CN202915104U - 一种直下式led背光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直下式LED背光源，涉及的是一种直下式LED背光源中LED灯的排列方式设计的一种液晶显示器LED背光源。背光源包括光学模组，位于光学模组的下方并与光学模组相对应的电路板和LED灯。在电路板上安装不等间距以周期性排列并带有一定倾角的LED灯，LED灯阵列以电路板的行、列方向中心线对称排列。通过本方案的设计，增大了单颗LED灯在一定距离的情况下照射的面积，同时由于对LED灯间距排列采用非等间距方式，LED背光源的边缘亮度不会因为等间距排列而迅速下降，从而使背光源的亮度均匀性更佳，也有效的提高了背光源整体亮度有较大提高。

Description

一种直下式LED背光源

技术领域

本实用新型涉及一种液晶显示器用LED背光源，特别涉及直下式LED背光源中LED的排列方式设计的一种液晶显示器LED背光源。

背景技术

在液晶显示器中，背光源的作用是给TFT-LCD显示屏提供一个面内亮度均匀分布的光源。根据光源分布位置的不同，分为侧光式和直下式两种结构。而光源常用的主要为CCFL光源和LED光源。LED光源和CCFL光源相比，具有节能、环保、轻薄和高品质等优点。例如，LED的内部驱动电压远低于CCFL，发光效率是CCFL的两倍以上，不含汞这样成本高且对环境危害大的物质。同时，LED体积小且出光方向性好，可以大幅度减小传统背光源中导光板的厚度，并且省略了灯管反射罩。

传统的直下式LED背光源设计，是以相邻两LED灯等间距行列排布的方式构成LED灯阵列如图1所示，一液晶显示器的显示区域5内的LED灯50的M*N排列阵列，横向和纵向相邻LED中心间距分别为Lx、Ly。通过模拟光学均匀性，从而完成直下式LED背光源的设计。但由于LED采用等间距均匀排列，从而使中间区域的亮度是周围其它区域亮度的叠加，但由于LED是点光源，亮度分布随距离的增加而衰减很快，并且边缘区域叠加的亮度分量很小，从而使LED背光源边缘的亮度明显小于中间区域的亮度，导致全屏的亮度均匀性变差。LED采用等间距排列的方式虽然可以通过同步缩小行或列相邻LED灯间距、扩散板等方式来获得较好的亮度均匀性，但是通常以增大背光功耗以及牺牲液晶显示器模组的厚度为代价。

实用新型内容

实用新型目的：为了改善传统的直下式LED背光设计中液晶显示器亮度均匀性的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种直下式LED背光源，包括光学模组、位于光学模组的下方并与光学模组相对应的电路板以及LED灯。LED灯以不等间距周期性地排列在电路板上并带有一定的倾角，LED灯阵列以电路板的行、列方向中心线对称排列。

其中，所述倾角为LED的芯片与电路板平面所夹的锐角，范围为0°-60°。

进一步，所述周期性排列是按照行周期和列周期排列；所述行周期的周期间距是△dx₀，所述的列周期的周期间距为△dy₀，所述的△dx₀与△dy₀相等或不相等。

进一步，所述行周期的两相邻LED灯的倾角相等。

进一步，所述的△dx₀与△dy₀范围均为10-25mm。

本实用新型还提供了另一种方案，方案为一种直下式LED背光源，包括光学模组、位于光学模组的下方并与光学模组相对应的电路板以及LED灯。LED灯以带有一定的倾角安装在电路板上，从电路板的列、行方向中心线往左、右和上、下方向，相邻LED灯的间距逐渐变小。

其中，所述倾角为LED的芯片与电路板平面所夹的锐角，范围为0°-60°。

进一步，所述的从电路板的列方向中心线往左、往右方向，各个相邻LED灯之间间距的差△dx是相等的；所述的电路板的行方向中心线往上、往下方向，各相邻LED灯之间间距的差是△dy是相等的；所述的△dx与△dy相等或不相等。

