CN113296315A - 一种高效超薄直下式背光设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示器，具体地说，涉及一种高效超薄直下式背光设备。其包括前框，前框的内部由上而下依次设置有液晶板、扩散板、导光板、灯板和背板，导光板和灯板之间设置有若干个二次光学结构，二次光学结构为侧边向下凹的弧形结构，两个二次光学结构之间的底部设置有灯珠；导光板的底部对应两个的灯珠之间的二次光学结构上设置有反射结构；相邻两个二次光学机构构成一个抛物线，该抛物线的焦点为灯珠的发光位置。本发明通过二次光学结构将灯珠发射的光纤通过抛物线特性设计二次光学结构，提高产品光学亮度，通过导光板和二次光学结构之间的卡合，保证了导光板上的网点和二次光学结构位置的对应。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器，具体地说，涉及一种高效超薄直下式背光设备。
背景技术
传统直下式背光为了获得非常好的“灯影效果”——无明显棋盘格形式的画面不良，在一定灯珠Pitch下需要设计非常大的垂直混光距离，此时整个产品的厚度会变得很大。另一方面，如果需要保证较小的垂直混光距离，在一定灯珠Pitch下就需要扩大发光角度，具体可以选用特定大角度LED或者设计透镜等二次光学结构，此时整个产品的亮度会损失很大。在传统结构设计中，很难同时保证超薄和高亮两个参数的理想情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效超薄直下式背光设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，提供了一种高效超薄直下式背光设备，包括前框，所述前框的内部由上而下依次设置有液晶板、扩散板、导光板、灯板和背板，所述导光板和灯板之间设置有若干个二次光学结构，所述二次光学结构为侧边向下凹的弧形结构，且两个二次光学结构之间形成一个呈半圆形的腔室，两个所述二次光学结构之间的底部设置有灯珠；
所述导光板的底部对应两个的灯珠之间的二次光学结构上设置有反射结构，所述反射结构的内部设置有疏密排布的若干个网点；
所述导光板的底部的四周和二次光学结构进行卡合；
相邻两个所述二次光学机构构成一个抛物线，该抛物线的焦点为灯珠的发光位置。
作为本技术方案的进一步改进，所述扩散板的底部设置有颜色转换膜，所述颜色转换膜选自QD膜和荧光粉膜中的一种。
作为本技术方案的进一步改进，所述扩散板选自“各向同性”的体扩散板和基于表面光学结构设计的结构型扩散板的一种。
作为本技术方案的进一步改进，所述灯板为PCB电路-LED打件结构，灯珠为LED芯片和LED封装的一种。
作为本技术方案的进一步改进，所述二次光学结构对应导光板之间的网点均匀分布在导光板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该高效超薄直下式背光设备中，通过二次光学结构将灯珠发射的光纤通过抛物线特性设计二次光学结构，提高产品光学亮度。
2、该高效超薄直下式背光设备中，通过设置的网点对灯珠的光线进行引导，使光线在导光板内横向传播，改善灯影的问题。
3、该高效超薄直下式背光设备中，通过导光板和二次光学结构之间的卡合，保证了导光板上的网点和二次光学结构位置的对应。
附图说明
图1为本发明的POB背光方案整体结构示意图；
图2为本发明的COB背光方案结构示意图；
图3为本发明的导光板--灯板结构的光线传播结构示意图；
图4为本发明的直下式单元模型结构示意图；
图5为本发明的二次光学结构抛物线模型结构示意图；
图6为本发明的LED二次光学设计导光板光线传播模拟图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
传统直下式背光为了获得非常好的“灯影效果”——无明显棋盘格形式的画面不良，在一定灯珠(LED芯片或LED封装结构，对应方案称作CoB和PoB)Pitch下需要设计非常大的垂直混光距离值，使灯影效果提高。
但是在将垂直混光距离值增大后，此时整个产品的厚度会变得很大，而为了将垂直混光距离降低，或者需要保证较小的垂直混光距离时，在一定灯珠Pitch下就需要扩大灯珠的发光角度，具体可以选用特定大角度LED或者设计透镜等二次光学结构，对光线的角度进行引导折射，但采用此类方法，灯珠发出的光线的强度将会降低，且在灯光折射的过程中，整个产品亮度的很大的损失。
