CN218446299U - 一种液晶显示屏结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示屏结构。其结构包括液晶屏幕、光学膜片组合、LED阵列，光学膜片组合连接在液晶屏幕上，LED阵列包括多个LED背光灯板、灯杯，每个LED背光灯板上设有多个LED灯珠，每个LED灯珠上均设有灯杯，LED背光灯板与液晶屏幕之间相间隔形成混光腔体，每个LED灯珠发光并通过灯杯在液晶屏幕上形成光圈，每两个光圈之间的边沿相切或部分重叠。本结构的LED灯珠采用小角度灯杯封装，使背光光源和液晶显示对应度更高，对非对应区域的图像画面影响更小；本结构采用降低腔体混光距OD值的方式，让单颗灯珠均匀照射的液晶面积更小，灯珠与灯珠之间的光互相干涉大大降低，从而达到提升对比度的效果。

Description

一种液晶显示屏结构

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示屏结构。

背景技术

在LCD液晶显示产品中，因为LCD液晶屏幕本身不发光，需要借助外部光源才能将图像显示出来，这种外界光源放置在液晶屏幕背后因此称之为背光系统。背光系统是液晶显示产品中一个非常重要的组成部分，背光系统的优良直接决定整个屏幕图像显示效果。

目前液晶显示行业中主要以LED灯珠作为背光系统的基础光源，通常采用的是色温在6000K-9000K范围的LED白光灯珠；也有部屏幕采用的是原生的蓝色LED灯珠搭配量子膜的方式获得白光。不管灯珠和膜片如何搭配，最终通过液晶屏幕的都是均匀的纯白色光线，再搭配扩散板（导光板）、扩散膜、棱镜膜、DBEF等等光学材料组成背光系统。常见的背光系统形态一般分为侧入式LED背光和直下式LED背光。

直下式背光系统LED灯条通常采用一定宽度、厚度铝基板作为载体以利于散热，SMT贴片的方式在铝基板电路贴上LED灯珠，常规的灯珠如3528、3030，4040-1W/2W正白光灯珠。然后采用螺丝、卡扣、胶水等方式固定在背板上面。为了提高光的发散角度，通常灯珠上面增加光学透镜，在上方加上扩散板和各类光学膜片，以提高光的发散均匀性。如图1所示。

因为直下式背光系统有一个混光的空腔，用来让光相互混合以至于更加均匀，所以直下式背光系统相对来说显得比较厚重。为了让背光系统更加轻薄，同行们设计开发了侧入光背光系统。侧入光背光系统顾名思义，就是LED灯珠侧向发光。如图2所示。

常规的直下式背光采用大功率灯珠加上光学透镜的方式，灯珠间距通常在80mm-100mm甚至更大，如此大的灯珠间距即使加上区域控光，因为单颗灯珠光亮的覆盖面积过大，也没有办法有效提升对比度。而侧入光的背光设计，因为灯珠是同通过侧方向呈90度照射，经过导光板上面的反光点将光形成折射或反射，更加没办法实现区域控光。

实用新型内容

本实用新型提供一种液晶显示屏结构，旨在通过调整屏幕的主体结构，调整灯珠的相对尺寸关系和背光系统灯珠的照射角度来实现提升屏幕的对比度。

本实用新型提供一种液晶显示屏结构，包括液晶屏幕、光学膜片组合、LED阵列，所述光学膜片组合连接在液晶屏幕上，所述LED阵列包括多个LED背光灯板、灯杯，每个所述LED背光灯板上设有多个LED灯珠，每个所述LED灯珠上均设有灯杯，所述LED背光灯板与液晶屏幕之间相间隔形成混光腔体，每个所述LED灯珠发光并通过灯杯在液晶屏幕上形成光圈，每两个光圈之间的边沿相切或部分重叠。

作为本实用新型的进一步改进，所述灯杯的发光角度小于或等于45°。

作为本实用新型的进一步改进，所述灯杯包括杯体，所述杯体中间设有锥形的杯壁，所述LED灯珠设置在杯壁的底部，所述杯壁之间的夹角构成发光角度。

作为本实用新型的进一步改进，所述LED灯珠由三晶体芯片串联封装而成。

作为本实用新型的进一步改进，多个所述LED灯珠之间在纵向和横向上均等距离间隔。

作为本实用新型的进一步改进，所述LED背光灯板与液晶屏幕之间间隔的混光距OD值为18~20mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述光学膜片组合包括反射膜、扩散板、复合膜、DBEF膜，所述反射膜、扩散板、复合膜、DBEF膜依次连接，所述DBEF膜的一侧与液晶屏幕连接。

