專利名稱：Led線光源及背光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光源裝置，尤其涉及一種LED線光源及相應(yīng)的背光源 裝置。
背景技術(shù)：
目前，作為液晶顯示器光源的背光裝置，根據(jù)光源的位置主要分為2種 方式:直下型和邊緣型。在直下型背光中，光源位于液晶顯示面板(LCD Panel) 的正下方，光直接照射到液晶面板上，由于可使用的燈管數(shù)量較多，容易獲 得很高的亮度， 一般用于亮度需求較高的TV模塊中；而邊緣型背光的光源 位于導(dǎo)光板(Light guide plate)的側(cè)邊，通過導(dǎo)光板將側(cè)邊處光源的光導(dǎo) 入到內(nèi)部，經(jīng)過全反射以及導(dǎo)光板底部網(wǎng)點(diǎn)的散射，光從導(dǎo)光板的上表面射 出，進(jìn)而為液晶顯示面板提供亮度均一的面光源，由于使用的燈光數(shù)量越多， 導(dǎo)光板將越厚重，通常單側(cè)最多使用3支燈管作為光源，因此可以達(dá)到的亮 度有限，通常在亮度要求一般以及厚度要求較高的Monitor和Notebook模 塊中使用。
作為光源的冷陰極燈管(CCFL: cold cathode fluorescent lamp)由于其 亮度較高，并且能提供亮度均一的線光源，已被廣泛地采用于傳統(tǒng)的背光源 裝置中。但另一方面CCFL的驅(qū)動(dòng)電壓較高，為高壓交流驅(qū)動(dòng)，往往會(huì)帶來 顯示器器件的EMI (Electromagnetic Interference,電磁干擾)問題；同時(shí) CCFL燈管內(nèi)部含有水銀，也會(huì)造成環(huán)境污染問題。所以一些背光源裝置開始 轉(zhuǎn)向使用低壓直流驅(qū)動(dòng)、無(wú)汞的LED(Light Emitting Diode)點(diǎn)光源。此外 LED光源還具有色彩再現(xiàn)范圍廣、工作溫度范圍大、壽命長(zhǎng)、小型化容易、 發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)。因此使用LED作為背光裝置的光源已經(jīng)成為未來的趨勢(shì)。
3圖1是目前傳統(tǒng)的LED邊緣型背光裝置，通過多顆LED光源10并排排 列，形成了類似于CCFL的線光源，然后與傳統(tǒng)的CCFL邊緣型背光裝置一樣， 通過導(dǎo)光板20，將LED光源發(fā)出的光導(dǎo)入到內(nèi)部，再通過全反射以及底部網(wǎng) 點(diǎn)的散射來獲得亮度均一的面光源。
而傳統(tǒng)的LED直下型背光裝置中，通常大量的LED光源被均勻的排放在 液晶面板的下方來獲得亮度均一的面光源。
在圖1表示的傳統(tǒng)LED邊緣型背光裝置中，通常LED光源需要緊密地排 列在一起形成類似于CCFL的線光源(一般稱為L(zhǎng)ight Bar,即發(fā)光條)。 一方 面是因?yàn)閱晤wLED光源的亮度較低，需要較多LED光源才能達(dá)到所需的亮度， 而另一方面LED作為點(diǎn)光源，出射的光線有一定的角度限制，如果排列過于 松散，那么在入光側(cè)，放置LED光源的部位和沒有LED光源的部位會(huì)很容易 出現(xiàn)明顯亮暗不均的現(xiàn)象(特別是在額緣較窄的情況下)。同樣，在傳統(tǒng)的 LED直下型背光源中需要放置數(shù)量更多的LED光源才能獲得均一的面光源。
隨著LED光源的不斷發(fā)展，LED光源的發(fā)光效率不斷提高，并出現(xiàn)了高 亮度高功率的LED光源。因此背光裝置中不再需要大量的LED光源，甚至數(shù) 顆LED光源就能達(dá)到所需要的亮度。因此上述的單顆LED光源亮度較低已不 再是主要問題。
