CN104317092B - 一种曲面液晶显示装置的背光源及曲面液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到显示装置，尤其涉及到一种曲面液晶显示装置的背光源及曲面液晶显示装置。该背光源包括：与曲面液晶显示装置的曲面液晶显示屏相配合的背板；支撑件，具有多个与背板的底板平行的阶梯面；设置在每个阶梯面上的光源件；多个光源件组成一个向一个方向突出的曲面，且曲面的突出方向与曲面液晶显示屏的突出方向相同。在上述技术方案中，采用该台阶结构，达到在不弯曲背光源机械结构和光学部件的情况下，实现光源件的曲面光学分布，降低了背光源的加工难度。同时，光源件水平设置在阶梯面上光源件的设置方向相同，保证了其出光方向相同，使得背光源能够提供更加均匀的光线，提高了显示装置的显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及到显示装置，尤其涉及到一种曲面液晶显示装置的背光源及曲面液晶显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，以及用户体验要求的日益提高，曲面的液晶显示器产品也应运而生。液晶的显示面板具有一定的弹性，可以实现曲面的液晶显示屏；由于液晶本身不能发光，因此曲面的液晶显示屏需要一个光分布为曲面的背光源。但背光源的机械结构以及光学部件弯曲加工工艺难，并且弯曲的光学部件影响光的传播，难实现较高的亮度均一性。
现有技术中曲面液晶显示器的背光源有直下式和侧光式两种。这两种背光源均需要弯曲的背板机械结构，弯曲的光学部件，存在加工工艺难度大等问题。
发明内容
本发明提供了一种曲面液晶显示装置的背光源及曲面液晶显示装置，用以改善曲面液晶显示装置中的背光源出光的均匀性，并降低背光源的加工难度。
本发明提供了一种曲面液晶显示装置的背光源，该背光源包括：
与曲面液晶显示装置的曲面液晶显示屏相配合的背板；
支撑件，位于所述背板内，且所述支撑件具有多个与所述背板的底板平行的阶梯面；
设置在每个阶梯面上的光源件，所述多个阶梯面上的光源件与所述背板的底板之间的距离不同；
所述多个光源件组成一个向一个方向突出的曲面，且所述曲面的突出方向与所述曲面液晶显示屏的突出方向相同。
在上述技术方案中，采用该台阶结构，达到在不弯曲背光源机械结构和光学部件的情况下，实现光源件的曲面光学分布，从而降低了背光源的加工难度。此外，在采用该种结构时，光源件水平设置在阶梯面上，光源件的设置方向相同，保证了其出光方向相同，避免了采用弧形设置时，光源件的设置方向不同使得形成的光线过度聚拢，导致光线不均匀的情况，从而使得背光源能够提供更加均匀的光线，提高了显示装置的显示效果。
优选的，在所述曲面液晶显示屏为外凸型液晶显示屏时，所述多个阶梯面与所述背板的底板之间的距离沿所述曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐缩小；在所述曲面液晶显示屏为内凹型液晶显示屏时，所述多个阶梯面与所述背板的底板之间的距离沿所述曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐增大。通过台阶面的不同高度变化，实现了光源件形成曲面。
优选的，所述的曲面的曲率与所述曲面液晶显示屏的曲率相同。进一步改善了出光的均匀性。
优选的，在所述曲面液晶显示屏为内凹型液晶显示屏时，从背板边缘朝所述曲面液晶显示屏的中心线方向计数的第n个阶梯面与所述背板的底板之间的距离满足一下公式：
其中，R为所述曲面液晶显示屏的的曲率半径，L为背板在垂直曲面液晶显示屏的中心线的方向上的长度；p为相邻的两个光源件之间的水平距离；y为第n个阶梯面上设置的光源件对应的曲面液晶显示屏的位置与曲面液晶显示屏最低点位置的间距。限定了阶梯面的设置。
优选的，所述支撑件包括与每个阶梯面对应的凸起结构。通过凸起结构来支撑阶梯面。
可选择的，所述多个凸起结构间隔设置。
可选择的，所述多个凸起结构为一体结构。
优选的，所述多个光源件平行设置。
优选的，所述光源件为多个沿阶梯面长度方向单排排列的LED灯。能提供足够亮度的光线。
本发明还提供了一种曲面液晶显示装置，该曲面液晶显示装置包括上述任一项所述的背光源。
