一種背光模組及液晶顯示裝置的製作方法
2023-06-25 09:28:51
專利名稱：一種背光模組及液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示領域，更具體的說，涉及一種背光模組及液晶顯示裝置。
背景技術：
背光模組是液晶顯示裝置的重要組件，其為液晶顯示裝置提供光源，以使其能夠顯示圖像。背光模組所使用的光源目前主要有CCFL (冷陰極螢光管)、LED (發光二極體)及 EL(電激發光片)等，側入式的液晶顯示裝置由於其輕薄的特點，得到廣大商戶的青睞。以光源為LED液晶顯示裝置的背光模組為例，如圖一所示，它由反射片1、導光板2、設置在膠框4上的反射層3、膠框4、PCB板5、LED6，鋁擠7、背板8等部件組成。其中LED6作為光源， 而導光板2的作用在於傳導光，並將LED6的類似點光源，調整成為面光源。其中，LED6與導光板2之間的耦合效率直接關係到整個背光模組的效率及光的利用率，現階段通常使用的LED的發光型近似琅勃型，如圖2所示為現有LED的發光光線角度分布情況，LED發出來的光主要集中在正視角度，角度大到一定程度，該角度的光線數也相對減少，其空間分布在有限的角度內。如圖三所示為一款5630的LED封裝體，其大小為5. 6mm*3. 0mm*0. 8mm。對其水平和豎直方向，不同視角的光通量進行量測，從曲線上可以看出大約在60度視角時， 光通量值已經減小到一半了，也就是大視角的光通量相對比例較小。在LED與LGP耦光時，為了防止導光板與LED直接接觸，通常在導光板入光面和 LED的表面之間會存在一個耦光距離。這個耦光距離的大小根據機種的不同，會有所不同。 以5630的LED封裝體和3. Omm厚度的導光板的耦合為例。封裝體5630的發光面的垂直距離為2. 4mm。單獨從LED的發光光型來看，如果耦光距離越小，漏光的的比例會減小。如圖 4及圖5所示為兩種耦光距離下，LED6所發出的光線會在漏光區21處發生漏光，該漏光區 21處於LED6較大視角區域，雖然該區域光通量較小，但其對背光模組的效率影響較大，更影響到液晶顯示裝置的顯示效果，圖4所示的LED6與導光板2的耦光距離大於圖5所示的耦光距離，如圖3所示根據5630型的LED照射角度分析，圖5所示的方式漏光的程度要小， 但其漏光依然存在。為了充分利用漏掉光線，通常會在背光模組中設置一些回收組件如圖1 所示，在膠框4的下方設置有反射層3以使漏掉的光線被反射到導光板2以及反射片1中， 但是反射片1與導光板2之間還是存在縫隙，所以部分光線還是會損失掉，尤其是在較大的耦光距離時。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種效率高的背光模組及一種顯示效果好的液晶顯示裝置。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種背光模組，包括燈條以及與燈條的發光面耦合的導光板，所述背光模組還包括設置在所述燈條與導光板之間的耦光元件，所述耦光元件在燈條的發光面的周圍形成一個的朝向所述導光板的入光面的耦光通道。優選的，所述燈條的發光面被所述耦光通道的開口端所封閉。以避免發光面的大角度光線發生洩漏。優選的，所述耦光通道的開口端的開口不小於所述燈條的發光面。使燈條所發出的大角度光均能通過耦光通道。優選的，所述耦光通道的深度與所述導光板的入光面到所述燈條的發光面的距離相一致，所述耦光通道直接通到導光板的入光面上。耦光通道在導光板的入光面及燈條的發光面之間形成一個封閉的通道空間，從而可以避免光線的洩露，到達更高效的利用光線的效果。優選的，所述耦光通道的末端寬度小於或等於所述導光板的厚度。以避免末端寬度過大而導致光線洩露出去，降低光線利用率。優選的，所述燈條的發光面的寬小於所述導光板厚度，所述耦光通道的開口端的開口小於其末端的開口，所述耦光通道的橫截面呈錐形狀。針對此種方式，可以設置相應錐形的耦光通道，以使光線能夠進入導光板內而不發生洩漏。優選的，所述燈條的發光面的寬大於所述導光板的厚度，所述耦光通道的開口端的開口大於其末端的開口，所述耦光通道的橫截面呈倒錐形狀。針對此種方式，可以設置相應倒錐形的耦光通道，以使光線能夠進入導光板內而不發生洩漏。優選的，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈，所述耦光元件具有多個與每個所述發光燈的發光面對應的耦光通道。一個耦光元件同時可以對應到多個發光燈，這樣，方便耦光元件的生產的同時也便於組裝時提高效率。