CN101975356B

CN101975356B - 侧光式led背光源、显示装置

Info

Publication number: CN101975356B
Application number: CN 201010289476
Authority: CN
Inventors: 乔明胜; 钟强; 郭好磊; 高上
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG HISENSE ELECTRONIC CO., LTD.; Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: CN101975356A

Abstract

本发明公开了一种侧光式LED背光源、显示装置，其中，该侧光式LED背光源包括：显示屏的四周侧边上仅其中的三个侧边上分别设置有多个LED颗粒。通过本发明，能够使侧光式LED背光源的入光方式更合理，提高显示屏的亮度质量的效果。本发明侧光式LED背光源在保证显示屏的显示质量的情况下最大程度的节省了成本，同时提高了LED背光源亮度的均匀度。

Description

侧光式LED背光源、显示装置

技术领域

本发明涉及电视机领域，具体而言，涉及一种侧光式LED背光源、显示装置。

背景技术

侧光式LED背光源包括背光腔，背光腔的正面为光学模组，背面为固定板，在固定板上安装多个LED颗粒，即LED灯，实际设计中是把LED背光源配置在液晶屏幕的四周边缘，再搭配导光板，导光板位于显示屏背面，当LED背光源的模块发光时，把从显示屏幕边缘发射的光透过导光板输送到屏幕的中央区域，这样整体就有足够的背光量，可让液晶屏幕显示画面。采用侧光式LED背光源的好处有两个，其一是可使用较少数量的LED颗粒光源，节省成本，其二就是能够打造比较轻薄的机身，让LED电视液晶面板的后方不需要配置LED背光源模块，而是放置在侧边，可减少屏幕整体的厚度。

液晶显示屏幕包含四个边缘--两个长边和两个短边，目前传统的侧光式LED背光源，按照设置其LED发光源位置的不同，可分为以下几种：四面入光、两长边入光、两短边入光以及单长边入光，在LED颗粒即LED灯的尺寸确定的前提下，单边所能排布的最大LED光源颗粒的数目是一定的，因此以上几种排布方式所能排布的LED颗数的总数依次递减。

技术人员采取何种LED背光入光方式，决定因素有：LED颗粒数和背光源结构。一般来说LED颗粒数与背光源亮度成正比。因此在背光源亮度确定的前提下，LED颗数也就确定。如果所用LED颗数介于四面入光方式与两短边入光方式之间，为了既保证有较好的光效，同时又节省成本、降低工艺难度，则一般会选择两长边入光方式。而受背光源厚度需求及结构方面限制，有些情况下某一长边没有足够的空间排布LED背光源，因此会影响背光源的亮度，进而会影响显示屏的显示质量。

侧光式LED背光源的各种入光方式中LED颗粒均匀排布，在各个侧边上背光腔中LED颗粒组成的LED背光腔彼此之间相交接的位置LED颗粒较为集中，因而会出现亮度不均匀的侧光式LED背光源，由于导光板入光路径复杂，如要将侧光式LED背光源转换为一亮度均匀的面光源，给导光板网点设计带来了较大困难。

针对上述现有技术中显示屏四边上的侧光式LED背光源的入光方式影响显示屏亮度质量的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种侧光式LED背光源、显示装置，以解决现有技术中显示屏四边上的侧光式LED背光源的入光方式影响显示屏亮度质量的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种侧光式LED背光源。

根据本发明的侧光式LED背光源包括：沿显示屏的侧边设置多个LED颗粒，显示屏的四周侧边上仅其中的三个侧边上分别设置有多个LED颗粒。

进一步地，显示屏包括第一短边，与第一短边相对的第二短边，第一长边，与第一长边相对的第二长边，其中，第一短边上设置有第一背光腔，第二短边上设置有第二背光腔，第一长边上设置有第三背光腔，各个背光腔内均包括多个LED颗粒。

