專利名稱：液晶顯示裝置背光燈和背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置背光燈和背光模組，尤其涉及一種為液晶 顯示器提供背光源的背光燈及應(yīng)用該背光燈的背光模組。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有液晶顯示裝置的背光模組是一種將線形光源轉(zhuǎn)換成高亮度和高面均 勻度的平面光源的簡(jiǎn)潔有效模組結(jié)構(gòu)。液晶顯示裝置背光模組的一般結(jié)構(gòu)如
圖1A和1B所示，包括設(shè)置在最下層的反射板10;在反射板10上，將線光 源轉(zhuǎn)變?yōu)槊婀庠吹膶?dǎo)光板11;將從導(dǎo)光板11射出的光進(jìn)行分散的下擴(kuò)散 片12、上擴(kuò)散片15;將從下擴(kuò)散片12射出的光進(jìn)行聚光的下棱鏡膜13、 上棱鏡膜14;設(shè)置在導(dǎo)光板11兩側(cè)，與導(dǎo)光板11邊緣平行的背光燈16， 包圍在背光燈16外側(cè)，將背光燈16光線反射入導(dǎo)光板11的背光燈反射板 17,以及必要的支撐固定框架。
目前用作液晶顯示裝置背光燈的大多為線形光源冷陰極二極管(簡(jiǎn)稱 CCFL) 。 CCFL的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括透明燈管1，涂覆在透明燈管1 管壁內(nèi)側(cè)的熒光體，填充在燈管1內(nèi)的惰性氣體，例如Ar、 Ne,和」徵量水4艮 (Hg)蒸汽，燈管1兩端設(shè)置有正電極2和負(fù)電極3。工作時(shí)，通過在正電極 2和負(fù)電極3施加電壓，電荷與水銀發(fā)生沖撞產(chǎn)生波，這種波與玻璃燈管1內(nèi) 表面的熒光體沖撞產(chǎn)生可見光。
在進(jìn)行本發(fā)明的研究過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述所采用的液晶顯示裝置背 光源至少存在的一個(gè)問題是用作背光燈的燈管1在工作的時(shí)候，如圖3所 示， 一部分光線直接射入導(dǎo)光板11，例如光路a，而另一部分光線會(huì)射向背
光燈反射板17,在背光燈反射板17的反射下， 一部分經(jīng)反射而射入導(dǎo)光板 11，例如光路b,另一部分光線射向了燈管1，并被燈管l部分吸收，如光路 c，也有可能光線被導(dǎo)光板ll反射回來射入燈管1。測(cè)試結(jié)果顯示，現(xiàn)有技術(shù) 中被背光燈反射板和導(dǎo)光板反射到燈管內(nèi)部并損失掉的光量約為燈管總發(fā)光 量的30%以上。因此現(xiàn)有的液晶顯示裝置采用這樣的燈管結(jié)構(gòu)，只能利用燈管 發(fā)光總量的70%以下，背光源的能耗利用率不高。現(xiàn)有4支術(shù)中尚沒有能夠有 效解決這一問題的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是通過一些實(shí)施例提供一種液晶顯示裝置背光燈，能 夠提高背光燈外表面的反射率，減少反射入燈管內(nèi)的光線，提高背光源亮度， 降低背光源的能耗。
本發(fā)明的再一目的是通過再一些實(shí)施例提供一種液晶顯示裝置背光模 組，能夠提高背光燈表面的反射率，減少反射入燈管內(nèi)的光線，提高背光源 亮度，降低背光源的能耗。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，通過一些實(shí)施例提供了一種液晶顯示裝置背 光燈，包括燈管，該燈管外壁上還設(shè)有能減少外部光線進(jìn)入燈管內(nèi)的數(shù)個(gè)棱 鏡體。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的再一 目的，通過再一些實(shí)施例提供了 一種液晶顯示裝置 背光模組，采用本發(fā)明的液晶顯示裝置背光燈，該背光模組包括導(dǎo)光板和 背光燈反射板，該液晶顯示裝置背光燈設(shè)置在導(dǎo)光板的側(cè)邊，且設(shè)置在背光 燈反射板內(nèi)。
由以上技術(shù)方案可知，設(shè)置在燈管外壁上的棱鏡體可對(duì)出射光線起聚光 的作用，對(duì)入射光線則起到了增大全反射發(fā)生概率，以減小外部光線入射率 的作用，因此，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、減少了射出燈管的外部光線再反射入燈管的射入量，減少了光損失量，
使得背光燈的光損失量可降低至約為燈管總發(fā)光量的4%;
