CN203286373U

CN203286373U - 一种用于液晶显示装置的侧光型背光模组

Info

Publication number: CN203286373U
Application number: CN2013200359956U
Authority: CN
Inventors: 黄坤; 张晓波; 康学亮; 李永平; 刘刚
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2023-01-23

Abstract

本实用新型提供一种用于液晶显示装置的侧光型背光模组，包括：一反射板（1），一导光板（2），一扩散片（3），一棱镜片（4）以及一光源（5），该背光模组中的导光板能控制辐射光的方向，并且相对传统的导光板，本实用新型提供的这种导光板在亮度上有显著的增加。本实用新型通过优化设计导光板底面微结构的特性，使得出射光的方向能够被灵活控制，从而减少一个光学器件，降低了操作成本。同时，采用的微结构是柱状的，具有该底面微结构的导光板的散射面相对于网点散射面要大很多，故从出光面出射的光亮度显著增加，减少了光能损失，节省电能；由于考虑了底面微结构的排列方式，出射光的能量均匀性也能保持。

Description

一种用于液晶显示装置的侧光型背光模组

技术领域

本实用新型涉及显示装置领域，具体涉及一种用于液晶显示装置的侧光型背光模组。

背景技术

近年来，液晶显示器（LCD）的发展突飞猛进，在平板显示领域的地位举足轻重。对于中小尺寸的LCD（主要用于手机、数码相机、个人数字助理（PDA）等），其核心部件之一是背光模组。随着制造技术的提升及各个商家间的激烈竞争，市场要求背光组模往轻量化、薄型化、低耗电、高亮度及低成本等方向发展。目前，中小尺寸LCD的背光模组大多采用发光二极管（LED）的侧入射方案，由LED、两个扩散片、两个栅格方向相互垂直的棱镜片、导光板和反射板组成。导光板和棱镜片是关键部件，直接决定了整个背光模组的匀光效果和生产成本。

从技术上讲，光从导光板入光面进入，经导光板底面的微结构散射，散射光从导光板出光面出射，由扩散片进一步使之均匀。但散射光出射方向的范围很大，而考虑到LCD的透光特性，当散射光垂直入射到LCD平面（LCD与导光板出光面、底面平行）时，LCD的透光量最大，所以，棱镜片的主要作用是收集杂散的散射光，使散射光尽量接近于垂直LCD平面入射，用以提升LCD的正面辉度。如果能够通过调节导光板底面的微结构来控制散射光的出射方向使之尽量垂直于导光板出光面，那么棱镜片也就不再是背光模组的必需部件了，从而减少背光模组的元件数，降低成本。

而目前，导光板底面微结构多采用微透镜、微圆盘或微锯齿结构的散射网点，这些散射结构只具备将光散射出去的功能，无法控制散射光的方向。鉴于此，我们在这里提出一种可以控制散射光出射方向的底面柱状微结构。

实用新型内容

本实用新型主要目的是提供一种用于液晶显示装置的侧光型背光模组，该背光模组中导光板可以控制出射光的出射方向，进而减少背光模组的元件数，同时还能保证背光模组的出射光的能量均匀性和亮度，从而达到降低生产成本的目的。

为了达成上述目的，本实用新型提供一种用于液晶显示装置的侧光型背光模组，包括：一反射板，一导光板，一扩散片，一棱镜片以及一光源，所述导光板具有入光面、与所述入光面相交的出光面、与所述出光面相对的底面以及与出光面和入光面相交的侧面；在所述底面上设置有柱状微结构，柱状微结构的延伸方向平行于入光面；所述反射板至少有一个反射面，其与该导光板的底面之间共同界定出一个空气层；所述扩散片与该导光板的出光面之间共同界定出一个空气层；所述棱镜片具有多个棱镜结构，其延伸方向与该导光板的底面柱状微结构的延伸方向垂直。

进一步的，所述背光模组只包括一片棱镜片。

进一步的，所述棱镜片的延伸方向与所述导光板的底面柱状微结构的延伸方向垂直。

进一步的，所述导光板的底面柱状微结构的横截面线型是圆弧型、V型或不规则曲线型。

进一步的，所述导光板在底面上的所有柱状微结构尺寸都是相同的。

进一步的，所述导光板的底面柱状微结构的间距是疏密排列的，该柱状微结构的间距在靠近入光面处疏，在远离入光面处密。

进一步的，所述底面柱状微结构横截面线型在底面相交处的切线与底面之间的夹角为35°～50°。

进一步的，所述背光模组的出射光在垂直于柱状微结构的平面内的出射方向是由所述的夹角决定的。

进一步的，所述导光板的入光面的照明光源是发光二极管或冷阴极荧光灯管。

本实用新型的原理在于：

本实用新型的背光模组，从光源发出的光从导光板的入光面导入，经导光板底面的柱状微结构散射，从导光板的出光面导出。

在上述的背光模块中，所述反射板位于导光板的下方，并且反射板的反射面与导光板底面微结构共同界定出一层空气层。

在上述的背光模块中，所述扩散片位于导光板的上方，并且扩散片与导光板出光面共同界定出一层空气层。

在上述的背光模块中，所述棱镜片只有一片，棱镜片位于扩散片的上方，且棱镜片中的棱镜延伸方向垂直于所述导光板的底面柱状微结构的延伸方向。

在上述的背光模块中，所述导光板的底面柱状微结构在导光板的横截面线型可以是圆弧型，V型或不规则曲线型，并且横截面线型在底面相交处的切线与底面之间的夹角在35°～50°范围内，而所述夹角能控制出光面上出射光在垂直于柱状微结构的平面内的方向，这样用于收集此方向上的光的棱镜片就可以省去，从而减少了元件的数目；底面上每个柱状微结构的尺寸都是相同的，但柱状微结构的排列密度随着其与所述入光面的距离的增大而增大，即利用柱状微结构的疏密排列来控制出射光能量的均匀性。

