CN202109303U - 背光源及使用该背光源的显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种背光源，包括导光板、LED光源，导光板的第一侧边上设有用于容纳所述LED光源的容纳部，容纳部与导光板的出光面之间设有全反射部。本实用新型还涉及一种显示设备，包括背光源，背光源是本实用新型的背光源。经过全反射部的全反射，本实用新型的背光源的导光板正面出光更为均匀。本实用新型的背光源通过全反射部增强了光的全反射作用，消除了LED光源可能产生的聚光点，使得制造少量或单颗灯的中大尺寸背光源成为可能，同时降低了背光成本，提升产品功效，使得大尺寸导光板朝更薄的方向发展。本实用新型的显示设备因为使用需用LED数量较少，出光均匀的背光源而大大降低成本，产品功效得以升高。

Description

背光源及使用该背光源的显示设备

技术领域

本实用新型涉及一种控制来自独立光源的器件，特别是涉及一种背光源及使用该背光源的显示设备。 

背景技术

随着显示器技术的迅速发展，作为显示设备的一种的液晶显示器(LCD)已经成为平板显示领域的主流。LCD是通过两片导电玻璃形成的电场驱动其间的液晶来实现显示的，由于液晶本身并不发光，因此LCD需要通过外部光源实现透射或反射显示。现有的LCD大多数是透射型的，对于透射型LCD，背光源是不可或缺的组成部分。 

LCD背光源依据光源的位置不同分为侧光式背光源和直下式背光源。 

侧光式背光源主要包括冷阴极荧光管光源和导光板。导光板主要功能是藉由光散乱原理将入射的平行光转换成平面光。导光板是表面光滑的板块。然后利用高反射且不吸光的材料，在导光板的底面用网版印刷的方式印上扩散点，冷阴极荧光灯位于导光板的一侧边外部，冷阴极管所发出的光向导光板另一端传导，当光线射到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，然后由导光板正面射出。 

现有技术中多用体积较小的发光二极管(LED)替代冷阴极荧光管作为背光源的光源，以减少背光源的厚度，进而减小显示器的厚度。然而，由于LED集中度较高，聚光能力较强，容易生成光点，因此要想在出光面获得均匀的光，就需要设置多个LED或增加导光板的厚度，由此增加了背光源的生产制造成本，并制约其向轻薄化的方向发展。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种需用LED数量较少，出光均匀的背光源。 

本实用新型的另一目的是提供一种使用需用LED数量较少，出光均匀的背光源的显示设备。 

本实用新型的背光源，包括导光板、LED光源，所述导光板的第一侧边上设有用于容纳所述LED光源的容纳部，所述容纳部与所述导光板的出光面之间设有全反射部。 

本实用新型的背光源，其中，所述容纳部为凹槽，所述全反射部为设置在所述导光板的出光面上的锥形槽，所述锥形槽呈倒立状，所述锥形槽的底端靠近且对正所述凹槽的中心。 

本实用新型的背光源，其中，所述凹槽处于所述第一侧边的中心位置。 

本实用新型的背光源，其中，所述凹槽为多个，所述多个凹槽均匀分布于所述导光板的第一侧边上，所述每个凹槽与所述导光板的出光面之间均开有一个所述锥形槽。 

本实用新型的背光源，其中，所述凹槽与槽口相对的第一内壁为向所述导光板内凸出的半圆弧形。 

本实用新型的背光源，其中，所述凹槽内用于放置所述LED光源的第二内壁上粘附吸光层。 

本实用新型的背光源，其中，所述锥形槽为V形锥槽。 

本实用新型的背光源，其中，所述锥形槽的V锥角θ角度满足： 

所述锥形槽的开口直径C同所述凹槽的高度A的关系满足公式： 

所述凹槽的宽度B同所述凹槽的高度A的关系满足公式： 

本实用新型的背光源，其中，所述导光板的第二侧边表面、所述导光板的 第三侧边表面、所述导光板的第四侧边表面及所述导光板的第一侧边表面分别设置有反光板。 

一种显示设备，包括背光源，所述背光源是本实用新型的背光源。 

经过全反射部的全反射，本实用新型的背光源的导光板正面出光更为均匀。本实用新型的背光源通过全反射部增强了光的全反射作用，消除了LED光源可能产生的聚光点，使得制造少量或单颗灯的中大尺寸背光源成为可能，同时降低了背光成本，提升产品功效，使得大尺寸导光板朝更薄的方向发展。 

本实用新型的显示设备因为使用需用LED数量较少，出光均匀的背光源而大大降低成本，产品功效得以升高。 

附图说明

图1为本实用新型的背光源的结构示意图的主视图； 

图2为本实用新型的背光源的结构示意图的俯视图。 

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的背光源包括导光板1和LED光源2。图1中的上平面为导光板1的出光面16。导光板1是表面光滑的板块。导光板1的第一侧边上设有用于容纳LED光源2的容纳部，容纳部与导光板1的出光面16之间设有全反射部。 

在导光板1的第一侧边11上开有一个用于容纳LED光源2的凹槽3。凹槽3处于第一侧边11中心位置。凹槽3即为上述容纳部。 

在本实用新型的背光源的其他实施例中，当导光板1的尺寸较大，凹槽3的数量也可以为多个，多个凹槽3均匀分布于导光板1的第一侧边11上。 

凹槽3形状可以参照LED光源的形状确定。在本实施例中，凹槽3为长方形。凹槽3向导光板1内延伸。为增强散光作用，凹槽3与槽口相对的第一内壁31向导光板1内凸出的半圆弧形。凹槽3的五面内壁均采用抛光处理。为提高光效，凹槽3内用于放置LED光源2的第二内壁32上粘附作为吸光层的吸光胶带33。 

