CN201739899U

CN201739899U - 直下式薄型led背光模组

Info

Publication number: CN201739899U
Application number: CN2010201349125U
Authority: CN
Inventors: 彭晖
Original assignee: Jin Pi
Current assignee: Jin Pi
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-02-23

Abstract

薄型直下式LED背光模组包括，框架、灯板、光学装置、主反光片、光学薄膜组件、光传播腔体、支持装置。其中，光学装置包括主体和透明支架，光学装置的部分反射、反射和/或散射功能由主体实现，透明支架把主体设置在LED封装的出光表面与光学薄膜组件之间，使得LED封装发的光的一部分不能直接向光学薄膜组件传播。主反光片的底部固定在电路板上，主反光片的顶部表面上由扩散材料形成结构，该结构包括，网点、网块、网点和网块的组合。光学装置的主体的面向LED封装的内表面上形成结构并在其表面上形成光学膜，使得光的主要成分照射在其上时被部分反射、反射和/或散射，一部分光改变传播方向，朝向主反光片方向传播，被主反光片上的结构散射后，向光学薄膜组件传播。

Description

直下式薄型LED背光模组

技术领域

本实用新型揭示一种直下式薄型LED背光模组，属于液晶显示技术领域。

背景技术

LED已经广泛用于液晶显示的背光模组，LED背光模组的商业化形式主要有两种，一是侧入式(edge backlight)LED背光模组，一是直下式(direct backlight)LED背光模组。直下式LED背光模组的主要缺点之一是：与侧入式LED背光模组相比较，厚度较大。

因此，需要一种超薄的直下式LED背光模组。

实用新型内容

本实用新型提供直下式薄型LED背光模组，具有超薄、局域控制、适用于大尺寸的LED液晶显示，等优点。

直下式薄型LED背光模组的一个实施例，基本特征如下，包括，框架、灯板、光学装置、主反光片、光学薄膜组件、光传播腔体、支持装置。其中，框架包括框架底部和框架侧边。灯板包括，电路板和至少一个LED封装，电路板固定在框架底部上，LED封装固定在电路板上。光学装置包括主体和透明支架，光学装置的功能由主体实现，透明支架把主体设置在LED封装的出光表面与光学薄膜组件之间，透明支架的一端与主体连接，透明支架的另一端可以固定在LED封装的表面上，也可以固定在框架底部上。主反光片的底部固定在电路板上，主反光片的预定位置上形成孔洞，使得LED封装从孔洞中露出。主反光片的顶部表面上具有由扩散材料形成的结构，该结构包括，网点(dot pattern)、网块、网点和网块的组合。光学薄膜组件的每一薄膜是从一组光学薄膜中选出，该组光学薄膜包括，扩散板(diffuser plate)、扩散片(diffuser sheet)、集光片、偏光片、液晶屏，等。支持装置(未在图中展示)包括多个支架，支架的底部固定在框架底部上，支架的顶部支持光学薄膜组件。主反光片的顶部表面、光学薄膜组件的底部表面、框架侧边共同界定光传播腔体。

光学装置的主体的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，透明材料、不透明材料。光学装置的主体的面向所述的LED封装的内表面具有结构，内表面的结构的表面的设置包括，裸表面和形成光学膜，光学膜包括，部分反射膜和反射膜，使得LED封装发出的光的主要成分射到光学装置的主体的内表面后被部分反射或全部反射和/或散射，部分光或全部光改变传播方向，朝向主反光片方向传播。光学装置的主体的内表面上的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，凸倒锥形体阵列、凸半球形体阵列、凹锥形体阵列、凹半球形体阵列、内表面中心向外凸起的凸倒锥形体、内表面中心向内凹进的凹锥形体、凸倒锥形体的表面上有微结构、凹锥形体的表面上有微结构、凸倒锥形体的内表面的顶点有一半圆球体、凹锥形体的内表面的顶点具有一半圆球体，等。

LED封装发出的光的主要成分首先射到光学装置上，被部分反射或全部反射和/或散射，从而部分光或全部光向主反光片的方向传播，然后由主反光片的顶部表面上的网点或网块或网点和网块的组合散射，从而射向光学薄膜组件，因此，光传播腔体的高度被减低，即，直下式LED背光模组较薄。

