CN108761919B - 一种高效背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高效背光模组，包括透镜、第一侧板、第二侧板、顶板；所述第一侧板与所述第二侧板通过侧边连接，第一侧板与第二侧板垂直；第一侧板、第二侧板上方设置有顶板，顶板垂直于第一侧板、第二侧板；第一侧板、第二侧板、顶板接触点上设置有透镜，透镜的顶面与顶板下表面接触，透镜的两个垂直壁分别与第一侧板、第二侧板接触；透镜内设置有光源，光源固定在第一侧板、第二侧板的交界线上；所述透镜的形状为1/4个圆柱体，透镜的顶面为1/4圆弧，透镜的底面为圆弧形曲面。本发明具有生产速度快、生产成本低、良率高、亮度均匀、厚度薄的特点。

Description

一种高效背光模组
技术领域
本发明涉及一种高效背光模组，尤其是一种具有生产速度快、生产成本低、良率高、亮度均匀、厚度薄的高效背光模组。
背景技术
LED背光市场迅猛增长，而随着越来越多的生产厂家加入该领域，致使LED背光灯条的利润巨大下滑，因此，需要最大化的削减成本，才能提高公司产品的利润和竞争力。但如何在保证质量的前提下，进一步削减成本，成为各生产厂家亟待解决的问题。
传统的背光模组分为侧入式背光模组、直下式背光模组；
侧入式背光模组中的LED灯珠沿PCB电路板等间距紧密安装在长条形PCB电路板上，PCB电路板在安装到背光模组侧面，PCB电路板上的LED灯珠点亮发出的光，进入背光模组的导光板侧面，经由导光板下表面设置的网点，反射进入导光板，再从导光板上表面穿出后膜片照射到液晶屏幕上；该侧入式背光模组未使用到透镜，LED灯珠发出的光在导光板中进行初步混光，使背光模组厚度降低，但使用到的LED灯珠较多，成本偏高，且因为引入较多的LED灯珠，在寿命和良品率上大大折扣；
直下式背光模组中LED灯珠沿PCB电路板等间距安装在条形PCB电路板上；LED灯珠上再安装透镜，透镜固定在PCB电路板上；透镜上方放置有膜片；LED灯珠点亮发出的光经过透镜扩散作用，照射到膜片上，经过膜片二次扩散作用后，照射到膜片上方的液晶屏幕上；该直下式背光模组中需通过透镜的初步混光扩散，并需要透镜与膜片之间预留一定空气间隙，用于穿过透镜后的混光扩散；该方法成本相对侧入式较低，但背光模组较厚。
背光模组的生产中，LED灯珠和PCB电路板的成本所占的比例极为巨大；如何降低LED灯珠和PCB电路板的成本，是有效降低背光模组成本的有效手段之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有生产速度快、生产成本低、良率高、亮度均匀、厚度薄的高效背光模组。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高效背光模组，包括透镜、第一侧板、第二侧板、顶板；
所述第一侧板与所述第二侧板通过侧边连接，第一侧板与第二侧板垂直；第一侧板、第二侧板上方设置有顶板，顶板垂直于第一侧板、第二侧板；第一侧板、第二侧板、顶板接触点上设置有透镜，透镜的顶面与顶板下表面接触，透镜的两个垂直壁分别与第一侧板、第二侧板接触；透镜内设置有光源，光源固定在第一侧板、第二侧板的交界线上；
所述透镜的形状为1/4个圆柱体，透镜的顶面为1/4圆弧，透镜的底面为圆弧形曲面；
所述透镜包括顶面、弧形壁、圆弧曲面、垂直壁、光源凹槽，顶面为1/4圆弧，顶面通过顶面的直角边与垂直壁连接，垂直壁与顶面垂直；顶面的通过顶面的圆弧线与弧形壁连接，弧形壁的平行线与顶面垂直；两个垂直壁的交界线上设置有光源凹槽；光源凹槽与光源配合，透镜安装在光源上，光源位于光源凹槽内；
两个所述垂直壁的交界线两端点分别为第一顶点、第二顶点；第一顶点位于顶面与垂直壁的交点处；第二顶点位于圆弧曲面与垂直壁、光源凹槽交点处；
所述光源为单颗LED灯珠或聚集在一起的多颗LED灯珠；
