CN102537754A - 侧光式背光源模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侧光式背光源模组，包括：具有背板和胶框的光源支架，具有多个LED光源的LED灯条，印刷电路板，反射膜，导光板，增亮膜，以及散射膜；所述导光板包括入光底面和与入光底面相对的出光顶面，在导光板的入光底面上设有散射网点，所述散射网点采用了根据与LED光源的距离远近来确定排布疏密程度的渐变式排布方式，以所述LED灯条为界，排布密度随着与所述LED光源的距离的增加而逐步增大。相较于现有技术，本发明的侧光式背光源模组采用双边或单边放置LED灯条来提供背光源，通过设置非均匀分布的散射网点，改变导光板各特定位置处的出光亮度，使得远离LED光源的导光板相应位置处得到光线补强，从而经由导光板获得理想的光线亮度和均匀的出光。

Description

侧光式背光源模组

技术领域

本发明涉及液晶显示设备，特别地，涉及一种应用于液晶显示设备上采用LED光源的侧光式背光源模组。

背景技术

目前，液晶显示设备(Liquid Crystal Display以下简称LCD)已是平板显示领域的主流。由于液晶显示屏幕本身不发光，因此背光源模块是LCD的关键零组件之一，背光源模块的功能就是提供足够亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示影像。现行LCD背光源主要是冷阴极管CCFL与发光二极管LED。LED作为一种新型背光源，相比于传统的CCFL背光源，具有许多显而易见的优势：LED背光源有更好的色域、LED内部驱动电压远低于CCFL，亮度调整范围大，功耗和安全性均好于CCFL，再加上寿命更长、短小轻薄(厚度大约为CCFL的一半)以及环保、安全等特性，近年来在中大尺寸的液晶显示背光中崭露头角，开始逐渐替代传统的CCFL背光源，成为主流背光源的发展趋势。

针对LED背光源，从背光源结构上分类，一般有侧光式和直下式两种结构。

以侧光式背光源为例，其是把LED晶粒配置在液晶屏幕的边缘(可以是单侧、两侧或是四个侧面)而形成LED光源阵列。图1显示了一般侧光式背光源模块的结构示意图。图2显示了图1的侧光式背光源模组的俯视图。结合图1和图2，所述侧光式背光源模块主要包括：背板101，内部设有导光板102(在有些情况下，导光板102上还可能设置有散射网点109，所述散射网点呈一定方式排布，如图2所示)，在导光板102的四个侧面设置有LED灯条103，LED灯条103由多个LED芯片排布于印刷电路板(PCB)104上，在导光板102下方设置有反射膜105，在导光板102上方设置有扩散膜106、增亮膜107等一系列光学膜件构成的光学膜件组，光学膜件组的上方设置有与背板101结合的胶框108。在实际应用中，LED灯条103发光，利用导光板102将光从边缘引入到屏幕的中央区域，这样整体就有足够的背光量，可让液晶屏幕显示画面。侧光式LED背光源具有的好处包括：一、可使用较少颗的LED晶粒，节省成本；二、能够打造比较轻薄的机身，让LCD的后方不需要配置LED模块，而是放置在侧边，可减少屏幕整体的厚度，打造出相较于直下式LED背光源LCD更薄的机型。

但是，由于背光源在边侧入光，容易导致出光不均匀，特别是使得显示屏幕的中心部分亮度较暗。对此，一般的改进方法就是增加LED灯条103的数量使其密集排列，以满足出光亮度的要求，同时针对导光板进行相应的光学设计。但这种改进方法不仅会增加成本，同时在背光模组的光学设计上技术难度有所提高，仍不能很好地解决出光亮度不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种侧光式背光源模组，特别是一种导光板网点的排布设计，解决现有技术中由于背光源在边侧入光，容易导致出光不均匀的问题。

