CN203656807U - 一种背光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种背光模组，其包括容纳装置，容纳装置内设有发光装置、膜片组和扩散板，所述扩散板或膜片组的至少一个面上设有光扩散结构，该光扩散结构由紧密排布的单元格组成，且光扩散结构对称分布，每个单元格上设有第一种或第二种微扩散结构；所述第一种微扩散结构为具有可透光的第一透光区及围绕该第一透光区且具有反射扩散性能的第一遮光区；所述第二种微扩散结构为具有可透光的第二连续透光区及包含于该第二连续透光区中且具有反射扩散性能的第二遮光区。本实用新型的光扩散结构沿光扩散结构的中心点中心对称、或上下对称、或左右对称分布，提高设置光扩散结构的扩散板或膜片组的共用性。

Description

一种背光模组

技术领域

本实用新型涉及液晶显示屏技术领域，尤其涉及一种背光模组。 

背景技术

目前，平面显示器应用的液晶模组多采用TFT-LCD技术。TFT-LCD为非主动式发光显示，通常由白光背光模组（Backlight Module）提供均匀的***亮度，再透过彩色滤光片（Color Filter）获得丰富的色彩显示。 

现行的白光直下式背光模组包含光源及光学膜片组。发光二极管（LED）由于体积小、耗能少，因此成为液晶显示器背光模组使用的光源之一；二次光学透镜的引入，使直下式背光模组的LED使用量有很大的减少，降低了直下式背光模组的成本。LED作为背光源一般采用点阵式排列，会产生出光不均匀现象。为保证背光模组提供均匀的亮度，可采用增加光学膜片使用量或在光学膜片上设置微结构的方式改善点阵式LED出光不均匀现象。 

为了克服前述点阵式LED背光模组出光不均匀现象，现有技术通过设计光扩散结构进行克服，其扩散结构的密度分布与背光模组的亮度分布相对应。由于组装工差等因素的影响，背光模组的亮度分布存在片与片之间不一致性，导致针对单片亮度分布进行设计的光扩散结构共用性较差。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种亮度分布均匀、且共用性好的背光模组。 

本实用新型的技术方案为：一种背光模组，其包括容纳装置，容纳装置内设有点阵式光源的发光装置、增加背光亮度及光源分布均匀性的膜片组、用于支撑膜片组的扩散板，扩散板包括入光面、出光面和侧面，入光面和出光面相对设置，发光装置设于入光面的一端，所述扩散板或膜片组的至少一个面上设有光扩散结构，该光扩散结构由紧密排布的单元格组成，单元格布满整个扩散板或膜片组设置光扩散结构的面，且光扩散结构对称分布，每个单元格上设有第一种或第二种微扩散结构；所述第一种微扩散结构为具有可透光的第一透光区及围绕该第一透光区且具有反射扩散性能的第一遮光区；所述第二种微扩散结构为具有可透光的第二连续透光区及包含于该第二连续透光区中且具有反射扩散性能的第二遮光区。 

本实用新型扩散板或膜片组上的光扩散结构按以下方式进行分布： 

1）先使用拍摄仪采集背光光源的初始亮度分布的图像，得到初始亮度分布图像的数据矩阵；

2）对初始亮度分布图像的数据矩阵做至少一次的对称化处理，具体为：

初始亮度分布数据由N行M列矩阵A组成，行坐标i取值1，2…N；列坐标j取值1，2…M，上述处理后的亮度分布矩阵由以下公式获得：

ａ．左右对称矩阵B1计算公式： B1(i,j)=[A(i,j)+A(i,N-j+1)]/2；

ｂ．上下对称矩阵B2计算公式： B2(i,j)=[A(i,j)+A(N-i+1, j)]/2；

ｃ．1/4对称矩阵B3计算公式：

B3(i,j)=[A(i,j)+A(i,N-j+1)+A(N-i+1, j)+A(N-i+1,N-j+1)]/4；

2）再定义目标亮度图像的数据矩阵；

3）结合对初始亮度分布图像的数据矩阵做对称化处理得到的数据矩阵和目标亮度图像的数据矩阵，推导得到微扩散结构密度分布矩阵；

4）设置微扩散结构的密度为d，所述第一种微扩散结构的单元格的面积为S，透光区的面积为S1，d=(S-S1)/S；

所述第二种微扩散结构的单元格的面积为S，遮光区面积为S2，d=S2/S；预设比较值f，0＜f≤1，当d大于f时，设置第一种微扩散结构，当d小于f时，设置第二种微扩散结构；

5）结合步骤3的微扩散结构密度分布矩阵和步骤4中的微扩散结构的设置，将微扩散结构图形化。

从以上光扩散结构的分布方法可以看出，因微扩散结构密度分布依光源的亮度分布进行设计，也就是说，光扩散结构的密度分布依光源的亮度分布进行设计，同时光源亮度分布经过至少一次对称化处理，提高光源亮度分布的共用性；而光扩散结构的密度是根据对称化后的光源亮度分布进行设计，所以本实用新型的光扩散结构上的单元格沿光扩散结构的中心点中心对称分布，或上下对称分布，或左右对称分布，提高本实用新型设有该光扩散结构的扩散板或膜片组的共用性。 