同時(shí)使用LED光源的顆數(shù)越少，整個(gè)背光裝置的成本也就相應(yīng)的越低， 這對(duì)于大尺寸背光裝置勢(shì)必是有利的。但是由于使用的顆數(shù)越少，那么LED 光源之間的間距就會(huì)越大，亮暗不均的現(xiàn)象也會(huì)更加明顯。如何使用數(shù)量較 少的LED光源而得到類似于CCFL背光源裝置同樣的亮度均勻性已經(jīng)成為重 要的課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種LED線光源及相應(yīng)的背光源裝置，使得背光源 裝置可以僅利用少量LED光源而得到亮度均一的面光源，并減低成本。
4本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種LED線光源，其特點(diǎn)在
于，其包括 一導(dǎo)光棒，其包括多個(gè)側(cè)面，其中兩端面積較小的側(cè)面為入光 側(cè)， 一個(gè)面積較大的側(cè)面為出光側(cè)，至少一個(gè)與出光側(cè)相對(duì)的側(cè)面內(nèi)部具有 散射網(wǎng)點(diǎn)；至少一LED光源，其位于該導(dǎo)光棒的入光側(cè)。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案為 一種背光源裝置，其特征在于，其包括一個(gè)
導(dǎo)光板以及至少一個(gè)發(fā)光條，該發(fā)光條位于該導(dǎo)光板的側(cè)邊，該發(fā)光條包括
一線路基板以及多個(gè)LED線光源，該多個(gè)LED線光源排列在該線路基板上。 本發(fā)明的又一技術(shù)方案為 一種背光源裝置，其特點(diǎn)在于，其包括多 個(gè)該LED線光源； 一擴(kuò)散板，其覆蓋于該多個(gè)LED線光源的上方；至少一張
光學(xué)薄膜，其覆蓋于該擴(kuò)散板的上方。
其中，該導(dǎo)光棒的入光側(cè)和出光側(cè)以外的側(cè)面均用一反射片覆蓋。 其中，該導(dǎo)光棒為中空長(zhǎng)方體。
其中，該導(dǎo)光棒的至少一個(gè)入光側(cè)設(shè)有一個(gè)LED光源。 其中，該多個(gè)LED線光源之間的連接方式為并聯(lián)或串聯(lián)。 其中，該線路基板為直條形。 其中，該線路基板為L(zhǎng)形。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于
1. 消除了使用少量LED光源引起的亮暗不均現(xiàn)象。
2. 由于使用數(shù)量很少的高亮度LED光源即可得到亮度均一的面光源， 因此與傳統(tǒng)使用大量LED光源的技術(shù)相比，可以大大降低背光源裝置的成本。
3. 可以根據(jù)背光裝置的尺寸選擇LED線光源的個(gè)數(shù)。


圖1為傳統(tǒng)的LED邊緣型背光源裝置的示意圖。 圖2為本發(fā)明的LED光源和導(dǎo)光棒的示意圖。
圖3為本發(fā)明的單端LED光源與導(dǎo)光棒構(gòu)成的單側(cè)入光LED線光源的圖4為本發(fā)明的單側(cè)入光的LED線光源組成的LED Light Bar的示意圖
(直條形線路基板)。
圖5為本發(fā)明的單側(cè)入光的LED線光源組成的LED Light Bar的示意圖
(L字形線路基板)。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例1的單側(cè)入光LED背光源裝置的示意圖(邊緣型)。 圖7為圖6的LED背光源裝置(邊緣型)沿A-A'方向的截面圖。 圖8為本發(fā)明的兩端LED光源與導(dǎo)光棒構(gòu)成的雙側(cè)入光LED線光源的 示意圖。
圖9為本發(fā)明的雙側(cè)入光的LED線光源組成的LED Light Bar的示意圖 (直條形線路基板)。
圖10為本發(fā)明的雙側(cè)入光的LED線光源組成的LED Light Bar的示意 圖(L字形線路基板)。
