[发明专利]一种用于液晶显示器的二维准直背光模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液晶显示器的背光模组，尤其是涉及一种用于液晶显示器的二维准直背光模组。

背景技术

从上世纪七十年代开始，液晶显示器因具有成本低、分辨率高、色彩鲜艳等优点被广泛使用，其在电子设备中的应用几乎无处不在，从小尺寸的腕表到大尺寸的TV。发展到现今的液晶显示器已具有较高的分辨率、结构紧凑、高亮度且低成本。然而，尽管经过了四十多年的发展和进步，液晶显示器由于其使用的背光源不足的限制，仍存在光源使用率低、对比度差及产生色偏等问题。

液晶显示器面板中的液晶本身不具有发光特性，其利用背光模组提供光源，达到显示器显示效果。通常背光源采用发光二级管（LED）或冷阴极荧光灯管（CCFL）作为光源，光源发出的光经过导光板耦合进显示器。但光源的发散角度较大，实际进入导光板（LGP））被利用的的能量不足10%，导致整个显示器的效率降低。此外由于背光的发散角度较大，导致光线进入显示器后会产生串扰（crosstalk)，对比度降低。

大尺寸TV的发展尤其是HDTV(高清电视)的发展对显示器的对比度，画面品质要求更高。以垂直于液晶显示屏的法线为轴，LC对来自背光源的近轴的光线利用率高，因此若背光源的发散角度大，则光源利用率会降低，且大角度离轴的光线会造成对比度下降、漏光、color washout（色偏）等问题。

20世纪后发展了很多用于个人使用的诸如手机、数码相机、计算器、手表等小尺寸液晶显示器，这些小尺寸的显示器其液晶面板的像素尺寸相对大尺寸的面板来说更小，因此为避免串扰，提高对比度，其对背光源的准直性能要求更高。这就需要背光源是一个二维均匀的准直面光源。

然而，现有市场上的几乎所有液晶显示用的背光源都不是准直背光源，均存在较大的发散角，且光源利用率很低，大角度的发散光穿过液晶显示屏后导致整个液晶显示器对比度下降，且存在串扰的问题。

中国专利（201210026819.6）提出了一种现有的能产生准直光的背光模组结构，它的结构包括光源、光源反射罩、楔形膜、反射膜和棱镜膜。其中楔形膜为三角形的楔形体，位于所述光源的正前方，用于将光源发出的不同角度的发散光通过多次的全反射汇聚成邻近全反射角的平行光束出射。其中反射膜放置于楔形膜的出光面一方，被用来将光线重新反射回楔形膜中重复利用。棱镜膜位于所述楔形膜出光面的另一方，用于将从楔形膜出射的与液晶屏呈较大入射角的平行光束折射成垂直于液晶屏的平行光束。

该发明所介绍的背光模组虽然能提供一种准直光，但仅是在一维方向上进行聚光准直，对于像素尺寸较大的大尺寸面板可满足使用的需求，但对于像素尺寸极小，对比度要求又很高的小尺寸液晶显示器，不能满足其对背光源二维准直度的要求。

发明内容

针对现有技术背光模组只能在一维方向进行准直的问题，本发明提出一种出射光准直性好、光线利用率高的二维准直背光模组结构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于液晶显示器的二维准直背光模组，包括光源、楔形膜、反射膜和棱镜膜，所述的楔形膜为一个由第一入光面、第一出光面、第二出光面、第一楔形端面和第二楔形端面构成的多边形楔形体，所述的第一出光面为平面，所述的第二出光面为曲面或由两个以上的无缝拼接的平面组成的非平面，所述的第一楔形端面和所述的第二楔形端面与所述的入光面之间的夹角大于100度，所述的光源设置在所述的第一入光面一侧，所述的棱镜膜设置在所述的第一出光面一侧，所述的反射膜设置在所述的第二出光面一侧。

所述的第一出光面与所述的第二出光面之间至少形成一条相交线。

所述的楔形膜和所述的棱镜膜为光学材料，所述的反射膜表面镀有金属膜或介质反射膜。

所述的第一出光面与所述的第二出光面之间形成的楔形体中最大的楔形角小于等于10°。

所述的光源紧贴所述的第一入光面放置。

所述的反射膜的反射面与所述的第二出光面紧贴，用于将所述的第二出光面出射的光线反射回所述的楔形膜中重复利用。

所述的棱镜膜的结构为若干个沿所述的第一入光面法线方向依次排列的圆弧形平行四边形体阵列，所述的圆弧形平行四边形体的剖面为平行四边形。

所述的棱镜膜包括相互平行的第二入光面和第三出光面，所述的第二入光面与所述的第一出光面平行，所述的第一出光面出射的光线从所述的第二入光面进入所述的棱镜膜，所述的棱镜膜将由所述的楔形膜第一出光面射出的与所述的第二入光面呈较大入射角的平行光束折射成垂直于所述的第三出光面的平行光束射出。