CN103994366B - 一种直下式背光模组和显示装置 - Google Patents

一种直下式背光模组和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种直下式背光模组和显示装置，其中直下式背光模组包括：背板，位于背板上的多个阵列分布的LED灯、以及位于多个LED灯上的扩散板，还包括：连接相邻两个LED灯的多条光纤，每一条光纤沿其延伸方向设有多个间隔分布、且朝向扩散板的透光口，其中：LED灯发出的部分光线可沿光纤传播，并通过透光***向扩散板。上述直下式背光模组，利用光纤将LED灯发出的部分光线通过多个透光口导向扩散板，将现有技术中的LED灯发出的点光源变成面光源。所以，本发明提供的直下式背光模组，在减少LED灯数量的同时，不需要增大LED灯混合光距离，便可以得到均匀的光照，提高了光效利用率。

Description

一种直下式背光模组和显示装置
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，特别涉及一种直下式背光模组和显示装置。
背景技术
液晶显示设备是一种被动的发光器件，其本身并不发光，需要背光模组来提供光源给液晶面板使其显示图像。由于背光模组使用在液晶面板上具有轻薄和省电的特点，因此被广泛应用在显示设备中。
目前，液晶显示设备主要采用的背光模组技术为：冷阴极管(ColdCathodeFluorescentLamp，CCFL)和发光二极管(LightEmittingDiodes，LED)。
由于LED背光模组具有亮度高、色纯度高、寿命长、可靠性好、无汞污染等多种优点，在背光模组占有的比重逐渐增大。
根据光学结构划分，LED背光模组分为直下式和侧入式两种。侧入式是将光源放置在面板的侧面；而直下式是将光源放置在面板的下侧。如图1和图2所示，其中图1为现有技术中直下式背光源结构示意图；图2为现有技术中直下式背光源中LED灯的排布方式，直下式LED背光模组主要包括：背板01，位于背板01内的电路板02、间隔分布的LED灯03、反射层04、扩散板05、光学膜片06、侧反射片07以及棱镜片08等。
LED灯发出的光为点光源，由于具有一定的发光角度，容易导致背光模组在某一角度方向上光强度较强，在另外某一角度方向上光强度较弱。
现有技术中，为了得到均匀的光照，通常通过增加LED灯的数量或增加背光模组的混光距离(通常是底反射片上部到扩散板底部的距离H)来实现，这导致了背光模组成本提高或厚度增加。并且当背光***中的LED灯的数量一定时，如果减少背光模组的厚度，会导致入射到显示面板上的光源不均匀，使得显示装置会出现非常明显的光斑。
发明内容
本发明提供了一种直下式背光模组，在减少LED灯数量的同时，不需要增大LED灯混合光距离，便可以得到均匀的光照，提高光效利用率。
另外，本发明还提供了一种显示装置，具有较好的显示效果，且整体厚度较薄。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种直下式背光模组，包括：背板，位于所述背板上的多个间隔分布的LED灯、以及位于多个所述LED灯上的扩散板，还包括：连接相邻两个LED灯的多条光纤，每一条所述光纤沿其延伸方向设有多个间隔分布、且朝向所述扩散板的透光口，其中：所述LED灯发出的部分光线可沿所述光纤传播，并通过所述透光***向所述扩散板。
LED灯具有一定的发光角度，将LED灯应用到直下式背光模组中时，LED灯发出的部分光线会照射不到扩散板上或者照射到扩散板上的光强度较弱，本发明提供的直下式背光模组，利用多条光纤将LED灯发出的部分光线通过多个透光口导向扩散板，将现有技术中的LED灯发出的点光源变成面光源。
所以，本发明提供的直下式背光模组，在减少LED灯数量的同时，不需要增大LED灯混合光距离，便可以得到均匀的光照，提高了光效利用率。
在一些可选的实施方式中，每一条所述光纤通过光学耦合器连接所述LED灯。光学耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。
在一些可选的实施方式中，所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有至少一条连接对角线方向上的两个LED灯的光纤。
在一些可选的实施方式中，所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有三条所述光纤，且三条所述光纤中：两条光纤分别连接第一方向上的两对LED灯，另一条光纤连接一对角线方向上的两个LED灯，其中所述第一方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的列向。
在一些可选的实施方式中，所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有三条所述光纤，且三条所述光纤中：第一条光纤连接第一方向上的两个LED灯，第二条光纤连接第二方向上的两个LED灯，第三条光纤连接一对角线方向上的两个LED灯，其中所述第一方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的列向；所述第二方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的行向。
在一些可选的实施方式中，所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有五条所述光纤，且五条所述光纤中：两条光纤分别连接第一方向上的两对LED灯，一条光纤连接一对角线方向上的两个LED灯，另外两条光纤分别连接第二方向上的两对LED灯，其中所述第一方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的列向；所述第二方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的行向。
