CN101968190B - 背光模块 - Google Patents

Abstract

一种背光模块，包括导光板、背板与发光组件，所述导光板大致呈三棱柱状；所述背板设置成与所述导光板对应的形状，具有第一侧板及与相对第一侧板倾斜设置的第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板各设置有至少一容置槽；所述发光组件设置在容置槽中。与侧光式背光模块相比，本发明省却了散热用的铝挤；而与直下式背光模块相比，缩小了垂直方向上的混光距离，故而减小模块厚度。

Description

背光模块

【技术领域】

本发明涉及液晶显示器制造领域，尤其涉及一种背光模块。

【背景技术】

现有技术中，侧光式LED背光模块中的导光板一般是长方体形状，LED放在导光板的侧面。附图1A和附图1B所示是现有技术中一种侧光式LED背光模块的结构示意图，其中附图1A是立体图，附图1B是附图1A沿着A-A方向的剖面图，所述背光模块包括：背板11、铝挤12、驱动电路板13、多个LED灯14以及导光板15。导光板15设置在背板11中央，为矩形结构。驱动电路板13上设置多个LED灯14，共同设置在导光板15的两侧，LED灯14发出的光照射到导光板15上之后被散射形成均匀发光，可做为LCD显示器提供背光源。铝挤12设置在驱动电路板13和背板11之间，作用在于利用铝材料的高导热性，将LED灯工作时产生的热量散发到环境中去。在大尺寸的侧光式LED背光模块中，因为LED灯14产生的热聚集，所以尤其需要铝挤12将热导入到背板11的底部，将热量散出去。因为导光板15与铝挤12的体积很大，导致LED背光显示器的背光模块比较重。因为热量需要通过铝挤12传递给背板11，所以在铝挤12放置位置会产生热聚集，可能产生导光板15所发出的背光的辉度与色度不均。

如果要将重量减轻，LED背光显示器的背光一般采用直下式设计，即将LED放在背光模块内部背板的底部。但因为需要较大的混光距离，所以直下式LED背光需要有较大的厚度。

综上所述，现有技术中LED背光模块的背光设计很难兼顾轻和薄的要求。

【发明内容】

为解决以上反映的诸多技术问题，本发明提供一种用于液晶显示器的背光模块，能够兼顾LED背光模块的背光设计的轻和薄的要求。

为了解决上述问题，本发明提供了一种背光模块，包括导光板、背板与发光组件，所述导光板大致呈三棱柱状，其横截面大致呈等腰三角形，具有第一侧面以及与第一侧面倾斜且对称设置的两个第二侧面构成的大致三棱柱形状，所述等腰三角形底面为第一侧面，而两等腰面为所述两个第二侧面；所述背板设置成与导光板的两第二侧面相对应的形状，具有第一侧板及与相对第一侧板倾斜设置的第二侧板，所述第一侧板与第二侧板分别与所述导光板中的所述两个第二侧面贴合，所述第一侧板与所述第二侧板各设置有至少一容置槽；所述发光组件设置在容置槽中。

作为可选的技术方案，所述背板上设置有一缓冲支撑垫，所述导光板抵靠在缓冲支撑垫上。

作为可选的技术方案，所述缓冲支撑垫设置在背板的第一侧板与第二侧板的连接处。

作为可选的技术方案，所述导光板具有第一侧面及两相对于第一侧面倾斜且对称设置的第二侧面；该两第二侧面的连接处抵靠在所述缓冲支撑垫上。

作为可选的技术方案，所述第一侧板的容置槽与第二侧板的容置槽对称设置。

作为可选的技术方案，所述发光组件与容置槽的连接方式选自于通过导热胶带粘贴或通过螺钉连接中的一种。

作为可选的技术方案，所述容置槽的开口处覆盖有一扩散导光条，所述发光组件发出的光通过所述扩散导光条进入所述导光板。

作为可选的技术方案，所述扩散导光条的出光面上具有光扩散粒子。

作为可选的技术方案，所述扩散导光条的入光面具有第一凹槽，出光面具有第二凹槽，相邻第一凹槽之间具有第一平面，相邻的第二凹槽之间具有第二平面，入光面的第一凹槽和出光面的第二凹槽间隔相对。

