CN102644889A - 背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光模组，包括：背板、设于背板内的背光源、设于背板上且位于背光源上方的棱镜、及设于背板内的导光板，所述导光板具有一入光面，所述背光源位于所述导光板的入光面的一侧，所述背光源具有一出光平面，由该出光平面射出的光线，经由棱镜折射后由入光面进入导光板内。本发明背光模组在背光源正上方设置至少一棱镜，使得入射光线发生折射，进而将背光源发出的光线的绝大部分直接偏转进入导光板，降低光能损耗，提高光的耦合效率，同时，还不需要现有技术中对侧反射片进行位置和形状的优化，降低背光模组的厚度及减小背光模组入光侧的边框宽度，有利于实现窄边框设计。

Description

背光模组

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种能提高光的耦合效率的背光模组。

背景技术

液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal Display)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶面板及背光模组(backlight module)。液晶面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。由于液晶面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示装置的关键零组件之一。背光模组依照光源入射位置的不同分成侧入式背光模组与直下式背光模组两种。直下式背光模组是将发光光源例如CCFL(Cold CathodeFluorescent Lamp，阴极萤光灯管)或LED(Light Emitting Diode发光二极管)设置在液晶面板后方，直接形成面光源提供给液晶面板。而侧入式背光模组是将背光源LED灯条(Lightbar)设于液晶面板侧后方的背板边缘，LED灯条发出的光线从导光板(LGP，Light Guide Plate)一侧的入光面进入导光板，经反射和扩散后从导光板出光面射出，在经由光学膜片组，以形成面光源提供给液晶显示面板。

现有一种底面出光侧入式背光模组，如图1所示，包括：背板1、设于背板1上散热片2、设于散热片2上的背光源3、设于背板上的中框4、设于中框4上的侧反射片5、设于背板1上的导光板6、设于导光板6下方的底反射片7、及设于导光板6上方的光学膜片组8。该背光源3、侧反射片5和导光板6之间形成一背光腔，该背光源3的出光面垂直向上，背光源5发出的光线经侧反射片5反射后进入导光板6，这种结构的背光模组，在窄边框设计中具有优势，其可以实现最短为4.3mm的边框设计。

然而，这种底面出光侧入式背光模组，大部分光线需经过背光腔的反射板反射后才能进入导光板，在此过程中，会有部分光线被反射或折射回背光源的方向，从而被背光源封装吸收，造成光的耦合效率降低。此外，由于现有底面出光侧入式背光模组需要对侧反射片做形状和位置的优化以加大对光的耦合效果，不利于实现窄边框以及薄型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背光模组，光的耦合效率高，且有利于实现窄边化。

为实现上述目的，本发明提供一种背光模组，包括：背板、设于背板内的背光源、设于背板上且位于背光源上方的棱镜、及设于背板内的导光板，所述导光板具有一入光面，所述背光源位于所述导光板的入光面的一侧，所述背光源具有一出光平面，由该出光平面射出的光线经由棱镜折射后由入光面进入导光板内。

所述棱镜为三棱镜，该三棱镜包括一朝向导光板入光面的底面、朝向背光源的第一侧面及连接该底面与第一侧面的第二侧面。

所述三棱镜的底面平行于该入光面设置，且该底面与该入光面之间的距离小于1mm；所述第一侧面平行于该背光源的出光平面，且该第一侧面与该出光平面之间的距离为0.1～2mm之间。

所述第一侧面与所述出光平面之间具有一夹角。

所述棱镜为数个三棱镜的组合棱镜，该些三棱镜依次层叠设置，每一三棱镜均包括一朝向导光板入光面的底面、朝向背光源的第一侧面及连接该底面与第一侧面的第二侧面，由背光源的出光平面射出的光线，依次经由该些三棱镜的第一侧面与第二侧面的折射后由入光面进入导光板内。