在一些可选的实施方式中，每一条所述光纤上设有多个大小相同、且由所述光纤的中部向两端由密至疏的非等间隔分布的透光口。由于光线的强度随着传播距离的增加而减弱，为了得到均匀的光照，每一条光纤沿其长度方向上靠近LED灯的位置处可以将透光口设置的疏松一些，在每一条光纤中间位置处设置的透光口密集一些。
在一些可选的实施方式中，每一条所述光纤上设有多个等间隔分布、且由所述光纤的中部向两端由小至大的非等间距分布的透光口。由于光线的强度随着传播距离的增加而减弱，为了得到均匀的光照，每一条光纤沿其长度方向上靠近LED灯的位置处可以将透光口设置的小一些，在每一条光纤中间位置处设置的透光口大一些。
在一些可选的方式中，每一条所述光纤上设有的多个间隔分布的透光口均为圆形。当然透光口的形状也可以为四边形等，这里就不再一一赘述。圆形的透光口便于制作，且圆形的透光口透过的光线的均匀性更好。
本发明还提供了一种显示装置，包括显示屏，还包括上述任一项所述的直下式背光模组。由于上述直下式背光模组在减少LED灯数量的同时，不需要增大LED灯混合光距离(即背光模组的厚度不需要增加)，便可以得到均匀的光照，同时使LED灯非垂直发光角度的光也能得到利用，提高光效利用率，所以，本发明提供的显示装置，具有较好的显示效果，且整体厚度较薄。
附图说明
图1为现有技术中直下式背光模组结构示意图；
图2为现有技术中直下式背光模组中LED灯的排布方式；
图3为本发明实施例提供的直下式背光模组结构示意图；
图4a为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第一种排布方式；
图4b为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第二种排布方式；
图4c为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第三种排布方式；
图4d为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第四种排布方式。
附图标记：
01-背板02-电路板
03-LED灯04-反射层
05-扩散板06-光学膜片
07-侧反射片08-棱镜片
1-背板2-扩散板
3-LED灯4-光纤
41-透光口
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图3所示，图3为本发明实施例提供的直下式背光模组结构示意图；本发明提供了一种直下式背光模组，包括：背板1，位于背板1上的多个阵列分布的LED灯3、以及位于多个LED灯3上的扩散板2，还包括：连接相邻两个LED灯3的多条光纤4，每一条光纤4沿其延伸方向设有多个间隔分布、且朝向扩散板的透光口41，其中：LED灯3发出的部分光线可沿光纤4传播，并通过透光口41射向扩散板2。
LED灯3具有一定的发光角度，将LED灯3应用到直下式背光模组中时，LED灯3发出的部分光线会照射不到扩散板2上或者照射到扩散板2上的光强度较弱，本发明提供的直下式背光模组，利用多条光纤4将LED灯3发出的部分光线通过多个透光口41导向扩散板2，将现有技术中的LED灯3发出的点光源变成面光源。
所以，本发明提供的直下式背光模组，在减少LED灯数量的同时，不需要增大LED灯混合光距离，便可以得到均匀的光照，提高了光效利用率。
另外，由于每一条光纤上的透光口不是连续的，可以根据实际需要设定位置，因此，本发明实施例提供的直下式背光模组可以实现对不同区域进行不同补光强度的效果。
优选的，每一条光纤4通过光学耦合器连接LED灯3。光学耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使其介入光链路从而对***造成的影响减到最小。
光纤的具体设置位置和分布形状可以有多中形式：
如图4a～4d所示，其中：图4a为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第一种排布方式；图4b为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第二种排布方式；图4c为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第三种排布方式；图4d为本发明实施例提供的直下式背光模组中光纤的第四种排布方式。多个LED灯3中：任一相邻四个LED灯3围成的四边形区域A内设有至少一条连接对角线方向上的两个LED灯3的光纤4。为了实现均匀光照，一般要在距离较远的两个LED灯3之间设置光纤4。
可选的，如图4a，多个LED灯3中：任一相邻四个LED灯3围成的四边形区域A内设有三条光纤4，且三条光纤4中：两条光纤4分别连接第一方向上的两对LED灯3，另一条光纤4连接一对角线方向上的两个LED灯3，其中第一方向平行于多个阵列分布的LED灯3的列向。如图4a所示方位中，第一方向即竖直方向，由于竖直方向上相邻两个LED灯3之间的间距大于水平方向上相邻两个LED灯3的距离，所以，优选的，将竖直方向上两对相邻的两个LED灯3用光纤4连接起来。
可选的，如图4b所示，多个LED灯3中：任一相邻四个LED灯3围成的四边形区域A内设有三条光纤4，且三条光纤4中：第一条光纤4连接第一方向上的两个LED灯3，第二条光纤4连接第二方向上的两个LED灯3，第三条光纤4连接一对角线方向上的LED灯3，其中第一方向平行于多个阵列分布的LED灯3的列向；第二方向平行于多个阵列分布的LED灯3的行向。
