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侧入式LED背光模组

2014-12-23

 侧入式背光模组的主要缺点是:(1LED封装与导光板的耦合效率(coupling efficiency)还可以提高;(2)应用于大尺寸时具有挑战性;(3)不能进行局域控制(local dimming)。

  2.0、传统的侧入式LED背光模组

  传统的侧入式LED背光模组的结构包括,LED光源设置在导光板的侧面,导光板的底面上形成网点。LED封装发出的光耦合进入导光板,通过反射片和网点的反射和散射,向液晶屏方向传播。

  对于传统的侧入式LED背光模组,LED芯片发出的光不能全部进入导光板,一方面,一部分光(大角度的光,约20%-30%,取决于封装结构)由于全内反射而不能从LED封装的出光表面射出。另一方面,即使已经从LED封装出光表面射出的光,一部分光由于导光板入光表面的反射,而不能进入导光板,如图1所示。LED封装和导光板之间的耦合方式和效率需要进一步提高。


截面图

  2.1、提高LED封装与导光板之间的耦合效率

  为了使得LED芯片发出的光全部进入导光板,采用透明胶210LED封装102的出光表面粘在导光板的入光表面,见图2.由于LED封装的硅胶、透明胶、导光板的折射系数基本上相同,因此,在LED封装的出光表面处基本上没有全内反射,在导光板入光表面处也基本上没有反射,LED芯片发出的光基本上全部进入导光板,耦合效率提高,基本达到100%.另外,由于没有全内反射,LED芯片发出的大角度的光也进入导光板,易于达到亮度的均匀性。


  图截面图

  优势:(1 LED封装和导光板之间的耦合效率提高。

  (2LED封装的出光效率(extraction efficiency)提高约20%-30%.

  (3)每个LED封装产生的热量减少约8% - 13%.

  (4)保证同样亮度的情况下,所用的LED封装的数量约减少16%-23%,降低成本。

  (5LED背光模组产生的总热量约减少23% - 33%.

  (6)能量消耗约减少16%-23%.

  (7LED封装的出光角度加大。

  2.2、适用于大尺寸电视的带V型槽的导光板

  带有V型槽的导光板的侧入式LED背光模组使得LED背光源应用于任意大尺寸的显示屏,而无需采用更高亮度的LED芯片。

  导光板401的顶部的中间部位形成V型槽402,并在导光板的底部与V型槽对应的位置设置LED光源408b.使得LED光源发出的光425向上传播时,被V型槽402全内反射,从而向导光板侧面传播,见图3a3b.LED光源粘在导光板的底部,增加光取出效率。


 

 图3a顶视图


  图3b截面图

3c展示V型槽402a402b402c成十字形设置的实施例,可以用于大尺寸的背光源。

   

3c顶视图

  图3d展示图3c的实施例的示意图。

3d示意图

  优势:(1)适用于任意大尺寸的显示屏。

  (2 薄型化。SMD形式的LED封装的厚度可以做到0.7mm,PCB厚度可以做到1mm,因此,LED背光模组的厚度只比传统的侧入式LED背光模组的厚度增加1.7mm.

  (3LED封装的光取出效率高。

  (4)散热较好。

  (5LED封装的出光角度加大。

  2.3、减少使用LED封装数量的无导光板的侧入式LED背光模组

  没有导光板的侧入式LED背光模组的一个实施例:在一侧设置LED光源205,与其相对的是侧反光片204b,在主反光片204a和侧反光片204b上形成网点203,调整网点的结构和分布,使得亮度分布均匀,图4a.

  图4a截面图

  图4b展示在两侧设置LED光源405a405b,且倾斜成一角度409.网点403形成在主反光片404上。


 
4b截面图

  优势:(1)没有导光板以及光在导光板中的衰减,因此,减少使用的LED封装的数量。

  (2)减少产生的热量。

  (3)减低成本。

  (4)减轻重量。

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