CN1877416A - 背光模组 - Google Patents

Abstract

一种背光模组，其包括：一导光板，其包括一入射面，一与该入射面相连的出射面，和一与该出射面相对应的反射面；一光源，其包括一发光面，该光源设置于导光板的入射面一侧，且该光源的发光面正对导光板的入射面，其中，进一步包括一反光镜和一半透半反膜，该反光镜设置于该光源两侧并对应该入射面，该半透半反膜设置于正对光源发光面的入射面上，用于反射从该光源发光面发射的光束，使其均匀射入该导光板入射面。

Description

背光模组

【技术领域】

本发明涉及一种背光模组，尤其涉及一种用于液晶显示器中的侧置式背光模组。

【背景技术】

随着液晶显示(Liquid Crystal display，LCD)在电视、显示器、笔记本电脑、手机、PDA(Personal Digital Assistant)、数码相机等电子产品中的广泛应用，用于液晶显示照明的背光模组的需求量与日俱增，同时电子产品对液晶显示照明装置的要求也不断提高。高亮度、轻薄化、集成化、低成本、低能耗、高寿命等成为背光模组的发展方向。侧置式背光模组是背光模组中应用较为广泛的一种。所谓侧置式背光模组是指将光源放置于导光板的侧面，光束由侧面耦合入导光板，在导光板内不断向前传播。通过在导光板反射面设计微结构，破坏光学全反射，从而实现导光板出光面均匀发光，照亮液晶面板。

请参阅图1，目前现有技术的背光模组10，包括光源11、导光板13与反射板12、扩散片14以及棱镜片15等光学膜片。其中，导光板13一般由聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等透明材料制成。反射片12是将未被散射的光线再导入导光板13中。扩散片14使光线形成漫射而均匀扩散，消除导光板上微结构形成的亮区。棱镜片15起到会聚光线，提高亮度的作用。

该背光模组10一般采用冷阴极荧光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)发光体做光源11。其中，小尺寸背光模组多用一个或者数个发光二极管做光源；大尺寸背光模组多用冷阴极荧光管做光源。在以冷阴极荧光管为光源的背光模组中，导光板的作用是将线光源(冷阴极荧光管可以被看作是线光源)转换成面光源。而对于发光二极管背光模组来讲，导光板的作用是将一个或者数个点光源(发光二极管可以被看作是点光源)转换成面光源。相比冷阴极荧光管，发光二极管具有寿命长，色彩艳丽，可靠性高的优点。另外，由于冷阴极荧光管中含有汞，所以在环境保护方面，发光二极管也具有显著优点。所以，随着技术的发展，使用发光二极管作为侧置式背光模组光源将成为一种趋势。

请参阅图2，在以发光二极管做光源的背光模组中，导光板靠近发光二极管的区域容易出现光柱亮区22，以及导光板相对应于发光二极管之间的部分容易出现阴影区24。此现象称为光柱现象，其大大降低导光板的发光均匀性。

请一并参阅图3和图4，为了提高导光板发光均匀性，现有技术采用于导光板入射面32形成锯齿棱镜结构34，或者于导光板入射面42形成锥形等切槽结构44等。入射光线通过上述结构，产生折射扩束，在一定程度上可以消除光柱现象，但是，上述结构也将导致部分光能被反射，不能进入导光板内，导致光能量减少。

请参阅图5，其为入射光线进入锯齿结构产生折射扩束的示意图。根据菲涅尔公式及几何关系，可以得到偏折角β的表达式：

$\mathrm{\β}=90-\mathrm{\α}/2-\arcsin \left(\frac{\sin (90-\mathrm{\α}/2)}{n}\right),$ 其中n为导光板材料的折射率。可见，偏折角β有限(对于PMMA材质的导光板，其最大偏折角小于50度)，所以上述结构不能从根本上消除阴影区。

请参阅图6，为消除光柱现象，现有技术的背光模组60还采用若干个截面为圆弧形的反光镜66分别围绕若干发光二极管光源64，该发光二极管光源64的发光面642面向反光镜66，并背对导光板62的入射面622。该结构对于消除光柱有一定作用。但是，由于反光镜66呈圆弧型，发光二极管光源64将挡住部分从反光镜66反射回的光，容易在若干发光二极管光源64背后的导光板62形成小块阴影区，从而影响背光模组的发光均匀性以及降低光能量利用率。