进一步地，第一长边位于显示屏的下端。

进一步地，第一短边与第一背光腔的长度相同，第二短边与第二背光腔的长度相同，第一长边与第三背光腔的长度相同，或者，第一短边的长度大于第一背光腔的长度，第二短边的长度大于第二背光腔的长度，第一长边与第三背光腔的长度相同。

进一步地，第三背光腔的长度是第一背光腔长度的2倍，第三背光腔的长度是第二背光腔长度的2倍。

进一步地，第一背光腔内和/或第二背光腔内排布的多个LED颗粒按照预定排布规律进行非等距离排列，第三背光腔内的多个LED颗粒等距离排序，其中，第一背光腔内和/或第二背光腔内排布的多个LED颗粒，在沿朝向第三背光腔的方向上LED颗粒之间的距离逐渐增大。

进一步地，预定排布规律由以下公式确定：f(x)＝lnax^b，其中，x为第一背光腔内或第二背光腔内LED颗粒的数目，f(x)为第x颗LED颗粒与第三背光腔之间的距离，a为第一背光腔或第二背光腔的长度，b为常数。

进一步地，第三背光腔内排布的多个LED颗粒按照预定排布规律进行非等距离排列，第一背光腔和/或第二背光腔内的多个LED颗粒等距离排序，其中，第三背光腔内的多个LED颗粒，在沿朝向第一背光腔和/或第二背光腔的方向上LED颗粒之间的距离逐渐增大。

进一步地，预定排布规律由以下公式确定：f(x)＝lnax^b，其中，x为第三背光腔内LED颗粒的数目，f(x)为第x颗LED颗粒与第一背光腔或第二背光腔之间的距离，a为第三背光腔的长度，b为常数。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置。

根据本发明的显示装置包括：上述侧光式LED背光源的所有技术特征及技术方案。

为了实现上述目的，根据本发明的再一方面，提供了一种电视机。根据本发明的电视机包括：上述侧光式LED背光源的所有技术特征及技术方案。

通过本发明，采用显示屏的四周侧边上仅其中的三个侧边上分别设置有多个LED颗粒，解决了现有技术中显示屏四边上的侧光式LED背光源的入光方式影响显示屏显示质量的问题，进而达到了侧光式LED背光源的入光方式更合理，提高显示屏的亮度质量的效果。本发明侧光式LED背光源在保证显示屏的亮度质量的情况下最大程度的节省了成本，同时提高了LED背光源亮度的均匀度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的侧光式LED背光源的结构示意图；

图2是根据本发明优选实施例的侧光式LED背光源的结构示意图；

图3是根据本发明优选实施例的侧光式LED背光源的结构示意图；

图4是根据本发明优选实施例的侧光式LED背光源的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的侧光式LED背光源短边上LED颗粒渐变排列的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的测光式LED背光源长边上LED颗粒渐变排列的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明侧光式LED背光源包括沿显示屏的侧边设置多个LED颗粒，且所述显示屏1的四周侧边上仅其中的三个侧边上分别设置有多个所述LED颗粒。该实施例通过在显示屏1的四个侧边中选择任意三个侧边按照显示屏亮度的需求设置LED颗粒，这种侧光式LED背光源设计方式可以称为U型入光方式，该U型入光方式的侧光式LED背光源即满足了显示屏的亮度质量，同时有效的控制使用LED颗粒的数目，节省了成本。

图1是根据本发明实施例的侧光式LED背光源的结构示意图。如图1所示，该显示屏1包括第一短边，与第一短边相对的第二短边，第一长边，与第一长边相对的第二长边，其中，第一短边上设置有第一背光腔31，第二短边上设置有第二背光腔32，第一长边上设置有第三背光腔2，各个背光腔内均包括多个LED颗粒。本实施例在背光源厚度需求以及显示屏结构限制的情况下，提供足够的空间排布LED颗粒，保证了显示屏亮度的质量，同时比较四边入光或两长边入光方式本发明实施例节约了LED颗粒数、降低了成本，较单边入光或两短边入光方式满足了LED颗粒的排布需求、提高了显示屏亮度的质量。