作为可选的技术方案，所述扩散导光条的第一凹槽和第二凹槽为V形或弧形。

本发明的优点在于，将导光板设计成底部横截面为等腰三角形的形状，并在等腰三角形的两个腰边的位置安放发光组件，与现有技术中的侧光式背光模块相比，发光组件直接固定在背板上，省却了散热用的铝挤，因此可以降低导光板的重量，并且模块的辉度与色度变得均匀；而与直下式背光模块相比，通过等腰三角形倾斜的两侧边，巧妙地利用了导光板的横向宽度进行混光，缩小了垂直方向上的混光距离，故而减小模块厚度。

进一步地，可以在发光组件的表面覆盖扩散导光条来进一步降低模块的厚度。扩散导光条的作用在于对发光组件射出的光线进行扩散，这一点与导光板所起的作用是类似的。而与导光板相比，扩散导光条是直接覆盖在凹槽的开口处，此处紧贴发光组件的表面，对光的扩散效率很高，与导光板相比起到事半功倍的效果，故能够进一步降低导光板的厚度。由于发光组件是设置在背板的凹槽中，故使得在其上覆盖扩散导光条这一技术方案变得可能。

【附图说明】

图1A和附图1B是现有技术中一种侧光式LED背光模块的结构示意图。

图2A是本发明具体实施方式所述的背光模块的剖面结构示意图。

图2B是图2A中导光板的立体图。

图3A是本发明具体实施方式中的发光组件结构示意图。

图3B是本发明另一具体实施方式中的发光组件结构示意图。

图4A是本发明具体实施方式所采用的一种扩散导光条的表面示意图。

图4B是图4A所示扩散导光条的光路图。

图4C是本发明另一具体实施方式所采用的扩散导光条的表面示意图。

图5是本发明具体实施方式所述的采用图2A与2B所示背光模块的局部剖面结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明提供的一种的背光模块的具体实施方式做详细说明。

为了让本发明的目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合说明书所附图式，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各组件的配置是为清楚说明本发明揭示的内容，并非用以限制本发明。且不同实施例中图式标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。

图2A所示是本发明具体实施方式所述的背光模块的剖面结构示意图，包括光学膜片20、导光板21、反光板22、背板23以及发光组件25。背板23的上表面依次叠放导光板21和光学膜片20。背板23与导光板21之间进一步设置有反光板22，反光板22与背板23的内表面严密贴合，用于反射从导光板21反射的光线。附图2A所示背光模块还包括设置在导光板21与背板23之间的缓冲支撑垫24，缓冲支撑垫24起缓冲支撑导光板21的作用，避免导光板21底部直接接触背板23。

图2B是图2A中导光板21的立体图。参考图2B，导光板21大致呈三棱柱状，其横截面大致呈等腰三角形。具有第一侧面211以及与第一侧面211倾斜且对称设置的两个第二侧面212构成的大致三棱柱形状，所述等腰三角形底面为第一侧面211，而两等腰面为所述两个第二侧面212，光学膜片20覆盖在第一侧面211的表面。

继续参考图2A，背板23设置成与导光板21的两第二侧面212相对应的形状，具有第一侧板231及与第一侧板231连接且相对第一侧板231倾斜设置的的第二侧板232，所述第一侧板231与第二侧板232分别与所述导光板中的所述两个第二侧面212贴合，第一侧板231与第二侧板232设置第一容置槽233与第二容置槽234，两个发光组件25分别设置在第一容置槽233与第二容置槽234中。优选地，第一容置槽233与第二容置槽234对称设置。此外，第一容置槽233与第二容置槽234的数量可以为一个或多个，本发明仅以第一容置槽233与第二容置槽234各一个进行说明。

