| 1、背景和目的
LED背光源的市場占有率迅速擴大。目前，LED背光模組的技術(shù)正在發(fā)展，LED背光模組的結(jié)構(gòu)正在發(fā)展。
據(jù)億光透露，三星公司打算進一步把直下式LED背光液晶電視的厚度繼續(xù)往下做薄，當(dāng)然，還需要克服很多技術(shù)困難，另外，結(jié)合側(cè)光式LED背光與直下式LED背光的技術(shù)也有機會推出（側(cè)光式LED背光液晶電視走俏 超薄設(shè)計是動因）。
海信認為，首先是直下式占據(jù)LED高端，而側(cè)入式占據(jù)LED低端；接著側(cè)入式逐漸取代CCFL背光，而直下式又逐漸取代側(cè)入式（“第4屆中國國際新光源&新能源照明論壇”）。
日本Techno System Research的林秀介在 “第7屆TSR研討會2010”上，介紹了高速增長的LED背光液晶電視的下一個發(fā)展趨勢（大勢所趨的LED背光液晶電視的下一個發(fā)展趨勢）。據(jù)介紹，許多面板廠商計劃削減導(dǎo)光板而非單邊配備LED,以降低成本。直下型方式為了減少LED的使用個數(shù)，一般使用鏡頭蓋（Lens Cap）。通過鏡頭蓋的改良，可將背光單元的厚度“減薄至1.5cm”.
因此，正在下面幾方面進行研發(fā)：
第一，對現(xiàn)有的側(cè)入式背光模組進行改進。
第二，對現(xiàn)有的直下式背光模組進行改進。
第三，設(shè)計和開發(fā)同時具有直下式和側(cè)入式背光模組的主要優(yōu)點而沒有二者的主要缺點的新型的背光模組。側(cè)入式背光模組的主要缺點是直下式背光模組的主要優(yōu)點，直下式背光模組的主要缺點是側(cè)入式背光模組的主要優(yōu)點。二者具有很強的互補性。
“中國電子報”對背光模組的重要部件，如導(dǎo)光板、擴散板、反射板、光源的專利分別進行了統(tǒng)計。截至2009年3月31日，TFT-LCD背光模組技術(shù)領(lǐng)域的中國專利申請共計2381件。其中，發(fā)明專利申請數(shù)量為1885件，實用新型專利申請數(shù)量為466件。
2、側(cè)入式LED背光模組
側(cè)入式背光模組的主要缺點是：（1）LED封裝與導(dǎo)光板的耦合效率（coupling efficiency）還可以提高；（2）應(yīng)用于大尺寸時具有挑戰(zhàn)性；（3）不能進行局域控制（local dimming）。
2.0、傳統(tǒng)的側(cè)入式LED背光模組
傳統(tǒng)的側(cè)入式LED背光模組的結(jié)構(gòu)包括，LED光源設(shè)置在導(dǎo)光板的側(cè)面，導(dǎo)光板的底面上形成網(wǎng)點。LED封裝發(fā)出的光耦合進入導(dǎo)光板，通過反射片和網(wǎng)點的反射和散射，向液晶屏方向傳播。
對于傳統(tǒng)的側(cè)入式LED背光模組，LED芯片發(fā)出的光不能全部進入導(dǎo)光板，一方面，一部分光（大角度的光，約20%-30%,取決于封裝結(jié)構(gòu)）由于全內(nèi)反射而不能從LED封裝的出光表面射出。另一方面，即使已經(jīng)從LED封裝出光表面射出的光，一部分光由于導(dǎo)光板入光表面的反射，而不能進入導(dǎo)光板，如圖1所示。LED封裝和導(dǎo)光板之間的耦合方式和效率需要進一步提高。
圖1 截面圖
2.1、提高LED封裝與導(dǎo)光板之間的耦合效率
為了使得LED芯片發(fā)出的光全部進入導(dǎo)光板，采用透明膠210把LED封裝102的出光表面粘在導(dǎo)光板的入光表面，見圖2.由于LED封裝的硅膠、透明膠、導(dǎo)光板的折射系數(shù)基本上相同，因此，在LED封裝的出光表面處基本上沒有全內(nèi)反射，在導(dǎo)光板入光表面處也基本上沒有反射，LED芯片發(fā)出的光基本上全部進入導(dǎo)光板，耦合效率提高，基本達到100%.另外，由于沒有全內(nèi)反射，LED芯片發(fā)出的大角度的光也進入導(dǎo)光板，易于達到亮度的均勻性。
圖2 截面圖
優(yōu)勢：（1） LED封裝和導(dǎo)光板之間的耦合效率提高。
�。�2）LED封裝的出光效率（extraction efficiency）提高約20%-30%.