对于面积大于50平方毫米的网点，称其为网块。

一个实施例：主反光片的顶部的表面上形成数个网点。

一个实施例：主反光片的顶部的表面上形成数个网块。

一个实施例：主反光片的顶部的表面上形成一个形状和大小与主反光片相同的网块。

一个实施例：面对光传播腔体的框架的侧边的表面上设置反光片，称之为侧反光片。

一个实施例：侧反光片上形成网点或网块。

一个实施例：光学薄膜组件中的偏光片设置在与主反光片的顶部表面互相面对的位置，光学薄膜组件中的其他膜片设置在偏光片的远离主反光片的表面上。

直下式薄型LED背光模组，其中，

1.LED封装的结构包括，不带透镜的表贴式(SMD)封装、带有透镜的表贴式封装、侧光式(side view)封装。

2.不带透镜的表贴式封装和侧光式封装的出光表面具有微结构。

3.一个LED封装可以采用一个发单色光的芯片，也可以采用多个发单色光的芯片。单色光的芯片包括红光、蓝光、绿光芯片。

4.LED封装发白光。

本实用新型的目的和能达到的各项效果如下：

(1)本实用新型的直下式薄型LED背光模组，薄型化。

(2)本实用新型的直下式薄型LED背光模组，适用于大尺寸的背光源，即，即使对于大尺寸背光源，也能提供充分的亮度和优异的亮度均匀性。

(3)本实用新型直下式薄型LED背光模组，可以采用局域控制(localdimming)。

(4)本实用新型提供的直下式薄型LED背光模组，易于批量生产。

本实用新型和它的特征及效益将在下面的详细描述中更好的展示。

附图说明

图1展示在先的直下式LED背光模组。

图2a展示本实用新型的直下式薄型LED背光模组的一个实施例。

图2b展示本实用新型的直下式薄型LED背光模组的工作原理。

图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g、图3h、图3j、图3k分别展示本实用新型的直下式薄型LED背光模组的光学装置的主体的实施例。

具体实施例

虽然本实用新型的实施例将会在下面被描述，但下列各项描述只是说明本实用新型的原理，而不是局限本实用新型于下列各项实施例的描述。

注意：下列各项适用于本实用新型的直下式薄型LED背光模组的所有实施例：

(1)各个图中各部分的比例不代表实施例的各部分的真实比例。

(2)光学装置的主体的外形：为圆形或与LED封装的出光表面的形状相同。

(3)光学装置的主体的材料：是从一组材料中选出，该组材料包括，透明材料、不透明材料。

(4)光学装置的主体的面向LED封装的内表面具有结构：该结构使得LED封装发出的光的主要成分射到光学装置的主体的内表面后被散射，改变传播方向，朝向主反光片方向传播。光学装置的主体的内表面上的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，凸倒锥形体阵列、凸半球形体阵列、凹锥形体阵列、凹半球形体阵列、内表面中心向外凸起的凸倒锥形体、内表面中心向内凹进的凹锥形体、凸倒锥形体的表面上有微结构、凹锥形体的表面上有微结构、凸倒锥形体的内表面的顶点有一半圆球体、凹锥形体的内表面的顶点具有一半圆球体，等。

(5)光学装置的主体的面向LED封装的内表面的结构的表面的设置包括，裸表面、形成光学膜。光学膜是从一组膜中选出，该组膜包括，部分反射膜、反射膜。裸表面是光学装置的主体本身材料的表面。反射膜使得光照射在其上时被全部反射。部分反射膜反射入射光的一部分，允许另一部分光穿过。

(6)反光片包括主反光片和侧反光片，主反光片的底部固定在框架底部上，侧反光片固定在框架侧边上。主反光片的顶部表面是与光学薄膜组件相面对的主反光片的表面。

(7)主反光片的顶部表面上具有由扩散材料形成的结构：从一组结构中选出，该组结构包括，网点(dot pattern)、网块、网点和网块的组合。

(8)从上述(2)中任选一种光学装置的主体的外形、(3)中任选一种光学装置的主体的材料、(4)中任选一种光学装置的主体的内表面上的结构、(5)中任选一种光学装置的主体的内表面的结构的表面的设置、(7)中任选一种主反光片的顶部表面上的由扩散材料形成的结构，即组成本实用新型的一个实施例。注意，部分反射膜需要与光学装置的主体的透明材料配合。