作为本实用新型的进一步改进，该液晶显示屏结构包括主体框架、前框、LED电源模组，所述LED阵列和LED电源模组连接在主体框架上，所述LED电源模组连接LED阵列，所述液晶屏幕连接在前框上，所述前框连接在主体框架上。

本实用新型的有益效果是：

（1）LED灯珠采用小角度灯杯封装，使背光光源和液晶显示对应度更高，对非对应区域的图像画面影响更小；（2）采用降低腔体混光距OD值的方式，让单颗灯珠均匀照射的液晶面积更小，灯珠与灯珠之间的光互相干涉大大降低，从而达到提升对比度的效果。

附图说明

图1是现有技术中直下式背光模组的结构图；

图2是现有技术中侧入式LED液晶模组的结构图；

图3是本实用新型中液晶显示屏的结构图；

图4是本实用新型中光学膜片组合和LED阵列的结构分解图；

图5是本实用新型灯杯的结构剖视图；

图6是本实用新型中LED背光灯板的平面结构图；

图7是本实用新型中LED灯珠的结构图；

图8是本实用新型中调整发光角度前后的LED灯珠发光效果图；

图9是本实用新型中调整OD值前后的LED灯珠发光效果图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

为了能满足现有的液晶屏幕1显示画面能够达到超高对比度，以至于能更加完美体现出超高的画质要求，本实用新型的目的在于通过调整屏幕的主体结构，调整灯珠的相对尺寸关系和背光系统灯珠的照射角度来实现提升屏幕的对比度。

如图3和6所示，一种液晶显示屏结构，包括液晶屏幕1、光学膜片组合2、LED阵列3，光学膜片组合2连接在液晶屏幕1上，LED阵列3包括多个LED背光灯板31、灯杯4，每个LED背光灯板31上设有多个LED灯珠32，每个LED灯珠32上均设有灯杯4，LED背光灯板31与液晶屏幕1之间相间隔形成混光腔体，每个LED灯珠32发光并通过灯杯4在液晶屏幕1上形成光圈，每两个光圈之间的边沿相切或部分重叠。

通过调节LED背光灯板31和液晶屏幕1的间隔距离，以及灯杯4的发光角度，可以使多颗LED灯珠32的光线可以呈现在液晶屏幕1上的同时，减小灯珠的发光之间相互干涉，在对每个LED灯珠32独立控制时，不会对相邻的LED灯珠32的发光效果造成过多的影响。

如图5所示，灯杯4包括杯体41，杯体41中间设有锥形的杯壁42，LED灯珠32设置在杯壁42的底部，杯壁42之间的夹角构成发光角度。灯杯4的发光角度小于或等于45°。所采用的LED灯珠32和常规的LED灯珠32在发光角度上有本质上的区别。常规的LED灯珠32为了更好的混合光亮度，所以灯杯4设计的发光角度越大越好，通常采用发光角度大于100锥度的灯杯4。然而此设计方案为了背光光源和液晶显示对应度更高，对非对应区域的图像画面影响更小，因此采用小角度灯杯4封装，灯杯4角度小于或等于45度。

本液晶显示屏结构通过降低灯珠的发光角度以减小灯珠之间光的相互影响。以图8为例，当在同样的灯珠间距整列情况下，相同的OD值所采用不同发光角的灯珠时，单颗LED灯珠32发出的光所照射的面积差别非常大，从面积计算公式S=πR²可以看出，覆盖面积是以半径平方的方式增大或减小。当在发光角度90度时，光的覆盖面积201.8πmm²，然而当半径为8.2mm时单颗灯覆盖的面积为67.24πmm²，相差近3倍的面积。所以，通过减小LED灯珠32的发光角度从而减小发光的覆盖面积是一个最直接的手段。

当LED灯珠32的发光角度足够小，LED灯珠32所发出来的光可以更小，使得LED灯珠32发光之间的相互影响达到互不干涉的情况。但是限制于技术手段和生产工艺，目前此设计采用调整灯珠灯杯4的方式，将LED灯珠32的发光角度减低到45度发光角度的LED灯珠32。下图是常规灯珠和改进后灯珠剖面图，我们看出灯杯4的角度差异直接影响到了LED灯珠32的发光角度，灯杯4的角度越小LED灯珠32所发出的光角度越小覆盖面积也相应减小。

如图6所示，多个LED灯珠32之间在纵向和横向上均等距离间隔。本液晶显示屏结构的灯珠阵列采用30片LED背光灯板31单元按照横向6×纵向5的排列方式阵列。每一片灯板灯珠按照横向40×纵向27颗灯珠排，灯珠间距横向6.1mm、纵向6mm。整个背光系统高达32400个物理分区。

