專利名稱：發(fā)光單元和背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)的發(fā)光單元和采用該發(fā)光單元的背光模組。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器具有輕、薄、耗電小等優(yōu)點，其廣泛應(yīng)用于筆記本計算機、監(jiān)視器、平面電視等現(xiàn)代化信息設(shè)備。又因液晶本身不具有發(fā)光特性，故需為其提供背光模組以實現(xiàn)顯示功能。
背光模組一般可分為側(cè)光式與直下式兩種設(shè)計。側(cè)光式背光模組通常適用于中小尺寸液晶顯示器，對于大尺寸液晶顯示器則多采用直下式背光模組，以滿足大尺寸液晶顯示器對高亮度、高均勻度的需求。
一種現(xiàn)有技術(shù)直下式背光模組如圖1所示，該背光模組10包括多個發(fā)光二極管單元102、擴散板104、下擴散片106、棱鏡片108和上擴散片110。該擴散板104包括相對的入光面1041與出光面1042，該發(fā)光二極管單元102設(shè)置于該擴散板104的入光面1041一側(cè)，該下擴散片106、棱鏡片108和上擴散片110依次層疊設(shè)置在該擴散板104的出光面1042上。
一起參照圖2所示，各發(fā)光二極管單元102包括紅色發(fā)光二極管1021、綠色發(fā)光二極管1022與藍色發(fā)光二極管1023，該三種色彩的發(fā)光二極管1021、1022與1023發(fā)出的光線混色成白光從擴散板104的出光面1042射出。
但是，該種背光模組10存在一些缺點。因發(fā)光二極管單元102中各發(fā)光二極管的發(fā)光角度有一定限制，當(dāng)發(fā)光二極管單元102之間的距離B較大時，容易使擴散板104的A處無光線照到，導(dǎo)致A處亮度較低，而在發(fā)光二極管單元102正上方的擴散板104的亮度較高，整個背光模組10亮度的均勻性不佳。常用的減小亮度較低的A處的面積的方法有兩種，一種方法是增加發(fā)光二極管單元102的數(shù)量，從而縮短發(fā)光二極管單元102的距離B，另一種方法是增加發(fā)光二極管單元102與擴散板104的入光面1041的距離，使發(fā)光二極管單元102發(fā)出的到達擴散板104出光面1042的光源面積范圍擴大。增加發(fā)光二極管單元102數(shù)量的方法容易導(dǎo)致背光模組10的成本升高，且密集排列的發(fā)光二極管單元102會產(chǎn)生散熱不良的問題。增加發(fā)光二極管單元102與擴散板104的入光面1041的距離的方法則會使整個背光模組10的厚度增加，不利于液晶顯示產(chǎn)品薄型化的需求。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實施例說明一種可提供較佳亮度均勻性并可降低背光模組厚度的發(fā)光單元，以及，一種采用該發(fā)光單元的背光模組。
為實現(xiàn)上述實施例的內(nèi)容提供一種發(fā)光單元，該發(fā)光單元包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍色發(fā)光二極管、合色棱鏡(x-Cube)、第一反射裝置與第二反射裝置。該合色棱鏡包括順次連接的第一側(cè)面、第二側(cè)面、第三側(cè)面與第四側(cè)面。該第二反射裝置位于該合色棱鏡的第一側(cè)面一側(cè)，該綠色發(fā)光二極管對應(yīng)該第二反射裝置，且其發(fā)出的綠色光線經(jīng)該第二反射裝置反射后由該第一側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管分別位于該合色棱鏡相對的第二側(cè)面與第四側(cè)面兩側(cè)，其發(fā)出的紅色與藍色光線分別由該第二側(cè)面與第四側(cè)面進入該合色棱鏡。該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的光線經(jīng)該合色棱鏡后混色成白色光后從第三側(cè)面射出，該白色光投射至第一反射裝置后被反射。
以及，提供一種采用該發(fā)光單元的背光模組，該背光模組包括擴散板與多個發(fā)光單元，該擴散板包括相對的入光面與出光面，該多個發(fā)光單元設(shè)置在該擴散板入光面一側(cè)，各發(fā)光單元包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍色發(fā)光二極管、合色棱鏡、第一反射裝置與第二反射裝置。該合色棱鏡包括順次連接的第一側(cè)面、第二側(cè)面、第三側(cè)面與第四側(cè)面。該第二反射裝置位于該合色棱鏡的第一側(cè)面一側(cè)，該綠色發(fā)光二極管對應(yīng)該第二反射裝置，且其發(fā)出的綠色光線經(jīng)該第二反射裝置反射后由該第一側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管分別位于該合色棱鏡相對的第二側(cè)面與第四側(cè)面兩側(cè)，其發(fā)出的紅色與藍色光線分別由該第二側(cè)面與第四側(cè)面進入該合色棱鏡。該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的光線經(jīng)該合色棱鏡后混色成白色光后從第三側(cè)面射出，該白色光投射至第一反射裝置并被反射至該擴散板入光面并從該擴散板出光面射出。