因此，有必要提供一种背光模组，以实现导光板入射面的均匀照明，消除背光模组中的“光柱”现象，提高照明均匀性和光能利用率。

【发明内容】

以下，将以若干实施例说明一种背光模组，以实现导光板入射面的均匀照明，消除背光模组中的“光柱”现象，提高照明均匀性和光能利用率。

为实现上述内容，提供一种背光模组，其包括：一导光板，其包括一入射面，一与该入射面相连的出射面，和一与该出射面相对应的反射面；一光源，其包括一发光面，该光源设置于导光板的入射面一侧，且该光源的发光面正对导光板的入射面，其中，进一步包括一反光镜和一半透半反膜，该反光镜设置于该光源两侧并对应该入射面，该半透半反膜设置于正对光源发光面的入射面上，用于反射从该光源发光面发射的光束，使其均匀射入该导光板入射面。

该反光镜从该光源的两侧以曲面状或平面状延伸对应该导光板入射面。

该导光板的入射面正对光源的发光面部分以一定弧度延伸出一凸出部。

该半透半反膜设置于该入射面的凸出部上。

该反光镜包括一面向该导光板入射面的反光面，该反光面形成微结构。

该微结构包括V型凸起结构、V型凹槽结构或网点结构。

以及提供一种背光模组，其包括：一导光板，其包括一入射面，一与该入射面相连的出射面，和一与该出射面相对应的反射面；多个光源，其分别包括一发光面，该多个光源均设置于导光板的入射面一侧，且该多个光源的发光面正对导光板的入射面，其中，进一步包括多个反光镜和多个半透半反膜与光源相对应，该多个反光镜设置于该光源两侧并相互配合对应整个入射面，该多个半透半反膜分别设置于正对各个光源发光面的入射面上，用于反射从该光源发光面发射的光束，使其均匀射入该导光板入射面。

该反光镜从该光源的两侧以曲面状或平面状延伸对应该导光板入射面。

该导光板的入射面正对光源的发光面部分以一定弧度延伸出一凸出部。

该半透半反膜设置于该入射面的凸出部上。

该反光镜包括一面向该导光板入射面的反光面，该反光面形成微结构。

该微结构包括V型凸起结构、V型凹槽结构或网点结构。

与现有技术相比较，本技术方案的背光模组采用将至少一光源设于靠近该入射面的一侧，并结合反光镜和半透半反膜的作用，将光束反射并耦合到导光板的入射面。上述结构可避免若干光源的发光面直接面对导光板的入射面而容易产生光柱现象，以及可避免若干光源的发光面背对导光板的入射面而挡住部分反射光束进入导光板的入射面，从而产生部分阴影区。综上所述，本技术方案的背光模组具有提高发光均匀性和光能量利用率的优点。

【附图说明】

图1是第一种现有技术侧置式背光模组立体分解示意图。

图2是第一种现有技术采用LED光源的背光模组的光柱现象图。

图3是第二种现有技术侧置式背光模组的导光板入射面结构示意图。

图4是第三种现有技术侧置式背光模组的导光板入射面结构示意图。

图5是入射光线进入导光板的锯齿结构入射面的光线折射扩束示意图。

图6是第四种现有技术侧置式背光模组平面示意图。

图7是本发明第一实施例背光模组平面示意图。

图8是本发明第二实施例背光模组平面视示意图。

图9是本发明第三实施例背光模组平面示意图。

图10是本发明第四实施例背光模组平面示意图。

图11是本发明第五实施例背光模组平面示意图。

图12是本发明第六实施例背光模组平面示意图。

图13是本发明第七实施例背光模组平面示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图和多个实施例对本发明的背光模组作进一步的详细说明。

请参阅图7，本发明第一实施例提供一种背光模组70，其包括：一导光板72，该导光板72包括一入射面722，一与该入射面722相连的出射面724，一与该出射面724相对应的反射面(图未示)，和与该入射面722相连的两侧面726、728；一正对导光板72的入射面722设置的LED光源74，该光源74包括一发光面744，该发光面744与该导光板72的入射面722平行，本实施例光源74正对导光板72的入射面722的中心；一半透半反膜723设置于导光板72的入射面722，该半透半反膜723正对光源74的发光面744，用于将光源74发出的光部分反射；一设置于该光源74两侧并面向导光板72的入射面722的反光镜76，该反光镜76从光源74以曲面状延伸对应该入射面722，该反光镜76包括一面向该导光板入射面722的反光面，用于实现光束反射并耦合到导光板72的入射面722的功能。

该反光镜76可包括两个分离的反光镜76分别设置于光源74的两侧，该反光镜76的反光面为光滑曲面，其可通过镀银或镀铝等金属材料实现，也可将发光镜与LED芯片(Chip)光源封装在一起，组成一种专用的导光板光源应用。该反光镜76的主要作用是调节光能分布，实现入射面722均匀照明。由于该LED光源74发光面744正对导光板72的入射面722，且导光板72的入射面722正对光源74的发光面744的部分设置有一半透半反膜723，LED光源74发出的光有一部分会直接透过半透半反膜723耦合入导光板72，还有部分将先后被半透半反膜723和反光镜76反射，然后在远离光源74的地方耦合入导光板72。因此，本实施例能将LED光源74的部分光能从“光柱”区域转移到远离光源的“阴影”区域，实现导光板入射面722的均匀照明，消除现有技术背光模组中的“光柱”现象，提高照明均匀性和光能利用率。