圖11為本發(fā)明實(shí)施例2的雙側(cè)入光LED背光源裝置的示意圖(邊緣型)。 圖12為本發(fā)明實(shí)施例3的LED背光源裝置的示意圖(邊緣型)。 圖13為本發(fā)明實(shí)施例4的LED背光源裝置的示意圖(直下型)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 為了僅利用少量LED光源而得到亮度均一的面光源并消除入光側(cè)的亮暗 不均的現(xiàn)象，使得采用LED作為光源的背光裝置可以應(yīng)用于較大型的顯示器 裝置，我們提出以下結(jié)構(gòu)
如圖2所示，LED光源IO，以及導(dǎo)光棒ll，該導(dǎo)光棒ll為中空長(zhǎng)方體， 其中導(dǎo)光棒11可以使用與導(dǎo)光板20 —樣的透明材質(zhì)PMMA(聚甲基丙烯酸甲 酯，俗稱有機(jī)玻璃或亞克力)等。導(dǎo)光棒11左右兩側(cè)面積較小的側(cè)面14或 15為入光側(cè)，面積較大的側(cè)面13為出光側(cè)。側(cè)面13的對(duì)向側(cè)面12內(nèi)部有
6類似于導(dǎo)光板20底部的散射網(wǎng)點(diǎn)用于調(diào)節(jié)光強(qiáng)分布(導(dǎo)光棒11的上側(cè)面17 和下側(cè)面18上也可以有類似于導(dǎo)光板20底部的散射網(wǎng)點(diǎn)用于調(diào)節(jié)光強(qiáng)分 布)。
將LED光源10和導(dǎo)光棒11組合在一起就形成了如圖3所示的單側(cè)入光 LED長(zhǎng)方體面光源，由于其長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大大寬度，在文中我們簡(jiǎn)稱為單側(cè)入光 LED線光源。LED光源10位于入光側(cè)14， LED光源發(fā)出的光經(jīng)入光側(cè)14導(dǎo) 入到導(dǎo)光棒ll內(nèi)部，經(jīng)過全反射以及側(cè)面12上散射網(wǎng)點(diǎn)的散射(與導(dǎo)光板 的原理相同)，光從出光側(cè)13出射。為了增加光的利用效率，除導(dǎo)光棒的入 光側(cè)14以及出光側(cè)13夕卜，其他表面以及LED光源10側(cè)皆用反射片16進(jìn)行 覆蓋。與邊緣型背光源中的導(dǎo)光板20類似，只需對(duì)導(dǎo)光棒ll的側(cè)面12上 散射網(wǎng)點(diǎn)的密度進(jìn)行調(diào)節(jié)即可得到亮度均一的線狀光源。
根據(jù)背光源的尺寸大小，選擇LED線光源的數(shù)量，將幾個(gè)LED線光源組 合成如圖4所示的LED Light Bar (發(fā)光條)40 (可以近似地看成類似于CCFL 的線光源)，從而滿足所要求的背光源亮度。LED Light Bar上的LED線光源 之間通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式通過線路基板實(shí)現(xiàn)電氣連接。線路基板41的 形狀可以是直條形(如圖4)。線路基板42也可以選擇L字形(如圖5)。直 條形線路基板置于LED線光源之下，從而可以和其他鈑金件緊密接觸，有利 于散熱。為了進(jìn)一步增強(qiáng)散熱性，可以選用L字形線路基板，使得LED線光 源和鈑金件充分接觸，利于散熱。
通過上述方法我們將LED Light Bar看成類似于CCFL的亮度均一的線 光源，那么在傳統(tǒng)的邊緣型以及直下型背光源裝置中，可以用此LED Light Bar來替代CCFL進(jìn)而得到同樣亮度均一的優(yōu)質(zhì)畫面。由于此背光裝置僅使用 數(shù)顆高亮度LED光源即可，進(jìn)而大大降低了背光裝置的制作成本。
實(shí)施例1:
