CN104949004A - 一种手机背光源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机背光源，包括导光板；灯条，设置在所述导光板的入光侧；多个第一发光单元，所述第一发光单元间隔式设置在所述灯条上，相邻的所述第一发光单元之间形成间隙；第二发光单元，设置在灯条上，且与所述间隙对应的位置处。该手机背光源提高了背光的亮度，降低了Hotspot现象，改善了屏幕的显示效果。

Description

一种手机背光源

技术领域

本发明涉及手持移动设备领域，尤其涉及一种手机背光源。

背景技术

近年来，随着多媒体技术在手持移动设备领域的广泛应用，大屏幕手机的使用日渐普及，由于其显示效果逼真、多媒体效果好，可以向用户呈现更好的体验效果，因此迅速受到手机用户的青睐。

同时，随着手机屏幕的增大，其屏幕分辨率也持续提高，手机屏幕上的像素设计越发密集，从而导致其开口率越来越小，进一步地，背光的穿透率也越来越小，因此大屏幕、高分辨率手机对背光的亮度提出了更高的要求。

目前，提高手机背光的亮度的最有效的办法就是增加背光源中发光单元的数目，但由于背光源结构的限制，背光源的头部结构上承载的发光单元越多，其结构稳定性以及散热性就越差，严重影响了手机的性能。

综上，亟需一种结构稳定且散热性好的手机背光源以满足大屏手机对背光的亮度的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种结构稳定且散热性好的手机背光源。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种手机背光源，包括：导光板；灯条，设置在所述导光板的入光侧；多个第一发光单元，所述第一发光单元间隔式设置在所述灯条上，相邻的所述第一发光单元之间形成间隙；第二发光单元，设置在灯条上且与所述间隙对应的位置处。

优选地，在与所述间隙对应的位置处均设置有所述第二发光单元。

优选地，所述导光板的入光侧构造为匹配所述第一发光单元与所述第二发光单元位置的矩形齿面。

优选地，各所述第二发光单元沿纵向设置在第二直线上。

优选地，所述第一发光单元沿纵向设置在第一直线上，所述第一直线与所述第二直线平行，所述导光板的入光侧为嵌入所述间隙处且延伸至所述第二发光单元相应位置处的规则矩形齿面。

优选地，各所述第二发光单元沿纵向交替设置在相互平行的第二直线与第三直线上。

优选地，所述第一发光单元沿纵向设置在第一直线上，所述第一直线与所述第二直线及所述第三直线平行，所述导光板的入光侧为嵌入所述间隙处且延伸至所述第二发光单元相应位置处的长短齿交替的矩形齿面。

优选地，所述第一发光单元的发光角度小于等于120°。

优选地，所述第一发光单元和/或所述第二发光单元包括发光二极管。

优选地，所述导光板采用入射光从侧面进入的方式。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

通过将第一发光单元、第二发光单元与导光板相互匹配设置，提高了背光的亮度，降低了Hotspot现象，改善了屏幕的显示效果。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1(a)-(b)为本申请第一实施例的手机背光源的结构示意图，其中，图1(b)为图1(a)的俯视图；

图2为本申请第一实施例的光路示意图；

图3为本申请第二实施例的手机背光源的结构示意图；

图4为Hotspot现象产生的原因的解析图；

图5(a)-(c)为本申请第三实施例的手机背光源的结构示意图；

图6(a)-(b)为本申请第三实施例的导光板的入光侧示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

与通用大型液晶显示设备一样，手持移动设备(例如手机)的显示屏的背光源也主要由发光单元、光学膜片以及导光板等结构组成，其中，发光单元对背光源的功耗、亮度、颜色等光电参数起主要的影响作用，发光单元更决定了背光源的使用条件和使用寿命等特性，进而影响手机的整体性能。