如图7所示，LED灯珠32由三晶体芯片33串联封装而成。采用三晶体芯片33串联封装为以一个LED灯珠32的模式，每一个灯珠内部包含三个基本LED发光单元。相比较于localdiming背光模式的单芯片灯珠，三晶体芯片33一体封装的LED灯珠32所能承载的电压范围更宽，所以能实现更宽的亮度等级控制。

LED背光灯板31与液晶屏幕1之间间隔的混光距OD值为18~20mm。为减少亮度因为旁侧灯珠发光的影响，在减小灯珠发光角度的同时，还采用降低腔体混光距OD值的方式，此设计的混光距OD设计值为18-20mm，相比于其他OD30的腔体设计，让单颗灯珠均匀照射的液晶面积更小，灯珠与灯珠之间的光互相干涉大大降低，从而达到提升对比度的效果。

本液晶显示屏结构利用降低背光系统OD值的方式减小每颗灯珠之间相互影响的效果。以图9为例，在降低OD值之前，OD值为25mm，同样的光发散角度，每颗灯珠光通过发散角照射的面近似于一个直径24.49mm的圆形面，降低OD值到18mm之后光形成的圆形直径随之减小到16.4mm，从图9中可以直观看出降低OD值前后的两种灯珠排列体系中，降低OD值后单颗灯珠对周围灯珠的影响减小非常多。因此在灯珠经过独立控制时，可以有效减小灯珠的发光之间相互干涉，在整个背光系统中众多灯珠即使同时工作，相互之间的影响也是非常小的，从而提高液晶显示屏幕的整体对比度。

如图4所示，光学膜片组合2包括反射膜21、扩散板22、复合膜23、DBEF膜24，反射膜21、扩散板22、复合膜23、DBEF膜24依次连接，DBEF膜24的一侧与液晶屏幕1连接。反射膜21用以增加光学表面的反射率；扩散板22改变光的行进路线，实现入射光充分散色以此产生光学扩散的效果；DBEF膜24用以提高整个背光结构的发光效率。将这些膜片的组合贴合在液晶屏幕1上，提高了液晶屏幕1的光学显示效果。

复合膜23有多重复合方式，可以是0度增亮膜和扩散膜复合，可以是0度+90度增亮膜和扩散膜复合，也可以是0度+90度+DBEF膜片复合，可以是扩散膜和DBEF复合，这里的复合膜优选指0度增亮膜和扩散膜的复合。

如图1所示，该液晶显示屏结构，包括主体框架5、前框6、LED电源模组7，LED阵列3和LED电源模组7连接在主体框架5上，LED电源模组7连接LED阵列3，液晶屏幕1连接在前框6上，前框6连接在主体框架5上。主体框架5和前框6连接组成显示腔体，液晶屏幕1连接在前框6面板上，而LED阵列3连接在主体框架5的面板上，使液晶屏幕1和LED阵列3间隔有一段距离，利于调节LED灯珠32的发光角度和发光OD值。LED电源模组7负责对LED阵列3进行供电。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种液晶显示屏结构，其特征在于，包括液晶屏幕、光学膜片组合、LED阵列，所述光学膜片组合连接在液晶屏幕上，所述LED阵列包括多个LED背光灯板、灯杯，每个所述LED背光灯板上设有多个LED灯珠，每个所述LED灯珠上均设有灯杯，所述LED背光灯板与液晶屏幕之间相间隔形成混光腔体，每个所述LED灯珠发光并通过灯杯在液晶屏幕上形成光圈，每两个光圈之间的边沿相切或部分重叠。

2.根据权利要求1所述的液晶显示屏结构，其特征在于，所述灯杯的发光角度小于或等于45°。

3.根据权利要求1所述的液晶显示屏结构，其特征在于，所述灯杯包括杯体，所述杯体中间设有锥形的杯壁，所述LED灯珠设置在杯壁的底部，所述杯壁之间的夹角构成发光角度。

4.根据权利要求1所述的液晶显示屏结构，其特征在于，所述LED灯珠由三晶体芯片串联封装而成。

5.根据权利要求1所述的液晶显示屏结构，其特征在于，多个所述LED灯珠之间在纵向和横向上均等距离间隔。

6.根据权利要求1所述的液晶显示屏结构，其特征在于，所述LED背光灯板与液晶屏幕之间间隔的混光距OD值为18~20mm。

7.根据权利要求1所述的液晶显示屏结构，其特征在于，所述光学膜片组合包括反射膜、扩散板、复合膜、DBEF膜，所述反射膜、扩散板、复合膜、DBEF膜依次连接，所述DBEF膜的一侧与液晶屏幕连接。

8.根据权利要求1所述的液晶显示屏结构，其特征在于，包括主体框架、前框、LED电源模组，所述LED阵列和LED电源模组连接在主体框架上，所述LED电源模组连接LED阵列，所述液晶屏幕连接在前框上，所述前框连接在主体框架上。

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