CN103032773A - 一种基于液晶电视的led背光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于液晶电视的LED背光模组，包括LED光源、外框、反射片、导光板、聚光片、扩散片。入射面靠近LED的位置具有由圆弧形和三角形交替排布的等间隔锯齿，反射面具有用于将光线打散的网点，出光面具有与光线射出方向垂直的凸起条纹，凸起条纹由圆弧条纹和三角形条纹交替排布且条纹的宽度随着条纹与入射面的间距增加而增加。本发明解决现有LED背光模组由于光通量不够以及LED散热能力较差，结构复杂，导光板功能单一，以及材料的使用效率不高的技术问题。本发明提供的模组不仅减少了聚光片的使用数量，而且降低了背光模组的成本和厚度。
Description
技术领域
本发明属于LED应用领域，具体涉及一种基于液晶电视的LED背光模组，它可以广泛地应用于各种液晶显示器中。
背景技术
背光模组是液晶显示器件的一个重要组成部分，液晶显示器是利用液晶的物理特性工作，在通电时，液晶排列有序，光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，光线不容易通过。但是液晶本身不会发光，它需要一个附加的背光照明器件---背光模组，其功能就是为液晶显示器提供高亮度、高均匀性的面光源。液晶显示产业的发展拉动了背光模组及其相关组件的市场需求，经过近几年的发展，超薄高亮的背光模组在液晶显示面板的中所占的成本比例不断提高，尤其是LED光源的背光模组，更是受到许多跨国大企业的重视。随着LED发光效率的不断提升，LED背光模组的应用范围不断扩大，传统的LED背光模组由于光通量不够以及LED散热能力较差，往往只用在手机以及数码相机等小尺寸的液晶显示屏中。随着国际LED厂商开发出高亮的适用于液晶电视背光的LED，使得LED背光模组快速渗透到液晶电视领域。参见图1所示，传统的LED液晶电视背光模组由两张扩散片、表面上条纹相互垂直的两片聚光片，LED光源、反射面设置有反射网点的导光板、外框、以及反射片组成。这种组合有以下几个不足：
1）、背光模组过厚，由于使用了大量的光学膜片，比如两块扩散片、两块聚光片），设计出来的背光模组厚度大。
2）、导光板功能单一，由于导光板仅仅是在反射面设置了反射网点，那么导光板只能通过反射网点将光学打散，而无法聚集光线。
3）、材料的使用效率不高，由于导光板的光学功能没有充分发挥出来，从而使用过多的光学膜片来实现导光板的功能不仅增加了背光模组的成本，还降低了出光效率，因为所有光学膜片都有不同程度的对光线的吸收。
发明内容
为了解决现有LED背光模组由于光通量不够以及LED散热能力较差，结构复杂，导光板功能单一，以及材料的使用效率不高的技术问题，本发明提供一种基于液晶电视的LED背光模组。
一种基于液晶电视的LED背光模组，包括LED光源、外框、反射片、导光板、聚光片、扩散片，所述导光板靠近光源一侧为入射面，与入射面平行的平面为入射对面、下侧为反射面、上侧为出光面，其特征在于：所述导光板入射面具有锯齿，出光面具有与入射光线方向相垂直的凸起条纹，反射面具有反射网点。
优选地，上述导光板入射面的锯齿是由三角形锯齿和圆弧形锯齿交替排布，且所述三角形锯齿和所示圆弧形锯齿的宽度相同，更进一步地，所述三角形锯齿和所示圆弧形锯齿的宽度为0.08毫米-0.1毫米。
优选地，上述出光面具有与入射光线方向相垂直的凸起条纹，所述凸起条纹是由三角形条纹和圆弧型条纹交替分布，且所述三角形条纹和圆弧型条纹的宽度随着其与光源的距离增加而增加，靠近光源处的条纹宽度为5-10微米，靠近入射对面的条纹宽度为20-25微米。
