CN108594527B - 背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组及液晶显示装置。所述背光模组包括：背板、设于所述背板一侧的准直反射镜、与所述准直反射镜相对设置的扩散透镜以及设于所述扩散透镜与所述准直反射镜之间的光源；所述光源为一颗发光二极管，通过准直反射镜使得所述光源发出光线准直的入射到所述背板上，通过扩散透镜使得入射到所述背板上的光线向背板的左右两侧扩散，通过背板反射入射至所述背板上的光线，并使得所述光线向背板的上下两侧扩散，进而将光源发出的光线均匀扩散到显示面板中，能够在采用单颗LED作为光源的情况下，保证背光模组的亮度均匀性。

Description

背光模组及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及液晶显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
由于液晶显示面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示装置的关键组件之一。背光模组依照光源入射位置的不同分成侧入式背光模组与直下式背光模组两种。直下式背光模组是将光源例如阴极萤光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源设置在液晶显示面板后方，光线经扩散板均匀化后形成面光源提供给液晶显示面板。
现有LED发光水平越来越高，色度控制效果也越来越好，单颗LED在15W以下亮度可达到近1000lm，因此LCD背光的LED颗数越来越小，在液晶显示面板亮度规格较低的情况下，一颗大功率的LED就足以供应液晶显示面板所需亮度，然而采用单颗LED的背光模组现阶段却不能应用，主要原因为：1、由于LED固有的高斯分布光形，使得背光模组的中心亮边缘暗，灯影问题会很严重；2、LED的半峰宽对应发光角度通常在120左右，在背光模组的厚度一定的情况下，单颗LED很难将光贡献到背光模组的边缘区域，即发光面积不足；3、背光亮度均匀性差，很难靠透镜(lens)、扩散板及光学膜片解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背光模组，能够在采用单颗LED作为光源的情况下，保证背光模组的亮度均匀性。
本发明的目的还在于提供一种液晶显示装置，具有采用单颗LED作为光源且亮度均匀的背光模组，能够降低液晶显示装置的生产成本，提升产品竞争力。
为实现上述目的，本发明提供了一种背光模组，包括：背板、设于所述背板一侧的准直反射镜、与所述准直反射镜相对设置的扩散透镜以及设于所述扩散透镜与所述准直反射镜之间的光源；
所述光源为一颗发光二极管；
所述准直反射镜用于使得所述光源发出光线准直的入射到所述背板上；
所述扩散透镜用于使得入射到所述背板上的光线向背板的左右两侧扩散；
所述背板用于反射入射至所述背板上的光线，并使得所述光线向背板的上下两侧扩散。
所述背板靠近所述准直反射镜的一边为第一边，所述准直反射镜包括平行于所述第一边的条状的反射槽，所述反射槽的横截面为U形。
所述反射槽的延伸长度与所述第一边的长度相等。
所述扩散透镜包括：第一曲面、环绕在所述第一曲面外围的第二曲面；
所述第一曲面包括：间隔设置的第一底面和第二底面以及连接所述第一底面和第二底面的连接曲面；
所述第二曲面包括：围绕所述第一曲面交替连接的两第一侧面和两第二侧面以及连接所述两第一侧面和两第二侧面的顶面；
所述连接曲面在平行于所述第二侧面的平面中的截面呈n形，所述顶面在平行于所述第二侧面的平面中的截面呈m形。
所述扩散透镜嵌入所述反射槽中，且所述扩散透镜的两第二侧面与所述反射槽贴合，连接曲面与所述反射槽配合形成一容置空间，所述光源设于所述容置空间中。
所述背板的上表面为曲面，下表面为平面，使得从所述背板的上表面靠近所述光源的一侧开始到所述背板远离所述光源的一侧所述背板的厚度先减小后增大，且所述背板靠近所述光源的一侧的厚度小于所述背板远离所述光源的一侧厚度。
所述背板的上表面包括漫反射区以及与所述漫反射区相连的镜面反射区，且所述漫反射区位于所述背板靠近所述光源的一侧。
所述漫反射区设有漫反射材料，所述镜面反射区设有镜面反射材料。
所述镜面反射材料为银。
本发明还提供一种液晶显示装置，包括上述的背光模组。
本发明的有益效果：本发明提供一种背光模组及液晶显示装置。所述背光模组包括：背板、设于所述背板一侧的准直反射镜、与所述准直反射镜相对设置的扩散透镜以及设于所述扩散透镜与所述准直反射镜之间的光源；所述光源为一颗发光二极管，通过准直反射镜使得所述光源发出光线准直的入射到所述背板上，通过扩散透镜使得入射到所述背板上的光线向背板的左右两侧扩散，通过背板反射入射至所述背板上的光线，并使得所述光线向背板的上下两侧扩散，进而将光源发出的光线均匀扩散到显示面板中，能够在采用单颗LED作为光源的情况下，保证背光模组的亮度均匀性。本发明还提供一种液晶显示装置，具有采用单颗LED作为光源且亮度均匀的背光模组，能够降低液晶显示装置的生产成本，提升产品竞争力。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的背光模组的侧视图；