可选的，如图4c所示，多个LED灯3中：任一相邻四个LED灯3围成的四边形区域A内设有四条光纤4，且四条光纤4中：两条光纤4连接第一方向上的两对LED灯3，第三条光纤4连接第二方向上的两个LED灯3，第四条光纤4连接一对角线方向上的LED灯3，其中第一方向平行于多个阵列分布的LED灯3的列向；第二方向平行于多个阵列分布的LED灯3的行向。如图4c所示方位，第一方向即竖直方向，第二方向为水平方向，由于竖直方向上相邻两个LED灯之间的间距大于水平方向上相邻两个LED灯的距离，所以，优选的，将竖直方向上两对相邻的两个LED灯3用光纤4连接起来。
较佳的实施方式中，如图4d所示，多个LED灯3中：任一相邻四个LED灯3围成的四边形区域A内设有五条光纤4，且五条光纤4中：两条光纤4分别连接第一方向上的两对LED灯3，一条光纤4连接一对角线方向上的两个LED灯3，另外两条光纤4分别连接第二方向上的两对LED灯3，其中第一方向平行于多个阵列分布的LED灯的列向；第二方向平行于多个阵列分布的LED灯的行向。
当然，光纤的排布方式不仅仅为上述列出的几种方式，这里就不再一一赘述。
一种较佳的实施方式中，每一条光纤4上设有多个大小相同、且由光纤4的中部向两端由密至疏的非等间隔分布的透光口41。由于光线的强度随着传播距离的增加而减弱，为了得到均匀的光照，每一条光纤4沿其长度方向上靠近LED灯3的位置处可以将透光口41设置的疏松一些，在每一条光纤4中间位置处设置的透光口41密集一些。
另一种较佳的实施方式中，每一条光纤4上设有多个等间隔分布、且由光纤4的中部向两端由小至大的非等间距分布的透光口41。由于光线的强度随着传播距离的增加而减弱，为了得到均匀的光照，每一条光纤4沿其长度方向上靠近LED灯3的位置处可以将透光口41设置的小一些，在每一条光纤4中间位置处设置的透光口41大一些。
可选的，每一条光纤4上设有的多个间隔分布的透光口41均为圆形。圆形的透光口便于制作，且圆形的透光口透过的光线的均匀性更好些，当然透光口的形状也可以为四边形等，这里就不再一一赘述。
实施例二
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括显示屏，还包括上述实施例一中任一项所述的直下式背光模组。由于上述直下式背光模组在减少LED灯数量的同时，不需要增大LED灯混合光距离(即背光模组的厚度不需要增加)，便可以得到均匀的光照，同时使LED灯非垂直发光角度的光也能得到利用，提高了光效利用率，所以，本发明提供的显示装置，具有较好的显示效果，且整体厚度较薄。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例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，包括：背板，位于所述背板上的多个阵列分布的LED灯、以及位于多个所述LED灯上的扩散板，其特征在于，还包括：连接相邻两个LED灯的多条光纤，每一条所述光纤沿其延伸方向设有多个间隔分布、且朝向所述扩散板的透光口，其中：所述LED灯发出的部分光线可沿所述光纤传播，并通过所述透光***向所述扩散板；每一条所述光纤通过光学耦合器连接所述LED灯；所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有至少一条连接对角线方向上的两个LED灯的光纤。
2.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有三条所述光纤，且三条所述光纤中：两条光纤分别连接第一方向上的两对LED灯，另一条光纤连接一对角线方向上的两个LED灯，其中所述第一方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的列向。
3.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有三条所述光纤，且三条所述光纤中：第一条光纤连接第一方向上的两个LED灯，第二条光纤连接第二方向上的两个LED灯，第三条光纤连接一对角线方向上的两个LED灯，其中所述第一方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的列向；所述第二方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的行向。
4.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述多个LED灯中：任一相邻四个LED灯围成的四边形区域内设有五条所述光纤，且五条所述光纤中：两条光纤分别连接第一方向上的两对LED灯，一条光纤连接一对角线方向上的两个LED灯，另外两条光纤分别连接第二方向上的两对LED灯，其中所述第一方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的列向；所述第二方向平行于所述多个阵列分布的LED灯的行向。
5.根据权利要求1～4任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，每一条所述光纤上设有多个大小相同、且由所述光纤的中部向两端由密至疏的非等间隔分布的透光口。
6.根据权利要求1～4任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，每一条所述光纤上设有多个等间隔分布、且由所述光纤的中部向两端由小至大的非等间距分布的透光口。
7.根据权利要求1～4任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，每一条所述光纤上设有的多个间隔分布的透光口均为圆形。
8.一种显示装置，包括显示屏，其特征在于，还包括如权利要求1～7任一项所述的直下式背光模组。
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