。
故，有必要提供一种背光模块及相应的液晶显示装置，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低又可以很好的减小串扰现象的背光模块及相应的液晶显示装置，解决了现有的背光模块及相应的液晶显示装置的导光板侧面在远光端的漏光较为严重，导致导光板的侧面处串扰现象较为严重的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明涉及一种背光模块，其包括：
导光板，包括一入光面、一出光面以及两侧面，所述入光面垂直于所述出光面，所述侧面分别垂直于所述入光面和所述出光面，所述出光面上设置有用于会聚光线的微结构，所述侧面上设置有用于吸收侧面出光的吸光材料；以及
LED光源，设置在所述导光板的所述入光面一侧，并分成至少两个分区，每个所述分区的所述LED光源用于输出光线至所述入光面，以通过所述导光板给显示面板相应位置的像素提供背光。
在本发明所述的背光模块中，所述微结构包括多个长条棱镜，所述长条棱镜相互平行设置，且所述长条棱镜的长度方向平行于所述侧面，所述吸光材料设置在所述侧面的远离所述LED光源的一端。
在本发明所述的背光模块中，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至50%。
在本发明所述的背光模块中，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至20%。
在本发明所述的背光模块中，所述吸光材料为吸光胶带或吸光油墨。
本发明还涉及一种液晶显示装置，其包括：
显示面板，包括多个用于显示图像的像素；以及
背光模块，包括：
导光板，包括一入光面、一出光面以及两侧面，所述入光面垂直于所述出光面，所述侧面分别垂直于所述入光面和所述出光面，所述出光面上设置有用于会聚光线的微结构，所述侧面上设置有用于吸收侧面出光的吸光材料；以及
LED光源，设置在所述导光板的所述入光面一侧，并分成至少两个分区，每个所述分区的所述LED光源用于输出光线至所述入光面，以通过所述导光板给显示面板相应位置的像素提供背光。
在本发明所述的液晶显示装置中，所述微结构包括多个长条棱镜，所述长条棱镜相互平行设置，且所述长条棱镜的长度方向平行于所述侧面，所述吸光材料设置在所述侧面的远离所述LED光源的一端。
在本发明所述的液晶显示装置中，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至50%。
在本发明所述的液晶显示装置中，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至20%。
在本发明所述的液晶显示装置中，所述吸光材料为吸光胶带或吸光油墨。
相较于现有的背光模块及相应的液晶显示装置，本发明的背光模块及相应的液晶显示装置结构简单、成本低，同时可以大幅减小串扰现象，解决了现有的背光模块及相应的液晶显示装置的导光板侧面在远光端的严重漏光导致导光板的侧面处串扰现象较为严重的技术问题。
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为现有的采用主动快门式3D显示技术的液晶显示装置的背光模块的结构示意图；
图2为按图1的A-A’的截面线所示的截面图；
图3为现有的采用主动快门式3D显示技术的液晶显示装置的背光模块的光场分布示意图；
图4为现有的采用主动快门式3D显示技术的液晶显示装置的背光模块的亮度串扰示意图；
图5为本发明的背光模块的优选实施例的结构示意图；
图6为本发明的背光模块的优选实施例的光场分布示意图；
图7为本发明的背光模块的优选实施例的亮度串扰示意图。
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5，图5为本发明的背光模块的优选实施例的结构示意图。该背光模块包括导光板21以及LED光源22，其中导光板21包括一入光面211、一出光面212以及两侧面213，入光面211垂直于出光面212，侧面213分别垂直于入光面211和出光面212，出光面212表面设置有用于会聚光线的微结构（如图2所示），所述微结构包括多个长条棱镜，该长条棱镜相互平行设置，且长条棱镜的长度方向平行于侧面213。LED光源22设置在导光板21的入光面211一侧，并分成至少两个分区（图5中为四个，分别为第一分区201、第二分区202、第三分区203以及第四分区204），每个分区的LED光源22输出光线至所述入光面，以通过所述导光板的出光面212给显示面板相应位置的像素提供背光。
本发明的背光模块的导光板21的侧面213上还设置有用于吸收侧面213出光的吸光材料214，该吸光材料214可以是吸光胶带（如黑色胶带）、吸光油墨（如黑色油墨）、或吸光胶带和吸光油墨。其中黑色油墨的吸光效果较好；如先在侧面213上贴附吸光胶带，再在相应的吸光胶带上涂覆吸光油墨，这样既可以起到很好的吸光效果，又可以避免黑色油墨在导光板21上的扩散。
该吸光材料214设置在侧面213的远离LED光源22的一端，设置有吸光材料214的侧面213的长度占整个侧面213长度的10%至50%，优选设置有吸光材料214的侧面213的长度占整个侧面213长度的10%至20%。由于导光板21的侧面处的漏光主要发生在导光板21的侧面213的远光端，因此吸光材料214不必覆盖整个导光板21的侧面213，只需覆盖导光板21的侧面213长度的10%至50%即可，这样吸收侧面213出光的同时还可避免吸光材料214对导光板21中正常传播光线的吸收。下文将通过实验数据证明吸光材料214覆盖导光板21的侧面213长度的10%至20%，可对侧面处的漏光起到最大的吸收作用，因此优选设置有吸光材料214的侧面213的长度占整个侧面213长度的10%至20%，这样可最大程度的避免吸光材料214对导光板21中正常传播光线的吸收。
