CN103336387A - 侧光式背光源及具有该背光源的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种侧光式背光源，属于平板显示技术领域。包括：其上设有反射片的背板，光学片组件，其与所述背板间隔开地设置并在它们之间形成了光学腔，和设置在背板一侧的发光元件，其中，在所述反射片和所述光学片组件之间设有凸透镜，使得来自所述发光元件的光在通过所述凸透镜引导入到光学腔中之后经由所述光学片组件射出，其中所述凸透镜与发光元件之间的距离大于耦光距离。凸透镜还可以保持光学片组件和反射片之间的距离。根据本发明的侧光式背光源相比现有技术中的背光源重量更轻、厚度更薄且制作工艺大为简化。

Description

侧光式背光源及具有该背光源的液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种背光源，尤其涉及一种侧光式背光源，属于平板显示技术领域。
本发明还涉及一种具有上述背光源的液晶显示器。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）是当前平板显示技术中的主要产品之一，其已经成为现代IT、视讯产品中重要的显示平台。
由于液晶本身并不发光，为进行显示，需要配置背光源（back light，BL）。目前主流的BL架构为侧入式背光源，即利用导光板(Light Guide Plate，LGP)来将光传导至显示区的范围中，再经过棱镜片、扩散片等光学膜片的处理，最终形成均匀化的光源。
参照图1，图1显示了现有技术中常见的背光源100。
背光源100具有用于发射光线的发光二极管106，来自发光二极管106的光线进入导光板101。在导光板101中，向下传播的光线被位于导光板101之下的反射片105反射向上。光线从导光板101传递至扩散片102，被均匀化、雾化，之后光线从扩散片102均匀地投射到棱镜片103和104中，作为适合的光源用于液晶显示。
然而，在现有技术中的背光源中，导光板在重量和体积方面占据相当的比例，并且鉴于其对材料的要求，也会相应地提升背光源的制造成本。如果能够采取重量较轻、体积较小、成本低廉且易于制造的结构和部件来取代现有技术中的导光板结构，将对背光源的生产制造带来极大的进步。
发明内容
现有技术中的背光源存在许多问题，例如背光源包括导光板，而导光板相对于背光源整体而言在重量和体积方面占据相当的比例，导致背光源在重量和厚度方面无法显著提升。
针对这样的缺陷，本发明提出了实施方案1：一种侧光式背光源，包括：其上设有反射片的背板，光学片组件，其与所述背板间隔开地设置并在它们之间形成了光学腔，和设置在背板一侧的发光元件，其中，在所述反射片和所述光学片组件之间设有凸透镜，使得来自所述发光元件的光在通过所述凸透镜引导入到光学腔中之后经由所述光学片组件射出，其中所述凸透镜与发光元件之间的距离大于耦光距离。凸透镜还可以保持光学片组件和反射片之间的距离。
在根据实施方案1所改进的实施方案2中，所述背光源还包括位于所述反射片和所述光学片组件之间的反射面，所述反射面在朝向所述发光元件的方向上为凹形，用于将光线反射到所述反射片或所述光学片组件上。
在根据实施方案1或2所改进的实施方案3中，所述凸透镜在所述反射片和所述光学片组件之间位于靠近所述发光元件的端部处，所述反射面在所述反射片和所述光学片组件之间位于远离所述发光元件的端部处。如此地反射面可以在远光端保持光学片组件和反射片之间的距离。
在根据实施方案1到3中任一个所改进的实施方案4中，所述反射片上设有反射粒子。
在根据实施方案1所改进的实施方案5中，所述背光源还包括位于所述反射片和所述光学片组件之间的远离所述发光元件的端部处的垫片，用于保持所述反射片和所述光学片组件之间的距离。在根据实施方案5所改进的实施方案6中，所述反射片上设有反射粒子，且所述反射粒子在所述反射片的远离所述发光元件的位置处布置得较密或具有较高的反射率。
在根据实施方案1到6中任一个所改进的实施方案7中，所述凸透镜沿所述反射片和所述光学片组件的边缘纵向延伸，所述凸透镜的横向截面为朝向所述光学腔的一面为圆弧的半圆形。在根据实施方案1到7中任一个所改进的实施方案8中，所述凸透镜通过粘着剂分别固定到所述反射片和所述光学片组件的朝向所述光学腔的一面上。