�。�3）每個LED封裝產(chǎn)生的熱量減少約8% - 13%.
（4）保證同樣亮度的情況下，所用的LED封裝的數(shù)量約減少16%-23%,降低成本。
（5）LED背光模組產(chǎn)生的總熱量約減少23% - 33%.
�。�6）能量消耗約減少16%-23%.
�。�7）LED封裝的出光角度加大。
2.2、適用于大尺寸電視的帶V型槽的導(dǎo)光板
帶有V型槽的導(dǎo)光板的側(cè)入式LED背光模組使得LED背光源應(yīng)用于任意大尺寸的顯示屏，而無需采用更高亮度的LED芯片。
導(dǎo)光板401的頂部的中間部位形成V型槽402,并在導(dǎo)光板的底部與V型槽對應(yīng)的位置設(shè)置LED光源408b.使得LED光源發(fā)出的光425向上傳播時，被V型槽402全內(nèi)反射，從而向?qū)Ч獍鍌?cè)面?zhèn)鞑�，見圖3a和3b.LED光源粘在導(dǎo)光板的底部，增加光取出效率。
圖3a頂視圖
圖3b截面圖
圖3c展示V型槽402a、402b和402c成十字形設(shè)置的實施例，可以用于大尺寸的背光源。
圖3c頂視圖
圖3d展示圖3c的實施例的示意圖。
圖3d示意圖
優(yōu)勢：（1）適用于任意大尺寸的顯示屏。
（2） 薄型化。SMD形式的LED封裝的厚度可以做到0.7mm,PCB厚度可以做到1mm,因此，LED背光模組的厚度只比傳統(tǒng)的側(cè)入式LED背光模組的厚度增加1.7mm.
�。�3）LED封裝的光取出效率高。
�。�4）散熱較好。
�。�5）LED封裝的出光角度加大。
2.3、減少使用LED封裝數(shù)量的無導(dǎo)光板的側(cè)入式LED背光模組
沒有導(dǎo)光板的側(cè)入式LED背光模組的一個實施例：在一側(cè)設(shè)置LED光源205,與其相對的是側(cè)反光片204b,在主反光片204a和側(cè)反光片204b上形成網(wǎng)點203,調(diào)整網(wǎng)點的結(jié)構(gòu)和分布，使得亮度分布均勻，圖4a.
圖4a截面圖
圖4b展示在兩側(cè)設(shè)置LED光源405a和405b,且傾斜成一角度409.網(wǎng)點403形成在主反光片404上。
圖4b截面圖
優(yōu)勢：（1）沒有導(dǎo)光板以及光在導(dǎo)光板中的衰減，因此，減少使用的LED封裝的數(shù)量。
�。�2）減少產(chǎn)生的熱量。
（3）減低成本。
�。�4）減輕重量。
3、直下式LED背光模組
直下式LED背光模組的主要缺點之一是：與側(cè)入式LED背光模組相比較，厚度較大。
3.0、傳統(tǒng)的直下式LED背光模組：
LED光源352發(fā)出的光直接向上傳播，為得到光分布的均勻性（或RGB混光均勻性），與液晶屏平面垂直方向的光程（或RGB混光距離）較大，即，直下式LED背光源較厚，圖5.
圖5截面圖
3.1、薄型的帶有反射鏡的直下式LED背光模組
帶有反射鏡的直下式LED背光模組的一個實施例：在每一個LED封裝203上方處設(shè)置反射鏡208a,LED封裝發(fā)出的光被反射鏡208a反射向反光片204c及其上的網(wǎng)點207,被反射和散射后，向液晶屏方向傳播，見圖6a.
圖6a截面圖
反射鏡208a/308a面對LED光源203的表面具有微結(jié)構(gòu)308b,反射鏡208a/308a的設(shè)置是從一組設(shè)置中選出，該組設(shè)置包括，但不限于，圖6b展示的結(jié)構(gòu)。
圖6b截面圖
優(yōu)勢：（1）比較薄。
�。�2）LED背光模組可以區(qū)域控制。
3.2、薄型的帶有網(wǎng)點的直下式LED背光模組
反光片上帶有網(wǎng)點的直下式LED背光模組的一個實施例：設(shè)置LED封裝203,使得LED封裝發(fā)出的光向水平方向傳播，被反光片204c、204a、204b及其上的網(wǎng)點208反射和散射，向液晶屏205方向傳播。使得與液晶屏垂直方向的光程（或RGB的混光距離）的一部分變成與液晶屏平行方向的光程（或RGB的混光距離），見圖7.
