背光模组制造技术

本实用新型专利技术涉及一种背光模组，包括一导光板与一光耦合模块，所述光耦合模块包括一发光源与一集光器；所述导光板的一用以接收光源的侧面为入光面；所述发光源位于集光器一侧，与所述导光板的入光面非直接耦合；所述集光器包括一准直透镜与一自由曲面反射器；所述集光器设置于所述发光源与所述导光板之间，用以将所述发光源发出的光束收集、缩束并会聚至所述导光板的入光面。本实用新型专利技术改变了传统系统中发光源直接耦合至导光板的光线路径，采用提出的光耦合模块，发光源发出的光线先通过集光器收集、缩束和会聚，再耦合入导光板的入光面，使得侧入式导光板的厚度不再受限于发光源的截面宽度，实现背光模组的薄型化的同时保证了系统的高光能利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及液晶显示领域，特别是一种背光模组。
技术介绍
近年来，液晶显示技术由于其产品体积轻薄，占用空间小，辐射小等优点，逐渐替代了传统的阴极射线管显示技术，占据了平板显示产品的主流。液晶显示器并非主动发光型显示装置，需要背光模组为其提供照明，图像才能得以显示。背光模组的作用是将点光源或者线光源发出的光通过导光板形成液晶显示所需的面光源，它不仅决定了液晶显示器的光效率、均匀性及颜色特性，而且是背光模组薄型化的关键。按照发光源的排布位置可以把背光模组分为侧入式和直下式两种。随着电子元器件的微型化，侧入式背光模组在提升空间利用率为主题的应用背景下成为研究重点。如图1所示，侧入式背光模组是将发光源11设置在导光板一侧，其光学部件由发光源11、导光板13、反射板14、下扩散片15、增亮片16和上扩散片17构成。侧入式背光模组中，发光源11是线光源或者由点光源串联组成的线光源，发光源11直接置于导光板的入光面131，将光耦合入导光板形成全反射，当光线被导光板底部的散射网点19散射后，将依次经过下扩散片15、增亮片16和上扩散片17后照明液晶面板18。通过这种方式，背光模组能够一定程度上实现液晶显示的薄型化设计。然而，如果要进一步薄型化导光板，为了尽可能多地耦合光能以提高利用率，就必须要采用截面宽度小于导光板厚度133的发光源，否则发光源的光能将有部分不能进入到导光板中，不仅造成了能量利用率低下，而且会出现漏光现象影响对比度。发光源的截面宽度不能随着导光板的薄型化要求无限变小，那样总光通量就无法达到要求，因此根本上来说，侧入式导光板的进一步薄型化实际是受到了发光源截面宽度的制约，即，在保证光效率和对比度的前提下，导光板的厚度133必须要比发光源截面宽度大。为解决这一问题，本专利技术提出了含有光耦合模块的背光模组，它可以解决导光板厚度受制于发光源截面宽度的问题，不仅提升了光能利用率，降低了系统功耗，而且能够有效缩减导光板及背光模组的厚度，从根本上实现液晶显示背光模组的薄型化。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种背光模组结构，其中含有的光耦合模块置于导光板之前，用于耦合发光源的光能量，提升系统光能利用率，从根本上实现导光板的薄型化设计。本技术米用以下方案实现:一种背光模组，包括一导光板与一光親合模块，所述光親合模块包括一发光源与一集光器，所述导光板的一用以接收光源的侧面为入光面；所述发光源位于集光器一侧，与所述导光板的入光面非直接耦合；所述集光器包括一准直透镜与一自由曲面反射器；所述集光器设置于所述发光源与所述导光板之间，用以将所述发光源发出的光束收集、缩束并会聚至所述导光板的入光面。进一步地，所述发光源为由LED点光源串联组成的线光源，其发光面的法线方向与导光板的入光面不在共同的光轴上。进一步地，所述线光源的横截面宽度大于所述导光板的厚度。进一步地，所述准直透镜为一旋转对称结构，所述准直透镜的对称轴与所述发光源的对称轴重合；所述准直透镜设置于所述发光源的一侧，用以将发光源发出的光线进行收集准直后入射至所述自由曲面反射器。进一步地，所述自由曲面反射器为非旋转对称结构，所述自由曲面反射器设置于所述准直透镜的出射面处；所述自由曲面反射器的反射面镀膜形成一用以接收所述准直透镜的出射光线并将其反射会聚至所述导光板的入光面的镜面反射层。进一步地，所述导光板的上表面为出光面，所述出光面与一液晶面板相对应。进一步地，所述导光板为可透光的楔形板或平面板。进一步地，所述导光板为亚克力材质。较佳的，所述集光器中采用的准直透镜将LED光源发出的光线进行收集准直，准直透镜通过折射定律、微分几何法和等光程原理建立方程组后解方程得到各个面上的轮廓点，将轮廓点导入SolidWorks中形成样条曲线，通过旋转得到准直透镜实体；另外，所述集光器中的自由曲面反射器为非旋转对称结构，将准直后的光线反射汇聚至导光板的入光面。自由曲面反射器上的自由曲面通过二维几何划分法得到自由曲面上的轮廓点，将轮廓点导入SolidWorks中形成样条曲线，拉伸形成自由曲面反射器实体。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果:本技术改变了传统系统中发光源直接耦合至导光板的光线路径，采用提出的光耦合模块，发光源发出的光线先通过集光器收集、缩束和会聚，再耦合入导光板的入光面。所以，本技术的提出使得侧入式导光板的厚度不再受限于发光源的截面宽度，使得更薄的导光板能够得以应用，从根本上实现背光模组的薄型化的同时保证了系统的高光能利用率。【附图说明】图1为现有技术的侧入式背光模组的结构示意图。图2为本技术实施例中侧入式背光源LED集光模块安装于背光模组中的结构示意图。图中:11-发光源；13_导光板；131-导光板入光面；132_导光板出光面；133导光板厚度；14-反射板；15_下扩散片；16-增壳片；17_上扩散片；18_液晶面板；19_散射网点；21_集光器；211-准直透镜；212-自由曲面反射器；31_光耦合模块。【具体实施方式】下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。本实施例提供一种背光模组，包括一导光板与一光耦合模块，所述光耦合模块包括一发光源与一集光器，所述导光板的一用以接收光源的侧面为入光面；所述发光源位于集光器一侧，与所述导光板的入光面非直接耦合；所述集光器包括一准直透镜与一自由曲面反射器；所述集光器设置于所述发光源与所述导光板之间，用以将所述发光源发出的光束收集、缩束并会聚至所述导光板的入光面。在本实施例中，所述发光源为由LED点光源串联组成的线光源，其发光面的法线方向与导光板的入光面不在共同的光轴上。在本实施例中，所述线光源的横截面宽度大于所述导光板的厚度。在本实施例中，所述准直透镜为一旋转对称当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背光模组，其特征在于：包括一导光板与一光耦合模块，所述光耦合模块包括一发光源与一集光器；所述导光板的一用以接收光源的侧面为入光面；所述发光源位于集光器一侧，与所述导光板的入光面非直接耦合；所述集光器包括一准直透镜与一自由曲面反射器；所述集光器设置于所述发光源与所述导光板之间，用以将所述发光源发出的光束收集、缩束并会聚至所述导光板的入光面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤炎甫，林志贤，陈恩果，叶芸，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建;35