优选地，上述反射面具有发射网点，所述网点密度大小跟网点距离光源的距离成反比。
优选地，上述聚光片的数量为一片，且聚光片上的条纹与光面上交替排布的三角形条纹和圆弧型条纹相互垂直。
优选地，上述三角形条纹和圆弧型条纹的宽度随着条纹与光源的距离增加而增加的方式呈指数递增，且指数表达式为W=B+（A-B）×eλx，W表示条纹宽度，B表示条纹跨度最小值，A表示条纹宽度最大值，λ为条纹宽度变化系数，x为条纹距离入射面的距离。
实施本发明具有以下优点：
1、本发明通过对LED背光模组的改进，将传统背光模组使用两张聚光片、两张扩散片的结构，通过导光板的光学设计，使得仅仅使用一张聚光片、一张扩散片就可以得到符合要求的光学效果，不仅简化了加工工艺，也大大降低了生产成本。
2、由于入射面靠近LED位置由圆弧形和三角形交替排布的锯齿可以有效地将入射光线打散到不同的方向，反射面的网点则可以有效地破坏光线在导光板中的全反射，通过出光面的圆弧形和三角形型交替排布的条纹能够有效地收集光线由出光面射出，同时还可以减少聚光片的使用数量，同时降低了背光模组的成本和厚度。
附图说明
图1为本发明一种基于液晶电视的LED背光模组的传统部件组成图；
图2为本发明一种基于液晶电视的LED背光模组的部件组成图；
图3为本发明一种基于液晶电视的LED背光模组导光板放大图；
图4为本发明一种基于液晶电视的LED背光模组的与入射光线方向相垂直的凸起条纹间距变化图。
附图标记说明：
1-导光板；2-扩散片；3-增光片；4-外框；5-反射片；6-LED光源。
具体实施方式
本发明提供的一种基于液晶电视的LED背光模组通过改进传统背光模组使用两张聚光片和两张扩散片的结构，再对导光板的光学设计，使得仅仅使用一张聚光片、一张扩散片就可以得到符合要求的光学效果。参见图2所示，本发明提供一种基于液晶电视的LED背光模组包括导光板、设置于导光板正面的扩散片，设置于扩散片上表面的增光片，设置于导光板周围的外框、设置于导光板背面的发射片；设置于扩散片和导光板之间的LED光源，导光板靠近光源一侧为入射面，与入射面平行的平面为入射对面、下侧为反射面、上侧为出光面，扩散片和增光片均为一个，导光板入射面为锯齿状结构，出光面上设具有与入射光线方向相垂直的凸起条纹结构，反射面上具有反射网点。传统结构一般在入射面设置三角形锯齿，在出光面则设置与入射光线方向垂直分布的凸起三角形条纹。而本发明将入射面的三角形锯齿设置成三角形和圆弧形交替分布，将出光面的与入射光线方向相垂直的凸起三角形条纹设置成三角形与圆弧形交替分布的条纹，这样可以较少光线聚集的概率，因为相同的结构很容易让光线沿着相同的位置传播，这样就会在背光模组的某些区域出现亮斑，某些区域出现暗点。另外，由于在导光板入射面的锯齿是由三角形锯齿和圆弧形锯齿交替排布，在出光面上的与入射光线方向相垂直的凸起条纹是由三角形条纹和圆弧型条纹交替分布，使得光线在导光板内被充分地打散因此LED背光模组少用一张扩散片。在出光面具有与入射光线方向相垂直的凸起条纹是由三角形条纹和圆弧型条纹交替分布，这些条纹相当于分布在出光表面的凸透镜，可以充分聚集光线沿着垂直于出光面的方向射出，起到了聚光片的左右，因此LED背光模组可以少使用一种聚光片。导光板入射面的锯齿状结构是由三角形锯齿和圆弧形锯齿交替排布组成。三角形锯齿和所示圆弧形锯齿的宽度相同，三角形锯齿和所示圆弧形锯齿的宽度为0.08毫米-0.1毫米。