传统结构设计中，很难同时保证超薄和高亮两个参数都在理想的范围内。
为了克服超薄和高亮两个参数不在理想的范围内的问题，请参阅图1，提供了一种高效超薄直下式背光设备，包括前框，前框的内部由上而下依次设置有液晶板、扩散板、导光板、灯板和背板，导光板和灯板之间设置有若干个二次光学结构，二次光学结构为侧边向下凹的弧形结构，且两个二次光学结构之间形成一个呈半圆形的腔室，两个二次光学结构之间的底部设置有灯珠；
液晶板包括上偏光片和下偏光片，上偏光片和下偏光片之间设置有CELL；
导光板的底部对应两个的灯珠之间的二次光学结构上设置有反射结构，反射结构的内部设置有疏密排布的若干个网点；
导光板的底部的四周和二次光学结构进行卡合；
相邻两个二次光学机构构成一个抛物线，该抛物线的焦点为灯珠的发光位置。
进一步的，扩散板选自“各向同性”的体扩散板和基于表面光学结构设计的结构型扩散板的一种。
具体的，灯板为PCB电路-LED打件结构，其中PCB可以选用FR4、BT等板材，灯珠为LED芯片和LED封装的一种。
除此之外，二次光学结构对应导光板之间的网点均匀分布在导光板上。
该方案利用抛物线的一个固有性质来提高产品的垂直方向亮度，具体的提高方式步骤如下：
LED在两个二次光学机构之间发射出光线，LED发出的光线照射在二次光学结构的弧面上，因为LED设置在两个二次光学结构之间弧面组成的抛物线上，LED从抛物线焦点上发出的光线照射在二次光学结构上后，经过抛物线反射后会沿着抛物线对称轴方向射出。
由于这种抛物线二次光学结构实现了发光光束的准直校正，如果不作其他设计，整个产品最终会有很严重的“灯影“问题。
为了解决这个问题，在导光板的底部和灯珠对应的位置不制作网点，在对应两颗灯珠之间二次光学结构位置处制作一定疏密排布的若干个网点，为了保证LED发光区域准确对应到二次光学结构所形成抛物线的焦点位置，LED打件的高度也作为设计参数之一，这些网点可以实现导光板内横向传播光的输出，这部分光可以很好地改善灯影问题。
同时为了使导光板网点和二次光学结构的位置对应，在导光板地周围设计有卡合结构，使导光板上的网点可以准确的对应二次光学结构的中心轴线上。
参考图3-图6，在网点折射光线时，光线通过导光板底部设置的网点上，网点对光线进行折射、反射和全反射，折射和反射的光线通过导光板照射在扩散板上，而全反射的光线通过导光板的引导照射在LED上，在光学功能上可以细分成很多个光束单元，每个光束单元功能上有分为一次光束(如光束1，不在导光板内横向传播)和二次光束(如光束2和3，在导光板内横向传播)。
实施例2
为了实现最终的显色目标，扩散板的底部设置有颜色转换膜，颜色转换膜选自QD膜和荧光粉膜中的一种，其中QD膜为是CdSe、InP和钙钛矿等量子点发光材料，荧光粉膜为激发出黄光的黄色荧光粉，如YAG粉、Silicate粉等，也可是发出红绿色光的氮化物和卤化物荧光粉或其他发光材料。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种高效超薄直下式背光设备，其特征在于：包括前框，所述前框的内部由上而下依次设置有液晶板、扩散板、导光板、灯板和背板，所述导光板和灯板之间设置有若干个二次光学结构，所述二次光学结构为侧边向下凹的弧形结构，且两个二次光学结构之间形成一个呈半圆形的腔室，两个所述二次光学结构之间的底部设置有灯珠；
所述导光板的底部对应两个的灯珠之间的二次光学结构上设置有反射结构，所述反射结构的内部设置有疏密排布的若干个网点；
所述导光板的底部的四周和二次光学结构进行卡合；
相邻两个所述二次光学机构构成一个抛物线，该抛物线的焦点为灯珠的发光位置。
2.根据权利要求1所述的高效超薄直下式背光设备，其特征在于：所述扩散板的底部设置有颜色转换膜，所述颜色转换膜选自QD膜和荧光粉膜中的一种。
3.根据权利要求1所述的高效超薄直下式背光设备，其特征在于：所述扩散板选自“各向同性”的体扩散板和基于表面光学结构设计的结构型扩散板的一种。
4.根据权利要求1所述的高效超薄直下式背光设备，其特征在于：所述灯板为PCB电路-LED打件结构，灯珠为LED芯片和LED封装的一种。
5.根据权利要求1所述的高效超薄直下式背光设备，其特征在于：所述二次光学结构对应导光板之间的网点均匀分布在导光板上。
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