优选地，缓冲支撑垫24设置在第一侧板231与第二侧板232的连接处，导光板21的两第二侧面212邻近背板23的第一侧板231和第二侧板232设置，导光板的两第二侧面212的连接处抵靠在该缓冲支撑垫上。

图3A所示是本具体实施方式中的发光组件25的截面示意图。本具体实施方式中，所述发光组件25为LED发光组件，包括若干个LED灯31、驱动电路板32、扩散导光条34以及导热胶带33。所述LED灯31沿直线设置在驱动电路板32上，驱动电路板32是一条状的电路板。安装有多个LED灯31的驱动电路板32形成灯条，其安装在第一容置槽233的底部。本实施方式中，驱动电路板32通过导热胶带33粘贴在背板23的第一容置槽233内。对应的第二容置槽234也有相同的结构，此处从略，不再另行绘制。在其他的实施方式中，发光组件25的种类亦不限于以LED灯作为光源的组件，也可以是CCFL等各种常见形式的光源。

图3B所示是本发明另一具体实施方式中发光组件25的截面示意图，该发光组件25包括多个LED灯31′、驱动电路板32′、螺钉33′以及扩散导光条34′。本实施例与附图3A中所示的实施例不同之处在于：本实施方式中驱动电路板32′与背板23之间采用螺钉33′相互连接，对于条状的驱动电路板32′而言，螺钉33′应当沿着垂直于图面的方向以一定的距离间隔设置。通常说来，贴附导热胶带33的散热效果要好于采用螺钉33′固定的方式，但是在驱动电路板采用的是金属印刷电路板，且金属印刷电路板与背板平整度较好时，用螺钉33′将LED发光组件25固定在背板23上的散热效果要优于用导热胶带33将LED发光组件25粘贴在背板23上的散热效果。

继续参考图3A，扩散导光条34覆盖在第一容置槽233的开口处，LED发光组件25发出的光通过扩散导光条34进入导光板21。扩散导光条34的作用在于将从LED灯31射出的光线扩散开来，并将扩散后的光线传导入导光板21。扩散导光条34邻近LED灯31的表面，对光的扩散效率很高，故能够进一步降低导光板21的厚度。在第二容置槽234中也有相同的扩散导光条34，此处不再另行绘示赘述。

图4A所示是本实施方式扩散导光条34的截面示意图，扩散导光条34的入光面41具有呈V形的第一凹槽411，出光面42具有呈V形的第二凹槽421，相邻第一凹槽411之间具有第一平面412，相邻的第二凹槽412之间具有第二平面422。入光面41的第一凹槽411和出光面42的第二凹槽421间隔相对，即入光面41的第一凹槽411与出光面42的平面422上下对应、入光面41的平面412与出光面42的第二凹槽421对应。

图4B所示是扩散导光条34在进行导光时的光路图。从光路图可看出：扩散导光条的出光面上凹槽的角度θ必须满足的条件应当是：θ＞[90-arcsin(n1/n2)]×2。

因为为了避免光线在扩散导光条出光面产生全反射使光线因光程变长产生损失，

i＜arcsin(n1/n2)。θ/2+i＝90°→θ＞[90-arcsin(n1/n2)]*2..........(I)

其中n1是空气的折射率，取值为1，假设扩散导光条采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质，那么n2取值为1.49。

计算得θ＞95.68°。

如果扩散导光条采用PC材质，那么n2取值为1.59。计算得θ＞101.82°。

当然还可以采用甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚合物(MS)和聚苯乙烯(PS)等材质。

扩散导光条的入光面上凹槽的角度

必须满足：

sink*n1＝sinr*n2→r＝arcsin[sin(90°-φ/2)*n1/n2]

φ/2+r+t＝180°→t＝180°-φ/2-arcsin[cos(φ/2)*n1/n2]