以及，提供一種發(fā)光單元，包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍色發(fā)光二極管、合色棱鏡與第一反射裝置。該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色、綠色與藍色光線分別經(jīng)該合色棱鏡的三個側(cè)面進入，并經(jīng)該合色棱鏡混色成白色光后從該合色棱鏡射出，該白色光投射至第一反射裝置并被反射。
以及，提供一種背光模組，包括擴散板與多個發(fā)光單元，該擴散板包括相對的入光面與出光面，該多個發(fā)光單元設(shè)置在該擴散板入光面一側(cè)。各發(fā)光單元包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍色發(fā)光二極管、合色棱鏡與第一反射裝置。該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色、綠色與藍色光線分別經(jīng)該合色棱鏡的三個側(cè)面進入，并經(jīng)該合色棱鏡混色成白色光后從該合色棱鏡射出，該白色光投射至第一反射裝置并被反射至該擴散板入光面并從該擴散板出光面射出。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，上述實施例所提供的發(fā)光單元利用合色棱鏡和反射裝置增加發(fā)光二極管發(fā)出的光線在進入擴散板前的行進路程，從而擴大到達擴散板出光面的光源面積，提供給背光模組較佳的亮度均勻性，同時，還可減小背光模組的整體厚度。
上述實施例的背光模組因采用所提供的發(fā)光單元，其亮度均勻性較佳，且整體厚度較小，另外，因各發(fā)光單元內(nèi)的發(fā)光二極管是分開排列，其散熱效果較佳。

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組的平面示意圖。
圖2是圖1所示的背光模組的發(fā)光二極管單元內(nèi)部的紅綠藍三色發(fā)光二極管的混色示意圖。
圖3是本發(fā)明背光模組的立體示意圖。
圖4是圖3所示的背光模組的光路示意圖。
圖5是圖3所示的背光模組的另一視角的光路示意圖。
具體實施方式
如圖3和圖4所示，分別是本發(fā)明背光模組的立體示意圖和平面示意圖。該背光模組300包括多個發(fā)光單元30和擴散板40。該擴散板40包括相對的入光面41與出光面42。該多個發(fā)光單元30規(guī)則設(shè)置于該擴散板40的入光面41一側(cè)。
該發(fā)光單元30包括紅色發(fā)光二極管31、綠色發(fā)光二極管32、藍色發(fā)光二極管33、合色棱鏡34、兩個直角三棱鏡35與36。該合色棱鏡34是由四個鍍制有特定光學(xué)薄膜的直角棱鏡膠合而成，其整體成正方體結(jié)構(gòu)，且該四個直角棱鏡的斜面作為該合色棱鏡34的四個順次連接的側(cè)面(未標示)。該直角三棱鏡35的一個直角面連結(jié)在該合色棱鏡34的一側(cè)，且該直角三棱鏡35的反射面351垂直于該擴散板40的入光面41。該直角三棱鏡36的一個直角面連結(jié)在該合色棱鏡34的與該直角三棱鏡35相對的一側(cè)，且該直角三棱鏡36的反射面361與該擴散板40的入光面41成45度設(shè)置。該綠色發(fā)光二極管32對應(yīng)該直角三棱鏡35的另一直角面設(shè)置，該紅色發(fā)光二極管31與藍色發(fā)光二極管33分別設(shè)置在該合色棱鏡34的未膠合有直角三棱鏡的兩側(cè)。
以下結(jié)合圖4和圖5對該發(fā)光單元30的光路以及混色過程進行說明，為方便說明，圖中的三個發(fā)光二極管31、32與33僅以分別發(fā)出一條光線表示，其實際光線則應(yīng)呈圓錐狀發(fā)射。因反射面351與361具反射功能，當(dāng)綠色發(fā)光二極管32發(fā)出的光線321進入直角三棱鏡35并投射在反射面351上時，該光線321被垂直反射進入該合色棱鏡34，然后該光線321直接射出該合色棱鏡34并投射在該直角三棱鏡36的反射面361上。當(dāng)紅色發(fā)光二極管31發(fā)出的光線311進入該合色棱鏡34時，其在該合色棱鏡34內(nèi)被垂直反射出，并投射在該直角三棱鏡36的反射面361上。當(dāng)藍色發(fā)光二極管33發(fā)出的光線331進入該合色棱鏡34時，其在該合色棱鏡34內(nèi)被垂直反射出，并投射在該直角三棱鏡36的反射面361上。由于該三種色彩的光線311、321和331經(jīng)過合色棱鏡34后均朝同一方向出射，該三種色彩的光線311、321和331被混色成白色光37，該白色光37投射在反射面361上后被垂直反射，并投射在該擴散板40的入光面41上。
由于該三個發(fā)光二極管31、32與33實際發(fā)出的光線是呈圓錐狀，其在進入擴散板40前均有被反射的過程，也就是說，該三個發(fā)光二極管31、32與33發(fā)出的光線的行進路程均得到增長，從而擴大最終到達擴散板40入光面41的光線面積，該光線進入擴散板40后進一步被擴散，從而提供給背光模組300較佳的亮度均勻性，同時，還可減小背光模組300的整體厚度。
該背光模組300因采用多個上述的發(fā)光單元30，其亮度均勻性較佳，且整體厚度較小，另外，因各發(fā)光單元30內(nèi)的發(fā)光二極管31、32與33是分開排列，其散熱效果較佳。