本发明提供一种侧光式背光源模组，具有背板和胶框的光源支架，具有多个LED光源的LED灯条，印刷电路板，反射膜，导光板，增亮膜，以及散射膜；所述导光板包括临近所述背板的入光底面和与所述入光底面相对的出光顶面，在所述导光板的入光底面上设有散射网点，所述散射网点采用了根据与LED光源的距离远近来确定排布疏密程度的渐变式排布方式，以所述LED灯条为界，排布密度随着与所述LED光源的距离的增加而逐步增大。

可选地，所述散射网点的排布方式根据光学模拟效果和/或测试结果而有针对性的对相应导光板局部进行适时调整。

可选地，根据所述LED灯条设置位置或者所述背板的尺寸，将所述背板的入光底面划分为供设置散射网点的若干个区域。

可选地，所述LED灯条设置在所述导光板的相对两侧，所述散射网点的排布疏密程度为：在远离相对两侧的所述LED灯条的所述导光板的中央区域，所述散射网点的排布密度较大；而在临近相对两侧的所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较小。

可选地，所述LED灯条仅设置在所述导光板的单侧，所述散射网点的排布疏密程度为：在临近所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较小；而在远离所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较大。

可选地，在靠近LED灯条的导光板区域的散射网点排布，所述散射网点尺寸与相邻两个所述散射网点间距之比在1∶1至1∶10的范围内；在远离LED灯条的导光板区域的散射网点排布，所述散射网点尺寸与相邻两个所述散射网点的间距之比在1∶1至1∶8的范围内。

可选地，所述散射网点为凸形或凹形的圆点、圆锥点或椭圆点。

可选地，所述散射网点的尺寸在0.1毫米至2毫米范围内，垂直于网点排布面的方向上的高度或深度在0.001毫米至5毫米范围内。

可选地，在所述导光板的临近所述LED灯条的入光侧面还设有散射微结构。

可选地，所述散射微结构为V形凹槽。

可选地，所述侧光式背光源模组还包括在所述导光板的出光顶面上设有为凸形网点或V形凹槽的散射微结构。

综上所述，本发明侧光式背光源模组具有如下优点：

本发明的侧光式背光源模组，在所述导光板的入光底面上设有散射网点，所述散射网点根据与光源的距离远近来确定疏密排布的渐变式排布方式，以所述LED灯条为界，排布密度随着与所述LED光源的距离的增加而逐步增大。这样，改变所述导光板各位置处网点排布的疏密程度，可以调整相应位置的出光亮度，从而获得理想的亮度和均匀的出光。

附图说明

图1为现有技术中的一种侧光式背光源模组的结构示意图；

图2为图1的侧光式背光源模组的俯视图；

图3为本发明的侧光式背光源模组在第一实施例中的侧剖图；

图4为图3本发明的侧光式背光源模组的俯视图；

图5为本发明的侧光式背光源模组在第二实施例中的侧剖图；

图6为图5本发明的侧光式背光源模组的俯视图。

具体实施方式

本发明的发明人发现：在现有的侧光式背光源模组中，存在的问题包括：由于背光源在边侧入光，容易导致光利用率低和出光不均匀等问题，特别是显示屏幕的中心部分亮度较暗的问题，因而对LED的亮度要求以及导光板的光学设计的技术要求提高。

因此，本发明的发明人提出了一种侧光式背光源模组，对导光板设计作了改进，主要在导光板的入光底面上根据LED灯条设置位置以及背板的尺寸划分了供设置散射网点的若干个区域，不同区域的所述散射网点呈不同疏密程度的方式排布，并可以依据模拟效果或测试结果，有针对性的对局部区域的网点排布进行改动，从而可以较方便的改变所述导光板各相应位置处的出光亮度，获得理想的亮度和均匀的出光。