进一步，所述的△dx与△dy范围均为10-25mm。

有益效果：通过使LED灯与电路板平面有一定的倾角，增大了单颗LED灯在一定距离的情况下照射的面积，同时由于对LED灯间距排列采用非等间距方式，LED背光源的边缘亮度不会因为等间距排列而迅速下降，从而使背光源的亮度均匀性更佳，也有效地提高了背光源整体亮度。

附图说明

图1是现有技术LED背光源LED灯的排列阵列的俯视图；

图2是本发明LED背光源LED灯排列阵列的正视图；

图3是本发明LED灯芯片与电路板平面的夹角示意图；

图4是本发明实施例1LED灯阵列的俯视图；

图5是发明实施例1LED灯阵列的俯视图；

图中5、显示区域，10、电路板，50、LED灯，20、光学模组，40、显示面板，30、支撑架，501、LED灯芯片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施方案1为一种直下式LED背光源，如图2所示，包括光学模组20，紧贴靠在液晶显示器显示面板40的背面；电路板10位于光学模组的下方并与光学模组20相对应；LED灯50安装在电路板10上；支撑架30与电路板10相连接并支撑光学模组20；在电路板10上安装LED灯50，并使LED灯50的发光面与电路板上的电极焊接面呈一定倾角焊接安装，如图3所示，此倾角即为LED灯50的芯片501与电路板10平面所夹的锐角a，范围为0°~60°。根据液晶显示器显示面板的亮度、有效显示面积、液晶屏组件透过率、光学模组增亮因子来估算所需要LED灯阵列所需要LED灯的倾角大小和LED灯的总数。来进行LED灯阵列的排列设计。

本实施例LED灯50间距不等呈周期性排列并以电路板10的行、列向中心线对称排列。如图4所示,在液晶显示器显示区5中排列一M*N的LED灯阵列（每行M个LED灯，每列N各LED灯）。左上角第一颗LED记为LED₁₁，第一行记为LED_1M，右下角最后一颗LED记为LED_NM，以此类推。以第一行为例，设定行周期间距为△dx₀，离中心线最远的LED₁₁和LED₁₂、LED_1M-1和LED_1M之间的中心间距均为Lx，以行间距为Lx的相邻两LED灯为一行周期，行周期的两LED灯与电路板平面所夹的倾角相等。即LED₁₁和LED₁₂为一行周期，同时LED₁₁和LED₁₂的倾角相等，倾角范围为0°~60°。LED₁₃和LED₁₄为下一重复行周期，LED₁₃和LED₁₄之间的中心间距也为Lx，因行周期的间距为△dx₀，即LED₁₂和LED₁₃之间的距离为Lx+△dx₀；LED_1M-2和LED_1M-3之间的中心间距也为Lx，即也为一行周期。与LED_1M-1和LED_1M周期的行距离为△dx₀，以此类推，以相邻两LED的行中心间距为Lx的两LED为一行周期，周期间距为△dx₀,为关于中心线呈轴对称排列LED阵列。相类似，以第一列为例，设定列周期间距为△dy₀，离中心线最远的LED₁₁和LED₂₁、LED_M-11和LED_M1之间的中心间距均为Ly，以列间距为Ly的相邻两LED为一列周期，即LED₁₁和LED₂₁为一列周期，LED₃₁和LED₄₁为下一重复列周期，LED₃₁和LED₄₁之间的中心间距也为Ly，因列周期的间距为△dy₀，即LED₂₁和LED₃₁之间的距离为Ly+△dy₀；LED_M-21和LED_M-11之间的中心间距也为Ly，即也为一列周期。与LED_M-11和LED_M1周期的列距离为△dy₀，以此类推，以相邻两LED灯的列中心间距为Ly的两LED灯为一列周期，周期间距为△dy₀,为关于中心线呈轴对称排列LED阵列。处于同一列的LED灯的倾角相同，△dx₀和△dy₀可相等或不等，△dx₀和△dy₀的范围为10-25mm。按照此行周期和列周期的设定排列LED阵列，根据光线追迹和实验结果进行验证，有效的达到了的亮度均匀性的要求。

