CN103511912A - 背光模组、液晶显示装置及光源模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种背光模组、液晶显示装置及光源模组。背光模组包括至少二点光源及导光元件，该导光元件接收该至少二点光源发出的光，该背光模组还包括光扩散元件，该光扩散元件包括多个扩散粒子，靠近该至少二点光源的扩散粒子的体积小于远离该至少二点光源的扩散粒子的体积，靠近该至少二点光源的扩散粒子的分布密度大于远离该至少二点光源的扩散粒子的分布密度，该至少二点光源产生的光线由靠近该至少二点光源的扩散粒子的扩散，再由远离该至少二点光源的扩散粒子的扩散后由该导光元件射出。上述背光模组边框窄。
Description
技术领域
本发明涉及一种背光模组、液晶显示装置及光源模组。
背景技术
现有的背光模组通常包括一导光元件以及设置在导光元件一侧的光源。所述光源出于节能环保的考虑大多采用了发光二极管。然而，因所述发光二极管发出的光线指向性较强，在二相邻的发光二极管间距较大时容易在导光元件的入光侧形成多个明显的“亮点”(hot spot)。因此，在设置框架结构时需要于靠近导光元件入光侧的位置处预留出用于遮挡亮点区域及光源区域的边框。较宽的边框所占用的整个背光模组的区域较大，不能迎合消费者对背光模组及液晶显示模组窄边框的需求。
发明内容
为了解决现有技术背光模组不能作为出光区域的边框区域较宽，导致无法满足消费者需求的问题，有必要提供一种边框区域较窄的背光模组。
另，还有必要提供一种使用上述背光模组的液晶显示装置。
更有必要提供一种扩散效果较好的光源模组。
一种背光模组，其包括至少二点光源及导光元件，该导光元件接收该至少二点光源发出的光，该背光模组还包括光扩散元件，该光扩散元件包括多个扩散粒子，靠近该至少二点光源的扩散粒子的体积小于远离该至少二点光源的扩散粒子的体积，靠近该至少二点光源的扩散粒子的分布密度大于远离该至少二点光源的扩散粒子的分布密度，该至少二点光源产生的光线由靠近该至少二点光源的扩散粒子的扩散，再由远离该至少二点光源的扩散粒子的扩散后由该导光元件射出。
一种液晶显示装置，其包括一液晶面板及相邻该液晶面板且为该液晶面板提供光源的背光模组。该背光模组包括至少二点光源及导光元件，该导光元件接收该至少二点光源发出的光，该背光模组还包括光扩散元件，该光扩散元件包括多个扩散粒子，靠近该至少二点光源的扩散粒子的体积小于远离该至少二点光源的扩散粒子的体积，靠近该至少二点光源的扩散粒子的分布密度大于远离该至少二点光源的扩散粒子的分布密度，该至少二点光源产生的光线由靠近该至少二点光源的扩散粒子的扩散，再由远离该至少二点光源的扩散粒子的扩散后由该导光元件射出。
一种光源模组，其包括至少二点光源与光扩散元件，该光扩散元件包括第一光扩散层及第二光扩散层，该第一光扩散层和第二光扩散层内设置扩散粒子，该第一光扩散层相较于第二光扩散层更靠近该至少二点光源，该第一光扩散层内的扩散粒子的体积小于第二光扩散层内的扩散粒子的体积，该第一光扩散层内的扩散粒子的分布密度大于第二光扩散层内的扩散粒子的分布密度，该至少二点光源产生的光线经由靠近该至少二点光源的扩散粒子的扩散，再由远离该至少二点光源的扩散粒子的扩散后由该导光元件射出。
与现有技术相比，上述背光模组的光扩散元件具有扩散粒子，光经过扩散粒子的散射后扩大了传播的角度，从而达到扩散的作用，缩短了相邻二点光源所发出的光能够混合的混光距离，可令背光模组及液晶显示装置的边框明显变窄，满足消费者需求。此外，上述光源模组具有光扩散元件，出光较为均匀。
附图说明
图1为本发明的液晶显示装置一实施方式的立体分解示意图。
图2为图1中液晶显示装置的导光元件、光扩散元件及光源的平面示意图。
图3为图2中光扩散元件的中第一光扩散层与第二光扩散层的部分立体示意图。
主要元件符号说明
| 液晶显示装置 | 2 |
| 液晶面板 | 22 |
| 背光模组 | 23 |
| 胶框 | 25 |
| 光学膜片组 | 24 |
| 导光元件 | 26 |
| 光源 | 27 |
| 反射结构 | 28 |
| 光扩散元件 | 29 |
| 微结构 | 290 |
| 第一光扩散层 | 291 |
| 第二光扩散层 | 293 |
| 第三光扩散层 | 295 |
| 光入射面 | 296 |
| 扩散粒子 | 298 |
| 光出射面 | 299 |
| 第一侧板 | 251 |
