CN106842697A - 背光模组及液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种背光模组，所述背光模组包括灯板、发光二极管芯片及光源支架，所述光源支架包括第一连接面、第二连接面及连接所述第一连接面与所述第二连接面的侧壁，所述第一连接面在所述第二连接面上的正投影落入所述第二连接面的范围内，所述第一连接面用于放置所述发光二极管芯片，所述第二连接面用于贴合所述灯板，所述侧壁能够反射所述发光二极管芯片发出的指向所述灯板方向的第一光线，被反射的所述第一光线趋向于平行所述灯板并指向相邻的所述发光二极管芯片的方向传播，以减小相邻的两个所述发光二极管芯片相对发出的所述第一光线的交叠处的高度。发光二极管芯片节距一定时，减小混光距离；混光距离一定时，增大发光二极管芯片的节距。

Description

背光模组及液晶显示设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种背光模组及液晶显示设备。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)在现代显示设备中的具有不可替代的地位，它被广泛用于便携式移动电子产品的显示设备，如手机，数码相机，掌上电脑，GPRS等移动产品。液晶显示器一般由背光模组提供背光源照亮液晶显示面板以显示图像，直下式背光模组的光源由混合排列在灯板上的红色R、绿色G、蓝色B的发光二极管(LightEmitting Diode，LED)芯片提供，相邻的LED芯片各自发出的不同颜色的光线在它们之间的区域混合以形成均匀混光的RGB光源进入扩散片。背光模组的混光距离(灯板与扩散片的距离)取决于相邻的LED芯片发出的光线在交叠处的高度，即两个LED芯片发出的光线的交叉点与灯板的距离。LED芯片节距一定时，混光距离越小，背光模组的厚度越小；相对的，混光距离一定时，LED芯片的节距越大，相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量越少。合理的设计LED芯片的发光方式和LED芯片在灯板上的安装方式可以减小混光距离，从而减小背光模组厚度，或者增大LED芯片的节距，以减小LED芯片的数量。
直下式背光模组使用五面发光的LED倒装晶片，即除了用于焊接的底面之外，顶面及侧面均可以发光，相对于仅顶面发光的单面发光LED倒装晶片，侧面发光增大了LED芯片的发光角度范围，侧面发出的光线中，部分光线指向相邻的LED芯片，该光线与灯板的夹角小，相邻的LED芯片侧面发出的光线的交叠处的高度小，减小了混光距离。
现有技术中，五面发光的LED芯片直接焊接在灯板上，LED芯片侧面发出的光线中，存在部分光线指向灯板方向传播，指向灯板方向传播的光线直接被灯板表面的反射片反射，被反射片反射的光线与灯板的夹角较大，交叠处的高度大，故侧面发出的指向灯板方向传播的光线未起到减小混光距离的作用，未充分利用五面发光的LED芯片的侧面发出的光线，在混光距离一定时，减小了LED芯片的节距，为得到满足亮度要求的背光源，需要增加LED芯片的数量，增加了背光模组的生产及维修成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种背光模组及液晶显示设备，用以解决现有技术中未充分利用五面发光的LED芯片的侧面发出的光线，在混光距离一定时，减小了LED芯片的节距，为得到满足亮度要求的背光源，需要增加LED芯片的数量，增加了背光模组的生产及维修成本的问题。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种背光模组，所述背光模组包括灯板、发光二极管芯片及光源支架，所述光源支架包括第一连接面、第二连接面及连接所述第一连接面与所述第二连接面的侧壁，所述第一连接面在所述第二连接面上的正投影落入所述第二连接面的范围内，所述第一连接面用于放置所述发光二极管芯片，所述第二连接面用于贴合所述灯板，所述侧壁能够反射所述发光二极管芯片发出的指向所述灯板方向的第一光线，被反射的所述第一光线趋向于平行所述灯板并指向相邻的所述发光二极管芯片的方向传播，以减小相邻的两个所述发光二极管芯片相对发出的所述第一光线的交叠处的高度。
进一步，所述光源支架还包括支撑壁、第一支撑板及第二支撑板，所述支撑壁的两端分别连接所述第一支撑板和所述第二支撑板形成导电支座，所述第一连接面为所述第一支撑板背离所述第二支撑板的表面，所述第二连接面为所述第二支撑板背离所述第一支撑板的表面，所述导电支座通过所述第一支撑板焊接所述发光二极管芯片的引脚，所述导电支座通过所述第二支撑板焊接所述灯板的焊盘，以电连接所述灯板与所述发光二极管芯片。
