CN103363403B - 一种直下式背光模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直下式背光模组及电子设备，所述直下式背光模组包括：光源；第一反射板，设置于所述光源的上方，所述第一反射板上开设有至少两种通孔，其中，靠近所述光源的第一种通孔的第一孔径小于远离所述光源的第二种通孔的第二孔径；其中，所述光源产生的第一入射光通过所述至少两种通孔入射至设置于所述第一反射板之上的液晶面板上。

Description

一种直下式背光模组及电子设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种直下式背光模组及电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展，产生了越来越多的电子设备，其中，很多电子设备都具有液晶显示屏，通常情况下，液晶显示屏包括液晶面板和背光模组，所述液晶面板由两层玻璃基片中间夹一液晶层组成，其中，由于液晶面板本身不发光，故而需要通过背光模组为其提供均匀的光源***。

在现有技术中，通常情况下，背光模组包括：侧光式背光模组和直下式背光模组，其中，直下式背光模组因为其光源利用率高、成本低而得到广泛的应用，直下式背光模组通常包括光源和设置于光源上方的扩散板，光源所发出的光线照射至扩散板，由于光源的发光特性，会造成距离光源较近的区域亮度高，而随着与光源距离加大亮度逐渐降低。当靠近下一光源时，亮度又会升高，由此会造成背光源形成亮暗分布不均的现象，影响了画面品质。进一步，为了提高亮度均匀性，就要调整光源之间的间距以及增加灯腔的高度，那么就会使得背光模组的厚度变大，进而使得电子设备的整体厚度增大。

在现有技术中，为了解决上述技术问题，采用了将发光微弱的LED密集排列的方案，以降低混光距离和提高亮度均匀性。

现有技术的另一种技术方案是在LED光源的上方罩着各种形状的透镜。

然而本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，发现将发光微弱的LED密集排列的方案至少存在如下技术问题：

需要的LED光源的数量大，相应的，就需要大量的驱动电路，所以导致电子设备的电路复杂，制备的步骤也比较复杂，进而localdimming(智能动态分区控制)也比较复杂，所以成本也较高。

而使用透镜的缺点：原则上需要对每一种光源进行单独设计、单独开模，设计与生产加工都比较复杂，并且匀光效果有限，如果LED光源间距较大，则目前的透镜无法满足匀光的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种直下式背光模组和电子设备，用于解决直下式背光模组的现有技术中，为达到匀光的目的而存在的电路复杂和制备步骤复杂的技术问题。

本发明一方面提供一种直下式背光模组，包括：光源，所述光源分为N个区域，所述N各区域中的每个区域的灯源能够被单独控制，其中，N为大于等于2的整数；第一反射板，设置于所述光源的上方，所述第一反射板上开设有至少两种通孔，其中，靠近所述光源的第一种通孔的第一孔径小于远离所述光源的第二种通孔的第二孔径；其中，所述光源产生的第一入射光通过所述至少两种通孔入射至设置于所述第一反射板之上的液晶面板。

本发明另一方面还提供一种电子设备，包括：液晶面板；本申请前述实施例所提供的直下式背光模组，与所述液晶面板连接，其中，所述液晶面板设置于所述直下式背光模组表面，通过所述直下式背光模组可给所述液晶面板提供背光。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明一实施例中，直下式背光模组包括第一反射板，设置在光源的上方，并且在第一反射板上开设有至少两种通孔，其中，靠近该光源的第一种通孔的第一孔径小于远离光源的第二种通孔的第二孔径，即对于同一光源来说，越靠近光源孔径越小，越远离光源孔径越大，然后再靠近相邻另一光源时，孔径又逐渐减小，然后光源产生的第一入射光通过这些通孔入射至设置于第一反射板之上的液晶面板上；因此，在本实施例中，因为在光强较强的地方开设的通孔孔径比较小，所以透光量就较小，而在光强较弱的地方开设的通孔孔径较大，所以透光量就较大，所以通过第一反射板就将光源发出的光线均匀分布在整个液晶面板上，提高了亮度均匀性；进一步，根据惠更斯-菲涅尔原理，光的球形波阵面上的每一面源都是一个新的振动中心，它们发出次光波，在空间某一点的光振动是所有这些次光波在该点的相干叠加，介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的；所以第一入射光通过通孔出射后，形成新的波振面，也就是一个新的小光源，众多微小光源紧密排列，也就进一步提高了亮度均匀性，并缩短了灯间距，使得混光距离更短，换言之，本实施例中的直下式背光模组同样能够降低混光距离和提高亮度均匀性，并且相比于现有技术中的发光微弱的LED密集排列的方案，在同等尺寸下，需要的灯源的数量更少，那么相应的，需要的驱动电路也更少，所以大大简化了电路和制备的步骤；并且因为使用了较少的光源，所以在进行localdimming控制时的运算量减少，算法控制简单，响应速度快，因此成本也较低。