| 第二侧板 | 252 |
| 第三侧板 | 253 |
| 第四侧板 | 254 |
| 支撑板 | 255 |
| 顶面 | 260 |
| 底面 | 263 |
| 入光面 | 265 |
| 电路板 | 271 |
| 点光源 | 272 |
| 发光面 | 273 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1与图2。该液晶显示装置2包括液晶面板22与背光模组23。该背光模组23相邻该液晶面板22且为该液晶面板22提供背光。
该背光模组23包括胶框25、光学膜片组24、导光元件26、光源27、反射结构28及光扩散元件29。
该导光元件26与该光扩散元件29配合用于将该光源27发出的光转化为平面光出射。该导光元件26包括一顶面260、与该顶面260相对设置的底面263及位于导光元件26一侧且分别与顶面260及底面263相连接的入光面265。该光学膜片组24设置在该顶面260一侧，该反射结构28设置在该导光元件26的底面263一侧，该光扩散元件29设置于该入光面265上，该光源27设置于该光扩散元件29的与导光元件26相对的另一侧。
该光源27包括电路板271及设置于该电路板271上的至少二点光源272。每一该点光源272具有一发光面273，点光源272产生的光线通过该发光面273出射。该电路板271为该点光源272供电。
该反射结构28用于反射该导光元件26、光扩散元件29及光源27的漏光而提高光的利用率，该反射结构28在本实施方式中为反射片。
该光扩散元件29为透光材料形成，其包括由光源27至入光面265方向依序设置的第一光扩散层291、第二光扩散层293及第三光扩散层295。该第一光扩散层291的远离该第二光扩散层293的表面作为该光扩散元件29的光入射面296，该第三光扩散层295的远离该第二光扩散层293的表面作为该光扩散元件29的光出射面299，即在本实施方式中，该光扩散元件29的光入射面296与光出射面299分设于该光扩散元件29的相对二侧。该光入射面296用于接收该光源27发出的光，该光出射面299用于将光扩散元件29接收的光传递至导光元件26。其中，该第一光扩散层291的折射率n1、第二光扩散层293的折射率n2及第三光扩散层295的折射率n3符合如下关系：n1>n2>n3。同时，该第三光扩散层295的折射率n3的折射率要大于该导光元件26的折射率。具体地，该光扩散元件29各层的材料可选择聚苯乙烯(Polystyrene, PS)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)或环氧树脂Epoxy resins等高透光性材料。该光扩散元件29可与该导光元件26为分体结构也可以利用双料成型等技术结合成为一体结构。该第一光扩散层291、第二光扩散层293及第三光扩散层295之间可以是分体结构，也可以利用双料成型等技术结合成为一体结构。可以理解地，该光扩散元件29包括的层数可根据实际需要变化，如采用二层膜状结构、或者四层膜状结构或者更多层膜状结构的设置方式。
此外，该第一光扩散层291、第二光扩散层293及第三光扩散层295中均设置有扩散粒子298，用以改变光的传播路径。该扩散粒子298可以选用折射率小于其所在的基材介质折射率的透光材料。例如，PS的折射率小于PC的折射率，而PC的折射率约等于PMMA的折射率，则若基材，如第一光扩散层291选用PMMA或者PC时，扩散粒子298可选用PS。进一步地，设置于不同扩散层上的扩散粒子298的体积与分布密度也不同。靠近光源27的第一光扩散层291内扩散粒子298的粒径/体积最小，密度最大；远离光源27的第三光扩散层295内扩散粒子298的粒径/体积最大，密度最小。即从光源27一侧至导光元件26的入光面265方向，扩散粒子298的粒径/体积逐渐变大，而分布密度逐渐变小。如此能增加光线打中扩散粒子298反射之机率，而增加光线发散之效果。
此外，请一并参阅图3，在本实施方式中，该第一光扩散层291与第二光扩散层293的交界面、第二光扩散层293与第三光扩散层295的交界面，以及第三光扩散层295与导光元件26的入光面265的交界面上可设置微结构290，用于将入射光进一步的扩散传播。具体地，该微结构290的形状可采用V型槽、圆柱型槽、圆锥状槽、半球形槽等结构，可以理解地，槽是根据所设置的面向内部凹入而定义的，上述各形状也可以定义为在所设置的面向外凸出而成的V型凸起、圆柱型凸起、圆锥状凸起、半球形凸起等结构或者上述各结构的一种或者几种的混合。其立体设置方式可参考图3所示内容。图3中以平行设置的V型槽为例展现于交界面上设置的微结构的排列及分布情况。