優選的，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈，所述每個發光燈上設置有一個對應的所述耦光元件。方便更換損壞的發光燈元件。優選的，所述耦光通道的內表面為經過拋光處理的光滑反射面。光滑的反射面有利於光線向一個方向反射而不發生漫反射，從而避免了光線在多次漫反射中損耗，從而提高光線的利用率。優選的，所述光滑反射面為可將光線聚焦的曲面。光滑反射面製作成光滑曲面，以使得光線可以聚焦，減少光線的反射次數進而減少光線的損耗。優選的，所述耦光通道的內表面是經過拋光處理的。通過拋光處理，使耦光通道的內表面達到高度的光滑，以提高光的反射率。優選的，所述耦光元件在所述燈條生產工藝中安裝在所述燈條上。以使得後期便於安裝，提高生產效率。優選的，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈以及用於安裝所述發光燈的PCB 板，所述耦光元件安裝在所述發光燈的封裝上。此種設置耦光元件的結構形式較為簡單，同時也能節省材料。優選的，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈以及用於安裝所述發光燈的PCB 板，耦光元件安裝在所述燈條的PCB板上，所述耦光元件上設置有與所述發光燈形狀相應的安裝孔，所述安裝孔與所述耦光通道相連通並大於或等於所述耦光通道開口端的開口面積。耦光元件設置在PCB板上，可以避免導光板受熱膨脹時擠壓耦光元件進而頂到發光燈。優選的，所述耦光元件對應於每個發光燈的位置具有梯形通槽，所述安裝孔為所述梯形通槽的第一級槽，所述耦光通道為所述梯形通槽的第二級槽。使得耦光元件的安裝定位更為可靠。優選的，所述耦光元件由金屬或塑膠材料製成。金屬材料的反光性較好，而塑膠材料成本較低。一種液晶顯示裝置，包括了如權利要求如上任一所述的背光模組。本發明由於在背光模組的燈條的發光面與導光板之間設置了用於將燈條所發出的光導嚮導光板的耦光元件，耦光元件在燈條的發光面的周圍形成一個的朝向所述導光板的入光面的耦光通道，該耦光通道將燈條所發出的光線導嚮導光板的入光面，特別是可以將燈條所發出的大角度光線反射到導光板的入光面，進而使燈條所發出的光線能夠儘可能多的進入導光板內，在此種設置下，提高了發光燈的光線利用率，使得背光模組的效率得以提高，改善了液晶顯示裝置的顯示效果。
圖1是現有背光模組的結構簡圖，圖2是琅勃型LED照射光線角度分布表，圖3是5630型LED照射光線角度分布表，圖4是一種耦光距離下導光板接收LED光線的情況，圖5是另一種耦光距離下導光板接收LED光線的情況，圖6是本發明的第一種實施例，圖7是本發明第一種實施例所述的耦光元件，圖8是本發明第一種實施例的耦光元件與LED配合的情況，圖9是本發明第二種實施例，圖10是本發明第二種實施例中耦光元件的配合示意圖，圖11是本發明第二種實施例中耦光元件裝配後的結構簡圖，圖12是本發明的原理圖，圖13是7020型LED與3. OOmm厚的導光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，圖14是5630型LED與3. OOmm厚的導光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，圖15是5630型LED與2. OOmm厚的導光板使用所使用的耦光元件及其配合形式。圖16是耦光元件的一種組裝形式，圖17是耦光元件的另一種組裝形式。其中:1、反射片；2、導光板；3、反射層；4、膠框；5、PCB板；6、LED ；7、鋁擠；8、背板； 21、漏光區；60、耦光元件，61、耦光通道；62、拋光反射面。
具體實施例方式下面結合附圖和較佳的實施例對本發明作進一步說明。本發明的背光模組包括用於提供光源的燈條以及與該燈條的發光面耦合的導光板，此外，在燈條的發光面及導光板之間還設置有用於將所述燈條所發出的光導向所述導光板的耦光元件，所述耦光元件具有凸出於所述燈條的發光面並大於該發光面的耦光通道。該耦光通道將燈條所發出的光線導嚮導光板的入光面，特別是可以將燈條所發出的大