进一步，因为本实施例中在光源上方设置第一反射板，可以替代匀光透镜的功能，省去了单独设计和生产加工的复杂过程，并且不受灯间距的限制。

附图说明

图1a-图1b为光波遇到障碍物时的传播示意图；

图2a-图2b为本申请实施例中的直下式背光模组的结构示意图；

图3a-图3b为本申请实施例中的光源和通孔的排列示意图；

图4为本申请实施例中的电子设备的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种直下式背光模组和电子设备，用于解决直下式背光模组的现有技术中，为达到匀光的目的而存在的电路复杂和制备步骤复杂的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

本发明一实施例中，直下式背光模组包括第一反射板，设置在光源的上方，并且在第一反射板上开设有至少两种通孔，其中，靠近该光源的第一种通孔的第一孔径小于远离光源的第二种通孔的第二孔径，即对于同一光源来说，越靠近光源孔径越小，越远离光源孔径越大，然后再靠近相邻另一光源时，孔径又逐渐减小，然后光源产生的第一入射光通过这些通孔入射至设置于第一反射板之上的液晶面板上；因此，在本实施例中，因为在光强较强的地方开设的通孔孔径比较小，所以透光量就较小，而在光强较弱的地方开设的通孔孔径较大，所以透光量就较大，所以通过第一反射板就将光源发出的光线均匀分布在整个液晶面板上，提高了亮度均匀性；进一步，根据惠更斯-菲涅尔原理，光的球形波阵面上的每一面源都是一个新的振动中心，它们发出次光波，在空间某一点的光振动是所有这些次光波在该点的相干叠加，介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的；所以第一入射光通过通孔出射后，形成新的波振面，也就是一个新的小光源，众多微小光源紧密排列，也就进一步提高了亮度均匀性，并缩短了灯间距，使得混光距离更短，换言之，本实施例中的直下式背光模组同样能够降低混光距离和提高亮度均匀性，并且相比于现有技术中的发光微弱的LED密集排列的方案，在同等尺寸下，需要的灯源的数量更少，那么相应的，需要的驱动电路也更少，所以大大简化了电路和制备的步骤；并且因为使用了较少的光源，所以在进行localdimming控制时的运算量减少，算法控制简单，响应速度快，因此成本也较低。

进一步，因为本实施例中在光源上方设置第一反射板，可以替代匀光透镜的功能，省去了单独设计和生产加工的复杂过程，并且不受灯间距的限制。

为了更好的理解上述技术方案，在这之前先介绍一下惠更斯-菲涅尔原理，即光的球形波阵面上的每一面源都是一个新的振动中心，它们发出次光波，在空间某一点的光振动是所有这些次光波在该点的相干叠加，介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的。

当障碍物的尺寸远大于光波的波长时，光可看成沿直线传播。注意，光的直线传播只是一种近似的规律，当光的波长比孔或障碍物小得多时，光可看成沿直线传播；在孔或障碍物可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射就十分明显。因此，当光通过孔径较大的通孔时，就会呈现一定角度透过，如图1a所示，而当光通过孔径较小的通孔时，就会发生小孔衍射，如图1b所示。

下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

本申请实施例一提供一种直下式背光模组，请参考图2，图2为本实施例中直下式背光模组的功能框图。该直下式背光模组包括：

光源20；第一反射板30，设置于光源20的上方，第一反射板30上开设有至少两种通孔，其中，靠近光源20的第一种通孔的第一孔径小于远离光源20的第二种通孔的第二孔径；其中，光源20产生的第一入射光通过至少两种通孔入射至设置于第一反射板30之上的液晶面板上。

其中，光源20可以是LED点光源，也可以是CCFL(冷阴极荧光灯管)线光源。进一步，光源20的数量至少为一个，通常情况下，目前的电子设备的液晶面板的尺寸越做越大，所以光源20的数量也较多，具体可根据液晶面板的尺寸和亮度需要来确定。