所述光源凹槽为圆弧形凹槽；
所述第一侧板、所述第二侧板内侧设置有反光涂层。
本发明提供了一种高效背光模组，具有生产速度快、生产成本低、良率高、亮度均匀、厚度薄的特点。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种高效背光模组的结构示意图；
图2为本发明一种高效背光模组的侧视图；
图3为本发明一种高效背光模组的侧视图；
图4为本发明一种高效背光模组的透镜结构示意图；
图5为本发明一种高效背光模组的透镜结构示意图；
图6为本发明一种高效背光模组的光型模拟图；
图7为本发明一种高效背光模组的模拟接受面照度分析图。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高效背光模组，参见图1-5，包括透镜1、第一侧板2、第二侧板3、顶板4；
所述第一侧板2与所述第二侧板3通过侧边连接，第一侧板2与第二侧板3垂直；第一侧板2、第二侧板3上方设置有顶板4，顶板4垂直于第一侧板2、第二侧板3；第一侧板2、第二侧板3、顶板4接触点上设置有透镜1，透镜1的顶面11与顶板4下表面接触，透镜1的两个垂直壁14分别与第一侧板2、第二侧板3接触；透镜1内设置有光源，光源固定在第一侧板2、第二侧板3的交界线上；
所述透镜1的形状为1/4个圆柱体，透镜1的顶面11为1/4圆弧，透镜1的底面为圆弧形曲面；
所述透镜1包括顶面11、弧形壁12、圆弧曲面13、垂直壁14、光源凹槽15，顶面11为1/4圆弧，顶面11通过顶面11的直角边与垂直壁14连接，垂直壁14与顶面11垂直；顶面11的通过顶面11的圆弧线与弧形壁12连接，弧形壁12的平行线与顶面11垂直；两个垂直壁14的交界线上设置有光源凹槽15；光源凹槽15与光源配合，透镜1安装在光源上，光源位于光源凹槽15内；
两个所述垂直壁14的交界线两端点分别为第一顶点16、第二顶点17；第一顶点16位于顶面11与垂直壁14的交点处；第二顶点17位于圆弧曲面13与垂直壁14、光源凹槽15交点处；
所述顶板4的材质为背光模组用的膜片，顶板4为扩散板、棱镜片中的一种或两种；
所述光源为单颗LED灯珠或聚集在一起的多颗LED灯珠；
所述光源凹槽15为圆弧形凹槽；
所述第一侧板2、所述第二侧板3内侧设置有反光涂层。
本发明的工作原理：
传统的背光模组分为侧入式背光模组、直下式背光模组；
侧入式背光模组中的LED灯珠沿PCB电路板等间距紧密安装在长条形PCB电路板上，PCB电路板在安装到背光模组侧面，PCB电路板上的LED灯珠点亮发出的光，进入背光模组的导光板侧面，经由导光板下表面设置的网点，反射进入导光板，再从导光板上表面穿出后膜片照射到液晶屏幕上；该侧入式背光模组未使用到透镜，LED灯珠发出的光在导光板中进行初步混光，使背光模组厚度降低，但使用到的LED灯珠较多，成本偏高，且因为引入较多的LED灯珠，在寿命和良品率上大大折扣；
直下式背光模组中LED灯珠沿PCB电路板等间距安装在条形PCB电路板上；LED灯珠上再安装透镜，透镜固定在PCB电路板上；透镜上方放置有膜片；LED灯珠点亮发出的光经过透镜扩散作用，照射到膜片上，经过膜片二次扩散作用后，照射到膜片上方的液晶屏幕上；该直下式背光模组中需通过透镜的初步混光扩散，并需要透镜与膜片之间预留一定空气间隙，用于穿过透镜后的混光扩散；该方法成本相对侧入式较低，但背光模组较厚；
本发明采用单颗LED灯珠或多颗LED灯珠聚集安装在一起，安装在透镜1的光源凹槽15内；光源通过光源凹槽15的弧面折射进入透镜1内，再通过顶面11、垂直壁14、圆弧曲面13的反射，经弧形壁12向上折射出透镜1内，并在顶板4下表面形成均匀的面光源，完成背光模组所需的初次混光效果；
