CN102338297A

CN102338297A - Led背光模组以及应用这种led背光模组的显示设备

Info

Publication number: CN102338297A
Application number: CN2010102338103A
Authority: CN
Inventors: 汤云明
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明提供一种LED背光模组以及应用这种LED背光模组的显示设备，其中的LED背光模组，包括导光板和设置在所述导光板一侧的至少一个LED发光光源，并且在LED发光光源和所述导光板之间还设置有胶条，所述胶条内含有具有光扩散效果的扩散质；另外还可以在所述胶条的出光面做腐蚀或磨砂处理。本发明能够在不增加LED背光模组尺寸和成本的前提下有效地克服现有的LED背光模组中的Hot Spot现象，而且在这种结构的LED背光模组中，LED发光光源与导光板之间没有空气层，降低了传统结构中因空气层的存在而造成的光损耗，同时节约了能源。

Description

LED背光模组以及应用这种LED背光模组的显示设备

技术领域

本发明涉及LED应用技术领域，具体地说，涉及一种LED背光模组以及应用这种LED背光模组的显示设备。

背景技术

近年来，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)因其无污染、演色性好、节能等优点被广泛应用于照明领域，在液晶电视、笔记本电脑显示器等显示设备的应用领域下，LED也逐渐代替了CCFL(Cold Cathode FluorescentLamp，冷阴极萤光灯管)，成为主流的背光光源。但与CCFL不同的是，对于从侧面入光的LED背光源，多个LED组成的灯条在发光时，由于LED自身的发光特点，会在两个LED发光光源之间形成暗部，并在LED发光光源的正前方形成亮斑。此现象称为Hot Spot(聚光点)或萤火虫现象。这种现象会造成液晶电视等显示设备的边缘亮度均匀性降低，从而影响整个画面质量。

如图1简易表示了一个LED背光模组出现Hot Spot现象的原理图，如图1所示，多个LED发光光源1透过空气层2照射到导光板3，每个LED发光光源1的发光照射范围如箭头所示的范围，这样在导光板入光部就会形成HotSpot区域4和暗部区域5。

对于这种问题，目前一般的改善方式有以下几种：

1、改善导光板入光部的网点排布；

2、在保证显示设备的画面尺寸不变的情况下，通过加长/宽导光板(入光侧)的尺寸进行延缓萤火虫现象；

3、在导光板尺寸不变时，增加显示设备的外壳向画面的延伸对萤火虫现象进行掩饰；

4、在导光板入光部的上方、扩散片下方的导光板出光面上增加反光胶带或吸光胶带来抑制萤火虫现象。

然而，现在的技术发展趋势是要求各种显示设备的厚度越来越薄，因此要求对应的背光模组厚度也越来越薄，尤其当背光模组的导光板厚度小于1mm时，Hot Spot现象已很难通过上述方式1解决。上述改善方式2通过增加导光板(入光侧)长/宽的尺寸来延缓萤火虫现象，但此方式增加的不仅是导光板，与之相应的，还需要增加金属背板、反射片、棱镜片、增光片、塑胶框、金属压合件及外框等一系列器件的尺寸，从而增加背光模组的成本。改善方式3则直接减少了消费者购买的画面尺寸，并且影响显示设备的美观。在改善方式4中，无论在导光板入光部的上方增加反光胶带还是吸光胶带，都会减少消费者购买画面的尺寸，增加背光模组厚度。

所以需要设计一种不增加尺寸和成本，并且不影响显示设备的美观，但能够很好的解决Hot Spot现象的背光模组。

发明内容

本发明是针对现有技术中LED背光模组中存在的Hot Spot现象而提出的，其目的在于提供一种不增加尺寸和成本，并且不影响显示设备的美观，但能够很好地解决Hot Spot现象的LED背光模组以及应用这种LED背光模组的显示设备。

本发明提供的LED背光模组包括导光板和设置在所述导光板一侧的至少一个LED发光光源，其中在LED发光光源和所述导光板之间还设置有胶条，所述胶条内含有具有光扩散效果的扩散质。

此外，优选的结构是，在所述胶条的一面和所述导光板上远离所述LED发光光源的侧边上均设置有反光胶带；在所述胶条和所述反光胶带相对的另一面设置有反射片；并且所述导光板由所述反射片承载。