发光单元按照形状进行分类可以分为线发光单元、点发光单元和面发光单元，其中，由于点发光单元的体积通常比较小且出光具有方向性，可以大幅度减小背光源的导光板的厚度，这对手机这类对空间需求较苛刻的手持移动设备来说至关重要，因此点发光单元获得了普遍应用。目前点发光单元主要采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。LED是一种半导体固体发光元件，主要由PN结芯片、电极以及光学系统封装在一起组成。在实际应用中，把半导体材料放置在一个有引线的支架上，然后在四周用树脂材料进行密封，起保护的作用。为进一步减小背光源的整体体积，利用LED作为发光单元的背光源也采用入射光从侧面进入的形式。LED所需的驱动电压低且发光效率高、出光方向好，同时对环境的污染小。

提高背光的亮度的最有效的办法就是增加背光源中发光单元的数目。但对于手机等手持移动设备来说，对空间尺寸的要求是非常苛刻的。一方面，背光源中发光单元的数目越多，其结构的稳定性就越差。实际中的发光单元都是打件在柔性电路板FPC(即灯条)上，灯条再固定在胶框上进行定位的。一般的，胶框上会有突出的支撑柱，用胶带将支撑柱粘贴在发光单元之间的间隙处。当排成一条直线的发光单元增多时，任意两个发光单元之间的间隙会变小，相应地，胶框上的支撑柱就要变小。进而导致制程困难以及生产成本的上升。同时由于支撑柱的结构减小，致使其与灯条之间的粘贴的面积变小，使结构变得不稳定。另一方面，背光源中发光单元的数目越多，发热就越严重，因此是否能够有效散热也成为增加发光单元数目的同时所必须考虑的问题。在本申请的实施例中，通过将外形尺寸、功率、发光角度等参数均不相同的发光单元之间相互配合设置来提高背光的亮度，同时提供有效地散热。

图1(a)-(b)为本申请第一实施例的手机背光源的结构示意图，其中图1(b)为图1(a)的俯视图。在图1(a)中，11为灯条、12为导光板，具体的，对该导光板的型式不做限定，可以为楔形导光板也可以为平板形导光板，并不影响本申请实施例的实施。图中121为导光板12的入光侧，其在图1(b)的俯视图中表现为一条直线1211，将该直线所指向的方向定义为纵向，如图1(b)中的双箭头虚线所示。为了使发光单元发出的光线能够更好地被导光板接收，一般将发光单元的发光面与导光板的入光侧正面相对且相互平行地设置，如图1(a)所示。

进一步在图1(a)中，在灯条11上布置有两种类型的发光单元。其中，13为第一发光单元，第一发光单元13对屏幕的亮度起主要的作用，一般的，第一发光单元13的体积较大，功率也更高。为了产生均匀的背光，将第一发光单元13以等距离的间隙均匀排列在沿纵向的第一直线1212上。

在本申请的实施例中，在沿与第一发光单元所在直线平行的直线的方向上的每个与第一发光单元之间的间隙对应的位置处还设置了第二发光单元14，如图1(a)所示。具体的，第二发光单元14设置在与第一直线1212平行的第二直线1213上，如图1(b)所示。第二发光单元14的外形尺寸整体小于第一发光单元13，因此在同等封装时，第二发光单元14的功率一般小于第一发光单元的功率。这样处理的好处是，一方面，有利于使第一发光单元13与第二发光单元14在光路上形成互补，如图2所示。

图2为本申请第一实施例的光路示意图。一般地，点发光单元是有方向性的，现有技术中所能达到的发光角度最大不超过135度，因此存在如图2所示的边界光线21与22，进一步地，若没有第二发光单元14，则在两个第一发光单元13之间、以及边界光线21与22所围成的区域内光线较少。在设置了第二发光单元14之后，如图2所示，第二发光单元14发出的光线使上述区域内的光线的密度增大，实现了光路上的互补。