凹槽3的正上方，导光板1的出光面16上设置有用于将光全反射的锥形 槽4。锥形槽4呈倒立状，锥形槽4的底端靠近且对正凹槽3的中心。当凹槽3的数量为多个，每个凹槽3的正上方，导光板1的出光面16上均开有一个用于散光的呈倒立状的底端靠近且对正凹槽3的中心的锥形槽。锥形槽即为上述全反射部。 

本实施例中，上述锥形槽4为V形锥槽。 

锥形槽4的顶尖41位于凹槽3的正上方。顶尖41和凹槽3之间的导光板板体厚度可以根据LED光源2的功率确定。 

考虑光学折射定律，在从LED光源2发出的光线进入导光板1的入射角α在0度～90度之间时，则出射角β如下： 

$\mathrm{\β}=\arcsin \left(\frac{\sin \mathrm{\α}}{\mathrm{\ρ}}\right).$

ρ为导光板1的光线折射率，如果对进入导光板1的光线不加以调整，则一部分光会从导光板1的上方透出，形成了光点，此时，如果要保证光线尽可能的限定在导光板1内，则需要保证导光板1内部传输的光线与一个临界面之间的入射角大于一个临界角度即可，在此，该临界角为：arcsin(1/ρ)。 

在加入锥形槽4之后，如果要使得导光板1的光线的入射角在锥形槽4的面上的入射角大于arcsin(1/ρ)即可，则：只需要保证锥形槽4的V锥角θ角度大于arcsin(1/ρ)即可，保证锥形槽4的V锥角θ角度大于arcsin(1/ρ)，则可以保证射到锥形槽4的锥壁的光线在V锥面上发生全反射。V锥角θ为锥形槽4的锥壁与出光面16的垂线所成的角。 

即： 

聚甲基丙烯酸甲酯的光学折射率ρ为1.49，而考虑到导光板1的厚度，锥形槽4的V锥角θ角度为42.2-43°为宜。 

在锥形槽4的V锥角θ已经确定情况下，为了保证锥形槽4与凹槽3不相通，这时就需要对锥形槽4的开口直径做出限定。在锥形槽4的V锥角θ已经确定情况下，如果锥形槽4进入导光板1越深，则锥形槽4的开口直径越大，锥形槽4收集的光也越多。锥形槽4的开口直径C同凹槽3的高度A的关系满足公式： 

当锥形槽4的高度等于导光板1的厚度减去凹槽3的高度，这时锥形槽4的开口直径最大，锥形槽4的开口直径C同凹槽3的高度A的关系应该满足公式： 

同时，凹槽3的宽度B同凹槽3的高度A的关系满足公式： 

当锥形槽4的V锥角θ角度为43°时， 

为防止光损失，在将LED光源2置于凹槽3的中心后，在导光板1的第二侧边12表面、导光板1的第三侧边13表面、导光板1的第四侧边14表面及导光板1的第一侧边11表面分别设置反光板15。 

当LED光源2通电发光，向导光板1的第二侧边12传导，当光线向上传播时，通过锥形槽4的内壁光发生全反射，消除了光点。光由导光板1的出光面16均匀射出。 

本实用新型的使用背光源的显示设备，采用上述实施例中的背光源以替代原有的背光源。 

本实用新型的背光源通过锥形槽4增强了光的全反射作用，消除了安装少数量LED光源可能产生的聚光点，使得制造少量或单颗灯的中大尺寸背光源成为可能，同时降低了背光成本，提升产品功效，使得大尺寸导光板朝更薄的 方向发展。 

本实用新型的显示设备因为使用需用LED数量较少，出光均匀的背光源而大大降低成本，产品功效得以升高。 

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种背光源，包括导光板(1)、LED光源(2)，其特征在于，所述导光板(1)的第一侧边(11)上设有用于容纳所述LED光源(2)的容纳部，所述容纳部与所述导光板(1)的出光面(16)之间设有全反射部。

2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述容纳部为凹槽(3)，所述全反射部为设置在所述导光板(1)的出光面(16)上的锥形槽(4)，所述锥形槽(4)呈倒立状，所述锥形槽(4)的底端靠近且对正所述凹槽(3)的中心。

3.根据权利要求2所述的背光源，其特征在于，所述凹槽(3)处于所述第一侧边(11)的中心位置。

4.根据权利要求2所述的背光源，其特征在于，所述凹槽(3)为多个，所述多个凹槽(3)均匀分布于所述导光板(1)的第一侧边(11)上，所述每个凹槽(3)与所述导光板(1)的出光面(16)之间均开有一个所述锥形槽(4)。

5.根据权利要求2-4任一项所述的背光源，其特征在于，所述凹槽(3)与槽口相对的第一内壁(31)为向所述导光板(1)内凸出的半圆弧形。

6.根据权利要求5所述的背光源，其特征在于，所述凹槽(3)内用于放置所述LED光源的第二内壁(32)上粘附吸光层。

7.根据权利要求6所述的背光源，其特征在于，所述锥形槽(4)为V形锥槽。

8.根据权利要求7所述的背光源，其特征在于，所述锥形槽(4)的V锥角θ角度满足：

所述锥形槽(4)的开口直径C同所述凹槽(3)的高度A的关系满足公式：

所述凹槽(3)的宽度B同所述凹槽(3)的高度A的关系满足公式：

9.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述导光板(1)的第二侧边(12)表面、所述导光板(1)的第三侧边(13)表面、所述导光板(1)的第四侧边(14)表面及所述导光板(1)的第一侧边(11)表面分别设置有反光板(15)。

10.一种显示设备，包括背光源，其特征在于，所述背光源是如权利要求1-4任一项所述的背光源。 

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