6角度光線反射到導光板的入光面，進而使燈條所發出的光線能夠儘可能多的進入導光板內，在此種設置下，提高了 LED的光線利用率，使得背光模組的效率得以提高，改善了液晶顯示裝置的顯示效果。如圖6所示為本發明的第一種實施例，以現有使用較多的LED燈條為例，LED燈條包括PCB板5以及多個並排設置在其上的LED6 ；背光模組中，導光板2與LED燈條的之間設置有耦光元件60，如圖7所示該耦光元件60為一個方形框體結構，其中間的方形鏤空區域即為耦光通道61，如圖6所示該耦光通道61的開端起始於LED6的發光面，並且該耦光通道61的開端的開口面大於該LED6的發光面，這樣以使得LED6所發出的光能夠全部進入耦光通道61內。耦光通道61的末端與導光板2的入光面零距離耦合，並且該耦光通道61的末端的寬度小於導光板2的厚度，也就是說，耦光通道61的末端的開口面完全處於導光板入光面內，這樣，耦光元件60在導光板2與LED6之間形成一個封閉的空間確保光線在進入導光板前不會發生洩漏。此外，如圖7所示，該耦光通道61的內表面是通過拋光處理的光滑反射面62用以減少該內表面對光的吸收，LED6的大角度光線可以在該光滑反射面62內反射進入導光板2內，當然，被導光板2的入光面反射回來的光線也可以通過該封閉的耦光通道61以及光滑的反射面62再次反射回去，達到更高的光線利用率。在本實施例中，耦光通道61的末端開口面寬度也可以或近似等於導光板2的厚度，以儘可能獲得較大的末端開口，使光線發生儘可能少的反射次數，從而避免在反射過程中被耦光通道61的內表面吸收掉。在本實施例中，如圖8所示，LED燈條上的每顆LED6對應的設置一個單獨的耦光元件60，耦光元件60的外框形狀對應於每顆LED6的發光面外的封裝結構的形狀。在本實施例中，耦光通道61的內表面即光滑反射面可以製作成光滑曲面的聚光罩形狀，以使得光線可以聚焦，減少光線的反射次數進而減少光線的損耗。如圖9-11所示為本發明的第二種實施例，與實施例一不同的是，耦光元件60是一個具有多個與每個LED6對應的耦光通道61的整體件(如圖9所示)，此種結構的耦光元件便於組裝的方便，減少組裝的時間，同時也便於耦光元件的生產，提高生產效率。如圖10及圖11所示，耦光元件60將會整體設置在LED燈條與導光板2之間，耦光元件60上的每個耦光通道61對應於LED燈條上的每個LED6。如圖12所示為本發明思路下，LED6所發出的光線在耦光通道61內的反射情況， 黑色箭頭表示光線的反射方向，從圖中可以看出，LED6所發出的大角度光線，會經過耦光通道61的內表面反射進入導光板2內，同時，耦光元件60在導光板2與LED6之間形成的是封閉的空間，從而可以避免光線發生洩露。在背光模組中，所使用的LED型號不同，其大小也會有不同，此外，導光板的厚度也有不同規格，針對不同的規格的LED以及導光板，設置相應的耦光元件的形狀，包括耦光通道的形狀，以實現光線的充分利用。如圖13所示為一種7020型LED與3. OOmm厚的導光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，在該類型中，耦光元件60的整體大小與導光板相適應，其具有一錐形截面的耦光通道61，該耦光通道61的開端開口與LED6的發光面大小相適應或是大於所述發光面， 而末端開口的寬度與導光板2的厚度相等，在此種設置下，可以確保LED6所發出的光線不會發生洩漏並發生儘可能少的反射次數。
如圖14所示是5630型LED與3. OOmm厚的導光板使用所使用的耦光元件及其配合形式，此種類型的LED6的寬度與導光板2的厚度相當，從而耦光元件60的耦光通道可以設置成方形截面便可。如圖15所示是5630型LED與2. OOmm厚的導光板使用所使用的耦光元件及其配合形式。由於導光板2的厚度要小於LED6的寬度，從而耦光元件60的耦光通道61設置成倒錐形截面的形式，以避免發生漏光。圖16所示是一種耦光元件的設置形式，圖中，耦光元件60的一端可以設置在PCB 板5上，從而可以避免導光板2受熱膨脹時擠壓耦光元件60，進而使得耦光元件60擠壓 LED6的封裝結構，同時也便於耦光元件在燈條的生產工藝中添加，方便後續的安裝工作。。圖17是針對設置在PCB板上的耦光元件也可以對不同厚度的導光板提供耦光通道的設計。如圖所示，耦光元件60上設置有梯形通槽，其中LED6沉入該梯形通槽的第一級槽內，而錐形截面所示為第二級槽，其作為耦光通道61。通過此種方式，可以使耦光元件安裝在PCB板上，提高耦光元件的定位可靠性。在圖16及圖17所示的兩種情況下，可以在LED燈條生產時直接進行耦光元件的添加形成一個整體的組件，以方便後期的組裝。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種背光模組，包括燈條以及與燈條的發光面耦合的導光板，其特徵在於，所述背光模組還包括設置在所述燈條與導光板之間的耦光元件，所述耦光元件在燈條的發光面的周圍形成一個的朝向所述導光板的入光面的耦光通道。