首先將LED光源10和導(dǎo)光棒11組合形成如圖3所示的單側(cè)入光LED線 光源(為了提高效率在入光側(cè)和出光側(cè)以外的部分全部用反射片16覆蓋)。根據(jù)背光源的尺寸，選擇LED線光源的個(gè)數(shù)，組裝成為如圖4所示的LED Light Bar。將LED Light Bar與導(dǎo)光板20通過與CCFL同樣的方式組合， 也就是把LED Light Bar設(shè)置于導(dǎo)光板20的側(cè)邊，就形成了如圖6所示的 從導(dǎo)光板單邊入光的LED新型背光源。
圖7是此新型LED邊緣型背光裝置的截面圖，其發(fā)光原理與CCFL邊緣 型背光裝置類似，只是將CCFL換成了本發(fā)明的LED Light Bar。
LED Light Bar發(fā)出的光經(jīng)過空氣層17入射到導(dǎo)光板20的入光面22后進(jìn)入內(nèi)部。入射 光在導(dǎo)光板內(nèi)部主要進(jìn)行全反射，只有遇到底部散射網(wǎng)點(diǎn)21后，才有部分 光透過導(dǎo)光板出射面23向外發(fā)光。因此根據(jù)LED Light Bar和LED線光源 的光強(qiáng)分布(一般通過導(dǎo)光棒11的側(cè)面12上散射網(wǎng)點(diǎn)的密度分布可以調(diào)節(jié) 為均勻的線光源，當(dāng)然也可以調(diào)節(jié)為非均勻的線光源)來調(diào)節(jié)導(dǎo)光板底部的 散射網(wǎng)點(diǎn)21進(jìn)而獲得亮度均一的面光源(同樣為了提高出光效率，在導(dǎo)光 板20上除了入光面22以及出光面23以外均用反射片進(jìn)行覆蓋)?？梢娭恍?利用少量的高亮度LED光源即可得到不亞于CCFL邊緣型背光裝置的優(yōu)質(zhì)面 光源，解決了使用原有技術(shù)時(shí)入光側(cè)亮暗嚴(yán)重不均的問題，減少了LED光源 的使用數(shù)量，進(jìn)而大大降低背光裝置的制作成本。
實(shí)施例2:
為了提高背光裝置的亮度以及光學(xué)品位，也可以采用導(dǎo)光棒雙側(cè)入光方 式的LED線光源，如圖8所示。根據(jù)背光源的尺寸，選擇LED線光源的個(gè)數(shù)， 組裝成為如圖9所示的LED Light Bar。如圖9中所示，LED線光源排列在 線路基板上，可以通過焊接的方式完成電氣連接，各個(gè)LED線光源間既可以 并聯(lián)也可以串聯(lián)。線路基板可以是直條形，見圖9，也可以是L字形，見圖 10。將LED Light Bar與導(dǎo)光板20通過與CCFL同樣的方式組合就形成了如 圖11所示的從導(dǎo)光板雙邊入光的LED新型背光源。
實(shí)施例3:
為了得到更高的亮度，我們也可以采用從導(dǎo)光板四邊同時(shí)入光的方式，
8如圖12所示。(LED線光源也可包括圖3的導(dǎo)光棒單側(cè)入光型以及圖8所示 的導(dǎo)光棒雙側(cè)入光型)。 實(shí)施例4:
圖13是本LED線光源用于直下型背光裝置的簡(jiǎn)單示意圖，同樣通過導(dǎo) 光棒11將LED點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為線光源(發(fā)光面朝上)，替代原有的直下型背光 裝置的CCFL，通過起強(qiáng)烈霧化作用的擴(kuò)散板30以及起增亮和擴(kuò)散效果的一 張或數(shù)張光學(xué)薄膜31來得到均一的面光源。與邊緣型相比，在直下型中可 以使用更多數(shù)量的高亮度LED作為光源(例如12顆)，進(jìn)而獲得更高的亮 度。與傳統(tǒng)的LED直下型背光源中大量的LED光源(一般需要數(shù)百顆)被均 勻的排放在液晶面板的下方相比，LED光源的使用數(shù)量大大減少，進(jìn)而降低 了背光裝置的制作成本。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這 些實(shí)施方式做出多種變更或修改，例如
1. 可以使用LED光源以外的點(diǎn)光源。
2. 導(dǎo)光棒的入光側(cè)可以為非光滑平面，例如棱鏡面等。