凸起条纹结构是由三角形条纹和圆弧型条纹交替分布组成，三角形条纹和圆弧型条纹的宽度随着凸起条纹结构与光源的距离增加而增加，靠近光源处的条纹宽度为5-10微米，靠近入射对面的条纹宽度为20-25微米，网点密度大小与网点距离光源的距离成反比，聚光片上的条纹与出光面上交替排布的三角形条纹和圆弧型条纹相互垂直。由于光线在背光模组中传播的过程中会不断被吸收或者沿着出光面射出，这就使得在距离入射面比较近的位置光线强，而在距离入射面比较远的位置光线比较弱，且这种光强的变化是呈指数形式的。具体是三角形条纹和圆弧型条纹的宽度随着条纹与光源的距离增加而增加的方式呈指数递增，且指数表达式为W=B+（A-B）×eλx，W表示条纹宽度，B表示条纹跨度最小值，A表示条纹宽度最大值，λ为条纹宽度变化系数，x为条纹距离入射面的距离。
参见图3所示，该图为基于液晶电视的LED背光模组导光板放大图，本发明通过对导光板结构的改变，将两张扩散片和两张聚光片的结构改进成一张扩散片和一张聚光片。该图中入射面上的锯齿成三角形和圆弧型交替分布，使得LED发出的光线被打散，由于锯齿的形状不同，光线被打散的方式也不同，从而充分破坏了光线的一致性，其中三角形和圆弧型的锯齿宽度相同，间距一般为0.08毫米到0.1毫米之间。在出光面具有与入射光线方向相垂直的凸起条纹，这些条纹被局部放大如图3所示，与入射面上的锯齿一样，这些条纹也是呈三角形和圆弧型交替分布的，具有一定的聚光功能，从而使得该LED背光模组可以节省一张聚光片。
参见图4所示，该图中的条纹间距分布在5微米到25微米之间，靠近入射面的条纹宽度较小，因此对光线的折射能力也较弱，随着条纹跟入射面之间的间距增加，条纹宽度也增加，其对光线的折射能力也增加，使得该条纹还能够让光线在导光板上更均匀地扩散，因此使得该LED背光模组可以节省一张扩散片。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于液晶电视的LED背光模组，包括LED光源、外框、反射片、导光板、聚光片、扩散片，所述导光板靠近光源一侧为入射面，与入射面平行的平面为入射对面、下侧为反射面、上侧为出光面，其特征在于：所述导光板入射面具有锯齿，出光面具有与入射光线方向相垂直的凸起条纹，反射面具有反射网点。
2.根据权利要求1所述一种基于液晶电视的LED背光模组，其特征在于：所述导光板入射面的锯齿是由三角形锯齿和圆弧形锯齿交替排布，且所述三角形锯齿和所示圆弧形锯齿的宽度相同，更进一步地，所述三角形锯齿和所示圆弧形锯齿的宽度为0.08毫米-0.1毫米。
3.根据权利要求2所述一种基于液晶电视的LED背光模组，其特征在于：所述出光面具有与入射光线方向相垂直的凸起条纹，所述凸起条纹是由三角形条纹和圆弧型条纹交替分布，且所述三角形条纹和圆弧型条纹的宽度随着其与光源的距离增加而增加，靠近光源处的条纹宽度为5-10微米，靠近入射对面的条纹宽度为20-25微米。
4.根据权利要求3所述一种基于液晶电视的LED背光模组，其特征在于：所述反射面具有发射网点，所述网点密度大小跟网点距离光源的距离成反比。
5.根据权利要求4所述一种基于液晶电视的LED背光模组，其特征在于所述聚光片的数量为一片，且聚光片上的条纹与光面上交替排布的三角形条纹和圆弧型条纹相互垂直。
6.根据权利要求5所述一种基于液晶电视的LED背光模组，其特征在于：所述三角形条纹和圆弧型条纹的宽度随着条纹与光源的距离增加而增加的方式呈指数递增，且指数表达式为W=B+（A-B）×eλx，W表示条纹宽度，B表示条纹跨度最小值，A表示条纹宽度最大值，λ为条纹宽度变化系数，x为条纹距离入射面的距离。
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