实施方案2为一种直下式LED背光源的第二实施例子，实施方案2与实施方案1的区别在于实施方案2中LED灯50以电路板10的行、列方向中心线往左、右和上、下方向，相邻LED灯的间距逐渐变小，间距渐变的方式取等差数列。同时LED阵列的所有LED灯的倾角相同，倾角范围为0°~60°。其他部件以及部件的特性与实施例1相同，故不详述。

如图5所示，一M*N渐变间距LED阵列（每行M个LED灯，每列N各LED灯）。左上角第一颗LED记为LED₁₁，第一行记为LED_1M，右下角最后一颗LED记为LED_NM，以此类推。行方向渐变间距大小为△dx，以第一行为例，离中心线最远的LED₁₁和LED₁₂、LED_1M-1和LED_1M之间的中心间距均为Lx，LED₁₂和LED₁₃、LED_1M-2和LED_1M-1之间的距离增加为Lx+△dx，依次类推，相邻两个LED灯中线间距逐渐增加△dx，关于中心线呈轴对称。相类似，列方向渐变间距大小为△dy，以第一列为例，里中心线最远的LED₁₁和LED₂₁、LED_M-11和LED_M1之间的中心间距均为Ly，LED₂₁和LED₃₁、LED_M-21和LED_M-11之间的距离增加为Ly+△dy，依次类推，相邻两个LED灯中心间距逐渐增加△dy，关于中心呈轴对衬。处于同一行但不同列的LED灯，仅在行方向保持渐变，处于同一列但不同行的LED灯，仅在列方向上保持渐变。此LED阵列里所有LED倾角相同，△dx和△dy相等或不等。△dx和△dy的范围10-25mm。按照等差数列变化的特点，可以很容易确定出具体相邻两颗LED灯的间距。

基于上述设计，配合光学模组可以获得光学均匀性良好的直下式LED背光源。

Claims (9)

1.一种直下式LED背光源，包括光学模组、位于光学模组的下方并与光学模组相对应的电路板、以及LED灯，其特征在于：LED灯以不等间距周期性地排列在电路板上并带有一定的倾角，LED灯阵列以电路板的行、列方向中心线对称排列。

2.根据权利要求1所述一种直下式LED背光源，其特征在于：所述倾角为LED的芯片与电路板平面所夹的锐角，范围为0°-60°。

3.根据权利要求1所述一种直下式LED背光源，其特征在于：所述周期性排列是按照行周期和列周期排列；所述行周期的周期间距是△dx₀，所述的列周期的周期间距为△dy₀，所述的△dx₀与△dy₀相等或不相等。

4.根据权利要求3所述一种直下式LED背光源，其特征在于：所述行周期的两相邻LED灯的倾角相等。

5.根据权利要求3所述一种直下式LED背光源，其特征在于：所述的△dx₀与△dy₀范围均为10-25mm。

6.一种直下式LED背光源，包括光学模组、位于光学模组的下方并与光学模组相对应的电路板、LED灯，其特征在于：LED灯以带有一定的倾角安装在电路板上，从电路板的列、行方向中心线往左、右和上、下方向，相邻LED灯的间距逐渐变小。

7.根据权利要求6所述一种直下式LED背光源，其特征在于：所述倾角为LED的芯片与电路板平面所夹的锐角，范围为0°-60°。

8.根据权利要求6所述一种直下式LED背光源，其特征在于:所述的从电路板的列方向中心线往左、往右方向，各个相邻LED灯之间间距的差△dx是相等的；所述的电路板的行方向中心线往上、往下方向，各相邻LED灯之间间距的差是△dy是相等的；所述的△dx与△dy相等或不相等。

9.根据权利要求8所述一种直下式LED背光源，其特征在于：所述的△dx与△dy范围均为10-25mm。

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