在根据实施方案1到8中任一个所改进的实施方案9中，所述发光元件为发光二极管。
本发明还提出了一种具有上述背光源的液晶显示器。
本发明将传统的侧光式背光源结构中的导光板结构省略，利用凸透镜与反射片的反射粒子，再结合光学片组件，例如棱镜片与扩散片等，共同作用形成均匀化的光源。
根据本发明的背光源在反射片上设有反射粒子以进行反射，反射粒子结构简单且实现方便，且可以通过调节其涂布密度和反射率来影响不同位置处的光的亮度。
同时，本发明的背光源设有改变入射光线的入射角度的凸透镜，由于凸透镜将入射光线折射到反射片的远离发光元件的位置处，因此无需将反射片上的反射粒子在远离发光元件的位置处布置得较密，就可以实现均匀的出射光线。简化了制作工艺。
上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了现有技术中常见的侧光式背光源；
图2示意性显示了根据本发明的侧光式背光源的结构示意图；
图3示意性显示了根据本发明的侧光式背光源的正视图；
图4示意性显示了根据本发明的侧光式背光源的俯视图。
在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将参照附图来详细地介绍本发明。
图2-4显示了根据本发明的侧光式背光源200。
背光源200包括背板210（仅在图4中显示）。
背板210上设置有反射片205，用于反射光线。在附图中，反射片205位于下部。反射片205上设有反射粒子208，反射片205通过反射粒子208的协助反射光线。
本发明中的反射粒子208即微型光学反射物质，其作用是通过选择不同的材料来改变光线的折射角度，以满足设计需求。反射片205本身即可以反光，反射粒子208的作用是对光线进行二次处理，使其满足设计需求。
侧光式背光源200还包括布置在背板210一侧的发光二极管206，用于发射光线。在图中，发光二极管206位于附图的右侧。
侧光式背光源200还包括光学片组件，所述光学片组件可以包括扩散片202和位于扩散片202之上的棱镜片203和204。扩散片202和棱镜片203、204相隔一定距离地与反射片205平行布置。在所述光学片组件和所述反射片205之间形成有光学腔。在附图中所示的实施例中，相比于棱镜片203、204，扩散片202处于较为靠近反射片205的位置，并且设置了两层棱镜片203、204，但这并非对本发明的限制，在其它的实施例中也可以有多层棱镜片，或是不同的位置关系，只要能够达到本发明的目的。
侧光式背光源200还包括凸透镜209，凸透镜209布置在反射片205和扩散片202之间。
其中，凸透镜209将来自发光二极管206的光线聚束，使之更有效地传导至远光端（离发光二极管206较远的端部）。同时凸透镜209用来保持住反射片205和扩散片202之间的距离。由凸透镜209聚集的光束到达反射片205，经其反射后进入扩散片202和棱镜片203、204以均匀化。
参照附图，凸透镜209沿反射片205和扩散片202的边缘纵向延伸，凸透镜209的横向截面为半圆形，该半圆在朝向光学腔的一面为圆弧，朝向发光二级管的一面为平面。凸透镜209通过粘着剂分别固定到反射片205的上部面和扩散片202的下部面，以起到保持反射片205和扩散片202之间的距离的作用。
凸透镜209与发光二极管206需要至少相隔耦光距离以上的距离。这是因为发光二极管206发出的光在进入凸透镜209之前，需要一段距离进行耦合，使相邻的发光二极管的位置之间的光均匀混合，以避免发生聚光现象。发光二级管206与凸透镜209之间不发生聚光现象的最小距离，即为耦光距离。因此，即便考虑到制作尺寸和经济成本，在该基础上将发光二级管206与透镜209之间的距离最小化，发光二极管206与凸透镜209之间的距离至少也应等于耦光距离。以28寸产品为例，其耦光距离为0.8mm。
在一个实施例中，凸透镜仅进行竖直方向上的聚光作用，这是因为水平方向的聚光一方面结构上难以简单实现，另一方面会造成耦光距离增大，无有益效果。