本發(fā)明背光模組還可以有其它實施例，例如取消直角三棱鏡35，將該綠色發(fā)光二極管32正對該直角三棱鏡35所在的側(cè)面設(shè)置，使該綠色發(fā)光二極管32發(fā)出的光線直接進入該合色棱鏡34，此時，由于該綠色發(fā)光二極管32發(fā)出的光線還將被直角三棱鏡36的反射面361反射，其光線的行進路程依然得到增長；將該發(fā)光單元30的各個元件進一步固定安裝在一基板上；也可采用反射鏡替代上述的直角三棱鏡35、36。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光單元，包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管，其特征在于進一步包括合色棱鏡、第一反射裝置與第二反射裝置，該合色棱鏡包括順次連接的第一側(cè)面、第二側(cè)面、第三側(cè)面與第四側(cè)面，該第二反射裝置位于該合色棱鏡的第一側(cè)面一側(cè)，該綠色發(fā)光二極管對應(yīng)該第二反射裝置，且其發(fā)出的綠色光線經(jīng)該第二反射裝置反射后由該第一側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管分別位于該合色棱鏡相對的第二側(cè)面與第四側(cè)面兩側(cè)，其發(fā)出的紅色與藍色光線分別由該第二側(cè)面與第四側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的光線經(jīng)該合色棱鏡后混色成白色光后從第三側(cè)面射出，該白色光投射至第一反射裝置并被反射。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于該第一反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于該第二反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于該合色棱鏡是由四個鍍制有特定光學(xué)薄膜的直角棱鏡膠合而成的正方體結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于該綠色發(fā)光二極管發(fā)出的綠色光線是被該第二反射裝置垂直反射進入該合色棱鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于該紅色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光線在該合色棱鏡內(nèi)被垂直反射。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于該藍色發(fā)光二極管發(fā)出的藍色光線在該合色棱鏡內(nèi)被垂直反射。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于該白色光線被該第一反射裝置反射后的方向垂直于該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管所在的平面。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其特征在于進一步包括基板，該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍色發(fā)光二極管、合色棱鏡、第一反射裝置與第二反射裝置均固定在該基板上。
10.一種背光模組，包括擴散板與多個發(fā)光單元，該擴散板包括相對的入光面與出光面，該多個發(fā)光單元設(shè)置在該擴散板入光面一側(cè)，各發(fā)光單元包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管，其特征在于該發(fā)光單元進一步包括合色棱鏡、第一反射裝置與第二反射裝置，該合色棱鏡包括順次連接的第一側(cè)面、第二側(cè)面、第三側(cè)面與第四側(cè)面，該第二反射裝置位于該合色棱鏡的第一側(cè)面一側(cè)，該綠色發(fā)光二極管對應(yīng)該第二反射裝置，且其發(fā)出的綠色光線經(jīng)該第二反射裝置反射后由該第一側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管分別位于該合色棱鏡相對的第二側(cè)面與第四側(cè)面兩側(cè)，其發(fā)出的紅色與藍色光線分別由該第二側(cè)面與第四側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的光線經(jīng)該合色棱鏡后混色成白色光后從第三側(cè)面射出，該白色光投射至第一反射裝置并被反射至該擴散板入光面并從該擴散板出光面射出。
11.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該第一反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
12.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該第二反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
13.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該合色棱鏡是由四個鍍制有特定光學(xué)薄膜的直角棱鏡膠合而成的正方體結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該第二反射裝置的反射面垂直于該擴散板的入光面。
15.如權(quán)利要求14所述的背光模組，其特征在于該綠色發(fā)光二極管發(fā)出的綠色光線是被該第二反射裝置垂直反射進入該合色棱鏡。