进一步，每个所述光源支架中的所述导电支座的数量为两个，两个所述导电支座对称放置且相互之间通过绝缘连接件连接，两个所述导电支座分别用于连接所述发光二极管芯片的正引脚和负引脚于所述灯板上。
进一步，所述光源支架还包括位于所述第一支撑板与所述第二支撑板之间的绝缘支撑件，用于保持所述第一连接面放置所述发光二极管芯片时所述导电支座不变形，所述侧壁为所述绝缘支撑件的背离所述绝缘连接件的表面。
进一步，所述发光二极管芯片包括相对设置的底面和顶面及连接所述底面和所述顶面的多个侧面，所述底面用于贴合所述第一连接面，所述侧面与所述顶面用于发光，所述侧壁用于反射所述第一光线，使被反射的所述第一光线趋向于平行所述灯板并指向相邻的所述发光二极管芯片的方向传播。
进一步，所述顶面设有遮蔽片，所述遮蔽片包括面向所述顶面的反射面，所述顶面发出的指向所述遮蔽片的第二光线在所述反射面反射后射向所述侧壁，所述侧壁反射所述第二光线，使被反射的所述第二光线趋向于平行所述灯板并指向相邻的所述发光二极管芯片的方向传播。
进一步，所述侧壁截面为抛物线，且焦点位于所述发光二极管芯片的发光面上。
进一步，所述背光模组还包括反射片，所述反射片位于所述灯板与所述光源支架之间，用于发射所述发光二极管芯片发出的光线以形成背光源。
进一步，所述背光模组还包括扩散片，所述扩散片位于所述发光二极管芯片远离所述灯板的一侧，所述扩散片用于分散所述背光源以形成均匀的所述背光源。
另一方面，本发明还提供一种液晶显示设备，所述液晶显示设备包括显示面板及权利要求1至9任意一项所述的背光模组，所述背光模组提供背光源照亮所述显示面板显示图像。
本发明的有益效果如下：光源支架将发光二极管芯片架设于灯板上，光源支架的侧壁反射发光二极管芯片发出的指向灯板方向发出的第一光线，被反射的第一光线趋向于平行灯板并指向相邻的发光二极管芯片的方向传播，即被反射的第一光线与灯板的夹角小，相邻的发光二极管芯片相对发出的第一光线在交叠处的高度小，充分利用了五面发光的发光二极管芯片的侧面发出光线，一方面，发光二极管芯片节距一定时，减小了混光距离，从而减小了背光模组的厚度，使液晶显示设备轻薄化；另一方面，混光距离一定时，增大了发光二极管芯片的节距，相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量减少，降低了背光模组的生产及维修成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的明显变形方式。
图1为本发明实施例一提供的背光模组的结构示意图。
图2为本发明实施例一提供的背光模组的光源支架的截面图。
图3a、图3b及图3c为本发明实施例一提供的背光模组的发光二极管芯片工作图。
图4为本发明实施例二提供的背光模组的结构示意图。
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。
请参阅图1，本发明实施例一提供的背光模组包括灯板100、多个发光二极管芯片10及多个光源支架20，发光二极管芯片10通过光源支架20阵列排布于灯板100上，发光二极管芯片10通电后发光，以作为背光模组的光源。一种实施方式中，灯板100为PCB板。具体的，背光模组为直下式背光模组，发光二极管芯片10位于背光模组的底层，发光二极管芯片10发出的光线经过扩散片、棱镜片处理后形成均匀的背光源，直下式背光模组具有良好的出光视角、光利用效率高、结构简单的特点。
请结合图2，光源支架20包括第一连接面201、第二连接面202及侧壁203，第一连接面201与第二连接面202正对设置，且第二连接面202覆盖第一连接面201在第二连接面202的正投影。侧壁203连接第一连接面201的边缘与第二连接面202的边缘，具体的，第一连接面201的尺寸小于第二连接面202，则侧壁203倾斜于灯板100，光源支架20的截面为类似梯形的形状。进一步的，第一连接面201用于放置发光二极管，第二连接面202用于贴合灯板100，一种较佳的实施方式中，发光二极管芯片10以焊接的方式通过第一表面固定于光源支架20上，光源支架20以焊接的方式通过第二表面固定于灯板100上。