另一方面，第一发光单元13与第二发光单元14分别沿不同的直线进行布置有利于散热，进而提高发光单元(或背光源)的使用寿命。发光单元长时间点亮后会产生很高的热量，散热不充分的话将使其发光效率降低、使光学膜片产生褶皱现象进而造成显示不均。背光源多采用热传导的方式进行散热，利用铝制灯条11为发光单元提供散热路径，再进一步使热量通过位于铝制灯条下面的导热垫片进入周围的环境中。在本申请的实施例中，将第一发光单元13与第二发光单元14分散布置，使每个发光单元的散热路径相互独立，且各发光单元之间的空间较大，可以降低发光单元之间互相辐射的热量的影响。

需要说明的是，第二发光单元的数目根据其自身的功率以及背光的亮度进行确定。在实际应用中，可以间隔多个第一发光单元来设置第二发光单元，但图1为一种优选的布置方式，从前面的分析可知，这种交替布置第二发光单元的方式可以实现光路上的互补。另外，对所设置的第二发光单元沿纵向的长度不做限定。优选地，使第二发光单元的长度大于等于第一发光单元之间的间隙的长度，可以防止在第一发光单元与第二发光单元之间漏光过大，影响发光效率。

若对背光的亮度的要求较高，则布置的第二发光单元的功率也可能增大，甚至于接近第一发光单元的功率，由于其体积更小，为了使第二发光单元仍可靠地散热，在本申请的其他实施例中，又采用了如图3所示的方案，第二发光单元分别沿与第一发光单元所在第一直线平行的两条直线的方向进行交替设置，使第一发光单元之间的任意两个相邻的间隙处的第二发光单元分别位于不同的直线上。

图3为本申请第二实施例的手机背光源的结构示意图。在该实施例中，第二发光单元14被分别布置在两条沿纵向且与第一直线平行的第二直线1213和第三直线1214上。这样可以充分保证每个发光单元的散热空间，该实施例中的其他参数与本申请第一实施例基本相同，此处不再赘述。

需要说明的是，在能够保证散热指标的情况下，还可以采用过电流的驱动方式使第二发光单元的功率大于第一发光单元的功率。具体的，当第二发光单元的个数小于第一发光单元时，以相同的电路同时驱动第二发光单元与第一发光单元。由于第二发光单元的数目少，所以每个第二发光单元上分担的电压将大于所需的驱动电流(使第一发光单元上的电流等于所需的驱动电流)，这样第二发光单元的整体功率将大于第一发光单元，且第二发光单元处于过驱动的状态。当然，也可以分别采用不同的电路对第一发光单元和第二发光单元进行驱动。

本申请的实施例在保证可靠散热的同时还可以进一步降低发光单元的发光角度。随着手机等手持移动设备的屏幕的增大，需要使用具有较大发光角度的发光单元，而制作大的发光角度的发光单元的成本也会相应地增加。而在本申请的实施例中，由于在第一发光单元的间隙处布置了第二发光单元，在原本依靠发光单元的散射才能照亮的区域也具有了独立的光源，因此可以使第一发光单元的发光角度得以降低，进而降低生产成本。现有技术中的发光单元的发光角度一般固定取为120°，为了让光线更分散，还可以将发光角度扩大到135°，若减小将有可能影响显示效果。而在本申请的实施例中，可以使第一发光单元与第二发光单元的发光角度同时小于120°。举例而言，当第二发光单元的发光芯片的长度刚好等于第一发光单元之间的间隙的长度时，第二发光单元的发光角度可以小于10°，此时，发光角度将不再是影响发光单元亮度的主要因素。进一步地，本申请的实施例还可以降低或消除Hotspot现象。