(9)对于面积大于50平方毫米的网点，称其为网块。网点或网块是由扩散材料形成的结构。

(10)侧反光片的面对光传播腔体的表面上形成网点或网块。

(11)支持装置(未在图中展示)包括多个支架，支架的底部固定在框架底部上，支架穿过主反光片上的预定位置上的孔洞，支架的顶部支持光学薄膜组件。

(12)主反光片的顶部表面、光学薄膜组件的底部表面、框架侧边共同界定一光传播腔体。

(13)图2a中只画出光学薄膜组件205。光学薄膜组件205代表在先的侧入式LED背光模组的光学薄膜组件。光学薄膜组件的每一薄膜是从一组光学薄膜中选出，该组光学薄膜包括，扩散板(diffuser plate)、扩散片(diffusersheet)、集光片、偏光片、液晶屏，等。

(14)LED封装结构：是从一组封装结构中选出，该组封装结构包括：不带透镜的表贴式(SMD)封装、带有透镜的表贴式封装、侧光式(side view)封装。

(15)不带透镜的表贴式封装和侧光式封装的出光表面带有微结构。

(16)一个LED封装采用的芯片包括：一个发单色光的芯片，也可以采用多个发单色光的芯片。单色光的芯片包括红光、蓝光、绿光芯片。

(17)LED封装发白光。

(18)直下式薄型LED背光模组，易于批量生产。

(19)直下式薄型LED背光模组，比在先的直下式LED背光模组薄。

图1展示在先的直下式LED背光模组的一个实施例的截面图。直下式LED背光模组包括，框架、电路板102、至少一个LED封装103、主反光片104、光学薄膜组件105、光传播腔体106。其中，框架包括，框架底部101c、框架侧边101a和101b。电路板102设置在框架底部101c上，LED封装103设置在电路板102上。主反光片104设置在电路板102上，在主反光片104的预定的位置上具有孔洞，使得LED封装103从孔洞处露出，使得LED封装103的发光表面朝向光学薄膜组件105。

先的直下式LED背光模组的缺点是，电路板102和光学薄膜组件105之间的空间限制了直下式LED背光模组的薄型化。其优点是散热好、可以进行光局部控制和适用于任何尺寸的LED背光源。

图2a展示本实用新型的直下式薄型LED背光模组一个实施例的截面图。直下式薄型LED背光模组包括，框架、灯板、光学装置208、主反光片204c、侧反光片204a和204b、光学薄膜组件205、光传播腔体206、支持装置(未在图中展示)。

其中，框架包括，框架底部201c、框架侧边201a和201b，框架的其他侧边未在图中展示。灯板包括电路板202和至少一个LED封装203，电路板202设置在框架底部201c上，LED封装203设置在电路板202上。光学装置208包括主体208a(图2b)和透明支架208c(图2b)，光学装置208的主体208a的面向LED封装的内表面上具有结构，结构的表面上的设置包括，裸表面、部分反射膜(未在图中展示)、反射膜(未在图中展示)。反射膜使得LED封装发出的光的主要成分射到光学装置的主体的内表面的结构上之后被反射和/或散射，改变传播方向，朝向主反光片204c方向传播。部分反射膜使得LED封装发出的光的一部分射到光学装置的主体的内表面的结构上之后被散射，改变传播方向，朝向主反光片204c方向传播，LED封装发出的光的另一部分射到光学装置的主体的内表面的结构上之后，穿过光学装置的主体，朝向光学薄膜组件205方向传播。光学装置208的部分反射、反射和散射功能由主体208a(图2b)、内表面上的结构208b(图2b)、内表面上的结构的表面的设置实现，透明支架208c的一端与主体208a连接并把主体208a设置在LED封装203的出光表面与光学薄膜组件205之间，透明支架208c的另一端可以固定在LED封装203的表面上，也可以固定在框架底部201c上(未在图中展示)。

主反光片204c设置在电路板202上，在主反光片204c的预定的位置上具有孔洞，使得LED封装203从孔洞处露出，使得LED封装203的发光表面朝向光学装置208。主反光片204c的顶部表面具有由扩散材料形成的结构207，该结构包括，网点、网块、网点和网块的组合。

为了简化画图，光学薄膜组件205代表直下式薄型LED背光模组的全部其他光学薄膜组件，光学薄膜组件205的每一薄膜是从一组光学薄膜中选出，该组光学薄膜包括，扩散板(diffuser plate)、扩散片(diffuser sheet)、集光片、偏光片、液晶屏，等。