结合图3a、图3b及图3c，图3a为直接焊接于灯板100上的两颗相邻的发光二极管芯片10各自相对发出第一光线301的光路示意图，其中，第一光线301为发光二极管芯片10发出的指向灯板100的光线。第一光线301在灯板100表面反射后射向两个相邻的发光二极管芯片10之间的区域，并且相邻的两个发光二级管芯片相对发出的第一光线301在该区域相交，其中，第一光线301被灯板100表面反射后的传播方向与灯板100的夹角为α，交叠处的高度为h，发光二极管芯片10的节距为s。一种实施方式中，灯板100表面设有反射片，以增大第一光线301在灯板100表面的反射率。图3b为本实施例提供的背光模组的两颗相邻的发光二极管芯片10各自相对发出第一光线301的光路示意图，其中，设定发光二极管芯片10的节距也为s。发光二极管芯片10发出的指向灯板100的第一光线301在侧壁203被反射，侧壁203倾斜于灯板100，第一光线301被反射后射向两个相邻的发光二极管芯片10之间的区域，并且相邻的两个发光二级管芯片相对发出的第一光线301在该区域相交，其中，第一光线301被灯板100表面反射后的传播方向与灯板100的夹角为α’，交叠处的高度为h’。由于夹角α’的角度小于α的角度，节距s相同时，交叠处的高度h’小于h，即在发光二极管芯片10的节距相同时，侧壁203反射第一光线301降低了交叠处的高度，从而减小了混光距离。图3c为本实施例提供的背光模组的两颗相邻的发光二极管芯片10各自相对发出第一光线301的光路示意图，其中，设定第一光线301交叠处的高度为h。发光二极管芯片10发出的指向灯板100的第一光线301在侧壁203被反射，侧壁203倾斜于灯板100，第一光线301被反射后射向两个相邻的发光二极管芯片10之间的区域，并且相邻的两个发光二级管芯片相对发出的第一光线301在该区域相交，其中，第一光线301被灯板100表面反射后的传播方向与灯板100的夹角为α’，发光二极管芯片10的节距为s’。由于夹角α’的角度小于α的角度，交叠处的高度h相同时，节距s’大于s，即在混光距离相同时，侧壁203反射第一光线301增加了发光二极管芯片10的节距，从而相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量减少，降低了背光模组的生产及维修成本。
光源支架20将发光二极管芯片10架设于灯板100上，光源支架20的侧壁203反射发光二极管芯片10发出的指向灯板100方向发出的第一光线301，被反射的第一光线301趋向于平行灯板100并指向相邻的发光二极管芯片10的方向传播，即被反射的第一光线301与灯板100的夹角小，相邻的发光二极管芯片10相对发出的第一光线301在交叠处的高度小，充分利用了五面发光的发光二极管芯片10的侧面发出光线，一方面，发光二极管芯片10节距一定时，减小了混光距离，从而减小了背光模组的厚度，使液晶显示设备轻薄化；另一方面，混光距离一定时，增大了发光二极管芯片10的节距，相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量减少，降低了背光模组的生产及维修成本。
本实施例中，光源支架20还包括支撑壁216、第一支撑板212及第二支撑板214，支撑壁216的两端分别连接第一支撑板212和第二支撑板214形成导电支座210，一种实施方式中，第一支撑板212与第二支撑板214平行，支撑壁216垂直于第一支撑板212和第二支撑板214，该形状的导电支座210结构稳定，不易变形。一种较佳的实施方式中，导电支架210为金属材料制成。进一步的，第一连接面201为第一支撑板212背离第二支撑板214的表面，第二连接面202为第二支撑板214背离第一支撑板212的表面，导电支座210通过第一支撑板212焊接发光二极管芯片10的引脚，导电支座210通过第二支撑板214焊接灯板100的焊盘，以电连接灯板100与发光二极管芯片10。导电支座210支撑发光二极管芯片10，并以焊接的方式连接灯板100和发光二极管芯片10，连接牢固、结构稳定，保证了背光模组的结构稳定性。
本实施例中，每个光源支架20中的导电支座210的数量为两个，两个导电支座210对称放置且相互之间通过绝缘连接件220连接，两个导电支座210分别用于连接发光二极管芯片10的正引脚和负引脚于灯板100上。具体的，一个导电支座210的第一连接板上焊接发光二极管芯片10的正引脚，第二连接板焊接于灯板100上输出电流的焊盘；另一个导电支座210的第一连接板上焊接发光二极管芯片10的负引脚，第二连接板焊接于灯板100上输入电流的焊盘。两个导电支座210的支撑壁216之间通过绝缘件连接，保持两个导电支座210装配为一个整体的同时防止两个导电支座210短路，引起发光二极管芯片10无法发光的问题。一种实施方式中，绝缘件为塑胶材料，例如PPA、PCT、EMC等。