Hotspot现象主要存在于入射光从侧面进入导光板的背光源中。如前所述，由于点发光单元的发光角度具有一定的范围，因此在导光板靠近点发光单元的区域内会出现较亮的光柱区，而在远离点发光单元的区域(例如间隙处)就会较暗，进而产生亮暗不均的现象。如图4所示，在虚线框A所围成的区域内，由于两边的第一发光单元13均无法照亮该区域，所以出现了Hotspot点。Hotspot现象会进一步降低导光板的出光的均匀性，以致影响整个屏幕的显示效果。而在本申请的实施例中，在第一发光单元13的间隙处设置了第二发光单元14，使背光源的光线分布更趋均匀，如在图中虚线框B所围成的区域内，整体光线增多，不但提高了背光的亮度，还可以使Hotspot现象减弱或消除，进而改善屏幕的显示效果。

进一步地，为了提高第二发光单元的光线的利用率，在本申请的又一实施例中，采用了特殊的导光板结构，下面结合图5和图6进行说明。

图5(a)-(c)为本申请第三实施例的手机背光源的结构示意图，其中，图5(b)为图5(a)的俯视图。在图5(a)中，11为灯条，52为导光板，13为第一发光单元，14为第二发光单元。其中，导光板52的入光侧521不再是矩形的平面，而是具有矩形齿状的曲面结构。入光侧521的俯视图如图5(b)中的折线5211所示，将入光侧521局部放大后的示意图如图6所示。

图6(a)-(b)为本申请第三实施例的导光板的入光侧示意图。该矩形齿状的曲面结构具有与原入光侧平行的多个平面61，将多个平面61也相应地设置为光线的入射口，如图6(a)所示，导光板的入光侧为嵌入第一发光单元之间的间隙处且延伸至第二发光单元相应位置处的规则矩形齿面。这种形式的导光板缩小了第二发光单元与导光板之间的距离，可以保证光线更好地被接收，提高了发光单元光线的利用率。

进一步地，当第二发光单元分别布置在两条直线上时，也可以相应地采用齿状结构的入光侧，分别如图5(c)和图6(b)所示，导光板的入光侧为嵌入第一发光单元之间的间隙处且延伸至第二发光单元相应位置处的长短齿交替的矩形齿面(图6(b)中的62)。不再赘述。

本申请实施例的背光源可以显著地提高背光的亮度，同时通过合理散热保障了背光源的使用寿命，且可以降低Hotspot现象，改善屏幕的显示效果。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种手机背光源，包括：

导光板；

灯条，设置在所述导光板的入光侧；

多个第一发光单元，所述第一发光单元间隔式设置在所述灯条上，相邻的所述第一发光单元之间形成间隙；

第二发光单元，设置在灯条上且与所述间隙对应的位置处。

2.根据权利要求1所述的手机背光源，其特征在于，在与所述间隙对应的位置处均设置有所述第二发光单元。

3.根据权利要求1或2所述的手机背光源，其特征在于，所述导光板的入光侧构造为匹配所述第一发光单元与所述第二发光单元位置的矩形齿面。

4.根据权利要求2所述的手机背光源，其特征在于，各所述第二发光单元沿纵向设置在第二直线上。

5.根据权利要求4所述的手机背光源，其特征在于，所述第一发光单元沿纵向设置在第一直线上，所述第一直线与所述第二直线平行，所述导光板的入光侧为嵌入所述间隙处且延伸至所述第二发光单元相应位置处的规则矩形齿面。

6.根据权利要求2所述的手机背光源，其特征在于，各所述第二发光单元沿纵向交替设置在相互平行的第二直线与第三直线上。

7.根据权利要求6所述的手机背光源，其特征在于，所述第一发光单元沿纵向设置在第一直线上，所述第一直线与所述第二直线及所述第三直线平行，所述导光板的入光侧为嵌入所述间隙处且延伸至所述第二发光单元相应位置处的长短齿交替的矩形齿面。

8.根据权利要求1所述的手机背光源，其特征在于，所述第一发光单元的发光角度小于等于120°。

9.根据权利要求1所述的手机背光源，其特征在于，所述第一发光单元和/或所述第二发光单元包括发光二极管。

10.根据权利要求1所述的手机背光源，其特征在于，所述导光板采用入射光从侧面进入的方式。