以下将通过具体实施例来对发明的侧光式背光源模组进行详细说明。

第一实施例：

请参阅图3和图4，其中图3显示了本发明的侧光式背光源模组在第一实施例中的侧剖图，图4显示了图3的侧光式背光源模组的俯视图。结合图3和图4，所述侧光式背光源模组包括：由背板201和胶框208构成光源支架；内部设置有导光板202；在导光板202的相对的两个侧面设置有LED灯条203，LED灯条203由多个LED光源排布于其后的印刷电路板(PCB)204上；在导光板202下方设置有反射膜205。在实际应用中，LED灯条203发光，利用导光板202将光从边缘引入到显示屏幕的中央区域，这样显示屏幕整体就有足够的背光量，可让液晶屏幕显示画面。当然，除此之外，所述侧光式背光源模组还包括其他部件，例如：在导光板202上方设置有扩散膜206和增亮膜207等一系列光学膜件构成的光学膜件组，由于上述各个部件为本领域技术人员所熟知的现有技术且并非本案的改进点，本发明对其也未作变更故有关各部件的结构及其功能在此不再赘述。

随着液晶显示技术的快速发展，显示屏幕的尺寸比例已由原先的4∶3发展为16∶9、16∶10甚至是2.35∶1的宽屏。因此，较佳地，LED灯条203是设置在显示屏幕中具有较长尺寸的两侧面，当然，每一侧面所设置的LED灯条203的数量可以根据显示屏幕的尺寸大小而适时调整，例如在大尺寸(＞42英寸)显示屏幕下，每一侧的LED灯条203的数量可以有多个。所述LED光源为白色LED光源。所述LED光源的封装结构为宽角度的出光分布，有利于LED光源发出更多的光，且出光更显均匀。由于本发明采用的LED光源及其LED灯条203的结构及其工作原理为现有技术，为本领域技术人员所熟知，故不在赘述。

印刷电路板204设置在导光板202的相对两侧面，对其上分布的LED光源进行电连接，使得LED光源能正常工作。

导光板202包括临近背板201的入光底面和与所述入光底面相对的出光顶面。导光板202的作用在于使得LED灯条203中LED光源发出的光在其中进行散射混光后的出光具有朦胧的雾状效果，光线柔和、均匀、照射面积大。在实际应用中，导光板202可以由亚克力材料的油墨印刷或射出成型时一次成型。

反射膜205用于将LED灯条203中LED光源发出的光在导光板202中传播的光线朝着导光板202的出光面反射。

针对现有侧光式背光源模组中由于背光源在边侧入光，出光亮度和均匀性的设计技术难度加大，(特别是对导光板的网点设计工作，在模拟设计和实验测试中需要逐步的修改调整，从而增加了设计难度和时间)，容易导致光利用率低和出光不均匀等问题，因此，本发明对导光板作了改进措施。所述改进包括：导光板202的入光底面上设置了非均匀排布的散射网点209。具体参考图4所示，以设置有LED灯条203的导光板202的相对两侧的垂直平分线为对称中心，将导光板202划分为多个排布区域210，每一个排布区域上都设置有一定排布密度的散射网点209。多个排布区域210可以为均等分的。所述多个排布区域210上设置有不同排布密度的散射网点209，散射网点209的排布密度随着与所述LED光源的距离的增加而逐步增大，即：在远离相对两侧的LED灯条203的导光板202的中央区域，散射网点209的排布密度较大；而在临近相对两侧的LED灯条203的导光板202的边缘区域，散射网点209的排布密度较小。在实际应用中，排布区域210的数量以及每一个排布区域210的宽度可以根据液晶屏幕的尺寸、LED灯条203的设置位置、LED灯条203的数量或者LED灯条203中LED光源的情况而适时调整并确定。另外，在各个排布区域210中，散射网点209的排布密度也可以根据实际经验、光学模拟效果或者测试结果而适时调整并确定。例如，根据模拟效果或者测试结果，有针对性地调整导光板202各个排布区域210中散射网点209的间距和位置，例如对于某一排布区域210中的某些位置适时增加散射网点209的数量，缩小散射网点209的间距等，可以较为方便地调整局部区域的出光亮度，从而实现均匀出光。