本实施例中，光源支架20还包括位于第一支撑板212与第二支撑板214之间的绝缘支撑件240，用于保持第一连接面201放置发光二极管芯片10时导电支座210不变形，侧壁203为绝缘支撑件240的背离绝缘连接件220的表面。具体的，第一支撑板212、支撑壁216、第二支撑板214依次相连形成一个收容空间，绝缘支撑件240填塞于该收容空间，以辅助支撑壁216支撑第一支撑板212和第二支撑板214，保持第一连接面201放置发光二极管芯片10时导电支座210不变形。进一步的，侧壁203为绝缘支撑件240的背离绝缘连接件220的表面，设计不同的侧壁203表面形状可以引导第一光线301向不同的方向传播，再搭配不同的透镜，以满足不同产品的要求。绝缘支撑件240可拆卸的安装于导电支座210上，绝缘支撑件240相比金属材料的导电支座210质量更轻，成本更低，更换绝缘支撑件240即可更换不同形状的侧壁203，互换性强。
本实施例中，发光二极管芯片10包括相对设置的底面和顶面及连接底面和顶面的多个侧面，底面用于贴合第一连接面201，侧面与顶面用于发光，侧壁203用于反射第一光线301，以减小被反射的第一光线301与灯板100的夹角。一种实施方式中，发光二极管芯片10为矩形，顶面和四个侧面均发光以形成五面发光的发光二极管芯片10。
一种较佳的实施方式中，侧壁203截面为抛物线，且焦点位于发光二极管芯片10的发光面上。焦点发出的第一光线301在侧壁203反射后沿平行于灯板100的方向传播，即反射后的第一光线301与灯板100的夹角最小。发光二极管芯片10的发光面的非焦点部分发出的第一光线301经过侧壁203反射后与灯板100的夹角较小，降低了混光距离。
光源支架20将发光二极管芯片10架设于灯板100上，光源支架20的侧壁203反射发光二极管芯片10发出的指向灯板100方向发出的第一光线301，被反射射的第一光线301与灯板100的夹角小，相邻的发光二极管芯片10相对发出的第一光线301在交叠处的高度小，充分利用了五面发光的发光二极管芯片10的侧面发出光线，一方面，发光二极管芯片10节距一定时，减小了混光距离，从而减小了背光模组的厚度，使液晶显示设备轻薄化；另一方面，混光距离一定时，增大了发光二极管芯片10的节距，相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量减少，降低了背光模组的生产及维修成本。
请参阅图4，本发明实施例二提供的背光模组与实施例一的区别在于，放光二极管顶面设有遮蔽片40，遮蔽片40包括面向顶面的反射面402，顶面发出的指向遮蔽片40的第二光线302，使五面发光的发光二极管芯片10改变为四面发光的发光二极管芯片10。在反射面402反射后的第二光线302射向侧壁203，侧壁203反射第二光线302，以减小被反射的第二光线302与灯板100的夹角。四面发光的发光二极管芯片10有效的利用了顶面发出的第二光线302，进一步降低了混光距离。一方面，发光二极管芯片10节距一定时，减小了混光距离，从而减小了背光模组的厚度，使液晶显示设备轻薄化；另一方面，混光距离一定时，增大了发光二极管芯片10的节距，相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量减少，降低了背光模组的生产及维修成本。
背光模组还包括反射片，反射片位于灯板100与光源支架20之间，用于发射发光二极管芯片10发出的光线以形成背光源。背光模组还包括扩散片，扩散片位于发光二极管芯片10远离灯板100的一侧，扩散片用于分散背光源以形成均匀的背光源。
光源支架20将发光二极管芯片10架设于灯板100上，光源支架20的侧壁203反射发光二极管芯片10发出的指向灯板100方向发出的第一光线301，被反射射的第一光线301与灯板100的夹角小，相邻的发光二极管芯片10相对发出的第一光线301在交叠处的高度小，充分利用了五面发光的发光二极管芯片10的侧面发出光线，一方面，发光二极管芯片10节距一定时，减小了混光距离，从而减小了背光模组的厚度，使液晶显示设备轻薄化；另一方面，混光距离一定时，增大了发光二极管芯片10的节距，相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量减少，降低了背光模组的生产及维修成本。