另外，本发明还提供另外一种LED背光模组，包括导光板和设置在所述导光板一侧的至少一个LED发光光源，其中，在所述LED发光光源和所述导光板之间还设置有胶条，所述胶条的出光面经过腐蚀或磨砂处理。

另一方面，本发明还提供一种LED背光模组的显示设备，包括：

前述的LED背光模组；以及

在导光板出光的一侧由内到外依次设置的扩散片、棱镜片和双向增光片；

从导光板上表面出射的光，经由扩散片扩散后形成均匀的面光源，再由棱镜片将光线收集到出射的方向，再由具有P、S光双利用的双向增光片将由棱镜片收集的光调整为符合显示设备的液晶面板下偏光片所需要的偏光方向的光。

此外，优选的结构是，显示设备还包括固定所述LED背光模组和所述扩散片、棱镜片、双向增光片的塑胶框、金属压条、金属支架和底盘，其中所述金属压条用于固定所述LED背光模组的整个液晶面板，所述金属压条和所述塑胶框被固定在所述金属支架上，所述金属支架固定于底盘上。

采用上述的技术方案后，能够在不增加LED背光模组尺寸和成本的前提下有效地克服现有的LED背光模组中的Hot Spot现象，而且在这种结构的LED背光模组中，LED发光光源与导光板之间没有空气层，降低了传统结构中因空气层的存在而造成的光损耗，同时节约了能源。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示传统技术的LED背光模组的发光示意图。

图2是本发明实施例一LED背光模组的发光示意图；

图3是本发明实施例一LED背光模组胶条内光线分布图；

图4是本发明实施例一LED背光模组的一种具体结构示意图；

图5是应用本发明实施例一LED背光模组的一种显示设备的具体结构示意图；

图6是本发明实施例二LED背光模组胶条出光面光线分布图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

实施例一

图2是表示本发明实施例一LED背光模组发光示意图，图3是本发明实施例一LED背光模组胶条内光线分布图。

如图2、图3所示，LED背光模组包括多个LED发光光源1和导光板3，多个LED发光光源1设置于导光板3的侧面；在LED发光光源1和导光板3之间设置有胶条7，并且胶条7内含有具有光扩散效果的扩散质8。从LED发光光源1出射的光线进入胶条7后，一部分光直接透过胶条7并从胶条7的另一面出射后进入导光板3，一部分光经过胶条7内扩散质8的扩散后再从胶条另一面进入导光板3。

为达到最优光学效果，在本发明的一个优选实施方式中，设置在LED发光光源1和导光板3之间的胶条7的宽度一般小于2mm，最大不超过LED背光模组所安装的塑胶框(参照图5)伸入画面的宽度。在本发明的一个具体实施例中，胶条7选用折射率与导光板折射率基本一致(一般为折射率在1.48左右)、透光率在90％以上的硅胶或其他胶类。

在本发明的一个具体实施例中，采用扩散的工艺将扩散质8置入胶条7中，并且可以根据具体产品的需要调整扩散质8在胶条7中的扩散效果。胶条7中扩散入扩散质8的扩散效果可至少有以下三种方式调整：

1)在胶的液体(光学油墨或纯胶体)里加入S_iO₂粉末。由于S_iO₂具有光扩散效果，因此S_iO₂加入量越多，扩散效果越明显。

在此，胶液黏度一般在5000cps左右，均匀搅拌后，通过使用IR(红外线)烘箱，在50℃-100℃烘烤30-60分钟使胶液固化；或者通过使用UV(紫外线)曝光机曝光使胶液固化，使用UV曝光机曝光的时间为30分钟左右。

胶体固化前，胶液黏度一般在5000cps左右，可以通过减少调节胶液黏度的溶剂的使用量来若缩短固化时间，调节胶液黏度的溶剂会在胶液固化过程中挥发掉。

2)在光学油墨成分不变的情况下，增加胶条厚度。由于光学油墨里含有S_iO₂等光扩散物质，因此增加胶条厚度相当于增加S_iO₂使用量，从而增加扩散效果。

另外，为了使LED发光光源1发出的光线在通过胶条7时取得较好的扩散效果，在本发明的一个优选实施方式中，扩散质8优选为SiO2、TiO2、SnO2、CaCO2、Nb2O5、ZnO2、MgF2、CeO2、Al2O3、HfO2、Na3LaF6、LaF6中至少一种物质的纳米至微米级粉末。

