[實用新型]一種液晶顯示器背光模組

有效

• 申請號: 201020289320.0
• 申請日: 2010-08-05
• 公開（公告）號: CN201772358U
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 楊新軍;閆記香;李剛;張肖強
• 申請（專利權）人: 中航華東光電有限公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V5/04;F21V7/00;F21V17/00;F21V19/00;G02F1/13357;F21Y101/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型涉及液晶顯示器領域，具體為一種可實現高亮度、低功耗的液晶顯示器背光模組。

背景技術

現有技術中，用于軍事或諸如此類目的的頭盔顯示器(Helmet-mounted?display，HMD)是靠微型陰極射線管提供視頻圖像。但微型陰極射線管體積和重量都比較大，體積大導致其安裝位置不靈活，使中繼光學透鏡部分的結構比較復雜，進一步增加了頭盔顯示器的重量；尤其是微型陰極射線管工作時需要高壓，導致頭盔顯示器重量大而且可靠性降低。

現有技術解決的方法是采用平板顯示器取代微型陰極射線管，目前平板顯示器技術比較成熟的是液晶顯示器(Liquid?Crystal?Display，LCD)。液晶顯示器由于其厚度薄，質量輕且攜帶方便，近年來需求快速增長。但用于頭盔顯示器的微型液晶顯示器亮度要求達到10000cd/m²，依據微型顯示屏的透過率約為10％事實，要滿足微型液晶顯示器的高亮要求，背光模組的亮度必須要大于100000cd/m²。由于受燈的亮度、入光效率、側邊尺寸等因素的限制，側光式的背光亮度很難達到這么高的亮度，所以必須采用底光式的背光設計方法。

底部背光的設計方法在不考慮功耗的情況下，可以得到較高的亮度，但由于燈是直接照射顯示區，顯示區內的亮度一致性較差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種液晶顯示器背光模組，以解決現有技術采用底部背光設計的平板顯示器取代微型陰極射線管時亮度一致性差的問題。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種液晶顯示器背光模組，包括頂部敞口內有空腔的LED燈架，其特征在于：LED燈架頂部敞口處安裝有透明的半圓拱頂狀的散射鏡，LED燈架內設置有位于所述散射鏡圓心處的LED燈，所述散射鏡上方有透明的鋸齒形全內反射鏡，所述鋸齒形全內反射鏡底面為鋸齒狀的入光面，所述入光面接收LED燈透射過散射鏡的光，所述鋸齒形全內反射鏡頂面為平面狀的出光面，位于鋸齒形全內反射鏡出光面上方的出射光光路上還依次設置有與鋸齒形全內反射鏡頂面平行的透明的散射膜、LCD屏。

所述的一種液晶顯示器背光模組，其特征在于：所述散射鏡為負透鏡。

本實用新型涉及的液晶顯示器背光模組能實現高亮度、高均勻性，且功耗較低。本實用新型主要包括LED燈、散射鏡、鋸齒形全內反射鏡、散射膜。其中LED燈發光符合朗伯體，光通量集中在發光面法線方向，偏離法線方向光通量按余弦規律下降，偏離90°時，光通量下降為零；散射鏡為特殊結構的負透鏡，能將光線折向偏離發光面法線方向，理想情況下，可實現0-90°光通量均勻分布；鋸齒形全內反射鏡收集散射鏡折射的光，使其轉向傳輸到散射膜，繼而到LCD屏。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：

1、實用新型利用透明的鋸齒形全內反射鏡，收集LED燈的所有光輻射，傳輸到輸出面，使新型背光模組具有更高的亮度；

2、本實用新型利用透明散射鏡對LED朗伯源的光輻射進行散射，實現了更均勻的光通量分布；

3、本實用新型采用高光效的單個LED燈作為光源，有效降低了微型液晶顯示器背光模組的功耗，同時提高了其可靠性；

4、本實用新型利用透明鋸齒形全內反射鏡和散射鏡構成的微型液晶顯示器背光模組具有更薄的厚度。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示。本實用新型包括LED燈1、安裝LED燈1的燈架5、鋸齒形全內反射鏡2、散射鏡3、散射膜4，LCD屏6。其中LED燈1發光特性滿足朗伯體，并具有比較高的光效特點。鋸齒形全內反射鏡2和散射鏡3組成高透過率、低損耗的勻光、折光系統。散射膜4使射入LCD屏6的光進一步均勻。

鋸齒形全內反射鏡2的出射面光通量均勻分布，意味著以半徑為r的圓內出射的光通量(Фr)與出射面出射的總光通量(Ф_RL)的比滿足以下關系：

Фr/Ф_RL＝(r/R_L)²????????????????????????????????????(1)

另一方面，對于LED燈，其發光特性滿足朗伯體，故角強度分布滿足：

I(θ)＝I₀cos(θ)?????????????????????????????????????(2)

對應于Θ角的強度密度J(Θ)可表示為：