该胶框25为中空的框架，该胶框25包括第一侧板251、第二侧板252、第三侧板253及第四侧板254。该第一侧板251、第二侧板252、第三侧板253及第四侧板254依次首尾相接形成一环形结构。该第一侧板251、第二侧板252、第三侧板253及该第四侧板254的内侧向该胶框25的中心共同延伸一支撑板255，以将胶框25围成的收容空间划分为两个，第一收容空间用于承载该液晶面板22，第二收容空间用于收容该背光模组23的其它元件。该第四侧板254延伸的支撑板255的宽度较宽，用于遮挡该光扩散元件29与该光源27。该第四侧板254延伸的支撑板255的宽度指的是自该第四侧板254到该支撑板255位于该胶框25内侧的边缘的距离。
组装时，将该导光元件26的底面263设置于该反射结构28上，该光扩散元件29一体成型于该导光元件26上，其中，该光出射面299贴附于该导光元件26的入光面265。该光源27设置于该光扩散元件29的光入射面296一侧，且发光面273面对该光入射面296。该光学膜片组24设置于该导光元件26的顶面260上。设置该光学膜片组24、导光元件26、光扩散元件29及光源27于该胶框25的内侧以便收容。该支撑板255搭设于该导光元件26的顶面260上。该液晶面板22设置于该支撑板255上。
该光源27发出的光线经由光入射面296进入该光扩散元件29内，经由该第一光扩散层291及扩散粒子298、第二光扩散层293及扩散粒子298、第三光扩散层295及扩散粒子298的折射后由该光出射面299射入该入光面265，进入该导光元件26，并由导光元件26底面263的反射结构28的反射下由顶面260出射。
由于在扩散粒子298的多次扩散下，相邻的二点光源272发出的光自点光源272出射后能够较快地交叠混合，使明显的“亮点”区域变小。同时，由于靠近光源27处光线之指向性强，所以使用粒径/体积小且分布密度较大的扩散粒子298，增加光线打中扩散粒子298而反射的次数，因而增加光线发散之效果。光线经多层的传播后光线之指向性已减弱，故可使用粒径/体积较大且分布密度较小的的扩散粒子298，使光源扩散更均匀。进一步地，第一光扩散层291的折射率n1、第二光扩散层293的折射率n2及第三光扩散层295的折射率n3符合如下关系：n1>n2>n3，且该第三光扩散层295的折射率n3的折射率要大于该导光元件26的折射率。因此，光在各层膜的交界面位置多次的折射而扩大了传播的角度，从而达到扩散的作用，缩短了相邻二点光源272之间的混光距离。则作为遮蔽出光效果不理想区域的第四侧板254的支撑板255的宽度可明显变窄，令背光模组23及应用该背光模组23的液晶显示装置2的边框区域变窄，满足消费者需求。
此外，在本发明的其它实施方式中，该第一光扩散层291、第二光扩散层293及第三光扩散层295可以采用相同的材料，则不难理解，在第一光扩散层291、第二光扩散层293及第三光扩散层295的交界面上无折射的发生。进一步地，该光扩散元件29的折射率大于导光元件26，则在二者的交界面上会有折射的发生，再次，当光扩散元件29的折射率等于导光元件26的折射率时，光扩散元件29的扩散粒子298可起到将光打散的作用。更进一步地，该扩散粒子可直接设置于该导光元件26中，其体积大小与分布规律也为靠近光源27的区域中体积较小，密度较大，而远离光源27的区域中体积越大，密度越小。
在本发明的另一实施例中(沿用上述标号)，背光模组23包括光源模组(未标示)，光源模组包括至少二点光源272与光扩散元件29。该光扩散元件29包括第一光扩散层291及第二光扩散层293。该第一光扩散层291和第二光扩散层293内设置扩散粒子298。该第一光扩散层291相较于第二光扩散层293更靠近该至少二点光源272。该第一光扩散层291内的扩散粒子298的体积小于第二光扩散层293内的扩散粒子298的体积。该第一光扩散层291内的扩散粒子298的分布密度大于第二光扩散层293内的扩散粒子298的分布密度。该至少二点光源272产生的光线经由第一光扩散层291的扩散粒子298的扩散，再由第二光扩散层293的扩散粒子298的扩散后射出。可变更地，该第一光扩散层291的折射率大于第二光扩散层293的折射率。该扩散粒子298为透光材料，该第一光扩散层291内扩散粒子298的折射率小于其所在的第一光扩散层291介质的折射率，该第二光扩散层293内扩散粒子298的折射率小于其所在的第二光扩散层293介质的折射率。