图2为本发明的背光模组的立体图；
图3为本发明的背光模组的准直反射镜的侧视结构图；
图4为本发明的背光模组的扩散透镜及光源的立体结构图；
图5为本发明的背光模组的扩散透镜的主视结构图；
图6为本发明的背光模组的扩散透镜的侧视结构图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1至图6，本发明提供一种背光模组，包括：背板10、设于所述背板10一侧的准直反射镜20、与所述准直反射镜20相对设置的扩散透镜30以及设于所述扩散透镜30与所述准直反射镜20之间的光源40；
所述光源40为一颗发光二极管；
所述准直反射镜20用于使得所述光源40发出光线准直的入射到所述背板上10；
所述扩散透镜30用于使得入射到所述背板10上的光线向背板10的左右两侧扩散；
所述背板10用于反射入射至所述背板10上的光线，并使得所述光线向背板10的上下两侧扩散。
具体地，所述背板10为矩形，所述背板10靠近所述准直反射镜20的一边为第一边，根据图2中所示，所述准直反射镜20设于所述背板10的下侧，如图3所示，所述准直反射镜20包括沿平行于第一边的方向延伸的条状的反射槽21，所述反射槽21的横截面为U形，当然为了形成所述反射槽21，所述准直反射镜20还必然包括一壳体22，所述反射槽21形成于所述壳体22中，所述反射槽21的开口朝向所述背板10。所述壳体22的尺寸与所述反射槽21的尺寸相适应的。
优选地，所述反射槽21的延伸长度与所述第一边的长度相等。
具体地，如图4至图6所示，所述扩散透镜30包括：第一曲面31及环绕在所述第一曲面31外围的第二曲面32；
所述第一曲面31包括：间隔设置的第一底面311和第二底面313以及连接所述第一底面311和第二底面313的连接曲面312；
所述第二曲面32包括：围绕所述第一曲面31交替连接的两第一侧面321和两第二侧面322以及连接所述两第一侧面321和两第二侧面322的顶面323；
所述连接曲面312在平行于所述第二侧面322的平面中的截面呈n形，所述顶面323在平行于所述第二侧面322的平面中的截面呈m形。
进一步地，如图6所示，所述扩散透镜30的两第二侧面322配合所述反射槽21的形状设置，所述扩散透镜30嵌入所述反射槽21中，且所述扩散透镜30的两第二侧面322与所述反射槽21贴合，连接曲面312与所述反射槽21配合形成一容置空间，所述光源40设于所述容置空间中。
需要说明的是，扩散透镜30能够使得从光源40入射到所述背板10上的光线向背板10的左右两侧扩散，同时避免从光源40入射到所述背板10上的光线向背板10的上下两侧扩散。所述扩散透镜30的尺寸可根据所述第一边的尺寸进行相应调节。
具体地，如图1和图2所示，所述背板10的上表面为曲面，下表面为平面，使得从所述背板10靠近所述光源40的一侧开始到所述背板10远离所述光源40的一侧所述背板10的厚度先减小后增大，且所述背板10靠近所述光源40的一侧的厚度小于所述背板10远离所述光源40的一侧厚度。
进一步地，如图1所示，所述背板10的上表面包括漫反射区51以及与所述漫反射区51相连的镜面反射区52，且所述漫反射区51位于所述背板10靠近所述光源40的一侧。所述漫反射区51设有漫反射材料，所述镜面反射区52设有镜面反射材料。优选地，所述镜面反射材料为银。
需要说明的是，通过设置所述背板10靠近所述光源40的一侧的厚度小于所述背板10远离所述光源40的一侧厚度，能够使得光线更容易在所述背板10远离所述光源40的一侧发生反射，使得光线分布更加均匀。与此同时，由于背板10靠近所述光源40的一侧距离光源更近，因此本发明还在背板10靠近所述光源40的一侧设置漫反射材料，形成漫反射区51，避免因光程较短导致背板10靠近所述光源40位置发生光线聚集形成亮区，通过所述背板10对入射到所述背板10上的光线的反射，使得入射到所述背板10上的光线向背板的上下两侧扩散，得到一亮度均匀分布的面光源。相比于直接采用一个扩散透镜形成直接面光源，本发明通过扩散透镜30和背板10配合形成面光源，能够使得光线扩散更均匀，避免出现暗边。