根据上述方案，本实用新型的效果是显著的：本实用新型通过优化设计导光板底面微结构的特性，使得出射光的方向能够被灵活控制，从而减少一个光学器件（棱镜片），降低了操作成本。同时，我们采用的微结构是柱状的，具有该底面微结构的导光板的散射面相对于网点散射面要大很多，故从出光面出射的光亮度显著增加，减少了光能损失，节省电能；由于考虑了底面微结构的排列方式，出射光的能量均匀性也能保持。

附图说明

图1为本实用新型背光模组的立体示意图；

图2为本实用新型导光板实施例立体示意图；

图3为图2的导光板实施例底面视图；

图4（a）、图4（b）、图4（c）为本实用新型带有不同底面微结构的导光板侧面剖视图，图4（a）底面微结构为弧型，图4（b）底面微结构为V型，图4（c）底面微结构为不规则曲线型。

图中，1为反射板、2为导光板、3为扩散片、4为棱镜片、5为光源。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例进一步说明本实用新型。

请参阅图1和图2所示，本实用新型包括一反射板1、一导光板2、一扩散片3、一棱镜片4以及一光源5。导光板2的底面22上具有柱状微结构21。由光源5发出的光经过导光板2的入光面23进入到导光板2内部，在导光板2内部的光经过底面22的柱状微结构21的散射后，从导光板2的出光面24导出，从出光面24导出的光依次经过扩散片3和棱镜片4。

该背光模组中的棱镜片4只有一片，这和现行的背光模组具有两片棱镜片4的结构有很大的不同，这是因为通过调整导光板2在底面22上的柱状微结构21的特征参数，使得从导光板2的底面22上的散射光的出射方向能够被灵活控制，这样，从导光板2的出光面24出射的光在垂直于柱状微结构的平面内的方向上的发散角很小且与导光板的出光面接近垂直，从而可以省去用于收集该方向上的光的棱镜片，因此，保证了从背光模组中辐射出的光具有很好的方向性。

该背光模组中的导光板底面22上的微结构21在导光板侧面25上的横截面面型可以是弧型（图4（a）），V型（图4（b））或不规则曲线型（图4（c）），可参阅图4。特别地，我们在本实用新型中指出，微结构21在导光板侧面25上的横截面曲线在同导光板底面22相交处的切线与导光板底面22之间的夹角θ是十分重要的，θ能控制散射光从导光板出光面24出射的方向。考虑到实际的应用，我们认为，夹角θ位于35°～50°范围内是最合适的。

该背光模组中的导光板底面22上的柱状微结构21的尺寸都是相同的，但是柱状微结构21是疏密排列的，相邻两个柱状微结构21的间距随着其与导光板入光面23的距离的增加而减小，可参阅图3。柱状微结构21的延伸方向（也可称为长边方向）平行于导光板入光面23。对比图1、图2和图3，我们特别指出，柱状微结构21的延伸方向垂直于棱镜片4中棱镜的延伸方向。由于本实用新型提出的导光板2只能控制出射光在一个方向上的分布，而在另外一个垂直方向上的分布是不能被控制的，因此棱镜片4的以上特殊放置方式是为了用其收集另外一个垂直方向上的光。这样，从该背光模组出射的光的方向就能被全部控制。

该背光模组中的光源可以是点状的发光二极管，也可以是线状的冷阴极荧光灯管。

本实用新型未详细阐述的内容采用本领域的公知技术。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

Claims

1.一种用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于：包括：一反射板（1），一导光板（2），一扩散片（3），一棱镜片（4）以及一光源（5），所述导光板（2）具有入光面、与所述入光面相交的出光面、与所述出光面相对的底面以及与出光面和入光面相交的侧面；在所述底面上设置有柱状微结构，柱状微结构的延伸方向平行于入光面；所述反射板（1）至少有一个反射面，其与该导光板（2）的底面之间共同界定出一个空气层；所述扩散片（3）与该导光板（2）的出光面之间共同界定出一个空气层；所述棱镜片（4）具有多个棱镜结构，其延伸方向与该导光板的底面柱状微结构的延伸方向垂直。

2.根据权利要求1所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述背光模组只包括一片棱镜片。

3.根据权利要求2所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述棱镜片的延伸方向与所述导光板的底面柱状微结构的延伸方向垂直。

4.根据权利要求1所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述导光板的底面柱状微结构的横截面线型是圆弧型、V型或不规则曲线型。

5.根据权利要求1或4所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述导光板在底面上的所有柱状微结构尺寸都是相同的。

6.根据权利要求1或4所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述导光板的底面柱状微结构的间距是疏密排列的，该柱状微结构的间距在靠近入光面处疏，在远离入光面处密。

7.根据权利要求4所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述底面柱状微结构横截面线型在底面相交处的切线与底面之间的夹角为35°～50°。

8.根据权利要求7所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述背光模组的出射光在垂直于柱状微结构的平面内的出射方向是由所述的夹角决定的。

9.根据权利要求1所述的用于液晶显示装置的侧光型背光模组，其特征在于，所述导光板的入光面的照明光源是发光二极管或冷阴极荧光灯管。