本发明通过少量LED灯珠和与LED灯珠配合的小面积PCB电路板，搭配单个透镜1实现背光模组用的初步混光，再利用顶板4上的膜片实现二次混光，顶板4上表面出射均匀的面光照射到液晶面板上。
如图6，该背光模组利用光学模拟软件Tracepro进行光型模拟，模拟参数设置为光线数25万条，接受面设置为顶板4下表面；光源凹槽15内设置一颗LED灯珠，LED灯珠点亮发出的光通过透镜1直接照射，和第一侧板2、第二侧板3反射倒顶板4的下表面；在顶板4下表面实现较为均匀的黑色点，黑色点为模拟的光线照射到顶板4下表面上的点；透镜1实现初步混光扩散效果；
如图7，该背光模组利用光学模拟软件Tracepro进行模拟的接受面照度分析图，模拟参数设置为光线数25万条，接受面设置为顶板4下表面；光源凹槽15内设置一颗LED灯珠，LED灯珠点亮发出的光通过透镜1直接照射，和第一侧板2、第二侧板3反射倒顶板4的下表面；图7中的Z为不同辐照度对应的强度，单位W/m2；Y为接受面位置；从图中看到接受面亮度辉度较为均匀，透镜1实现初步混光扩散效果。
本发明提供了一种高效背光模组，具有生产速度快、生产成本低、良率高、亮度均匀、厚度薄的特点。
本发明的有益效果：
本发明采用单颗LED灯珠或多颗LED灯珠聚集安装在一起，安装在透镜的光源凹槽内；光源通过光源凹槽的弧面折射进入透镜内，再通过顶面、垂直壁、圆弧曲面的反射，经弧形壁向上折射出透镜内，并在顶板下表面形成均匀的面光源，完成背光模组所需的初次混光效果；
本发明通过少量LED灯珠和与LED灯珠配合的小面积PCB电路板，搭配单个透镜实现背光模组用的初步混光，再利用顶板上的膜片实现二次混光，顶板上表面出射均匀的面光照射到液晶面板上。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高效背光模组，包括透镜(1)、第一侧板(2)、第二侧板(3)、顶板(4)，其特征在于：
所述第一侧板(2)与所述第二侧板(3)通过侧边连接，第一侧板(2)与第二侧板(3)垂直；第一侧板(2)、第二侧板(3)上方设置有顶板(4)，顶板(4)垂直于第一侧板(2)、第二侧板(3)；第一侧板(2)、第二侧板(3)、顶板(4)接触点上设置有透镜(1)，透镜(1)的顶面(11)与顶板(4)下表面接触，透镜(1)的两个垂直壁(14)分别与第一侧板(2)、第二侧板(3)接触；透镜(1)内设置有光源，光源固定在第一侧板(2)、第二侧板(3)的交界线上；
所述透镜(1)的形状为1/4个圆柱体，透镜(1)的顶面(11)为1/4圆弧，透镜(1)的底面为圆弧形曲面；
所述透镜(1)包括顶面(11)、弧形壁(12)、圆弧曲面(13)、垂直壁(14)、光源凹槽(15)，顶面(11)为1/4圆弧，顶面(11)通过顶面(11)的直角边与垂直壁(14)连接，垂直壁(14)与顶面(11)垂直；顶面(11)的通过顶面(11)的圆弧线与弧形壁(12)连接，弧形壁(12)的平行线与顶面(11)垂直；两个垂直壁(14)的交界线上设置有光源凹槽(15)；光源凹槽(15)与光源配合，透镜(1)安装在光源上，光源位于光源凹槽(15)内。
2.根据权利要求1所述的一种高效背光模组，其特征在于，两个所述垂直壁(14)的交界线两端点分别为第一顶点(16)、第二顶点(17)；第一顶点(16)位于顶面(11)与垂直壁(14)的交点处；第二顶点(17)位于圆弧曲面(13)与垂直壁(14)、光源凹槽(15)交点处。
3.根据权利要求1所述的一种高效背光模组，其特征在于，所述光源为单颗LED灯珠或聚集在一起的多颗LED灯珠。
4.根据权利要求1所述的一种高效背光模组，其特征在于，所述光源凹槽(15)为圆弧形凹槽。
5.根据权利要求1所述的一种高效背光模组，其特征在于，所述第一侧板(2)、所述第二侧板(3)内侧设置有反光涂层。
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