本实用新型中，所述光扩散结构呈左右对称分布。 

进一步，所述光扩散结构还可以呈上下对称分布。 

更进一步，所述光扩散结构沿中心点呈中心对称分布。 

所述膜片组包括反射片、扩散片、扩散膜、增亮片和玻璃面板，当光扩散结构设置于膜片组上时，光扩散结构由光学印刷、喷涂或注塑成型于反射片、扩散片、扩散膜、增亮片或玻璃面板其中一种的至少一个表面。 

所述光扩散结构具有反射扩散作用，一般地，该光扩散结构反射率大于10%，光线经该光扩散结构反射后重新分布，设置该光扩散结构的扩散板或膜片组应用在背光模组中时，可改善背光模组光分布均匀性。 

所述发光装置为发光二极管阵列。 

进一步，所述发光装置外设有二次光学元件。该二次光学元件可以是反射罩、透镜或挡光板等常规使用的二次光学元件。 

所述光扩散结构的单元格为三角形、平行四边形、梯形、矩形或六边形等可布满整个扩散板或膜片组设置光扩散结构面的任意形状。所述扩散板的材质为聚对苯二甲酸类塑料、聚碳酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙稀或丙烯酸塑料。 

所述扩散板的厚度为0.5-3mm，透光率为40-80%，雾度高于60%。 

综上所述，本实用新型的扩散板或膜片组由于其至少一个面上设置了光扩散结构，该光扩散结构具有扩散反射的作用，可使光线反射重新分布，有利于得到均匀的背光亮度分布。同时，本实用新型的光扩散结构上的单元格沿光扩散结构的中心点中心对称、或上下、或左右对称分布，提高本实用新型扩散板或膜片组的共用性。将本实用新型设置了光扩散结构的扩散板或膜片组应用于背光模组中时，可改善背光模组的亮度分布均匀性。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明： 

图1为本实用新型的背光模组的结构示意图；

图2为第一种微扩散结构的结构示意图；

图3为第二种微扩散结构的结构示意图；

图4为扩散板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

如图1-4所示，本实用新型一种背光模组，其包括容纳装置1，容纳装置1内设有点阵式光源的发光装置2、增加背光亮度及光源分布均匀性的膜片组3、用于支撑膜片组3的扩散板4，扩散板4包括入光面41、出光面42和侧面43，入光面41和出光面42相对设置，发光装置2设于入光面41的一端，所述扩散板4或膜片组3的至少一个面上设有光扩散结构5，该光扩散结构5由紧密排布的单元格51组成，单元格51布满整个扩散板4或膜片组3设置光扩散结构5的面，且光扩散结构5对称分布，每个单元格51上设有第一种或第二种微扩散结构52、53；所述第一种微扩散结构52为具有可透光的第一透光区54及围绕该第一透光区54且具有反射扩散性能的第一遮光区55；所述第二种微扩散结构53为具有可透光的第二连续透光区56及包含于该第二连续透光区56中且具有反射扩散性能的第二遮光区57。 

本实用新型光扩散结构5分布的设计方法为： 

1）先使用拍摄仪采集背光光源的初始亮度分布的图像，得到初始亮度分布图像的数据矩阵；

2）对初始亮度分布图像的数据矩阵做至少一次的对称化处理，具体为：

初始亮度分布数据由N行M列矩阵A组成，行坐标i取值1，2…N；列坐标j取值1，2…M，上述处理后的亮度分布矩阵由以下公式获得：

ａ．左右对称矩阵B1计算公式： B1(i,j)=[A(i,j)+A(i,N-j+1)]/2；

ｂ．上下对称矩阵B2计算公式： B2(i,j)=[A(i,j)+A(N-i+1, j)]/2；

ｃ．1/4对称矩阵B3计算公式：

B3(i,j)=[A(i,j)+A(i,N-j+1)+A(N-i+1, j)+A(N-i+1,N-j+1)]/4；

将初始亮度分布图像的数据矩阵进行左右和上下对称化处理后，设计得到的光扩散结构5已消除了大部分光形造成的影响。为进一步提高扩散板的共用性，还可进行更多的对称化处理（例如1/4对称）使光源分布的个体差异进一步消除。

2）再定义目标亮度图像的数据矩阵； 

3）结合对初始亮度分布图像的数据矩阵做对称化处理得到的数据矩阵和目标亮度图像的数据矩阵，推导得到微扩散结构52、53密度分布矩阵；

4）设置微扩散结构52、53的密度为d，所述第一种微扩散结构52的单1元格5的面积为S，透光区的面积为S1，d=(S-S1)/S；

所述第二种微扩散结构53的单元格5的面积为S，遮光区面积为S2，d=S2/S；预设比较值f，0＜f≤1，当d大于f时，设置第一种微扩散结构52，当d小于f时，设置第二种微扩散结构53；