2、 增加了背光源光線的利用率，提高了背光源的亮度；
3、 節(jié)省了背光源的能耗。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中液晶顯示裝置背光模組的側(cè)視結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖IB為現(xiàn)有技術(shù)中液晶顯示裝置背光模組的俯視結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖2為現(xiàn)有技術(shù)背光燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中背光燈發(fā)出光線在背光模組中的反射光路示意圖。 圖4A為液晶顯示裝置背光燈光學(xué)原理圖。 圖4B為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈光學(xué)原理圖。 圖5為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)圖。 圖6為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例一的截面圖。 圖7為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例中凸棱的截面圖一。 圖9為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例中凸棱的截面圖二。 圖10為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖11為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例中光線經(jīng)棱4竟體后實(shí)現(xiàn)聚 光的光路圖。
圖12為本發(fā)明液晶顯示裝置背光模組具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 1燈管 2 正電極 3 負(fù)電極
10反射板 11導(dǎo)光板 12下擴(kuò)散片
13下棱鏡膜 14上棱鏡膜 15上擴(kuò)散片
16背光燈 17背光燈反射板 18棱鏡塊
20棱鏡條
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的基本思路是通過改進(jìn)液晶顯示裝置背光燈燈管表面結(jié)構(gòu)，來減 少射入燈管表面的光線，從而使燈管外壁的反射率最大化，減少光能的損失， 提高背光源的整體亮度，并節(jié)省能耗。實(shí)現(xiàn)該思路的方法是在背光燈管表面 設(shè)置能實(shí)現(xiàn)這一目的的光學(xué)部件，如棱鏡體。該棱鏡體是與燈管外表面形狀 相適應(yīng)的殼體，如燈管一4殳為圓形，則該棱鏡體就是圓殼體，可以是完全覆 蓋燈管的圓殼體，也可以是一段圓弧殼體。該棱鏡體外表面設(shè)有凸起，可以 為柱狀的棱鏡條，也可以為錐狀的棱鏡塊，棱鏡條和棱鏡塊可以布滿整個(gè)燈 管表面，也可以按一定密度間隔布置，或者在燈管的某些部位布置，棱鏡體 還可以為外表面為波浪形的圓殼體，完全或部分覆蓋燈管表面?，F(xiàn)以橫截面 為三角形的棱鏡條為例，說明采用該棱鏡體可減少燈管外部光線射入量的光 學(xué)原理。
如圖4A所示為現(xiàn)有燈管1表面不設(shè)置棱鏡體的光路圖，圖4B所示為燈 管l表面設(shè)置三角形棱鏡條20作為棱鏡體的光路圖。
首先，眾所周知，當(dāng)光線以一定角度從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生 全反射現(xiàn)象，而一般情況下，玻璃材質(zhì)的燈管1相對(duì)于空氣或真空，則玻璃 屬于光密介質(zhì)，而空氣或真空屬于光疏介質(zhì)，即光線以一定角度從玻璃燈管1 中射向燈管1內(nèi)部真空空間時(shí)會(huì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象。
