一種液晶顯示器(lcd)照明用的背光源的製作方法

2023-10-06 14:04:59 1

專利名稱：一種液晶顯示器(lcd)照明用的背光源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液晶顯示器(LCD)照明用的背光源，尤其是發光體為發光二極體(LED)晶片的背光源。
目前，以發光二極體(LED)晶片為光源的液晶顯示器(LCD)照明用背光源有兩種類型，一種是底部發光的背光源，簡稱為底背光，另一種是側部發光的背光源，簡稱為側背光。
就底背光而言，其結構形式是底層是按需要設計的印製電路板(PCB)，中間是外形尺寸與液晶顯示器(LCD)需要照明的視域尺寸相吻合的塑膠方框，方框底面緊貼印製電路板的上表面，在方框內空部分所對應的印製電路板(PCB)上，以一定的分布方式(如方陣或梅花陣)焊接有若干數量的發光二極體(LED)晶片，在方框與印製電路板所構成的空腔內，是具有一定厚度(其厚度底於方框的內腔高度)的透明矽橡膠緊密封固著發光二極體(LED)晶片，在方框的上面貼有一層擴散膜。當底背光接通電源後，因為透明矽橡膠層與其封固的發光二極體(LED)晶片之間沒有其它介質層，所以發光二極體(LED)發出的光直接進入矽橡膠層，再從矽橡膠層折射出去，從發光體到擴散膜之前的這段光路上，僅有一個發散性折射界面，使得單個發光二極體(LED)晶片相對於具有多個發散性折射界面情況下可照明的區域縮小，所以，在相同厚度空間限制和相同的光照均勻性要求時，相同面積的照明區域，所需要的發光二極體(LED)晶片數目增多，導致底背光產品成本增加，相應的電能功耗也增大，限制了底背光的應用範圍。
就側背光而言，其結構是焊接在印製電路板上的發光二極體(LED)晶片，設置在一塊光導板的側面，在光導板的下表面常設置有凹凸的小曲面，在光導板的正面貼有擴散膜，背面襯有反射膜。當側背光接通電源後，發光二極體(LED)晶片發出的光，從側面進入光導板，由光導板上、下兩面折射出來的光，經反射膜和擴散膜後，射向位於光導板正面需要照明的液晶顯示器(LCD)的背面，實現背光源的功能，相對於底背光，側背光所使用的發光二極體(LED)晶片的數量可以減少，相應的功耗也可以減小，但因為光源在背光源的側面，需要用光導板將光線引導至所需要照明的區域，這將導致二個問題一、光照均勻性調節困難，二、根據發光二極體(LED)晶片的發光特性，其有效照明光程有限，對於大面積視域的照明，遠離光源的區域，側背光已不能實現其功能。
本實用新型的目的在於克服以上兩種背光源的不足，提出一種新型結構的背光源，在不影響光照均勻性調節的情況下，相同面積的照明區域內，減少發光二極體(LED)晶片數目，降低電能功耗，同時實現大面積視域的照明。
本實用新型的目的可以通過以下技術方案實現使發光二極體(LED)晶片在印製電路板(PCB)上的分布方式與底背光一樣，如採用方陣或梅花陣，另外在印製電路板(PCB)之上設計一層光導板，光導板的材料是高分子材料如有機玻璃，光導板的底部設置由旋轉曲面或多面體構成的凹面，旋轉曲面或多面體的表面可以是平滑面，也可以是砂紋面，凹面的數量與印製電路板(PCB)上發光二極體(LED)晶片的數量相等，與各凹面所對應的發光二極體(LED)晶片在凹面範圍之內，這樣在發光二極體(LED)晶片和光導板之間就有一個由旋轉曲面或多面體構成的空氣介質層，在光導板的上或下表面可以設置調節折射光強度的凹凸小曲面，在光導板的上面再貼上一層擴散膜。
從以上技術方案可以看出，就單個發光二極體(LED)晶片來講，因為旋轉曲面或多面體所構成的凹面的存在，當旋轉曲面或多面體上某一點的法線與其旋轉軸或中心線的交點，位於發光體之上時，發光二極體(LED)晶片所發出的光，經過該點到達擴散膜之前的光路上，相對於底背光，增加了一個發散性折射界面，從而使得單個發光二極體(LED)晶片的有效照明區域擴大，所以單個發光二極體(LED)晶片之間的分布距離可以增大，相同照明面積所需發光二極體(LED)晶片的數量可以減少，相應的電能功耗也減小；相對於側背光，因為發光二極體(LED)晶片不是象側背光那樣位於光導板的側面，而是可以分布在需要照明區域的任一位置，從而克服側背光缺點，實現大面積視域的照明。
同時在光導板的上或下表面均可以設置凹凸小曲面，另外旋轉曲面或多面體的表面，也可以是砂紋面，通過調整小曲面或砂紋的疏密，從而調節從光導板折射出去的光強，到達在某區域內照明光強弱的調節，調節手段更加多樣、靈活。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明附


圖1是發光二極體(LED)晶片發出的光經過光導板上、下兩個折射界面的幾何光路示意圖。
附圖2是實施例背光源的結構剖面圖。
在附
圖1中，發光二極體(LED)晶片(1)位於旋轉曲面(2)的旋轉軸上，光導板(3)是有機高分子材料，相對於空氣屬於光密介質，當旋轉曲面(2)上的某一點的法線與旋轉軸的交點位於發光二極體(LED)晶片(1)所在的位置之上時，發光二極體(LED)晶片所發出的光，經由該點透過光導板(3)時，將產生兩次發散性折射，擴大了單個發光二極體(LED)晶片的可照明區域。
實施例一如附圖2所示，將發光二極體(LED)晶片(1)以方陣分布在需要照明的區域內，焊接在印製電路板(4)上，在發光二極體(LED)晶片(1)之上是光導板(3)，光導板(3)的底部設置有由園臺曲面和球冠構成的凹面，凹面的數量與發光二極體(LED)晶片的數量相等，發光二極體(LED)晶片位於凹面範圍之內，旋轉曲面(2)的表面可以是砂紋面；在光導板(3)的上表面，設置疏密不等的折射小曲面(5)以調節某區域內的折射光的強弱，即液晶顯示器(LCD)對應區域內照明光的強弱；另可根據光強或光照均勻性調節的需要，在光導板(3)的上表面，貼上一層擴散膜(6)。
權利要求1.一種液晶顯示器(LCD)照明用的背光源，發光體為發光二極體(LED)晶片( 1)，其特徵在於具有由旋轉曲面或多面體(2)構成發散性折射凹面的光導板(3)，發光二極體(LED)晶片(1)位於凹面範圍之內。
2.如權利要求1所述的背光源，其特徵在於光導板(3)的上、下兩表面可設置調節折射光強度的凹凸小曲面(5)。
3.如權利要求1所述的背光源，其特徵在於旋轉曲面或多面體(2)的表面，可以是平滑面或砂紋面。
專利摘要本實用新型公開了一種液晶顯示器(LCD)照明用的背光源,尤其是發光體為發光二極體(LED)晶片(1)的背光源,其特徵在於:具有由旋轉曲面或多面體(2)構成發散性折射凹面的光導板(3),從而擴大單個發光二極體(LED)晶片(1)的可照明範圍,減少相同照明面積所使用的發光二極體(LED)晶片(1)的數量,從而降低電能功耗;同時將發光二極體(LED)晶片(1)分布在需要照明區域範圍之內,實現大面積視域照明。
文檔編號G09F13/20GK2391269SQ99246039
公開日2000年8月9日 申請日期1999年9月30日 優先權日1999年9月30日
發明者曹新民 申請人:曹新民