在上述技术方案中，采用该台阶结构，达到在不弯曲背光源机械结构和光学部件的情况下，实现光源件的曲面光学分布，从而降低了背光源的加工难度。此外，在采用该种结构时，光源件水平设置在阶梯面上光源件的设置方向相同，保证了其出光方向相同，避免了采用弧形设置时，光源件的设置方向不同使得形成的光线过度聚拢，导致光线不均匀的情况，从而使得背光源能够提供更加均匀的光线，提高了显示装置的显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的曲面液晶显示装置的背光源的截面图；
图2为本发明实施例提供的曲面液晶显示装置的背光源的阶梯面设置的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种曲面液晶显示装置的背光源的截面图。
附图标记：
10-背板 11-支撑件 111-阶梯面
112-凸起结构 12-光源件 20-曲面液晶显示屏
具体实施方式
为了改善曲面液晶显示装置中的背光源出光的均匀性，并降低背光源的加工难度。本发明实施例提供了一种曲面液晶显示装置的背光源及曲面液晶显示装置，在本发明的技术方案中，根据光源距离背光源曲面液晶显示屏的距离不同，在背板上设置具有不同高度的台阶结构，并且使得光源排布于不同高度结构的台阶上，达到在不弯曲背光源机械结构和光学部件的情况下，实现光源的曲面光学分布，为曲面的液晶显示屏提供了弯曲的光源，降低了曲面液晶显示器中弯曲背光源加工难度、改善了亮度均匀性。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本发明作进一步详细说明。
如图1及图3所示，图1示出了本发明实施例提供的背光源的截面图，图3提供了本发明实施例提供的另一种曲面液晶显示装置的背光源的截面图。
本发明实施例提供了一种曲面液晶显示装置的背光源，该背光源包括：
与曲面液晶显示装置的曲面液晶显示屏相配合的背板；
支撑件，位于背板内，且支撑件具有多个与背板的底板平行的阶梯面；
设置在每个阶梯面上的光源件，多个阶梯面上的光源件与背板的底板之间的距离不同；
多个光源件组成一个向一个方向突出的曲面，且曲面的突出方向与曲面液晶显示屏的突出方向相同。
在上述实施例中，通过采用阶梯面支撑光源件，并且固定后的光源件距离底板的高度不同，使得多个光源件形成一个向一个方向突出的曲面，且该曲面的突出方向与曲面液晶显示屏的突出方向相同，从而保证了光源件与曲面液晶显示屏之间的混光距离。实现了不弯曲背光源及光源件即可实现发出均匀光线的效果。
具体的，在曲面液晶显示屏为外凸型液晶显示屏时，多个阶梯面与背板的底板之间的距离沿曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐缩小；在曲面液晶显示屏为内凹型液晶显示屏时，多个阶梯面与背板的底板之间的距离沿曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐增大。
在上述实施例中，背板10内设置了支撑件11，该支撑件11具有多个阶梯面111，且所述阶梯面111与所述背板10的底板之间的距离沿所述曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐增大或逐渐减小；从而形成阶梯面111与底板之间的距离随弧形的曲面液晶显示屏的弯曲变化而变化，保证了阶梯面111与曲面液晶显示屏20之间的距离，进而保证了设置在阶梯面111上的光源件12与曲面液晶显示屏20之间的距离。采用该台阶结构，达到了在不弯曲背光源机械结构和光学部件的情况下，实现光源件12的曲面光学分布，从而降低了背光源的加工难度。此外，在采用该种结构时，光源件12水平设置在阶梯面111上(以图1中所示的背光源的放置方向为水平方向)，光源件12的设置方向相同，保证了其出光方向相同，避免了采用弧形设置时，光源件12的设置方向不同(朝向弧形的弯曲中心)，使得形成的光线过度聚拢，导致光线不均匀的情况，从而使得背光源能够提供更加均匀的光线，提高了显示装置的显示效果。
为了方便对本实施例提供的背光源的理解，以内凹型曲面液晶显示屏对应的背光源为例，并结合图1及图2对本发明实施例提供的背光源进行详细的描述。
为了更进一步的提高背光源出光的均匀度，较佳的，光源件12组成的曲面的曲率与曲面液晶显示屏20的曲率相同。从而保证了光源件12与曲面液晶显示屏20的距离相同，使得光源件12照射到曲面液晶显示屏20上的亮度相同，进而提高了背光源照射出的光线的均匀度。
在具体设置时，阶梯面111距离背板10的底板之间的距离有一定的限定，该限定为：从背板10边缘朝所述曲面液晶显示屏20的中心线方向计数的第n个阶梯面111与所述背板10的底板之间的距离满足一下公式：