图4是本发明实施例一LED背光模组的一种具体结构示意图。如图4所示，LED发光光源1安装在铝基板10上，胶条7设置在LED发光光源1和导光板3之间，LED发光光源可以利用具有较好的散热效果的铝基板10散热，并且将光线通过胶条7射入导光板3。胶条7内扩散入具有光扩散效果的扩散质8，并且胶条7的一面黏贴有一层反光胶带13，胶条7上和反光胶带13相对的另一面设置有反射片15。并且反射片15上还承载有与胶条7紧密相邻的导光板3，也就是说，反射片15同时承载相邻的胶条7和导光板3，从而分别为射入胶条7和导光板3下表面的光线提供反射面，以增加光的出射率，从而提高光的利用率。

为了不增加LED背光模组和显示设备的厚度，并缩小LED纵向发光角度，使更多的光传输到画面中央，胶条7和反光胶带13的累积厚度不超过导光板3的厚度。图4中的纵向即为胶条7和反光胶带13的累积方向。

胶条7和导光板3连接在一起传导LED发光光源1发出的光线，并且在导光板3的下表面、反射片15上还设置有DOT(网点)17，用于将光线朝导光板3的上表面设置有液晶面板的方向散射。

另外，在导光板3上远离LED发光光源1的侧边上还安装有反光胶带19，在工作中，入射到导光板3下表面的光被反射片15和DOT17反射到导光板3的上表面，传输到导光板远离LED发光光源1的侧边上的光由反光胶19带再次反射到导光板3的上表面；除此之外反光胶带13和反射片15还将从LED发光光源1出射的光在胶条7内第一次达到胶条7的上表面和下表面且角度小于全反射角的光全部反射回胶条7，并经过胶条7内扩散后传输到导光板3中。通过以上反光胶带13、反光胶带19和反射片15的联合作用，就能够将从LED发光光源1出射的光通过胶条7和导光板7全部传导、反射到导光板3的上表面，从而提高了光的利用率。

最后，将上述铝基板11、胶条7、导光板3和反射片15等部件件进一步固定安装在一个金属底盘16上面就构成了一个如图4所示的LED背光模组。

在本发明的一个优选实施方式中，反光胶带13和反光胶带19材质可以是SiO2、TiO2、SnO2、CaCO2、Nb2O5、ZnO2、MgF2、CeO2、Al2O3、HfO2、Na3LaF6、LaF6TiO2其中的至少一种物质的纳米至微米级粉末或其他纳米至微米级高折射率的微发泡材料结和高透光率的黏合剂，通过滚压或复合的方式黏贴到薄膜基材上而成，薄膜基材一般由PET、PVC、PC、PBT、PE、PP、PMMA、ABS中一种或几种的合成材料构成。

本发明提供的上述LED背光模组在LED发光光源1和导光板3之间设置有扩散入具有光扩散效果的扩散质的胶条7，能够在不增加LED背光模组尺寸和成本的前提下有效地克服现有的LED背光模组中的Hot Spot现象，而且在这种结构的LED背光模组中，LED发光光源与导光板之间没有空气层，降低了传统结构中因空气层的存在而造成的光损耗，同时节约了能源。

图5是应用本发明实施例一LED背光模组的一种显示设备的具体结构示意图。如图5所示，显示设备包括塑胶框23，图4中所示的LED背光模组被安装进塑胶框23内，铝基板10和反光胶带19作为LED背光模组的外沿被塑胶框23固定，并且在导光板3出光的一侧由内到外依次安装有扩散片20、棱镜片21和双向增光片22，从导光板上表面出射的光，经由扩散片20扩散后形成均匀的面光源，再由棱镜片21将光线收集到出射的方向，再由具有P、S光双利用的双向增光片22将由棱镜片21收集的光调整为符合显示设备的液晶面板下偏光片所需要的偏光方向的光。