5）结合步骤3的微扩散结构52、53密度分布矩阵和步骤4中的微扩散结构52、53的设置，将微扩散结构52、53图形化。

因微扩散结构52、53决定了单元格51的结构，而单元格51的结构决定了光扩散结构5。从以上光扩散结构5的分布方法可以看出，因微扩散结构52、53密度分布依光源的亮度分布进行设计，也就是说，光扩散结构5的密度分布依光源的亮度分布进行设计，同时光源亮度分布经过至少一次对称化处理，提高光源亮度分布的共用性；而光扩散结构5的密度是根据对称化后的光源亮度分布进行设计，所以本实用新型的光扩散结构5上的单元格51沿光扩散结构5的中心点中心对称分布、或上下对称分布，或左右对称分布，提高本实用新型设有该光扩散结构5的扩散板4或膜片组3的共用性。 

由以上的分析可知，本实用新型所述光扩散结构5可以呈左右对称分布。同时，本实用新型所述光扩散结构5还可以呈上下对称分布。进一步，本实用新型所述光扩散结构5还可以沿中心点呈中心对称分布。 

所述光扩散结构也可布置在膜片组3上，所述膜片组3包括反射片、扩散片、扩散膜、增亮片和玻璃面板，当光扩散结构5设置于膜片组3上时，光扩散结构5由光学印刷、喷涂或注塑成型于反射片、扩散片、扩散膜、增亮片或玻璃面板其中一种的至少一个表面。 

所述光扩散结构5具有反射扩散作用，一般地，该光扩散结构5反射率大于10%，光线经该光扩散结构5反射后重新分布，设置该光扩散结构5的扩散板4或膜片组3应用在背光模组中时，可改善背光模组光分布均匀性。 

所述发光装置2为发光二极管阵列。 

所述发光装置2外设有二次光学元件21。该二次光学元件21可以是反射罩、透镜或挡光板等常规使用的二次光学元件。 

本实用新型所述光扩散结构5的单元格51为三角形、平行四边形、梯形或六边形等可布满整个扩散板4或膜片组3设置光扩散结构面的任意形状。。 

所述扩散板4的材质为聚对苯二甲酸类塑料、聚碳酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙稀或丙烯酸塑料。 

所述扩散板4的厚度为0.5-3mm，透光率为40-80%，雾度高于60%。 

本实用新型的光扩散结构5适合应用于直下式背光模组，特别是采用点阵式背光源的背光模组。本实用新型的背光模组可用于液晶电视背光及照明等领域。 

实施例1 

以四颗LED组成的背光亮度分布为例，由于对位等因素造成单颗LED形成的光型不对称，其光扩散结构仅能针对背光模组个体有较好的改善效果，共用性差。

采用本实用新型的光扩散结构5分布的设计方法对亮度分布对称化处理： 

假设初始亮度分布数据由N行M列矩阵A组成，行坐标i取值1，2…N；列坐标j取值1，2…M，上述处理后的亮度分布矩阵由以下公式获得：

ａ．左右对称矩阵B1计算公式： B1(i,j)=[A(i,j)+A(i,N-j+1)]/2；

ｂ．上下对称矩阵B2计算公式： B2(i,j)=[A(i,j)+A(N-i+1, j)]/2；

ｃ．1/4对称矩阵B3计算公式：

B3(i,j)=[A(i,j)+A(i,N-j+1)+A(N-i+1, j)+A(N-i+1,N-j+1)]/4；

 通过本实用新型的亮度分布对称化处理，使单颗光源光型分布更平滑，消除单颗光源个体差异的影响，因此设置有该光扩散结构的扩散板4或膜片组3共用性加强。

Claims (7)

1. 一种背光模组，其包括容纳装置，容纳装置内设有点阵式光源的发光装置、增加背光亮度及光源分布均匀性的膜片组、用于支撑膜片组的扩散板，扩散板包括入光面、出光面和侧面，入光面和出光面相对设置，发光装置设于入光面的一端，其特征在于：所述扩散板或膜片组的至少一个面上设有光扩散结构，该光扩散结构由紧密排布的单元格组成，单元格布满整个扩散板或膜片组设置光扩散结构的面，且光扩散结构对称分布，每个单元格上设有第一种或第二种微扩散结构；所述第一种微扩散结构为具有可透光的第一透光区及围绕该第一透光区且具有反射扩散性能的第一遮光区；所述第二种微扩散结构为具有可透光的第二连续透光区及包含于该第二连续透光区中且具有反射扩散性能的第二遮光区。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述光扩散结构呈左右对称分布。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述光扩散结构呈上下对称分布。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述光扩散结构沿中心点呈中心对称分布。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述膜片组包括反射片、扩散片、扩散膜、增亮片和玻璃面板，当光扩散结构设置于膜片组上时，光扩散结构由光学印刷、喷涂或注塑成型于反射片、扩散片、扩散膜、增亮片或玻璃面板其中一种的至少一个表面。

6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述发光装置为发光二极管阵列。

7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述发光装置外设有二次光学元件。

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