Claims (10)
1.一种背光模组，其包括至少二点光源及导光元件，该导光元件接收该至少二点光源发出的光，其特征在于：该背光模组还包括光扩散元件，该光扩散元件包括多个扩散粒子，靠近该至少二点光源的扩散粒子的体积小于远离该至少二点光源的扩散粒子的体积，靠近该至少二点光源的扩散粒子的分布密度大于远离该至少二点光源的扩散粒子的分布密度，该至少二点光源产生的光线由靠近该至少二点光源的扩散粒子的扩散，再由远离该至少二点光源的扩散粒子的扩散后由该导光元件射出。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该光扩散元件包括第一光扩散层及第二光扩散层，该扩散粒子设置在第一光扩散层和第二光扩散层内，该第一光扩散层的远离该第二光扩散层的表面作为该光扩散元件的光入射面，该第二光扩散层的远离该第一光扩散层的表面作为该光扩散元件的光出射面，该第一光扩散层内的扩散粒子的体积小于第二光扩散层内的扩散粒子的体积，该第一光扩散层内的扩散粒子的分布密度大于第二光扩散层内的扩散粒子的分布密度，该至少二点光源产生的光线经由该光入射面进入该光扩散元件内，经由该光扩散层内的扩散粒子的扩散后由该导光元件射出。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于：该扩散粒子为透光材料，该第一光扩散层内扩散粒子的折射率小于其所在的第一光扩散层介质的折射率，该第二光扩散层内扩散粒子的折射率小于其所在的第二光扩散层介质的折射率。
4.如权利要求3所述的背光模组，其特征在于：该第一光扩散层的折射率大于该第二光扩散层的折射率，该第二光扩散层的折射率大于该导光元件的折射率。
5.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于：该第一光扩散层的折射率与该第二光扩散层的折射率相同，该光扩散元件的折射率大于该导光元件的折射率。
6.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于：该第一光扩散层的折射率、该第二光扩散层的折射率及该导光元件的折射率三者相同。
7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该背光模组还包括用于收容该至少二点光源、导光元件及光扩散元件的胶框，该胶框包括第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板，该第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板依次首尾相接形成一环形结构，该第一侧板、第二侧板、第三侧板及该第四侧板的内侧向该胶框的中心共同延伸一支撑板，以将胶框围成的收容空间划分为两个部分，该第四侧板的支撑板遮挡该光扩散元件与该至少二点光源。
8.一种液晶显示装置，其包括一液晶面板及相邻该液晶面板且为该液晶面板提供光源的背光模组，其特征在于：该背光模组是权利要求1至7中任一权利要求所述的背光模组。
9.一种光源模组，其特征在于：该光源模组包括至少二点光源与光扩散元件，该光扩散元件包括第一光扩散层及第二光扩散层，该第一光扩散层和第二光扩散层内设置扩散粒子，该第一光扩散层相较于第二光扩散层更靠近该至少二点光源，该第一光扩散层内的扩散粒子的体积小于第二光扩散层内的扩散粒子的体积，该第一光扩散层内的扩散粒子的分布密度大于第二光扩散层内的扩散粒子的分布密度，该至少二点光源产生的光线经由靠近该至少二点光源的扩散粒子的扩散，再由远离该至少二点光源的扩散粒子的扩散后射出。
10.如权利要求9所述的光源模组，其特征在于：第一光扩散层的折射率大于第二光扩散层的折射率，该扩散粒子为透光材料，该第一光扩散层内扩散粒子的折射率小于其所在的第一光扩散层介质的折射率，该第二光扩散层内扩散粒子的折射率小于其所在的第二光扩散层介质的折射率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140115 |