优选的，本发明实施例的第一长边位于显示屏1的下端，即第三背光腔2设置在显示屏1的下端。由于现有显示屏1的设计过程中，相关显示屏1内部的电子元件通常设置在显示屏1的上端，由于发光发热的LED颗粒会影响电子元件的性能，故将包含有多个LED颗粒的第三背光腔2设置在远离上述电子元件的一端，即此时将第三背光腔2设置在显示屏1下端的一边上。该实施例解决了由于LED颗粒发光发热影响显示屏1的电子元件的使用寿命的问题，从而提高了显示屏的使用寿命，提高了用户体验。例如，如果在距离玻璃板较近一侧设置有source板等，该source板上设置有驱动芯片，控制芯片等多种电子元器件，若在该长边侧设置LED颗粒灯，LED颗粒灯长期发热会对玻璃板以及source板上的各种电子元器件的寿命或者工作性能造成影响。因此本发明该优选实施例将LED颗粒设置在远离source板的另一个长边上，这种入光方式实现了延长玻璃板侧电子器件的使用寿命，进而也提高了显示屏的使用寿命。

如图1所示的实施例中，该显示屏1的第一短边与第一背光腔31的长度相同，第二短边与第二背光腔32的长度相同，第一长边与第三背光腔2的长度相同。该实施例即满足了显示屏1的背光腔中LED颗粒排布的需求，同时又不受长边结构的限制，由于短边上的背光腔的长度设置为该显示屏1的最大可设置范围，因此可以排布较多的LED颗粒，满足了显示屏的亮度需求。

图2是根据本发明优选实施例的侧光式LED背光源的结构示意图；图3是根据本发明优选实施例的侧光式LED背光源的结构示意图；图4是根据本发明优选实施例的侧光式LED背光源的结构示意图。

如图2、3、4所示，该显示屏1的第一短边的长度大于第一背光腔31的长度，第二短边的长度大于第二背光腔32的长度，第一长边与第三背光腔2的长度相同。第一短边和第二短边上留有空缺的地方没有设置背光腔，即比较图1中的显示屏，图2、3、4所示的显示屏的任意一条短边上的背光腔被截去了一部分，空白无背光腔的位置部分可以使用导光板或者其他光学设计来补偿，其余部分设置有背光腔，背光腔中的LED颗粒按照预定规则进行排序。该实施例在满足LED颗粒排布需求，即满足显示屏亮度质量的情况下，减少短边上背光腔的长度，这种设计方式节省了材料，同时也降低了制作LED显示屏的工艺难度。

如图2、3、4所示，优选的，本发明实施例中第三背光腔2的长度可以是第一背光腔31长度的2倍，第三背光腔2的长度也可以是第二背光腔32长度的2倍。这种将两个短边上的背光腔的长度设置成与长边上背光腔的一半长度相同，在保证光效的情况下统一了背光腔的制造标准，由于制作背光腔的中的种类数目相对较少，可以大大降低生产操作及控制工艺精度的难度，提高了工作人员的效率。

上述实施例中，第一背光腔31可以位于第一短边范围内的任意位置，第二背光腔32可以位于第二短边范围内的任意位置。具体的可以包括如下三种实施方式。

如图2所示，第一背光腔31和第二背光腔32分别位于第一短边和第二短边的上端，即远离第三背光腔的位置。其中，位于短边上端的第一背光腔31和第二背光腔32的长度分别都是第三背光腔长度的一半，该实施例方法结合背光腔中LED颗粒的排布规则，能够便于生产操作及工艺难度的降低。

如图3所示，第一背光腔31和第二背光腔32分别设置在靠近第三背光腔的位置，位于第一短边和第二短边靠下的部分，其中，位于短边上端的第一背光腔31和第二背光腔32的长度分别都是第三背光腔长度的一半，该实施例方法结合背光腔中LED颗粒的排布规则，能够便于生产操作及工艺难度的降低。