其中的扩散片20、棱镜片21可以根据实际产品的需求追加数量或者调整顺序，双向增光片26也可以可根据产品的实际需求确认有无。

显示设备中的液晶面板包括位于周边的电极区25和中间的有效显示区26，另外，在液晶面板的上下两面海设置有偏光片(图中未示出)。扩散片20、棱镜片21和双向增光片22由塑胶框23固定，液晶面板被固定在塑胶框23中，液晶面板的电极区25的宽度大于塑胶框23伸入画面的宽度，且大于胶条7的宽度。整个液晶面板由金属压条27固定，金属压条27和塑胶框23被固定在金属支架24上，金属支架24固定于底盘16上。

实施例二

图6是本发明实施案例二LED背光模组胶条出光面光线分布图。如图6所示，与实施例一相似的是，LED背光模组包括多个LED发光光源1和导光板3，多个LED发光光源1设置于导光板3的侧面；在LED发光光源1和导光板3之间设置有胶条7。与实施例一不同的是，本实施例二中的胶条7中不含有扩散质，而是在胶条7临近导光板3一侧的出光面28上做腐蚀或磨砂处理。依靠这种结构，从LED发光光源1出射的光线进入胶条7后，出射光线可以在射向出光面28时发生漫射，从而使胶条7的出光面形成均一的面光源，减少Hot Spot，进而提高射出导光板的光线的亮度的均匀性。

另外，本发明也可以整合实施例一和实施例二的特点，在胶条内部设置扩散质、同时将胶条的出光面做腐蚀或磨砂处理，在光源亮度高或者对画面中心亮度的要求不高的情况下，采用出光面腐蚀或者磨砂的胶条可以更好的解决Hot Spot现象。

本发明提供的LED背光模组可以被应用于液晶电视、笔记本显示器等各种显示设备，能够有效地克服显示设备中的Hot Spot现象，并且不增加终端产品的尺寸和生产成本，而且可以提高发光效率，节约能源。

虽然上面针对这种新型的LED背光模组结构及应用这种LED背光模组的显示设备描述了本发明的原理以及具体实施方式，但是，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，而并非对本发明的限定，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本发明的保护范围内，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种LED背光模组，包括导光板和设置在所述导光板一侧的至少一个LED发光光源，其特征在于，

在所述LED发光光源和所述导光板之间还设置有胶条，所述胶条内含有具有光扩散效果的扩散质。

2.按照权利要求1所述的LED背光模组，其特征在于，

所述扩散质为SiO2、TiO2、SnO2、CaCO2、Nb2O5、ZnO2、MgF2、CeO2、Al2O3、HfO2、Na3LaF6、LaF6中至少一种物质的纳米至微米级粉末。

3.按照权利要求1所述的LED背光模组，其特征在于，

所述胶条为折射率与所述导光板的折射率基本一致、透光率在90％以上的硅胶。

4.按照权利要求1所述的LED背光模组，其特征在于，

在所述胶条的一面和所述导光板上远离所述LED发光光源的侧边上均设置有反光胶带；

在所述胶条和所述反光胶带相对的另一面设置有反射片；并且

所述导光板由所述反射片承载。

5.按照权利要求1所述的LED背光模组，其特征在于，

在所述导光板的下表面设置有将光线朝导光板上表面散射的网点。

6.按照权利要求1所述的LED背光模组，其特征在于，

所述反光胶带由SiO2、TiO2、SnO2、CaCO2、Nb2O5、ZnO2、MgF2、CeO2、Al2O3、HfO2、Na3LaF6、LaF6TiO2中至少一种物质的纳米至微米级粉末或其他纳米至微米级高折射率的微发泡材料结和高透光率的黏合剂通过滚压或复合的方式黏贴到薄膜基材上而成。

7.按照权利要求1所述的LED背光模组，其特征在于，

所述LED发光光源安装在铝基板上。

8.一种LED背光模组，包括导光板和设置在所述导光板一侧的至少一个LED发光光源，其特征在于，

在所述LED发光光源和所述导光板之间还设置有胶条，所述胶条的出光面经过腐蚀或磨砂处理。

9.一种LED背光模组的显示设备，包括：

如权利要求1～8中任一项所述的LED背光模组；以及

10.按照权利要求9所述的显示设备，还包括：

固定所述LED背光模组和所述扩散片、棱镜片、双向增光片的塑胶框、金属压条、金属支架和底盘，其中所述金属压条用于固定所述LED背光模组的整个液晶面板，所述金属压条和所述塑胶框被固定在所述金属支架上，所述金属支架固定于底盘上。