本发明还提供一种液晶显示设备，液晶显示设备包括显示面板及以上所述的背光模组，背光模组提供背光源照亮显示面板显示图像。液晶显示设备为手机，数码相机，掌上电脑，GPRS等移动产品。
光源支架20将发光二极管芯片10架设于灯板100上，光源支架20的侧壁203反射发光二极管芯片10发出的指向灯板100方向发出的第一光线301，被反射射的第一光线301与灯板100的夹角小，相邻的发光二极管芯片10相对发出的第一光线301在交叠处的高度小，充分利用了五面发光的发光二极管芯片10的侧面发出光线，一方面，发光二极管芯片10节距一定时，减小了混光距离，从而减小了背光模组的厚度，使液晶显示设备轻薄化；另一方面，混光距离一定时，增大了发光二极管芯片10的节距，相同亮度的背光模组使用的LED芯片数量减少，降低了背光模组的生产及维修成本。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括灯板、发光二极管芯片及光源支架，所述光源支架包括第一连接面、第二连接面及连接所述第一连接面与所述第二连接面的侧壁，所述第一连接面在所述第二连接面上的正投影落入所述第二连接面的范围内，所述第一连接面用于放置所述发光二极管芯片，所述第二连接面用于贴合所述灯板，所述侧壁能够反射所述发光二极管芯片发出的指向所述灯板方向的第一光线，被反射的所述第一光线趋向于平行所述灯板并指向相邻的所述发光二极管芯片的方向传播，以减小相邻的两个所述发光二极管芯片相对发出的所述第一光线的交叠处的高度。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源支架还包括支撑壁、第一支撑板及第二支撑板，所述支撑壁的两端分别连接所述第一支撑板和所述第二支撑板形成导电支座，所述第一连接面为所述第一支撑板背离所述第二支撑板的表面，所述第二连接面为所述第二支撑板背离所述第一支撑板的表面，所述导电支座通过所述第一支撑板焊接所述发光二极管芯片的引脚，所述导电支座通过所述第二支撑板焊接所述灯板的焊盘，以电连接所述灯板与所述发光二极管芯片。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，每个所述光源支架中的所述导电支座的数量为两个，两个所述导电支座对称放置且相互之间通过绝缘连接件连接，两个所述导电支座分别用于连接所述发光二极管芯片的正引脚和负引脚于所述灯板上。
4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述光源支架还包括位于所述第一支撑板与所述第二支撑板之间的绝缘支撑件，用于保持所述第一连接面放置所述发光二极管芯片时所述导电支座不变形，所述侧壁为所述绝缘支撑件的背离所述绝缘连接件的表面。
5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述发光二极管芯片包括相对设置的底面和顶面及连接所述底面和所述顶面的多个侧面，所述底面用于贴合所述第一连接面，所述侧面与所述顶面用于发光，所述侧壁用于反射所述第一光线，使被反射的所述第一光线趋向于平行所述灯板并指向相邻的所述发光二极管芯片的方向传播。
6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述顶面设有遮蔽片，所述遮蔽片包括面向所述顶面的反射面，所述顶面发出的指向所述遮蔽片的第二光线在所述反射面反射后射向所述侧壁，所述侧壁反射所述第二光线，使被反射的所述第二光线趋向于平行所述灯板并指向相邻的所述发光二极管芯片的方向传播。
7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述侧壁截面为抛物线，且焦点位于所述发光二极管芯片的发光面上。
8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括反射片，所述反射片位于所述灯板与所述光源支架之间，用于发射所述发光二极管芯片发出的光线以形成背光源。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括扩散片，所述扩散片位于所述发光二极管芯片远离所述灯板的一侧，所述扩散片用于分散所述背光源以形成均匀的所述背光源。
10.一种液晶显示设备，其特征在于，所述液晶显示设备包括显示面板及权利要求1至9任意一项所述的背光模组，所述背光模组提供背光源照亮所述显示面板显示图像。
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