如图4所示，第一背光腔31和第二背光腔32分别位于第一短边和第二短边的中部，即设置在距离第三背光腔的合理位置，其中，位于短边上端的第一背光腔31和第二背光腔32的长度分别都是第三背光腔长度的一半。该实施例方法结合背光腔中LED颗粒的排布规则，能够便于生产操作及工艺难度的降低。

本发明的两短边和一长边上设置背光腔的显示屏1，侧光LED颗粒主要利用导光板将屏幕边缘发射的光透过导光板输送到屏幕中央的区域，从而形成一面光源。对于本发明的U型入光方式，一般来说各背光腔上的多个LED颗粒可以均匀排布，此时长边背光腔与短边背光腔交接处的LED颗粒较为集中，而短边另一端，即远离长边背光腔一端的LED颗数较少，由于导光板入光路径复杂，本发明优选地采用预定的排布规律对各个背光腔中的多个LED颗粒进行排列，这种设计方式可以将LED颗粒发射在导光板上的光转换为一亮度均匀的面光源，降低了导光板网点设计的困难。

图5是根据本发明实施例的侧光式LED背光源短边上LED颗粒渐变排列的结构示意图。如图5所示，本发明根据U型入光方式中的光线分布特点，对短边上背光腔中的多个LED颗粒4进行非均匀排列的方式，即对显示屏1上的第一背光腔31内和/或第二背光腔32内排布的多个LED颗粒4按照预定排布规律进行非等距离排列，第三背光腔2内的多个LED颗粒4可以等距离排序。

该实施例中第一背光腔31内和/或第二背光腔32内排布的多个LED颗粒4在沿朝向第三背光腔2的方向上多个LED颗粒4之间的距离逐渐增大。这种实施例方式使得短边上的背光腔里的多个LED颗粒4距离长边较近的一端，LED颗粒4排布间隔较大，而对于距离长边较远的一端，LED颗粒4的排布间隔较小，从而使短边上的背光腔的光线与长边上的背光腔的光线形成交互补偿。此排布方式大大提高了短边入光的均匀性。

本发明经过严格的试验，根据光线在导光板中传播时光线衰减的规律，上述第一背光腔31内和/或第二背光腔32内的各个LED颗粒4之间按照预定排布规律实现非均匀排列，该预定排布规律由以下公式确定：f(x)＝lnax^b，其中，x可以为第一背光腔31内或第二背光腔32内LED颗粒的数目，x＝1，2，3......，f(x)为第x颗LED颗粒与第三背光腔2之间的距离，a为第一背光腔31或第二背光腔32的长度，b为常数，与单颗LED颗粒的发光强度有关。本发明实施例中，常数b的值与显示屏尺寸大小相关，不同尺寸大小的常数b值不同，同一尺寸大小的b值相同且固定。

比较传统的均匀排布LED颗粒的背光腔，本发明LED颗粒的排布方式可以充分利用光线传播特性，提高三边型(“U”型)入光方式中亮度均匀性，大大降低了显示屏上导光板的设计难度，导光板的设计难度在于对不均匀入光的补偿，采用此排列方式之后，显示屏短边入光的均匀性会有较大提高。

图6是根据本发明实施例的测光式LED背光源长边上LED颗粒渐变排列的结构示意图。本发明导光板上LED颗粒的设置方式还包括以下一实施例方式，如图6所示，在保证显示屏1亮度质量的情况下，即各个背光腔中的LED颗粒数满足显示屏亮度所要求的排布需求，显示屏1的第三背光腔2内排布的多个LED颗粒按照预定排布规律进行非等距离排列，第一背光腔31和/或第二背光腔32内的多个LED颗粒等距离排列，同时，第三背光腔2内的多个LED颗粒，可以在沿朝向第一背光腔31和/或第二背光腔32的方向上LED颗粒之间的距离逐渐增大。由于本发明显示屏的在一条长边和两条短边上分别设置一条背光腔，故本实施例中将长边上的LED颗粒进行非等距的排列方式比较在两条短边上的LED颗粒进行非等距的排列方式，在具有相同优点的情况下还具有生产操作及控制更简单的优点。