请参阅图8，本发明第二实施例提供一种背光模组80，其包括导光板82，半透半反膜823，LED光源84和反光镜86，该LED光源84设在导光板82入射面822的一侧。该背光模组80的结构与第一实施例相似，其不同在于：该反光镜86为光滑平面，其设置于光源84两侧并面向导光板82的入射面822，该反光镜86从光源84两侧以一定角度以平面状延伸对应该入射面822，用于实现光束反射并耦合到导光板82的入射面822的功能。

请参阅图9，本发明第三实施例提供一种背光模组90，其包括导光板92，半透半反膜923，LED光源94和反光镜96，该LED光源94设在导光板92入射面922的一侧。该背光模组90的结构与第一实施例相似，其不同在于：该导光板92的入射面922正对光源94的发光面944部分以一定弧度延伸出一凸出部，该半透半反膜923设置于该凸出部上，该凸出部能更好地降低导光板“光柱”区域的亮度。

请参阅图10，本发明第四实施例提供一种背光模组100，其包括导光板102，半透半反膜1023，LED光源104和反光镜106，该LED光源104设在导光板102入射面1022的一侧。该背光模组100的结构与第二实施例相似，其不同在于：该导光板102的入射面1022正对光源104的发光面1044部分直线延伸出一凸出部，该半透半反膜1023设置于该凸出部上，该凸出部能更好地降低导光板“光柱”区域的亮度。

可以理解的是，本发明第三实施例和第四实施例导光板入射面延伸的凸出部也可为其他形状，该凸出部设置能更好地降低导光板“光柱”区域的亮度，并通过半透半反膜将光源的部分光能从“光柱”区域转移到远离光源的“阴影”区域，实现导光板入射面的均匀照明，消除背光模组中的“光柱”现象，提高照明均匀性和光能利用率。

在发光体光源的光强分布已知的情况下，可以根据入射面亮度分布均匀性的优劣情况来优化反光镜结构，以实现均匀照明。请参阅图11，本发明第五实施例提供一种背光模组110，其包括导光板112，LED光源114和反光镜116。该背光模组110的结构与第一实施例相似，其不同在于：本实施例在反光镜116的反光面形成V型凸起结构117。可通过控制V型凸起结构117的排列密度和大小来调节入射面113的亮度分布。另外，其他微结构如V型凹槽结构和网点结构等同样适用于本发明反光镜的反光面。

本技术领域技术人员应明白，本发明第二至第四实施例同样可以在两反光镜的反射面形成各种微结构。

请参阅图12，本发明第六实施例提供一种背光模组120，其包括：一导光板122，其包括一入射面123，一与该入射面123相连的出射面125，一与该出射面125相对应的反射面(图未示)，和与该入射面123相连的两侧面126、128；两个设置于入射面123的一侧的LED光源124，每个光源124均包括一发光面144，其正对导光板122的入射面123，该入射面123正对光源124的发光面144部分分别以一定弧度延伸出一凸出部；两半透半反膜145分别设置于该凸出部上；在每个光源124两侧均设有一反光镜129，其分别从光源124以曲面状延伸对应该入射面123，用于实现光束反射并耦合到导光板72的入射面722的功能。该两反光镜129相互配合达到对应整个入射面123的效果，从而两LED光源124发出的光束在两反光镜129的反射下进入到导光板122的入射面123。本实施例同样可以在该两反光镜129的反射面形成各种微结构。

请参阅图13，本发明第七实施例提供一种背光模组130，其包括一导光板132，两LED光源134，设置在光源134两侧的反光镜139和两半透半反膜135。该背光模组130的结构与第六实施例相似，其不同在于：该反光镜139为光滑平面，其设置于光源134两侧并面向导光板132的入射面133，该反光镜139从光源134两侧以一定角度以平面状延伸对应该入射面133，用于实现光束反射并耦合到导光板132的入射面133的功能。另外，该导光板132的入射面133正对光源134的发光面138部分直线延伸出一凸出部，该半透半反膜135设置于该凸出部上，该凸出部能更好地降低导光板“光柱”区域的亮度。本实施例同样可以在该两反光镜139的反射面形成各种微结构。