而第一反射板30在本实施例中做广义解释，即可以是多种能够产生反射作用的元件，例如反射片。

即对于同一光源来说，越靠近光源孔径越小，越远离光源孔径越大，然后再靠近相邻另一光源时，孔径又逐渐减小；因此，在本实施例中，因为在光强较强的地方开设的通孔孔径比较小，所以透光量就较小，而在光强较弱的地方开设的通孔孔径较大，所以透光量就较大，所以通过第一反射板就将光源发出的光线均匀分布在整个液晶面板上，提高了亮度均匀性；进一步，根据惠更斯-菲涅尔原理可知，第一入射光通过通孔出射后，形成新的波振面，也就是一个新的小光源，众多微小光源紧密排列，也就进一步提高了亮度均匀性，并缩短了灯间距，使得混光距离更短，换言之，本实施例中的直下式背光模组同样能够降低混光距离和提高亮度均匀性，并且相比于现有技术中的发光微弱的LED密集排列的方案，在同等尺寸下，需要的灯源的数量更少，那么相应的，需要的驱动电路也更少，所以大大简化了电路和制备的步骤；并且因为使用了较少的光源，所以在进行localdimming控制时的运算量减少，算法控制简单，响应速度快，因此成本也较低。

进一步，因为本实施例中在光源上方设置第一反射板30，可以替代匀光透镜的功能，省去了单独设计和生产加工的复杂过程，并且不受灯间距的限制。

在实际运用中，第一反射板30具有多种不同的实施形态，以下将举具体的例子进行说明。

请参考图3a和图3b所示，图3a所示为光源20的位置，在本实施例中，光源20以LED灯点光源为例，且LED灯是均匀排列；而图3b所示为第一反射板30上的至少两种通孔的排列示意图，在图3b中，对每个LED灯而言，其正对着的那个通孔的孔径最小，然后以该通孔为圆心，其他通孔排列成圆形，圆形的半径越大，通孔的孔径就越大，然后在最外圈的圆形区域之外的空隙，再排列更大孔径的通孔。

在具体实施过程中，第一种通孔的第一孔径和第二种通孔的第二孔径均可以小到使得第一入射光在通过第一种通孔和第二种通孔时产生衍射现象，也可以均大到使得第一入射光在通过第一种通孔和第二种通孔时，不产生衍射现象；或者还可以是只有距每个光源一定距离之内的通孔的孔径小到使得第一入射光在通过第一种通孔和第二种通孔时产生衍射现象。

而对于至少两种通孔的形状而言，在实际运用中，每种通孔的形状都可以不一样，也可以一样，形状也可以是多种，例如圆形、椭圆形、或者是狭缝状的。

进一步，对于至少两种通孔在第一反射板30上的排列方式而言，在实际运用中，也可以和图3b中不同的排列方式，例如同一尺寸的通孔可以是以灯源正对的那个通孔为中心呈矩形排列，还例如是不规则的排列方式，可以任意确定通孔排列在什么位置，只是根据距离灯源正中的距离来确定出孔径的大小即可。

进一步，从图3a和图3b中可以看出，当第一入射光通过通孔之后，每个通孔相当于一个新的LED光源，达到了与小灯密排相同的技术效果，而因为开小孔要比安装LED光源容易的多，所以本实施例中的通孔可以开设的更密集，使得亮度更加均匀，混光距离更小，比LED光源密排的效果更好。

另外，例如65英寸直下式LED密集排列式背光模组，通常需要500多个LED驱动板，并且要使用连接500多个LED驱动板的电路，而采用本实施例中的直下式背光模组的话，只要使用功率较大，而较少的LED灯源即可，所以可以使用较少的LED驱动板，所以进一步简化了连接线路。进一步，本实施例中的直下式背光模组加工简单，可直接利用目前市面上的反射片进行冲孔，价格便宜，可以降低成本。

进一步，本实施例中的背光模组也可以进行localdimming控制，即光源20分为N个区域，而N个区域中每个区域的灯源能够被单独控制，其中，N为大于等于2的整数。因为光源20的数量较现有技术中的数量少了，连接线路简化，所以localdimming控制时，运算量减小，响应速度提高，用户体验更好。

进一步，为了提高光源利用率，直下式背光模组还包括一第二反射板40，设置于光源20的下方，用于将第一入射光反射至第一反射板30上，使第一入射光尽可能的全部通过通孔，减少光的损失。如图2b所示，为第一入射光在第一反射板30和第二反射板40之间的光路示意图。

其中，第一反射板30和第二反射板40材质可以是黄铜、不锈钢材质，或者是铝基材，或PC(聚碳酸酯)树脂、发泡PET膜；反射面通常镀银，但现有一些厂商将反射片直接贴合在金属材质上，然后直接冲压成型，以节省人工贴附反射片带来的不牢靠和效率低，并且这种方式容易形成各种不同的反射片形状。