在本发明中，散射网点排布密度设计为：在靠近LED灯条203的导光板区域的散射网点排布，散射网点209的尺寸与相邻两个散射网点209的间距之比在1∶1至1∶10的范围内；在远离LED灯条203的导光板区域的散射网点排布，散射网点209的尺寸与相邻两个散射网点209的间距之比在1∶1至1∶8的范围内。具体地，散射网点209可以采用凸形或凹形的圆点、圆锥点或椭圆点。散射网点209的尺寸在0.1毫米至2毫米范围内，垂直于网点排布面的方向上的高度或深度在0.001毫米至5毫米范围内。在本实施例中，散射网点209例如为凹形圆点，在采用凹形圆点的情况下，所述凹形圆点的直径为0.8毫米至1.2毫米，高度为0.2毫米至0.4毫米。在实际应用中，可以通过激光刻蚀的方法对导光板202进行加工，在导光板202的入光底面上形成所需的疏密排布的凹形圆点。采用凹形圆点设计有利于由LED灯条203中LED光源发出的侧入光线在导光板202内进行散射混光，提高光效利用率，从而改变导光板202各位置处的出光亮度，获得理想的亮度和均匀的出光。需说明的是，在本实施例中，散射网点209是以凹形圆点为例进行说明的，但并不以此为限，在其他实施例中，散射网点209仍可以采用其他形状，例如为凹形圆锥点，或者采用油墨印刷或注塑工艺成型的圆点、椭圆点或多边形(例如为矩形、正六边形等)的凸形网点，应具有相同或相似的光学效果，在此不再赘述。

另外，在本实施例中，对导光板202的四个侧面进行均匀抛光，特别地，对于导光板202的临近LED灯条203的入光侧面，可以设计有例如为V形凹槽等结构的散射微结构(未在图式中予以显示)，可以避免由LED灯条203中LED光源发出的侧入光线出现萤火虫现象(即光线忽明忽暗)。

在导光板202上方设置有扩散膜206和增亮膜207等一系列光学膜件构成的光学膜件组，利用所述各个光学膜件，有利于对自扩散板205出光顶面的出光再进行混光和聚光，从而提升出光的亮度及均匀度。由于上述各个膜件为本领域技术人员所熟知的现有技术，故在此不再赘述。需特别说明的是，在本实施例中是在导光板202上方设置了扩散膜206和增亮膜207，但并不以此为限，在其他实施例中，可以通过在导光板202的出光顶面上设置例如为凸形网点或V形凹槽的散射微结构(未在图式中予以显示)来替代扩散膜206和增亮膜207或者与扩散膜206和增亮膜207共同使用，以期达到良好的出光效果。

通过上述的描述，可以看出，在本发明的侧光式背光源模组的第一个实施例中，根据LED灯条设置在导光板的相对两侧的特点，则在所述导光板的入光底面上划分为若干个区域，并在所述若干个区域上设置具有一定排布密度的散射网点，即在远离相对两侧的所述LED灯条的所述导光板的中央区域，所述散射网点的排布密度较大；而在临近相对两侧的所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较小。这样，改变所述导光板各位置处的出光亮度，使得远离所述LED光源的导光板相应位置处得到光线补强，从而经由所述导光板获得理想的光线亮度和均匀的出光。

第二实施例：

请参阅图5和图6，其中图5显示了本发明的侧光式背光源模组在第二实施例中的侧剖图，图6显示了图5的侧光式背光源模组的俯视图。结合图5和图6，所述侧光式背光源模组包括：由背板301和胶框308构成光源支架；内部设置有导光板302；在导光板302的侧面设置有LED灯条303，LED灯条303由多个LED光源排布于其后的印刷电路板304上；在导光板302下方设置有反射膜305；在导光板302上方设置有扩散膜306和增亮膜307等一系列光学膜件构成的光学膜件组。

与第一实施例中在导光板202的相对的两个侧面设置有LED灯条203的设计相比，在第二实施例中，仅在导光板302的一侧设置了LED灯条303。因此，导光板302的入光底面上设置了与之对应的非均匀排布的散射网点309。