3. 邊緣型背光源裝置的導(dǎo)光板可以采取單邊入光，雙邊入光，三邊入光， 四邊入光的方式。入光邊數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)需要任意設(shè)定。
因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
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權(quán)利要求
1、一種LED線光源，其特征在于，其包括一導(dǎo)光棒，其包括多個(gè)側(cè)面，其中兩端面積較小的側(cè)面為入光側(cè)，一個(gè)面積較大的側(cè)面為出光側(cè)，至少一個(gè)與出光側(cè)相對(duì)的側(cè)面內(nèi)部具有散射網(wǎng)點(diǎn)；至少一LED光源，其位于該導(dǎo)光棒的入光側(cè)。
2、 如權(quán)利要求1所述的LED線光源，其特征在于，該導(dǎo)光棒的入光側(cè) 和出光側(cè)以外的側(cè)面均用一反射片覆蓋。
3、 如權(quán)利要求2所述的LED線光源，其特征在于，該導(dǎo)光棒為中空長(zhǎng) 方體。
4、 如權(quán)利要求3所述的LED線光源，其特征在于，該導(dǎo)光棒的兩個(gè)入 光側(cè)均設(shè)有一個(gè)LED光源。
5、 一種背光源裝置，其特征在于，其包括一個(gè)導(dǎo)光板以及至少一個(gè)發(fā) 光條，該發(fā)光條位于該導(dǎo)光板的側(cè)邊，該發(fā)光條包括一線路基板以及多個(gè)如 權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的LED線光源，該多個(gè)LED線光源排列在該線 路基板上。
6、 如權(quán)利要求5所述的背光源裝置，其特征在于，該多個(gè)LED線光源之間的連接方式為并聯(lián)或串聯(lián)。
7、 如權(quán)利要求5所述的背光源裝置，其特征在于，該線路基板為直條形。
8、 如權(quán)利要求5所述的背光源裝置，其特征在于，該線路基板為L(zhǎng)形。
9、 一種背光源裝置，其特征在于，其包括 多個(gè)如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的LED線光源； 一擴(kuò)散板，其覆蓋于該多個(gè)LED線光源的上方； 至少一張光學(xué)薄膜，其覆蓋于該擴(kuò)散板的上方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED線光源及背光源裝置。該LED線光源包括一導(dǎo)光棒，其包括多個(gè)側(cè)面，其中兩端面積較小的側(cè)面為入光側(cè)，一個(gè)面積較大的側(cè)面為出光側(cè)，至少一個(gè)與出光側(cè)相對(duì)的側(cè)面內(nèi)部具有散射網(wǎng)點(diǎn)；至少一LED光源，其位于該導(dǎo)光棒的入光側(cè)。該背光源裝置包括一個(gè)導(dǎo)光板和至少一個(gè)發(fā)光條，其中該發(fā)光條位于該導(dǎo)光板的側(cè)邊。該另一背光源裝置包括多個(gè)該LED線光源；一擴(kuò)散板，其覆蓋于該多個(gè)LED線光源的上方；至少一張光學(xué)薄膜，其覆蓋于該擴(kuò)散板的上方。該結(jié)構(gòu)可以使得背光源裝置在僅利用少量LED光源的條件下得到亮度均一的面光源，由此降低了成本，并可以根據(jù)背光裝置的尺寸選擇LED線光源的個(gè)數(shù)。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101556000SQ20081003594
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者徐朝毅 申請(qǐng)人:上海廣電Nec液晶顯示器有限公司