下面结合图5至图7说明本发明的背光模块使用过程。图6为本发明的背光模块的优选实施例的光场分布示意图，图7为本发明的背光模块的优选实施例的亮度串扰示意图。本发明的背光模块使用时，LED光源22同样被分成了第一分区201、第二分区202、第三分区203及第四分区204。当第一分区201的LED光源22点亮时，其他分区的LED光源22关闭，同时显示面板上相应位置的像素被驱动显示图像，该操作同理到其他分区的LED光源22。每帧画面通过依次驱动上述分区的LED光源22和显示面板相应位置的像素来实现相应图像的显示。
其中图6为第一分区201的LED光源22点亮，其他分区的LED光源22关闭时的光场分布示意图，图7为本发明的背光模块在实现主动快门式3D显示时的亮度串扰示意图。从图6中可见，由于第四分区204的边缘（即导光板21的一侧面213）的远光端设置有吸光材料214，整个光场呈现均匀的分布，即第一分区201至第四分区204，光场强度逐渐变弱，靠近第四分区204的侧面的远光端并不会出现漏光。
从图7中也可见，由于消除了靠近第四分区204的侧面在远光端的漏光，显示面板在该侧面的远光端附近的串扰率也大大降低，其中水平轴表示在导光板21的出光面212上沿着X’方向的出光位置（图5中所示），X’方向与入光方向垂直，垂直轴表示对应该出光位置的串扰率。这时，靠近第四分区204的侧面在远光端（图中表示为以导光板21的远光端为起点，导光板21长度的1/9处）的串扰率为未设置吸光材料214时的1/2左右（改进前该侧面在远光端的串扰率为65%，改进后该侧面在远光端的串扰率小于30%）；靠近第一分区201的侧面在远光端的串扰率为未设置吸光材料214时的1/3左右。因此设置有吸光材料214的侧面213的长度占整个侧面213长度的10%至20%即可消除50%以上的亮度串扰。这样本发明的背光模块在实现主动快门式3D显示时，导光板21的侧面213在远光端的漏光可大大减小，因此导光板21的侧面处的亮度串扰也会大大减小。
本发明还涉及一种液晶显示装置，其包括显示面板以及背光模块，显示面板包括多个用于显示图像的像素。该背光模块包括导光板以及LED光源，其中导光板包括一入光面、一出光面以及两侧面，入光面垂直于出光面，侧面分别垂直于入光面和出光面，出光面表面设置有用于会聚光线的微结构，所述微结构包括多个长条棱镜，该长条棱镜相互平行设置，且长条棱镜的长度方向平行于侧面。LED光源设置在导光板的入光面一侧，并分成至少两个分区光源，每个分区的LED光源输出光线至所述入光面，以通过所述导光板的出光面给显示面板相应位置的像素提供背光。
本发明的液晶显示装置的导光板的侧面上还设置有用于吸收侧面出光的吸光材料。该吸光材料设置在侧面的远离LED光源的一端，设置有吸光材料的侧面的长度占整个侧面长度的10%至50%，优选设置有吸光材料的侧面的长度占整个侧面长度的10%至20%。
本发明的液晶显示装置的具体实施方式和有益效果，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。
本发明的背光模块及相应的液晶显示装置结构简单、成本低，同时可以很好的减小串扰现象，解决了现有的背光模块及相应的液晶显示装置的导光板侧面在远光端处的严重漏光导致导光板的侧面处串扰现象较为严重的技术问题。
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，包括：
导光板，包括一入光面、一出光面以及两侧面，所述入光面垂直于所述出光面，所述侧面分别垂直于所述入光面和所述出光面，所述出光面上设置有用于会聚光线的微结构，所述侧面上设置有用于吸收侧面出光的吸光材料；以及
LED光源，设置在所述导光板的所述入光面一侧，并分成至少两个分区，每个所述分区的所述LED光源用于输出光线至所述入光面，以通过所述导光板给显示面板相应位置的像素提供背光。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述微结构包括多个长条棱镜，所述长条棱镜相互平行设置，且所述长条棱镜的长度方向平行于所述侧面，所述吸光材料设置在所述侧面的远离所述LED光源的一端。
3.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至50%。
4.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至20%。
5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述吸光材料为吸光胶带或吸光油墨。
6.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
显示面板，包括多个用于显示图像的像素；以及
背光模块，包括：
导光板，包括一入光面、一出光面以及两侧面，所述入光面垂直于所述出光面，所述侧面分别垂直于所述入光面和所述出光面，所述出光面上设置有用于会聚光线的微结构，所述侧面上设置有用于吸收侧面出光的吸光材料；以及
LED光源，设置在所述导光板的所述入光面一侧，并分成至少两个分区，每个所述分区的所述LED光源用于输出光线至所述入光面，以通过所述导光板给显示面板相应位置的像素提供背光。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述微结构包括多个长条棱镜，所述长条棱镜相互平行设置，且所述长条棱镜的长度方向平行于所述侧面，所述吸光材料设置在所述侧面的远离所述LED光源的一端。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至50%。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，设置有所述吸光材料的所述侧面的长度为整个所述侧面长度的10%至20%。
10.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述吸光材料为吸光胶带或吸光油墨。
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