2.如權利要求1所述的一種背光模組，其特徵在於，所述燈條的發光面被所述耦光通道的開口端所封閉。
3.如權利要求2所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光通道的開口端的開口不小於所述燈條的發光面。
4.如權利要求3所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光通道的深度與所述導光板的入光面到所述燈條的發光面的距離相一致，所述耦光通道直接通到導光板的入光面上。
5.如權利要求4所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光通道的末端寬度小於或等於所述導光板的厚度。
6.如權利要求5所述的一種背光模組，其特徵在於，所述燈條的發光面的寬小於所述導光板厚度，所述耦光通道的開口端的開口小於其末端的開口，所述耦光通道的橫截面呈錐形狀。
7.如權利要求5所述的一種背光模組，其特徵在於，所述燈條的發光面的寬大於所述導光板的厚度，所述耦光通道的開口端的開口大於其末端的開口，所述耦光通道的橫截面呈倒錐形狀。
8.如權利要求1所述的一種背光模組，其特徵在於，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈，所述耦光元件具有多個與每個所述發光燈的發光面對應的耦光通道。
9.如權利要求1所述的一種背光模組，其特徵在於，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈，所述每個發光燈上設置有一個對應的所述耦光元件。
10.如權利要求1所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光通道的內表面為光滑反射面。
11.如權利要求10所述的一種背光模組，其特徵在於，所述光滑反射面為可將光線嚮導光板的入光面方向聚焦的曲面。
12.如權利要求10所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光通道的內表面是經過拋光處理的。
13.如權利要求1所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光元件在所述燈條生產工藝中安裝在所述燈條上。
14.如權利要求13所述的一種背光模組，其特徵在於，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈以及用於安裝所述發光燈的PCB板，所述耦光元件安裝在所述發光燈的封裝上。
15.如權利要求13所述的一種背光模組，其特徵在於，所述燈條包括多顆並排設置的發光燈以及用於安裝所述發光燈的PCB板，耦光元件安裝在所述燈條的PCB板上，所述耦光元件上設置有與所述發光燈形狀相應的安裝孔，所述安裝孔與所述耦光通道相連通並大於或等於所述耦光通道開口端的開口面積。
16.如權利要求15所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光元件對應於每個發光燈的位置具有梯形通槽，所述安裝孔為所述梯形通槽的第一級槽，所述耦光通道為所述梯形通槽的第二級槽。
17. 如權利要求1所述的一種背光模組，其特徵在於，所述耦光元件由金屬或塑膠材料製成。
18.一種液晶顯示裝置，其特徵在於，包括了如權利要求1-17任一所述的背光模組。
全文摘要
本發明公開一種背光模組及液晶顯示裝置，包括燈條以及與燈條的發光面耦合的導光板，所述背光模組還包括設置在所述燈條與導光板之間的耦光元件，所述耦光元件在燈條的發光面的周圍形成一個的朝向所述導光板的入光面的耦光通道。本發明由於在背光模組的燈條的發光面與導光板之間設置了用於將燈條所發出的光導嚮導光板的耦光元件，耦光元件在燈條的發光面的周圍形成一個的朝嚮導光板的入光面的耦光通道，將燈條所發出的光線導嚮導光板，特別是可以將燈條所發出的大角度光線反射到導光板的入光面，進而使燈條所發出的光線能夠儘可能多的進入導光板內，提高了發光燈的光線利用率，使得背光模組的效率得以提高，改善了液晶顯示裝置的顯示效果。
文檔編號F21V13/02GK102392963SQ201110371580
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者胡哲彰, 賀虎 申請人:深圳市華星光電技術有限公司