该些三棱镜的底面位于同一平面内，且平行于所述导光板的入光面，并与该入光面之间的距离小于1mm；该些三棱镜的第一侧面均平行于所述背光源的出光平面，且位于该组合棱镜最下方的三棱镜的第一侧面与该出光平面之间的距离为0.1～2mm之间。

所述棱镜通过模具注塑一体成型制成。

所述棱镜由石英玻璃、PMMA或PC材料制成。

所述棱镜位于背光源的正上方。

该背光模组还包括一设于背板上的中框、设于中框内侧的侧反射片、设于导光板和背板之间的底反射片、设于背板与背光源之间的散热片及设于导光板上的光学膜片组，该侧反射片位于导光板入光面的侧边，所述背光源位于该侧反射片与导光板之间。

本发明的有益效果：本发明背光模组在背光源正上方设置至少一棱镜，使得入射光线发生折射，进而将背光源发出的光线的绝大部分直接偏转进入导光板，降低光能损耗，提高光的耦合效率，同时，还不需要现有技术中对侧反射片进行位置和形状的优化，降低背光模组的厚度及减小背光模组入光侧的边框宽度，有利于实现窄边框设计。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为现有底面出光侧入式背光模组的结构示意图；

图2为本发明背光模组的结构示意图；

图3为图2中棱镜的立体结构示意图；

图4为光线在本发明棱镜中的折射光路示意图；

图5为本发明背光模组另一实施例结构示意图；

图6为本发明背光模组又一实施例结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图2至图4，本发提供一种明背光模组，包括：背板10、设于背板10内的背光源20、设于背板10上且位于背光源20上方的棱镜30、及设于背板10内的导光板40，所述棱镜30位于背光源20的正上方，所述导光板40具有一入光面42，所述背光源20位于所述导光板40的入光面42的一侧，所述背光源20具有一出光平面22，由该出光平面22射出的光线经由棱镜40折射后由入光面42进入导光板40内，避免了现有技术中，光线需经过数次反射后才能进入导光板40而造成的光能损耗，提高了背光模组耦光效率。

请参阅图3及图4，所述棱镜30为三棱镜，该三棱镜包括一朝向导光板40入光面42的底面32、朝向背光源20的第一侧面34及连接该底面32与第一侧面34的第二侧面36；所述第一侧面34与第二侧面36之间具有一夹角θ，由背光源20的出光平面22发出的入射光线经由第一侧面34折射后进入棱镜30，再由第二侧面36折射后射出的折射光线之间的偏转角

，当棱镜30的折射率为n时，则

与θ之间具有以下关系：

$\mathrm{\φ}=\arcsin \left\{n\sin \right[\mathrm{\θ}-\arcsin \left(\frac{\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}}{n}\right)\left]\right\}-\frac{\mathrm{\θ}}{2}$

进一步推得：偏转角

的最大值可由下述关系式表示：

$\mathrm{\φ}=2\arcsin \left(n\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}\right)-\mathrm{\θ}$

可见，偏转角

的大小由棱镜30的第一与第二侧面34、36之间的夹角θ及棱镜的折射率n决定。

请参阅图2及图3，作为本发明的优选实施例，所述棱镜30为直角三棱镜，该直角三棱镜的底面32平行于导光板40的入光面42设置，且该底面32与该入光面42之间的距离小于1mm；所述第一侧面34平行于背光源20的出光平面22设置，且该第一侧面34与背光源20的出光平面22之间的距离为0.1～2mm之间。

在本实施例中，由背光源20的出光平面22射出的光线垂直于棱镜30的第一侧面34，不发生折射，而在第二侧面36发生折射后直接从导光板40的入光面42进入导光板40，这就使得背光源20所发出的光经过棱镜30折射后大部分直接进入导光板40，避免了现有技术中，光线需经过数次反射后才能进入导光板40而造成的光能损耗，提高了背光模组耦光效率。