具体参考图6所示，以设置有LED灯条203的导光板202的一侧边缘为界，将导光板202划依序分为多个排布区域310(所述多个排布区域310可以是等分的或非等分的)，每一个排布区域310上都设置有一定排布密度的散射网点309。所述排布密度随着与所述LED光源的距离的增加而逐步增大，即：在临近LED灯条303的导光板302的边缘区域，散射网点309的排布密度较小；而在远离LED灯条303的导光板302的边缘区域，散射网点309的排布密度较大。散射网点309的排布密度在整体上呈现出自临近LED灯条303的导光板302的边缘区域向远离LED灯条303的导光板302的边缘区域上由小到大的特征。另外，在各个排布区域310中，散射网点309的排布密度也可以根据实际经验、光学模拟效果或者测试结果而适时调整并确定。例如，根据学模拟效果或者测试结果，有针对性地调整导光板302各个排布区域310中散射网点309的间距和位置，例如对于某一排布区域310中的某些位置适时增加散射网点309的数量，缩小散射网点309的间距等，可以较为方便地调整局部区域的出光亮度，从而实现均匀出光。

通过上述的描述，可以看出，在本发明的侧光式背光源模组的第二个实施例中，根据LED灯条设置在导光板的单一侧的特点，则在所述导光板的入光底面上划分为若干个区域，并在所述若干个区域上设置具有一定排布密度的散射网点，即在临近所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较小；而在远离所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较大。这样，改变所述导光板各位置处的出光亮度，使得远离所述LED光源的导光板相应位置处得到光线补强，从而经由所述导光板获得理想的光线亮度和均匀的出光。

上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (11)

1.一种侧光式背光源模组，包括：具有背板和胶框的光源支架，具有多个LED光源的LED灯条，印刷电路板，反射膜，导光板，增亮膜，以及散射膜；其特征在于，所述导光板包括临近所述背板的入光底面和与所述入光底面相对的出光顶面，在所述导光板的入光底面上设有散射网点，所述散射网点采用了根据与LED光源的距离远近来确定排布疏密程度的渐变式排布方式，以所述LED灯条为界，排布密度随着与所述LED光源的距离的增加而逐步增大。

2.根据权利要求1所述的侧光式背光源模组，其特征在于，所述散射网点的排布方式根据光学模拟效果和/或测试结果而有针对性的对相应导光板局部进行适时调整。

3.根据权利要求1所述的侧光式背光源模组，其特征在于，根据所述LED灯条设置位置或者所述背板的尺寸，将所述背板的入光底面划分为供设置散射网点的若干个区域。

4.根据权利要求3所述的侧光式背光源模组，其特征在于，所述LED灯条设置在所述导光板的相对两侧，所述散射网点的排布疏密程度为：在远离相对两侧的所述LED灯条的所述导光板的中央区域，所述散射网点的排布密度较大；而在临近相对两侧的所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较小。

5.根据权利要求3所述的侧光式背光源模组，其特征在于，所述LED灯条仅设置在所述导光板的单侧，所述散射网点的排布疏密程度为：在临近所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较小；而在远离所述LED灯条的所述导光板的边缘区域，所述散射网点的排布密度较大。

6.根据权利要求4或5所述的侧光式背光源模组，其特征在于，在靠近LED灯条的导光板区域的散射网点排布，所述散射网点尺寸与相邻两个所述散射网点间距之比在1∶1至1∶10的范围内；在远离LED灯条的导光板区域的散射网点排布，所述散射网点尺寸与相邻两个所述散射网点的间距之比在1∶1至1∶8的范围内。

7.根据权利要求6所述的侧光式背光源模组，其特征在于，所述散射网点为凸形或凹形的圆点、圆锥点或椭圆点。

8.根据权利要求7所述的侧光式背光源模组，其特征在于，所述散射网点的尺寸在0.1毫米至2毫米范围内，垂直于网点排布面的方向上的高度或深度在0.001毫米至5毫米范围内。

9.根据权利要求1所述的侧光式背光源模组，其特征在于，在所述导光板的临近所述LED灯条的入光侧面还设有散射微结构。

10.根据权利要求9所述的侧光式背光源模组，其特征在于，所述散射微结构为V形凹槽。

11.根据权利要求1所述的侧光式背光源模组，其特征在于，还包括在所述导光板的出光顶面上设有为凸形网点或V形凹槽的散射微结构。

Images