光学薄膜组件205的底部表面、主反光片204c的顶部表面以及框架的侧边共同界定了光传播腔体206。LED封装203发出的光的主要部分在光传播腔体206中传播，光的主要部分被主反光片204c的顶部表面的结构207散射而进入光学薄膜组件205。

支持装置(未在图中展示)包括多个支架，支架的底部固定在框架底部201c上，支架的顶部支持光学薄膜组件205。

注意，(1)由于光的主要部分被具有反射膜的光学装置208反射和散射，而后又被主反光片204c的顶部表面的结构207散射而进入光学薄膜组件205，因此，光传播腔体206的厚度较薄，即，直下式LED背光模组厚度较薄。对于具有部分反射膜的光学装置208，一部分光穿过光学装置208，直接射向光学薄膜组件205，另一部分光被部分反射膜反射和散射，而后又被主反光片204c的顶部表面的结构207散射而进入光学薄膜组件205，因此，光传播腔体206的厚度较薄，即，直下式LED背光模组厚度较薄。(2)光学装置208的主体208a的面向LED封装的内表面上的结构包括，但并不限于图3a至图3k所展示的实施例。(3)主反光片的顶部的表面上形成网点或网块或网点和网块的组合。(4)框架侧边上设置侧反光片，图中只展示两个框架侧边201a和201b和设置在其上的侧反光片204a和204b，实际上四个框架侧边上都设置侧反光片，或者，主反光片和侧反光片是由同一片反光片弯折形成；侧反光片的全部表面上形成网点或网块或网点和网块的组合。(5)LED封装可以具有一次透镜，也可以不具有一次透镜。

图2b展示本实用新型的具有反射膜的光学装置的直下式薄型LED背光模组的工作原理的截面图。

LED封装203设置在电路板202上。光学装置208(图2a)包括主体208a和透明支架208c(只在图2a中展示)，主体208a的内表面上具有结构208b并且在结构208b上形成反射膜，使得LED封装203发出的光的主要成分射到光学装置的内表面上的结构208b后被反射和散射，改变传播方向，朝向主反光片204c方向传播。光学装置208的反射和散射功能由主体208a和其内表面上的结构208b实现，透明支架208c的一端与主体208a连接并把主体208a设置在LED封装203的出光表面与光学薄膜组件205之间，透明支架208c的另一端可以固定在LED封装203的表面上(只在图2a中展示)，也可以固定在框架底部201c上(未在图中展示)。

LED封装203发出的光的主要成分射到光学装置的内表面上的结构208b后被散射和反射，改变传播方向，朝向主反光片204c方向传播，主反光片204c上的网点或网块或网点和网块的组合把光的主要成分向光学薄膜组件205方向散射。

由于LED封装203发出的光的主要成分不是直接射到光学薄膜组件205的底面，而是先被光学装置的内表面上的结构208b和主反光片204c上的网点或网块或网点和网块的组合散射两次，因此，直下式薄型LED背光模组的厚度较薄。

注意，对于具有部分反射膜的光学装置的直下式薄型LED背光模组，入射光分成两部分，一部分光被反射和/或散射，其工作原理与图2a所示的具有反射膜的工作原理相同。另一部分光直接穿过光学装置射向光学薄膜组件205，适当的设置部分反射膜的性能，使得小部分光直接穿过光学装置，因此，直下式薄型LED背光模组的厚度仍较薄。

图3(包括图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g、图3h、图3j、图3k)分别展示本实用新型的直下式薄型LED背光模组的光学装置的主体的内表面上的结构的实施例。

图3a展示光学装置的主体的内表面上的结构的一个实施例。

光学装置的主体308a的内表面上的结构308b是凸倒锥形体阵列，凸倒锥形体包括凸倒圆锥形体和凸倒棱锥形体。

图3b展示光学装置的主体的内表面上的结构的一个实施例。

光学装置的主体308a的内表面上的结构308b是凸半球形体阵列。

图3c展示光学装置的主体的内表面上的结构的一个实施例。

光学装置的主体308a的内表面上的结构308b是凹锥形体阵列，凹锥形体包括凹圆锥形体和凹棱锥形体。

图3d展示光学装置的主体的内表面上的结构的一个实施例。

光学装置的主体308a的内表面上的结构308b是凹半球形体阵列。

图3e展示光学装置的主体的内表面上的结构的一个实施例。

光学装置的主体308a的内表面上的结构是凸倒锥形体308b，凸倒锥形体包括凸倒圆锥形体和凸倒棱锥形体。

图3f展示光学装置的主体的内表面上的结构的一个实施例。

光学装置的主体308a的内表面上的结构是凹锥形体308b，凹锥形体包括凹圆锥形体和凹棱锥形体。

图3g展示光学装置的主体的内表面上的结构的一个实施例。

图3g展示的光学装置的主体308a的内表面上的结构与图3e展示的光学装置的主体的内表面上的结构基本相同，但是，图3g展示的光学装置的内表面308b上具有起散射作用的微结构308b。