其中，L为背板10在垂直曲面液晶显示屏20的中心线的方向上的长度；p为相邻的两个光源件12之间的水平距离(该水平距离为以图1所示的背光源放置方向为参考方向时，两个光源件12之间的距离)；y为第n个阶梯面111上设置的光源件12对应的曲面液晶显示屏20的位置与曲面液晶显示屏20最低点位置的间距。
具体的，光源件12在阶梯面111上的设置如图1所示，设背板10在垂直曲面液晶显示屏20的中心线的方向(即台阶排布的方向)上的长度为L。设相邻的两个光源件12之间的水平距离为p，则在设计中边缘光源件12距离背板10侧边的距离为p/2。
如图2所示，曲面显示装置的背光源中，对应每个光源件12的阶梯面111高度计算如下：O为曲面液晶显示屏20的最低点，B为曲面液晶显示屏20的边缘点，A为最边缘的光源件12对应在曲面液晶显示屏20上的位置，x为台阶高度(即阶梯面111距离背板10的底板的距离)；当曲面液晶显示屏20调整到B点成曲面显示时，设曲面液晶显示屏20边缘调整尺寸为d(即B点与O点的垂直距离)，以边缘光源件12为例，其背板10与曲面液晶显示屏20距离增加y(即A点与O点的垂直距离)。背光源中心的光源件12混光距离为h(此处的光源件12作为一个点光源，即不考虑光源件的体积大小，因此，该h即为：在垂直背板底面的方向上，阶梯面到其对应的曲面液晶显示屏的位置的距离)，其背板10与曲面液晶显示屏20的距离H0与混光距离相同，即
H0＝h，
设曲面液晶显示屏20的的曲率半径为R，则对应OB的长度为：Rα,其中α为O点与B点到曲面液晶显示屏20的曲面中心的连线的夹角，根据图中三角形计算：
而d2+(L/2)2＝(Rα)2；
所以可得到该状态下的曲率半径：
图中OA的长度为：Rβ,而
根据勾股定理计算得到：
因此第一列光源件12所在底板的位置与曲面液晶显示屏20之间距离变为：
而第一列光源件12所在底板的位置与曲面液晶显示屏20距离又等于混光距离与台阶高度之和，即为
即第一列台阶的高度为
通过上述计算方式可统计出，每一光源件12排布的阶梯面111与底板之间的距离为：
以本发明适用于46-110inch范围内的TV，如46inch、55inch、65inch、85inch、98inch及1100inch等。以65inchTV为例，其中的光源件12平行设置。且每个光源件12为多个沿阶梯面111长度方向单排排列的LED灯，从而保证能够提供足够亮度的光线。具体的实施方式如下：
1.65inch背光源尺寸为L1428*W804mm，台阶排布的方向沿长边排布，即台阶排布沿长度为1428mm。设定背光源中LED间的水平方向距离为p＝25mm，则在设计中边缘LED距离背光源侧边的距离为11.5mm，则在该背光源中LED分布阵列为57个*32个。设定背光源混光距离h＝90mm，在背光源中每一列LED的混光距离均为h，则中心列LED距曲面液晶显示屏20的距离为H0＝90mm。设定台阶高度为x。
2.当曲面液晶显示屏20边缘调整d＝40mm时，对应的曲面液晶显示屏20曲率半径为R＝6000mm，所以根据勾股定理计算得到，边缘列LED背板10与曲面液晶显示屏20的距离增加y＝20.5mm，则边缘列LED背板10与曲面液晶显示屏20的距离为H0+y＝110.5mm。而边缘列LED背板10与曲面液晶显示屏20的距离又等于混光距离h与台阶高度x之和，即边缘列台阶高度x＝20.5mm。
3.根据计算得到，每一列LED对应的台阶高度，为
其中n为从背光源边缘计数开始的第n列LED，在本实施例中n＝1,2，…28,从中心列开始，中心列两侧LED关于中心列对称，即从背光源边缘计数开始第30列台阶高度与第28列台阶高度相等。
其中的支撑件11包括与每个阶梯面111对应的凸起结构112，即所述支撑件11为多个凸起结构112，凸起结构112的上表面即为阶梯面111，通过凸起结构112来支撑起光源件12，且在具体设置时，可选择的多个凸起结构112间隔设置，或者采用多个凸起结构112为一体结构。生产者可以根据实际的生产情况选择不同的结构。
应当理解的是，本发明实施例提供的背光源不仅限于上述图1及图2中列举的用于内凹型的曲面液晶显示装置的背光源，也可以采用如图3所示的用于外凸型的曲面液晶显示装置的背光源，两者的原理相近似，其区别仅在于，由于外凸型的曲面液晶显示装置的曲面液晶显示屏20的弯曲方向与内凹型的曲面液晶显示屏20的弯曲方向不一致，从而导致设置在背板10内的阶梯面111的设置放置发生改变。在所述曲面液晶显示屏20为外凸型液晶显示屏时，所述多个阶梯面111与所述背板10的底板之间的距离沿所述曲面液晶显示屏20的中心线向其两侧延伸的方向逐渐缩小。从而保证了光源件12的设置变化规律与曲面的变化规律相同，保证了出光的均匀性。