16.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該紅色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光線在該合色棱鏡內(nèi)被垂直反射。
17.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該藍色發(fā)光二極管發(fā)出的藍色光線在該合色棱鏡內(nèi)被垂直反射。
18.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該第二反射裝置的反射面與該擴散板的入光面成45度設(shè)置。
19.如權(quán)利要求18所述的背光模組，其特征在于該白色光線被該第一反射裝置反射后的方向垂直于該擴散板的入光面。
20.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于進一步包括基板，該發(fā)光單元是固定在該基板上。
21.一種發(fā)光單元，包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管，其特征在于該發(fā)光單元進一步包括合色棱鏡與第一反射裝置，該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色、綠色與藍色光線分別經(jīng)該合色棱鏡的三個側(cè)面進入，并經(jīng)該合色棱鏡后混色成白色光后從該合色棱鏡射出，該白色光投射至第一反射裝置并被反射。
22.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光單元，其特征在于進一步包括一第二反射裝置，該第二反射裝置位于該綠色發(fā)光二極管的光路之中，并將該綠色發(fā)光二極管發(fā)出的綠色光線垂直反射入該合色棱鏡。
23.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光單元，其特征在于該第一反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
24.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光單元，其特征在于該第二反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
25.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光單元，其特征在于進一步包括基板，該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍色發(fā)光二極管、合色棱鏡與第一反射裝置均固定在該基板上。
26.一種背光模組，包括擴散板與多個發(fā)光單元，該擴散板包括相對的入光面與出光面，該多個發(fā)光單元設(shè)置在該擴散板入光面一側(cè)，各發(fā)光單元包括紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管，其特征在于該發(fā)光單元進一步包括合色棱鏡與第一反射裝置，該紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色、綠色與藍色光線分別經(jīng)該合色棱鏡的三個側(cè)面進入，并經(jīng)該合色棱鏡后混色成白色光后從該合色棱鏡射出，該白色光投射至第一反射裝置并被反射至該擴散板入光面并從該擴散板出光面射出。
27.如權(quán)利要求26所述的背光模組，其特征在于進一步包括一第二反射裝置，該第二反射裝置位于該綠色發(fā)光二極管的光路之中，并將該綠色發(fā)光二極管發(fā)出的綠色光線垂直反射入該合色棱鏡。
28.如權(quán)利要求26所述的背光模組，其特征在于該第一反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
29.如權(quán)利要求26所述的背光模組，其特征在于該第二反射裝置為直角三棱鏡或反射鏡。
30.如權(quán)利要求26所述的背光模組，其特征在于進一步包括基板，該發(fā)光單元固定在該基板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光單元，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光單元會增加背光模組厚度的問題。該發(fā)光單元包括紅、綠、藍三色發(fā)光二極管，和合色棱鏡、第一反射裝置與第二反射裝置，該合色棱鏡包括第一側(cè)面、第二側(cè)面、第三側(cè)面與第四側(cè)面，該綠色發(fā)光二極管發(fā)出的綠色光線經(jīng)該第二反射裝置反射后由該第一側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅色發(fā)光二極管與藍色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色與藍色光線分別由該第二側(cè)面與第四側(cè)面進入該合色棱鏡，該紅、綠、藍三色光線經(jīng)該合色棱鏡后混色成白色光后從第三側(cè)面射出并被第一反射裝置反射。本發(fā)明還涉及一種采用該發(fā)光單元的背光模組。
文檔編號G02F1/1335GK1885126SQ20051003554
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者江宗韋 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司