如圖4A所示，當(dāng)燈管l表面沒有棱鏡體時(shí)，射出后又反射回來的光線可 能從任意角度射向燈管1,以光路d為例，燈管1的壁面相對(duì)于光^各d的入射 點(diǎn)是平行的，所以光路d射向燈管l后會(huì)透射進(jìn)燈管1。透射的光線發(fā)生一定 偏移，但是角度不變。換言之，因玻璃的折射率比真空大，所以光線入射燈 管1內(nèi)表面的最大入射角只可能為全反射臨界角，因此，從任何角度射向燈 管1外表面，再射入燈管1內(nèi)表面的光線都是會(huì)發(fā)生透射現(xiàn)象的，不會(huì)出現(xiàn) 全反射，而光線的透射與反射的比例由燈管1的材質(zhì)所決定。再如圖4B所示，在燈管l表面設(shè)有三角形截面的棱鏡條20，作為棱鏡體， 光路e與光路d的角度相同，但是其入射棱鏡條20的入射角度與光路d不同。 在三角形棱鏡條20內(nèi)，光路e發(fā)生偏折，而后其入射燈管1的入射角6 2, 與如圖4A中光路d入射燈管1的入射角ei相比增大了一定的角度。根據(jù)入 射棱鏡體角度的不同，入射燈管1的角度可能會(huì)增大，也可能會(huì)減小，改變 的角度與棱鏡體的形狀和材質(zhì)有關(guān)。不過，至少有一部分的光線的入射角是 會(huì)增大的，則必然有一部分光線入射燈管1內(nèi)表面的入射角會(huì)大于全反射的 臨界角，因而會(huì)發(fā)生全反射，又射出三角形凸棱的棱鏡體。因此，反射回的 光線射入燈管1的數(shù)量減少，而具體的減少率需要合理設(shè)置透棱鏡體的形狀， 例如棱鏡條或棱鏡塊斜面與燈管的角度、其在燈管表面分布的密度等等。下 面通過具體實(shí)施例詳細(xì)介紹具有透鏡殼體的液晶顯示裝置背光燈。
液晶顯示裝置背光燈實(shí)施例一
如圖5所示為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)圖。 本實(shí)施例的背光燈包括燈管1,設(shè)置在燈管1兩端的正、負(fù)電極2、 3，在燈 管1外壁上設(shè)有柱狀的棱鏡條20，該棱鏡條20相互平行，且與燈管1的軸向 方向平行，該棱鏡條20的橫向截面形狀為三角形，如圖6所示，該三角形為 等腰直角三角形。
在本實(shí)施例中，棱鏡條20即相當(dāng)于棱鏡體，其與燈管l一體設(shè)置，可以 在制造燈管l時(shí)，就形成這樣的形狀。棱鏡條20的橫截面形狀為三角形，三 角形頂角的取值范圍可以是50 160度，等腰直角三角形是優(yōu)選的實(shí)施方式。 本實(shí)施例中，燈管1和棱鏡條20的材料是玻璃，其全反射臨界角為42度， 經(jīng)光學(xué)仿真試驗(yàn)的測(cè)試，可以得到在棱鏡條20的外面測(cè)試，其光線的透射 率可達(dá)到99.27 %，而在燈管1內(nèi)部測(cè)試光線的透射率，約為9.73%,采用 本實(shí)施例的技術(shù)方案，可以提高約25%以上的光利用率，背光源的亮度可以 提高約30%，因此可適當(dāng)提高背光能源的利用率，節(jié)約能^<。
液晶顯示裝置背光燈實(shí)施例二
如圖7所示為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈具體實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖， 本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于三角形棱鏡條20相互平行，但是其與燈管1 的軸線相互垂直。
本實(shí)施例的光學(xué)原理與實(shí)施例一相同，同樣能夠達(dá)到減少射入燈管的光 線射入量，提高背光源亮度，節(jié)約能耗的目的。
在上述實(shí)施例一和二中，棱鏡條的橫截面形狀可以為三角形，還可以為 梯形或圓冠，如圖8、圖9所示，或者設(shè)置棱鏡體的表面為曲面，只要棱鏡體 的表面與燈管的內(nèi)表面有一定的角度，能夠使入射燈管的光線改變其入射燈 管內(nèi)表面的入射角，發(fā)生全反射現(xiàn)象即可。
液晶顯示裝置背光燈實(shí)施例三
如圖IO所示為本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí) 施例與上述實(shí)施例的區(qū)別在于將棱鏡體表面的棱鏡條替換為錐狀的棱鏡塊 18。本實(shí)施例同樣能夠?qū)崿F(xiàn)減少射入燈管的光線射入量，提高背光源亮度， 節(jié)約能耗的目的。
在本實(shí)施例中，棱鏡塊18的形狀還可以為三棱體、圓錐體、圓錐臺(tái)或球 冠體，棱鏡塊18表面與燈管1表面具有一定角度即可。
在上述實(shí)施例一、二和三中，棱鏡體與燈管可以一體設(shè)置，通過在燈管 外壁上打磨凹槽，形成棱鏡塊或棱鏡條。也可以分別制造，而后將棱鏡體貼 合設(shè)置在燈管表面上，則在光線射入棱鏡體時(shí)，棱鏡體的內(nèi)表面就相當(dāng)于燈 管的內(nèi)表面，在其上就會(huì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象。