参照附图，侧光式背光源200还包括位于光学片组件和反射片205之间的反射面207，反射面207在朝向发光二级管206的方向上为凹形，用于将光线反射到反射片205或扩散片202上，同时保持住反射片205和扩散片202之间的距离。
在附图所示的实施例中，凸透镜209在光学片组件和反射片205之间位于靠近发光二极管206的端部处，反射面207在光学片组件和反射片205之间位于远离发光二极管206的端部处。
在一个备选的实施例中，侧光式背光源200也可以不包括反射面207，而是在光学片组件和反射片205之间在远离发光二极管206的端部处设置垫片，用于在远离发光二极管206的位置处保持反射片205和光学片组件之间的距离。同时在远离发光二极管206的位置处增加反射粒子208在反射片205上的涂布密度，或调高远离发光二极管206的部位的反射粒子208的反射率，以保证远离发光二极管206侧与靠近发光二级管206侧的亮度保持一致。
而在附图中所示的实施例中，由于设置了反射面207，亮度分布已通过凸透镜209和反射面207调整，因此反射片205上的反射粒子208只需要均匀涂布以增加反射效率即可。降低了制造工艺的复杂性。同时也可以在扩散片202上进行网点印刷，以使光更容易达到均匀化。
发光二级管206发出的光线原本会汇集在发光二级管206侧附近，而根据本发明的侧光式背光源200采用具有聚光功能的凸透镜209，从而使得发光二级管206发出的光线通过凸透镜209被折射，而后达到反射片205上的远离发光二极管206的侧部，解决了靠近发光二极管一侧亮度过高，而远离发光二极管的一侧亮度过低的问题。
同时，根据本发明的侧光式背光源200最少只需要一片凸透镜就能达到目的，可有效控制光源的重量及成本。
同时，本发明还提出了一种包括背光源200的液晶显示器。背光源200为液晶显示器提供均匀适用的光源。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.侧光式背光源，包括：
其上设有反射片的背板，
光学片组件，其与所述背板间隔开地设置并在它们之间形成了光学腔，和
设置在背板一侧的发光元件，
其中，在所述反射片和所述光学片组件之间设有凸透镜，使得来自所述发光元件的光在通过所述凸透镜引导入到光学腔中之后经由所述光学片组件射出，其中所述凸透镜与发光元件之间的距离大于耦光距离。
2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，还包括位于所述反射片和所述光学片组件之间的反射面，所述反射面在朝向所述发光元件的方向上为凹形，用于将光线反射到所述反射片或所述光学片组件上。
3.根据权利要求2所述的背光源，其特征在于，所述凸透镜在所述反射片和所述光学片组件之间位于靠近所述发光元件的端部处，所述反射面在所述反射片和所述光学片组件之间位于远离所述发光元件的端部处。
4.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，还包括位于所述反射片和所述光学片组件之间的远离所述发光元件的端部处的垫片，用于保持所述反射片和所述光学片组件之间的距离。
5.根据权利要求4所述的背光源，其特征在于，所述反射片上设有反射粒子，且所述反射粒子在所述反射片的远离所述发光元件的位置处布置得较密或具有较高的反射率。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的背光源，其特征在于，所述反射片上设有反射粒子。
7.根据权利要求1到5中任一项所述的背光源，其特征在于，所述凸透镜沿所述反射片和所述光学片组件的边缘纵向延伸，所述凸透镜的横向截面为朝向所述光学腔的一面为圆弧的半圆形。
8.根据权利要求1到5中任一项所述的背光源，其特征在于，所述凸透镜通过粘着剂分别固定到所述反射片和所述光学片组件的朝向所述光学腔的一面上。
9.根据权利要求1到5中任一项所述的背光源，其特征在于，所述发光元件为发光二极管。
10.具有根据权利要求1到9中任一项所述的背光源的液晶显示器。
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