可以理解的是，本发明采用两光源的实施例中，该导光板入射面可以采用如第一实施例所述的平面结构。当入射面延伸有凸出部时，该凸出部也可为其他形状，该凸出部设置能更好地降低导光板“光柱”区域的亮度，并通过半透半反膜将光源的部分光能从“光柱”区域转移到远离光源的“阴影”区域，实现导光板入射面的均匀照明，消除背光模组中的“光柱”现象，提高照明均匀性和光能利用率。

可以理解的是，本发明的背光模组可采用在导光板反射面和/或出射面形成第一微结构，用于控制光出射方向，该第一微结构包括三角形长条形状、顶端为钝角的长条形状、半圆形长条形状和网点结构等。或者于入射面形成第二微结构，用于提高入射光均匀性，该第二微结构包括锯齿棱镜结构和锥形等切槽结构等。本发明的背光模组还可进一步包括一设置于反射面下方的反射片，用于提高光出射率；或者进一步包括一设置于出射面上方的扩散片，用于提高光出射均匀性。本发明的背光模组的导光板可采用平板型或楔型，该导光板可由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等合成树脂材料制成。

综上所述，本发明的背光模组采用将至少一光源设于导光板入射面的一侧并使得该光源的发光面正对导光板的入射面，结合反光镜和半透半反膜的作用，将光束反射并耦合到导光板的入射面。上述结构可避免由于光源的发光面直接面对导光板的入射面而容易产生的光柱现象，以及可避免光源的发光面背对导光板的入射面而挡住部分反射光束进入导光板的入射面，从而产生部分阴影区。本发明的背光模组具有提高发光均匀性和光能量利用率的优点。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (23)

1.一种背光模组，其包括：

一导光板，其包括一入射面，一与该入射面相连的出射面，和一与该出射面相对应的反射面；

一光源，其包括一发光面，该光源设置于导光板的入射面一侧，且该光源的发光面正对导光板的入射面，

其特征在于，进一步包括一反光镜和一半透半反膜，该反光镜设置于该光源两侧并对应该入射面，该半透半反膜设置于正对光源发光面的入射面上，用于反射从该光源发光面发射的光束，使其均匀射入该导光板入射面。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该反光镜从该光源的两侧以曲面状延伸对应该导光板入射面。

3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于该导光板的入射面正对光源的发光面部分以一定弧度延伸出一凸出部。

4.如权利要求3所述的背光模组，其特征在于该半透半反膜设置于该入射面的凸出部上。

5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该反光镜从该光源的两侧以一定角度以平面状延伸对应该入射面。

6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于该导光板的入射面正对光源的发光面部分以一定角度笔直延伸出一凸出部。

7.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于该半透半反膜设置于该凸出部上。

8.如权利要求1至6任一项所述的背光模组，其特征在于该反光镜包括一面向该导光板入射面的反光面，该反光面形成微结构。

9.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于该微结构包括V型凸起结构、V型凹槽结构或网点结构。

10.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该导光板为平板型或楔型。

11.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该导光板的材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

12.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该光源为发光二极管。

13.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该导光板反射面和出射面形成有微结构。

14.如权利要求13所述的背光模组，其特征在于该微结构包括三角形长条形状、顶端为钝角的长条形状、半圆形长条形状或网点结构。

15.一种背光模组，其包括：

一导光板，其包括一入射面，一与该入射面相连的出射面，和一与该出射面相对应的反射面；

多个光源，其分别包括一发光面，该多个光源均设置于导光板的入射面一侧，且该多个光源的发光面正对导光板的入射面，

其特征在于，进一步包括多个反光镜和多个半透半反膜与光源相对应，该多个反光镜设置于该光源两侧并相互配合对应整个入射面，该多个半透半反膜分别设置于正对各个光源发光面的入射面上，用于反射从该光源发光面发射的光束，使其均匀射入该导光板入射面。

16.如权利要求15所述的背光模组，其特征在于该反光镜从该光源的两侧以曲面状延伸对应该导光板入射面。

17.如权利要求16所述的背光模组，其特征在于该导光板的入射面正对光源的发光面部分以一定弧度延伸出一凸出部。

18.如权利要求17所述的背光模组，其特征在于该半透半反膜设置于该入射面的凸出部上。

19.如权利要求15所述的背光模组，其特征在于该反光镜从该光源的两侧以一定角度以平面状延伸对应该入射面。

20.如权利要求19所述的背光模组，其特征在于该导光板的入射面正对光源的发光面部分以一定角度笔直延伸出一凸出部。

21.如权利要求20所述的背光模组，其特征在于该半透半反膜设置于该凸出部上。

22.如权利要求14至21任一项所述的背光模组，其特征在于该反光镜包括一面向该导光板入射面的反光面，该反光面形成微结构。

23.如权利要求22所述的背光模组，其特征在于该微结构包括V型凸起结构、V型凹槽结构或网点结构。

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