[实用新型]集成显示器外壳和智能控制的LCD背光模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及液晶显示器，，特别涉及一种集成显示器外壳和智能控制的LCD背光模组。

背景技术

近年来，平板显示器的市场随着消费电子产品的发展越来越大，其中，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)占平板显示的份额接近90％。液晶显示器作为一种被动发光器件，本身不会发光，对于透射型液晶显示器，必须依靠背光光源将光线穿过显示面板，展现图形图像。背光模组作为液晶显示器中的重要组件，一般只包含光学系统，实际生产显示器时，还要为背光模组设计和装配附加的散热系统、驱动电源以及智能控制系统，再与LCD面板模组和显示器外壳组装成完整的显示器。因此，传统的背光模组不能直接与面板模组进行装配，这会增加生产工序，带来成本的上升。

在光学系统方面，LCD背光根据其光学结构分为Edge Lighting(侧下式)和Direct Lighting(直下式)两种。侧下式的光源布置在LCD面板侧面，通过Light Guide Plate(导光板)将光线均匀分布到面板上，直下式的光源直接布置在液晶面板下方，不需要导光板。无论是侧下式还是直下式背光，都需要扩散膜、增亮膜等光学薄膜将均匀照度转化为适合于观众观看的亮度分布。一般来说，侧下式LCD背光整体厚度更薄，适用于中小尺寸显示器；直下式LCD背光光线均匀度高，不受显示器尺寸制约，易于实现动态区域对比度控制。

在侧下式LCD背光中，光源出射的光线耦合到导光板的过程中会发生光能量损耗，导光板将水平方向入射的光线转向到LCD面板方向的过程中，也存在能量损耗，耦合效率和导光效率共同制约了侧下式背光的整体光效，一般来说，实际的侧下式背光系统的整体光效不高于75％，不利于实现节能显示器；而且目前导光板的导光面积有一定限制，单块导光板的导光面积一般小于30英寸对角线，超大尺寸显示器要使用多块导光板，增加了光学设计的难度和系统的复杂度。

在直下式LED背光中，一种技术方案如美国专利US6607286和US6679621所述，使用了侧面发光LED(Side Emitter LED)，LED出射的光能量集中在水平方向±20°的范围内。在这种基于侧面发光LED的背光系统中，背光腔的内壁涂覆以高反射率材料，LED发出的光线在背光腔内反复反射，最终在面板处形成均匀的光能量分布。这种背光结构均匀度较高，但是光线在反复反射的过程中损失了很多能量，整体光效偏低，而且整体厚度也偏大。另一种技术方案是将LED在面板下方分布式排布，由于LED出光能量的空间角度分布一般集中在轴线方向，LED需要与LCD面板相距一定距离，才能保证目标面照度均匀，一般来说，分布式LED直下式背光的厚度要大于侧下式LED背光。为了减小分布式LED直下式背光的厚度，一种技术方案是增加分布式排布LED的排布密度，可以在一定程度上减小系统厚度，但是这种技术方案会导致LED的数目急剧增加，22寸面板使用LED的数目已超过1000颗，会带来光源一致性、可靠性、电源驱动等一系列问题；另一种方法是使用二次透镜增大LED出光角度，同样可以减小系统厚度，目前已有经过精密光学设计的自由曲面透镜应用到LED背光之中，如中国发明专利200910041731.X所述，但是使用二次透镜改变光线出射方向时，由于全内反射的存在，光线出射角度并不能增大太多，则背光系统厚度减小的程度也有限，相比侧下式背光还有一定差距。

另外，目前的直下式背光中，背光模组与显示器外壳独立制造然后再与LCD面板模组、驱动电源等组装成完整的显示器。背光模组与显示器外壳作为相关的组件，功能上并无冲突，若能集成制造，可减少生产工序，降低成本。

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种集成显示器外壳和智能控制的LCD背光模组。本实用新型包括：光源、自由曲面反射器、集成的显示器外壳、扩散膜、增亮膜、双层增亮膜、背光腔、光源支撑架、驱动电源、智能控制电路，其特征在于所述光源为冷阴极管(CCFL)或发光二极管(LED)，自由曲面反射器的外部为显示器外壳，其内壁为一背光腔，背光腔顶部为开放结构，用于安放扩散膜、增亮膜及LCD面板模组，背光腔底部为自由曲面反射器的自由曲面反射面，背光腔侧壁同为反射面，光源安装在背光腔底部自由曲面反射面之上，出光方向与LCD面板相对，光源之上设有一半透明半反光的光学板，显示器外壳设有散热翅片或加装散热风扇装置，驱动电源和智能控制电路安装在背光模组之中。