优选的，在上述实施例中第三背光腔2上的LED颗粒可以沿第三背光腔2的中心线分别向左、右两个方向排列，在向左或向右的方向上LED颗粒之间的距离逐渐增大，该距离通过预定排布规则得到，即LED颗粒在靠近第一背光腔31和/或第二背光腔32的部分较中间部分的数目较少，此时为了保证显示屏的亮度质量，第一背光腔31和/或第二背光腔32内的多个LED颗粒等距离排列，满足了显示屏上LED颗粒排布需求。

另外的，第三背光腔2上的LED颗粒还可以沿第三背光腔2的一端分别向左或右的方向排列，在向左或向右的方向上LED颗粒之间的距离逐渐增大，该距离通过预定排布规则得到，同样的，为了保证显示屏的亮度质量，第一背光腔31和/或第二背光腔32内的多个LED颗粒等距离排列，满足了显示屏上LED颗粒排布需求。

本发明上述第三背光腔2内所涉及到的LED颗粒之间的距离，按照预定排布规律进行设定，该预定排布规律由以下公式确定：f(x)＝lnax^b，其中，x为第三背光腔2内LED颗粒4的数目，f(x)为第x颗LED颗粒与第一背光腔31或第二背光腔32之间的距离，a为第三背光腔2的长度，b为常数，与单颗LED颗粒的发光强度有关。本发明实施例中，常数b的值显示屏尺寸大小相关，不同尺寸大小的常数b值不同，同一尺寸大小的b值相同且固定。

如图5所示可以以37寸为例，长边约90颗LED颗粒，侧边约40颗LED颗粒，侧边的40颗非均匀排列。LED颗粒的排序规则符合上述公式。

本发明的各个实施例中，为了满足LED颗粒排布需求，保证显示屏的亮度质量，设计者采用当第一背光腔31和/或第二背光腔32内的LED颗粒按照预定排布规律排列时，第三背光腔2内的LED颗粒等距离排布；当第三背光腔2内的LED颗粒按照预定排布规律排列时，第一背光腔31和第二背光腔32内的LED颗粒等距离排布。两种方案使短边上的背光腔的光线与长边上的背光腔的光线形成交互补偿，两种排布方式都大大提高了短边入光的均匀性。另外优选的，第一背光腔31和/或第二背光腔32的长度可以是第三背光腔2长度的一半，作为一种统一的生产标准，提高了产品的生产效率，降低了成本。

本发明第一背光腔31和第二背光腔32在短边上的位置，以及其上的LED颗粒数可以依据图1至图4的实施例进行优化的生产。

本发明可以提供一种显示屏，具有上述图1至图6所示的侧光式LED背光源。该显示屏的亮度显示质量更高。

本发明还可以提供一种电视机，具有上述图1至图6所示的侧光式LED背光源及其显示屏。该电视机的用户体验更好。

本发明还提供了一种显示装置，该显示装置可以是一种显示屏，也可以是一种电视机。但不限于此。

从以上的实施例描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：这种LED背光源设计是U型入光方式的侧光式LED背光源，即满足了显示屏的亮度质量，同时有效的控制使用LED颗粒的数目，节省了成本。在背光源厚度需求以及显示屏结构限制的情况下，本发明提供足够的空间排布LED背光源，保证了显示屏亮度的质量，同时比较四边入光或两长边入光方式本发明实施例节约了LED颗粒数、降低了成本，较单边入光或两短边入光方式满足了LED颗粒的排布需求、提高了显示屏亮度的质量。