本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈實(shí)施例的技術(shù)方案不僅能夠減小反射率，而 且還具有聚光的作用，沿棱鏡體射出的光線會(huì)向中間偏折聚攏，如圖11所示。
液晶顯示裝置背光模組實(shí)施例
如圖12所示為本發(fā)明液晶顯示裝置背光模組具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖， 該背光模組包括反射板IO,導(dǎo)光板ll,下擴(kuò)散片12，下棱鏡膜13,上棱 鏡膜14，上擴(kuò)散片15，設(shè)置在導(dǎo)光板11側(cè)邊的背光燈16和設(shè)置在背光燈
16外面的背光燈反射板17，其中，背光燈16采用本發(fā)明液晶顯示裝置背 光燈具體實(shí)施例一的技術(shù)方案。
在本實(shí)施例中，反射板10、下擴(kuò)散片12、下棱鏡膜13，上棱鏡膜14 和上擴(kuò)散片15可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇設(shè)置，或可進(jìn)一步增加其他光學(xué)元件。
在本實(shí)施例中，背光燈16還可以采用本發(fā)明液晶顯示裝置背光燈的任 一實(shí)施例，均能夠提高背光燈表面的反射率，減少反射入燈管內(nèi)的光線，提 高背光源亮度，降低背光源的能耗。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其 限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或 者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技
術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種液晶顯示裝置背光燈，包括燈管，其特征在于所述燈管外壁上設(shè)有能減少外部光線進(jìn)入燈管內(nèi)的數(shù)個(gè)棱鏡體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置背光燈，其特征在于所述棱鏡 體為柱狀的棱鏡條或錐狀的棱鏡塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置背光燈，其特征在于所述棱鏡 條的橫截面形狀為三角形、梯形或圓冠形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置背光燈，其特征在于所述三角 形橫截面棱鏡條的頂角為50~160度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置背光燈，其特征在于所述棱鏡 塊為三棱體、圓錐體、圓錐臺(tái)或球冠體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置背光燈，其特征在于所述三棱 體或圓錐體的頂角為50 - 160度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的液晶顯示裝置背光燈，其特征在于 所述棱鏡條與所述燈管的軸向平行或垂直。
8、 一種采用權(quán)利要求1 ~ 7中任一權(quán)利要求所述液晶顯示裝置背光燈的 液晶顯示裝置背光模組，其特征在于，包括導(dǎo)光板和背光燈反射板，所述液 晶顯示裝置背光燈設(shè)置在所述導(dǎo)光板的側(cè)邊，且設(shè)置在所述背光燈反射板 內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置背光燈和背光模組。該背光燈包括燈管，該燈管外壁上還設(shè)有能減少外部光線進(jìn)入燈管內(nèi)的數(shù)個(gè)棱鏡體。該背光模組，采用本發(fā)明的液晶顯示裝置背光燈，還包括導(dǎo)光板和背光燈反射板，該液晶顯示裝置背光燈設(shè)置在導(dǎo)光板的側(cè)邊，且設(shè)置在背光燈反射板內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)方案通過降低燈管外部光線被反射入燈管內(nèi)的射入量，來減少光損失量，提高液晶顯示裝置背光源的亮度，降低能耗。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101387789SQ20071012173
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者劉海軍, 尹大根, 金哲潤(rùn) 申請(qǐng)人:北京京東方光電科技有限公司