为了避免在扩散导光板的出光面产生全反射，有：

t＜arcsin(n1/n2)

于是有：

推出：

上面提到的(I)和(II)两式只是当LED与扩散型导光条的距离远远大于附图4B中h、p、a等尺寸时，θ与Φ的初略算法。为了优化从扩散导光条34射出光线的扩散效果，需要采用光线追击模拟软件进行模拟以确定图中所示θ、Φ、h、p、a和d等值。

图4C所示是在图4A所示结构的基础上，对扩散导光条34进行进一步优化的结构示意图。出光面42的平面422上进一步覆盖了光扩散粒子423，以进一步对射出光进行散射。

当然，在其他的实施方式中，也可以采用雾面扩散导光条34表面的方法，或者采用纳米材料涂覆扩散导光条34等方法来增加其对光的扩散效率。扩散导光条34的入光面41和出光面42也可呈波浪形，入光面41的波峰、波谷与出光面42的波谷、波峰对应设置。此外，扩散导光条34的第一凹槽411、第二凹槽421的形状也不限于V形，如弧形等。

附图5所示是本发明具体实施方式所述的采用附图2A与2B所示导光板的背光模块的局部剖面结构示意图，包括光学膜片50、导光板51、反光板52、背板53以及胶框59。胶框59围拢在背板53的周围。为了清晰起见，附图5仅表示出背板53的一端与胶框59的组装结构示意图，背板53的另一端与此对称。导光板其余各个组件的相互关系请参考附图2A、附图2B以及其他附图以及上述的文字叙述，此处不再赘述。

附图5所示的装配方式是胶框59的外卡式装配，即胶框59侧边位在背板53的侧边外部，背板53的侧边卡在胶框59侧边的内部。另外一种装配方式是内卡式装配，即胶框59侧边位在背板53的侧边内部，背板53的侧边卡在胶框59侧边的外部，两者并无显着差异，故此处不再绘示外卡式装配图。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光模块，包括导光板、背板与发光组件，其特征在于：

所述导光板大致呈三棱柱状，其横截面大致呈等腰三角形，具有第一侧面以及与第一侧面倾斜且对称设置的两个第二侧面构成的大致三棱柱形状，所述等腰三角形底面为第一侧面，而两等腰面为所述两个第二侧面；

所述背板设置成与导光板的两第二侧面相对应的形状，具有第一侧板及与相对第一侧板倾斜设置的第二侧板，所述第一侧板与第二侧板分别与所述导光板中的所述两个第二侧面贴合，所述第一侧板与所述第二侧板各设置有至少一容置槽；所述发光组件设置在容置槽中。

2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述背板上设置有一缓冲支撑垫，所述导光板抵靠在缓冲支撑垫上。

3.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述缓冲支撑垫设置在背板的第一侧板与第二侧板的连接处。

4.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述导光板具有第一侧面及两相对于第一侧面倾斜且对称设置的第二侧面；该两第二侧面的连接处抵靠在所述缓冲支撑垫上。

5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一侧板的容置槽与第二侧板的容置槽对称设置。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的背光模块，其特征在于，所述发光组件与容置槽的连接方式选自于通过导热胶带粘贴或通过螺钉连接中的一种。

7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的背光模块，其特征在于，所述容置槽的开口处覆盖有一扩散导光条，所述发光组件发出的光通过所述扩散导光条进入所述导光板。

8.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，所述扩散导光条的出光面上具有光扩散粒子。

9.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，所述扩散导光条的入光面具有第一凹槽，出光面具有第二凹槽，相邻第一凹槽之间具有第一平面，相邻的第二凹槽之间具有第二平面，入光面的第一凹槽和出光面的第二凹槽间隔相对。

10.根据权利要求9所述的背光模块，其特征在于，所述扩散导光条的第一凹槽和第二凹槽为V形或弧形。

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