本发明实施例还提供了一种曲面液晶显示装置，该曲面液晶显示装置包括上述任一项所述的背光源。
在上述实施例中，背板10内设置了支撑件11，该支撑件11具有多个阶梯面111，且所述阶梯面111与所述背板10的底板之间的距离沿所述曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐增大或逐渐缩小；从而形成阶梯面111与底板之间的距离随弧形曲面液晶显示屏的弯曲变化而变化，保证了阶梯面111与曲面液晶显示屏20之间的距离，进而保证了设置在阶梯面111上的光源件12与曲面液晶显示屏20之间的距离。采用该台阶结构，达到在不弯曲背光源机械结构和光学部件的情况下，实现光源件12的曲面光学分布，从而降低了背光源的加工难度。此外，在采用该种结构时，光源件12水平设置在阶梯面111上(以图1中所示的背光源的放置方向为水平方向)，光源件12的设置方向相同，保证了其出光方向相同，避免了采用弧形设置时，光源件12的设置方向不同(朝向弧形的弯曲中心)，使得形成的光线过度聚拢，导致光线不均匀的情况，从而使得背光源能够提供更加均匀的光线，提高了显示装置的显示效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种曲面液晶显示装置的背光源，包括：
与曲面液晶显示装置的曲面液晶显示屏相配合的背板；其特征在于，还包括：
支撑件，位于所述背板内，且所述支撑件具有多个与所述背板的底板平行的阶梯面；
设置在每个阶梯面上的光源件，所述多个阶梯面上的光源件与所述背板的底板之间的距离不同；
所述多个光源件组成一个向一个方向突出的曲面，且所述曲面的突出方向与所述曲面液晶显示屏的突出方向相同。
2.如权利要求1所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，
在所述曲面液晶显示屏为外凸型液晶显示屏时，所述多个阶梯面与所述背板的底板之间的距离沿所述曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐缩小；在所述曲面液晶显示屏为内凹型液晶显示屏时，所述多个阶梯面与所述背板的底板之间的距离沿所述曲面液晶显示屏的中心线向其两侧延伸的方向逐渐增大。
3.如权利要求1所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，所述的曲面的曲率与所述曲面液晶显示屏的曲率相同。
4.如权利要求2所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，在所述曲面液晶显示屏为内凹型液晶显示屏时，从背板边缘朝所述曲面液晶显示屏的中心线方向计数的第n个阶梯面与所述背板的底板之间的距离满足以下公式：
其中，R为所述曲面液晶显示屏的的曲率半径，L为背板在垂直曲面液晶显示屏的中心线的方向上的长度；p为相邻的两个光源件之间的水平距离；y为第n个阶梯面上设置的光源件对应的所述曲面液晶显示屏的位置与曲面液晶显示屏最低点位置的间距。
5.如权利要求1所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，所述支撑件包括多个凸起结构，且所述凸起结构的上表面为所述阶梯面。
6.如权利要求5所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，所述多个凸起结构间隔设置。
7.如权利要求5所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，所述多个凸起结构为一体结构。
8.如权利要求1～7任一项所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，所述多个光源件平行设置。
9.如权利要求8所述的曲面液晶显示装置的背光源，其特征在于，所述光源件为多个沿阶梯面长度方向单排排列的LED灯。
10.一种曲面液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的背光源。
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