在实际运用中，第二反射板40也可以是跟电子设备的外框做成一体的。

为了进一步提高亮度均匀性，在一实施例中，在第一反射板30之上，还可以设置一扩散板，用于将通过通孔的光源进一步扩散，其中，扩散板的材质可以是PC树脂或者聚对苯二甲酸类塑料。当然，在实际运用中，扩散板还可以由其他材质制成，本申请不作限定。

在另一实施例中，还可以在光源20和第一反射板30之间设置各种形状的透镜、棱镜或者翘曲的反射片。

实施例二

基于同一发明构思，本申请实施例二提供一种电子设备，例如电视机，液晶显示器，请参考图4，电子设备包括如下结构：

液晶面板63a；

本申请实施例一所介绍的直下式背光模组63b，与液晶面板63a连接，其中，液晶面板63a设置于直下式背光模组63b表面，通过直下式背光模组63b可给液晶面板63a提供背光。

在实际运用中，电子设备还可以包括：机壳61；处理器62，设置在机壳61内；液晶面板63a和直下式背光模组63b组成显示单元63，设置在机壳61上，与处理器62连接。

由于本申请实施例二所介绍的电子设备，为采用本申请实施例一所介绍的直下式背光模组制造而成的电子设备，故而基于本申请实施例一所介绍的直下式背光模组，本领域所属技术人员能够了解本申请实施例二所介绍的电子设备的具体结构及变形，故而在此对于所述电子设备不再详细介绍，只要采用本申请实施例一所介绍的直下式背光模组制造而成的电子设备，都属于本申请的保护范围。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明一实施例中，直下式背光模组包括第一反射板，设置在光源的上方，并且在第一反射板上开设有至少两种通孔，其中，靠近该光源的第一种通孔的第一孔径小于远离光源的第二种通孔的第二孔径，即对于同一光源来说，越靠近光源孔径越小，越远离光源孔径越大，然后再靠近相邻另一光源时，孔径又逐渐减小，然后光源产生的第一入射光通过这些通孔入射至设置于第一反射板之上的液晶面板上；因此，在本实施例中，因为在光强较强的地方开设的通孔孔径比较小，所以透光量就较小，而在光强较弱的地方开设的通孔孔径较大，所以透光量就较大，所以通过第一反射板就将光源发出的光线均匀分布在整个液晶面板上，提高了亮度均匀性；进一步，根据惠更斯-菲涅尔原理，光的球形波阵面上的每一面源都是一个新的振动中心，它们发出次光波，在空间某一点的光振动是所有这些次光波在该点的相干叠加，介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的；所以第一入射光通过通孔出射后，形成新的波振面，也就是一个新的小光源，众多微小光源紧密排列，也就进一步提高了亮度均匀性，并缩短了灯间距，使得混光距离更短，换言之，本实施例中的直下式背光模组同样能够降低混光距离和提高亮度均匀性，并且相比于现有技术中的发光微弱的LED密集排列的方案，在同等尺寸下，需要的灯源的数量更少，那么相应的，需要的驱动电路也更少，所以大大简化了电路和制备的步骤；并且因为使用了较少的光源，所以在进行localdimming控制时的运算量减少，算法控制简单，响应速度快，因此成本也较低。

进一步，因为本实施例中在光源上方设置第一反射板，可以替代匀光透镜的功能，省去了单独设计和生产加工的复杂过程，并且不受灯间距的限制。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种直下式背光模组，其特征在于，包括：

光源，所述光源分为N个区域，所述N个区域中的每个区域的灯源能够被单独控制，其中，N为大于等于2的整数；

第一反射板，设置于所述光源的上方，所述第一反射板上开设有至少两种通孔，其中，靠近所述光源的第一种通孔的第一孔径小于远离所述光源的第二种通孔的第二孔径；

其中，所述光源产生的第一入射光通过所述至少两种通孔入射至设置于所述第一反射板之上的液晶面板上。

2.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组还包括：

第二反射板，设置于所述光源的下方，用于将所述第一入射光反射至所述第一反射板上。

3.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一孔径的大小小于等于所述第一入射光的波长使得所述第一入射光经过所述第一种通孔时，发生衍射。

4.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组还包括：

扩散板，设置于所述第一反射板的上方，用于扩散通过所述至少两种通孔的所述第一入射光。

5.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述至少两种通孔具体为圆孔或狭缝。

6.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述光源为LED灯源。

7.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组还包括：

透镜、棱镜或翘曲的反射片，设置于所述光源与所述第一反射板之间。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

液晶面板；

如权利要求1-7中任一项所述的直下式背光模组，与所述液晶面板连接，其中，所述液晶面板设置于所述直下式背光模组表面，通过所述直下式背光模组可给所述液晶面板提供背光。