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CN2391269Y - 一种液晶显示器(lcd)照明用的背光源 - Google Patents

一种液晶显示器(lcd)照明用的背光源 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种液晶显示器(LCD)照明用的背光源,尤其是发光体为发光二极管(LED)芯片(1)的背光源,其特征在于:具有由旋转曲面或多面体(2)构成发散性折射凹面的光导板(3),从而扩大单个发光二极管(LED)芯片(1)的可照明范围,减少相同照明面积所使用的发光二极管(LED)芯片(1)的数量,从而降低电能功耗;同时将发光二极管(LED)芯片(1)分布在需要照明区域范围之内,实现大面积视域照明。

Description

一种液晶显示器(LCD)照明用的背光源
本实用新型涉及一种液晶显示器(LCD)照明用的背光源，尤其是发光体为发光二极管(LED)芯片的背光源。
目前，以发光二极管(LED)芯片为光源的液晶显示器(LCD)照明用背光源有两种类型，一种是底部发光的背光源，简称为底背光，另一种是侧部发光的背光源，简称为侧背光。
就底背光而言，其结构形式是：底层是按需要设计的印制电路板(PCB)，中间是外形尺寸与液晶显示器(LCD)需要照明的视域尺寸相吻合的塑胶方框，方框底面紧贴印制电路板的上表面，在方框内空部分所对应的印制电路板(PCB)上，以一定的分布方式(如方阵或梅花阵)焊接有若干数量的发光二极管(LED)芯片，在方框与印制电路板所构成的空腔内，是具有一定厚度(其厚度底于方框的内腔高度)的透明硅橡胶紧密封固着发光二极管(LED)芯片，在方框的上面贴有一层扩散膜。当底背光接通电源后，因为透明硅橡胶层与其封固的发光二极管(LED)芯片之间没有其它介质层，所以发光二极管(LED)发出的光直接进入硅橡胶层，再从硅橡胶层折射出去，从发光体到扩散膜之前的这段光路上，仅有一个发散性折射界面，使得单个发光二极管(LED)芯片相对于具有多个发散性折射界面情况下可照明的区域缩小，所以，在相同厚度空间限制和相同的光照均匀性要求时，相同面积的照明区域，所需要的发光二极管(LED)芯片数目增多，导致底背光产品成本增加，相应的电能功耗也增大，限制了底背光的应用范围。
就侧背光而言，其结构是：焊接在印制电路板上的发光二极管(LED)芯片，设置在一块光导板的侧面，在光导板的下表面常设置有凹凸的小曲面，在光导板的正面贴有扩散膜，背面衬有反射膜。当侧背光接通电源后，发光二极管(LED)芯片发出的光，从侧面进入光导板，由光导板上、下两面折射出来的光，经反射膜和扩散膜后，射向位于光导板正面需要照明的液晶显示器(LCD)的背面，实现背光源的功能，相对于底背光，侧背光所使用的发光二极管(LED)芯片的数量可以减少，相应的功耗也可以减小，但因为光源在背光源的侧面，需要用光导板将光线引导至所需要照明的区域，这将导致二个问题：一、光照均匀性调节困难，二、根据发光二极管(LED)芯片的发光特性，其有效照明光程有限，对于大面积视域的照明，远离光源的区域，侧背光已不能实现其功能。
本实用新型的目的在于克服以上两种背光源的不足，提出一种新型结构的背光源，在不影响光照均匀性调节的情况下，相同面积的照明区域内，减少发光二极管(LED)芯片数目，降低电能功耗，同时实现大面积视域的照明。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：使发光二极管(LED)芯片在印制电路板(PCB)上的分布方式与底背光一样，如采用方阵或梅花阵，另外在印制电路板(PCB)之上设计一层光导板，光导板的材料是高分子材料如有机玻璃，光导板的底部设置由旋转曲面或多面体构成的凹面，旋转曲面或多面体的表面可以是平滑面，也可以是砂纹面，凹面的数量与印制电路板(PCB)上发光二极管(LED)芯片的数量相等，与各凹面所对应的发光二极管(LED)芯片在凹面范围之内，这样在发光二极管(LED)芯片和光导板之间就有一个由旋转曲面或多面体构成的空气介质层，在光导板的上或下表面可以设置调节折射光强度的凹凸小曲面，在光导板的上面再贴上一层扩散膜。
从以上技术方案可以看出，就单个发光二极管(LED)芯片来讲，因为旋转曲面或多面体所构成的凹面的存在，当旋转曲面或多面体上某一点的法线与其旋转轴或中心线的交点，位于发光体之上时，发光二极管(LED)芯片所发出的光，经过该点到达扩散膜之前的光路上，相对于底背光，增加了一个发散性折射界面，从而使得单个发光二极管(LED)芯片的有效照明区域扩大，所以单个发光二极管(LED)芯片之间的分布距离可以增大，相同照明面积所需发光二极管(LED)芯片的数量可以减少，相应的电能功耗也减小；相对于侧背光，因为发光二极管(LED)芯片不是象侧背光那样位于光导板的侧面，而是可以分布在需要照明区域的任一位置，从而克服侧背光缺点，实现大面积视域的照明。
同时在光导板的上或下表面均可以设置凹凸小曲面，另外旋转曲面或多面体的表面，也可以是砂纹面，通过调整小曲面或砂纹的疏密，从而调节从光导板折射出去的光强，到达在某区域内照明光强弱的调节，调节手段更加多样、灵活。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：
附图1是发光二极管(LED)芯片发出的光经过光导板上、下两个折射界面的几何光路示意图。
附图2是实施例背光源的结构剖面图。
在附图1中，发光二极管(LED)芯片(1)位于旋转曲面(2)的旋转轴上，光导板(3)是有机高分子材料，相对于空气属于光密介质，当旋转曲面(2)上的某一点的法线与旋转轴的交点位于发光二极管(LED)芯片(1)所在的位置之上时，发光二极管(LED)芯片所发出的光，经由该点透过光导板(3)时，将产生两次发散性折射，扩大了单个发光二极管(LED)芯片的可照明区域。
实施例一
如附图2所示，将发光二极管(LED)芯片(1)以方阵分布在需要照明的区域内，焊接在印制电路板(4)上，在发光二极管(LED)芯片(1)之上是光导板(3)，光导板(3)的底部设置有由园台曲面和球冠构成的凹面，凹面的数量与发光二极管(LED)芯片的数量相等，发光二极管(LED)芯片位于凹面范围之内，旋转曲面(2)的表面可以是砂纹面；在光导板(3)的上表面，设置疏密不等的折射小曲面(5)以调节某区域内的折射光的强弱，即液晶显示器(LCD)对应区域内照明光的强弱；另可根据光强或光照均匀性调节的需要，在光导板(3)的上表面，贴上一层扩散膜(6)。

Claims (3)

1、一种液晶显示器(LCD)照明用的背光源，发光体为发光二极管(LED)芯片( 1)，其特征在于具有由旋转曲面或多面体(2)构成发散性折射凹面的光导板(3)，发光二极管(LED)芯片(1)位于凹面范围之内。
2、如权利要求1所述的背光源，其特征在于光导板(3)的上、下两表面可设置调节折射光强度的凹凸小曲面(5)。
3、如权利要求1所述的背光源，其特征在于旋转曲面或多面体(2)的表面，可以是平滑面或砂纹面。
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