图3h展示的光学装置的主体308a的内表面上的结构与图3f展示的光学装置的主体的内表面上的结构基本相同，但是，图3h展示的光学装置的内表面308b上具有起散射作用的微结构308b。

图3j展示的光学装置的主体308a的内表面上的结构与图3e展示的光学装置的主体的内表面上的结构基本相同，但是，图3j展示的凸倒锥形体的内表面308b的顶点具有一半球形体308c。

图3k展示的光学装置的主体308a的内表面上的结构与图3f展示的光学装置的主体的内表面上的结构基本相同，但是，图3k展示的凹锥形体的内表面308b的顶点具有一半球形体308c。

注意，(1)图3a至图3k展示的光学装置的主体的内表面的结构的表面的设置包括，裸表面、部分反射膜和反射膜。(2)图3e和图3f的光学装置不具有散射作用，只有反射。(3)图3j和图3k的光学装置主要是反射作用，只有其顶部的半球形体308c具有散射作用。(4)即使对于内表面的结构的表面的设置是裸表面，图3a、3b、3c、3d、3g、3h、3j、3k展示的光学装置的主体仍有散射作用，但是较弱。

上面的具体的描述并不限制本实用新型的范围，而只是提供一些本实用新型的具体化的例证。因此本实用新型的涵盖范围应该由权利要求和它们的合法等同物决定，而不是由上述具体化的详细描述和实施例决定。

Claims

1.一种直下式薄型LED背光模组，基本特征如下，包括，框架、灯板、光学装置、主反光片、光学薄膜组件、支持装置；其中，所述的框架包括框架底部和框架侧边；所述的灯板包括，电路板和至少一个LED封装，所述的电路板固定在所述的框架底部上，所述的LED封装固定在所述的电路板上；所述的光学装置包括主体和透明支架；所述的光学装置的主体的内表面上具有结构；所述的透明支架把所述的主体设置在所述的LED封装与所述的光学薄膜组件之间；所述的透明支架的一端与所述的主体连接；所述的主反光片的底部固定在所述的电路板上，所述的主反光片的预定位置上形成孔洞，使得所述的LED封装从孔洞中露出；所述的主反光片的顶部表面上具有由扩散材料形成的结构；所述的支持装置支持所述的光学薄膜组件。

2.权利要求1的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的光学装置的主体的面向所述的LED封装的内表面的结构的表面的设置是从一组设置中选出，该组设置包括，裸表面、部分反射膜、反射膜。

3.权利要求1的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的光学装置的主体的内表面上的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，凸倒锥形体阵列、凸半球形体阵列、凹锥形体阵列、凹半球形体阵列、内表面中心向外凸起的凸倒锥形体、内表面中心向内凹进的凹锥形体、凸倒锥形体的表面上有微结构、凹锥形体的表面上有微结构、凸倒锥形体的内表面的顶点有一半圆球体、凹锥形体的内表面的顶点具有一半圆球体。

4.权利要求1的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的主反光片的顶部表面上的由扩散材料形成的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，网点、网块、网点和网块的组合。

5.权利要求1的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的光学薄膜组件的每一薄膜是从一组光学薄膜中选出，该组光学薄膜包括，扩散板、扩散片、集光片、偏光片、液晶屏。

6.权利要求1的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的LED封装的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，不带透镜的表贴式封装、带有透镜的表贴式封装、侧光式封装。

7.权利要求4的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的LED封装的不带透镜的表贴式封装和侧光式封装的出光表面具有微结构。

8.权利要求1的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的LED封装采用至少一个发单色光的芯片；所述的发单色光的芯片是从一组芯片中选出，该组芯片包括，红光、蓝光、绿光芯片。

9.权利要求1的直下式薄型LED背光模组，其特征在于，所述的LED封装发白光。