在本发明的一个应用实施例中，所述背光模组应用于32寸的液晶显示装置中，所述背板10尺寸为400mm×700mm，其中第一边为400mm，所述背板10靠近所述光源40的一侧的厚度为13mm，所述背板10最薄处的厚度为10mm，所述背板10远离所述光源40的一侧的厚度为19.6mm，所述背板10的上表面的曲面系数为350；所述反射槽21的深度a为59～60mm，所述反射槽21的宽度b为39～40mm。所述连接曲面312与所述顶面323在平行于所述第二侧面322的平面中的截面的中轴线共线，所述连接曲面312到所述中轴线的最大距离c为12.14mm，所述第一侧面321的高度d为4.75mm，所述顶面323的中心点到所述底面311的距离e为18.50mm，两第一侧面321之间的距离f为72.2mm。
基于上述的背光模组，本发明还提供一种液晶显示装置，包括上述的背光模组。优选地，所述液晶显示装置为40寸以下的液晶显示装置。
综上所述，本发明提供一种背光模组及液晶显示装置。所述背光模组包括：背板、设于所述背板一侧的准直反射镜、与所述准直反射镜相对设置的扩散透镜以及设于所述扩散透镜与所述准直反射镜之间的光源；所述光源为一颗发光二极管，通过准直反射镜使得所述光源发出光线准直的入射到所述背板上，通过扩散透镜使得入射到所述背板上的光线向背板的左右两侧扩散，通过背板反射入射至所述背板上的光线，并使得所述光线向背板的上下两侧扩散，进而将光源发出的光线均匀扩散到显示面板中，能够在采用单颗LED作为光源的情况下，保证背光模组的亮度均匀性。本发明还提供一种液晶显示装置，具有采用单颗LED作为光源且亮度均匀的背光模组，能够降低液晶显示装置的生产成本，提升产品竞争力。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：背板(10)、设于所述背板(10)一侧的准直反射镜(20)、与所述准直反射镜(20)相对设置的扩散透镜(30)以及设于所述扩散透镜(30)与所述准直反射镜(20)之间的光源(40)；
所述光源(40)为一颗发光二极管；
所述准直反射镜(20)用于使得所述光源(40)发出光线准直的入射到所述背板(10)上；
所述扩散透镜(30)用于使得入射到所述背板(10)上的光线向背板(10)的左右两侧扩散；
所述背板(10)用于反射入射至所述背板(10)上的光线，并使得所述光线向背板(10)的上下两侧扩散；
所述背板(10)的上表面为曲面，下表面为平面，使得从所述背板(10)的上表面靠近所述光源(40)的一侧开始到所述背板(10)远离所述光源(40)的一侧所述背板(10)的厚度先减小后增大，且所述背板(10)靠近所述光源(40)的一侧的厚度小于所述背板(10)远离所述光源(40)的一侧厚度；
所述背板(10)的上表面包括漫反射区(51)以及与所述漫反射区(51)相连的镜面反射区(52)，且所述漫反射区(51)位于所述背板(10)靠近所述光源(40)的一侧。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背板(10)靠近所述准直反射镜(20)的一边为第一边，所述准直反射镜(20)包括平行于所述第一边的条状的反射槽(21)，所述反射槽(21)的横截面为U形。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述反射槽(21)的延伸长度与所述第一边的长度相等。
4.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述扩散透镜(30)包括：第一曲面(31)以及环绕在所述第一曲面(31)外围的第二曲面(32)；
所述第一曲面(31)包括：间隔设置的第一底面(311)和第二底面(313)以及连接所述第一底面(311)和第二底面(313)的连接曲面(312)；
所述第二曲面(32)包括：围绕所述第一曲面(31)交替连接的两第一侧面(321)和两第二侧面(322)以及连接所述两第一侧面(321)和两第二侧面(322)的顶面(323)；
所述连接曲面(312)在平行于所述第二侧面(322)的平面中的截面呈n形，所述顶面(323)在平行于所述第二侧面(322)的平面中的截面呈m形。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述扩散透镜(30)嵌入所述反射槽(21)中，且所述扩散透镜(30)的两第二侧面(322)与所述反射槽(21)贴合，连接曲面(312)与所述反射槽(21)配合形成一容置空间，所述光源(40)设于所述容置空间中。
6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述漫反射区(51)设有漫反射材料，所述镜面反射区(52)设有镜面反射材料。
7.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述镜面反射材料为银。
8.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的背光模组。
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