在本实施例中，所述棱镜30由石英玻璃、PMMA或PC材料制成。

该背光模组还包括一设于背板10上的中框50、设于中框50内侧的侧反射片60、设于导光板40和背板10之间的底反射片70、设于背板10与背光源20之间的散热片80及设于导光板40上的光学膜片组90，该侧反射片60位于导光板40入光面42的侧边，所述背光源20位于该侧反射片60与导光板40的入光面42之间。

请参阅图5，为本发明背光模组的另一实施例结构示意图，在本实施例中，所述第一侧面34与所述出光平面22之间具有一夹角，以实现折射光线更大角度的偏转，进一步降低光能损耗，提高背光模组耦光效率。

请参阅图6，为本发明背光模组的又一实施例结构示意图，在本实施例中，所述棱镜30数个三棱镜的组合棱镜，该些三棱镜依次层叠设置，每一三棱镜均包括一朝向导光板40入光面42的底面32、朝向背光源20的第一侧面34及连接该底面32与第一侧面34的第二侧面36，由背光源20的出光平面22射出的光线，依次经由该些三棱镜的第一侧面34与第二侧面36的折射后由入光面42进入导光板40内。

该些三棱镜的底面32位于同一平面内，且平行于所述导光板40的入光面42，并与该入光面42之间的距离小于1mm；该些三棱镜的第一侧面34均平行于所述背光源20的出光平面22，且位于该组合棱镜最下方的三棱镜的第一侧面34与该出光平面22之间的距离为0.1～2mm之间。

该组合棱镜可由数个三棱镜拼组而成，也可为加工制成，在本实施例中，所述棱镜通过模具注塑一体成型制成。由于本实施例中的棱镜由两个或两个以上的三棱镜层叠设置，可以入射光线实现更大角度的偏转，使得更多光线能够直接偏转进导光板内，进一步降低光能损耗，提高背光模组耦光效率。

综上所述，本发明背光模组在背光源正上方设置至少一棱镜，使得入射光线发生折射，进而将背光源发出的光线的绝大部分直接偏转进入导光板，降低光能损耗，提高光的耦合效率，同时，还不需要现有技术中对侧反射片进行位置和形状的优化，降低背光模组的厚度及减小背光模组入光侧的边框宽度，有利于实现窄边框设计。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：背板、设于背板内的背光源、设于背板上且位于背光源上方的棱镜、及设于背板内的导光板，所述导光板具有一入光面，所述背光源位于所述导光板的入光面的一侧，所述背光源具有一出光平面，由该出光平面射出的光线经由棱镜折射后由入光面进入导光板内。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜为三棱镜，该三棱镜包括一朝向导光板入光面的底面、朝向背光源的第一侧面及连接该底面与第一侧面的第二侧面。

3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述三棱镜的底面平行于该入光面设置，且该底面与该入光面之间的距离小于1mm；所述第一侧面平行于该背光源的出光平面，且该第一侧面与该出光平面之间的距离为0.1～2mm之间。

4.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述第一侧面与所述出光平面之间具有一夹角。

5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜为数个三棱镜的组合棱镜，该些三棱镜依次层叠设置，每一三棱镜均包括一朝向导光板入光面的底面、朝向背光源的第一侧面及连接该底面与第一侧面的第二侧面，由背光源的出光平面射出的光线，依次经由该些三棱镜的第一侧面与第二侧面的折射后由入光面进入导光板内。

6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，该些三棱镜的底面位于同一平面内，且平行于所述导光板的入光面，并与该入光面之间的距离小于1mm；该些三棱镜的第一侧面均平行于所述背光源的出光平面，且位于该组合棱镜最下方的三棱镜的第一侧面与该出光平面之间的距离为0.1～2mm之间。

7.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜通过模具注塑一体成型制成。

8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜由石英玻璃、PMMA或PC材料制成。

9.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜位于背光源的正上方。

10.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该背光模组还包括一设于背板上的中框、设于中框内侧的侧反射片、设于导光板和背板之间的底反射片、设于背板与背光源之间的散热片及设于导光板上的光学膜片组，该侧反射片位于导光板入光面的侧边，所述背光源位于该侧反射片与导光板之间。

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