同时，本发明中LED背光源上的LED颗粒按照预定规则排列，使短边上的背光腔的光线与长边上的背光腔的光线形成交互补偿。此排布方式大大提高了显示屏入光的均匀性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种侧光式LED背光源，包括沿显示屏的侧边设置多个LED颗粒，其特征在于：所述显示屏的四周侧边上仅其中的三个侧边上分别设置有多个所述LED颗粒，所述显示屏包括第一短边，与所述第一短边相对的第二短边，第一长边，与所述第一长边相对的第二长边，其中，所述第一短边上设置有第一背光腔，所述第二短边上设置有第二背光腔，所述第一长边上设置有第三背光腔，各个所述背光腔内均包括多个所述LED颗粒，且所述第一背光腔内和/或所述第二背光腔内排布的多个所述LED颗粒按照预定排布规律进行非等距离排列，所述预定排布规律由以下公式确定：

f(x)＝lnax^b，其中，x为所述第一背光腔内或所述第二背光腔内所述LED颗粒的数目，f(x)为第x颗LED颗粒与所述第三背光腔之间的距离，a为所述第一背光腔或所述第二背光腔的长度，b为常数。

2.根据权利要求1所述的侧光式LED背光源，其特征在于，所述第一长边位于所述显示屏的下端。

3.根据权利要求1或2所述的侧光式LED背光源，其特征在于，

所述第一短边与所述第一背光腔的长度相同，所述第二短边与所述第二背光腔的长度相同，所述第一长边与所述第三背光腔的长度相同，或者，

所述第一短边的长度大于所述第一背光腔的长度，所述第二短边的长度大于所述第二背光腔的长度，所述第一长边与所述第三背光腔的长度相同。

4.根据权利要求3所述的侧光式LED背光源，其特征在于，所述第三背光腔的长度是所述第一背光腔长度的2倍，所述第三背光腔的长度是所述第二背光腔长度的2倍。

5.根据权利要求1或2所述的侧光式LED背光源，其特征在于，在所述第一背光腔内和/或所述第二背光腔内排布的多个所述LED颗粒按照预定排布规律进行非等距离排列的情况下，所述第三背光腔内的多个所述LED颗粒等距离排序，其中，所述第一背光腔内和/或所述第二背光腔内排布的多个所述LED颗粒，在沿朝向所述第三背光腔的方向上所述LED颗粒之间的距离逐渐增大。

6.一种侧光式LED背光源，包括沿显示屏的侧边设置多个LED颗粒，其特征在于：所述显示屏的四周侧边上仅其中的三个侧边上分别设置有多个所述LED颗粒，所述显示屏包括第一短边，与所述第一短边相对的第二短边，第一长边，与所述第一长边相对的第二长边，其中，所述第一短边上设置有第一背光腔，所述第二短边上设置有第二背光腔，所述第一长边上设置有第三背光腔，各个所述背光腔内均包括多个所述LED颗粒，且所述第三背光腔内排布的多个所述LED颗粒按照预定排布规律进行非等距离排列，所述预定排布规律由以下公式确定：

f(x)＝lnax^b，其中，x为所述第三背光腔内所述LED颗粒的数目，f(x)为第x颗LED颗粒与所述第一背光腔或所述第二背光腔之间的距离，a为所述第三背光腔的长度，b为常数。

7.根据权利要求6所述的侧光式LED背光源，其特征在于，所述第一长边位于所述显示屏的下端。

8.根据权利要求6或7所述的侧光式LED背光源，其特征在于，在所述第三背光腔内排布的多个所述LED颗粒按照预定排布规律进行非等距离排列的情况下，所述第一背光腔和/或所述第二背光腔内的多个所述LED颗粒等距离排序，其中，所述第三背光腔内的多个所述LED颗粒，在沿朝向所述第一背光腔和/或所述第二背光腔的方向上所述LED颗粒之间的距离逐渐增大。

9.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求1-8中任一项所述的侧光式LED背光源。