圖7截面圖
優(yōu)勢：（1）比較薄。
�。�2）LED背光模組可以區(qū)域控制。
3.3、薄型的帶有反光結(jié)構(gòu)的直下式LED背光模組
帶有反光結(jié)構(gòu)的直下式LED背光模組的一個實施例：設(shè)置LED封裝203,使得LED封裝發(fā)出的光向水平方向傳播，被反射鏡207a和207b、反光片204a/204b/204c、網(wǎng)點208反射和散射，向液晶屏方向傳播。使得與液晶屏垂直方向的光程（或RGB的混光距離）的一部分變成與液晶屏平行方向的光程（或RGB的混光距離），見圖8a.反射鏡組成陣列。
圖8a截面圖
反射鏡的設(shè)置207/307包括，但不限于，圓�。▓D8a）、圓形、四方形、六邊形，等。每個反射鏡307的設(shè)置內(nèi)包括至少一個LED封裝303,每個LED封裝303包括至少一個LED芯片，見圖8b.
圖8b頂視圖
反射鏡307/407/507的反射面209/409/511/512的設(shè)置是從一組設(shè)置中選出，該組設(shè)置包括，但不限于，圖8c所示的結(jié)構(gòu)。
圖8c截面圖
LED封裝203/303/603的設(shè)置是從一組設(shè)置中選出，該組設(shè)置包括，但不限于，圖8d所示的設(shè)置。
圖8d截面圖
優(yōu)勢：（1）比較薄。
（2）LED背光模組可以區(qū)域控制。
4、側(cè)入和直下混合式LED背光模組
設(shè)計和開發(fā)同時具有直下式和側(cè)入式背光模組的主要優(yōu)點而沒有二者的主要缺點的新型的LED背光模組。例如，在直下式背光模組中采用導(dǎo)光板，使得，LED背光模組既可以區(qū)域控制，又比較薄。一個LED電視包括一個或多個下面展示的側(cè)入和直下混合式LED背光模組。
4.1、導(dǎo)光板底部形成反射倒錐體陣列的側(cè)入和直下混合式LED背光模組
側(cè)入和直下混合式LED背光模組的一個實施例：導(dǎo)光板201底部形成帶有反射面202f的倒錐體陣列202,LED封裝設(shè)置在與每個倒錐體對應(yīng)的位置，LED封裝發(fā)出的光被倒錐體的反射面反射向?qū)Ч獍鍌?cè)面?zhèn)鞑�，被�?dǎo)光板底部的反光片和網(wǎng)點反射和散射后，向液晶屏方向傳播，見圖9a和9b.
圖9a示意圖：從下向上看
倒錐體具有不同的形狀，圖9b.
圖9b截面圖
優(yōu)勢：（1）比較薄。
�。�2）LED背光模組可以區(qū)域控制。
4.2、導(dǎo)光板底部形成倒V型槽陣列的側(cè)入和直下混合式LED背光模組
側(cè)入和直下混合式LED背光模組的一個實施例：導(dǎo)光板底部形成倒V型槽陣列502,LED封裝508設(shè)置在與每個V型槽對應(yīng)的位置，LED封裝發(fā)出的光被V型槽的側(cè)面503折射，向?qū)Ч獍?01側(cè)面?zhèn)鞑ィ环垂馄途W(wǎng)點504反射和散射后，向液晶屏方向傳播。見圖10a和10b.LED封裝508的出光表面被粗化521,出光效率較高。
圖10a示意圖：從下向上看
圖10b截面圖
優(yōu)勢：（1）比較薄。
�。�2）LED背光模組區(qū)域控制。
4.3、導(dǎo)光板頂部形成凹槽陣列的側(cè)入和直下混合式LED背光模組
側(cè)入和直下混合式LED背光模組的一個實施例：導(dǎo)光板301頂部形成凹槽陣列302,LED封裝304設(shè)置在與每個凹槽對應(yīng)的位置，LED封裝發(fā)出的光320被凹槽側(cè)邊全內(nèi)反射，向?qū)Ч獍鍌?cè)面?zhèn)鞑�，被反光片和網(wǎng)點反射和散射后，向液晶屏方向傳播，見圖11a和圖11b.LED封裝的出光表面被透明膠303粘在導(dǎo)光板301底部，出光效率較高，產(chǎn)生較少熱量。
圖11a示意圖：從上向下看
圖11b截面圖
導(dǎo)光板頂部凹槽602的側(cè)面的形狀包括曲線603q（圖11c）和折線603t（圖11d）。
圖11c截面圖
圖11d截面圖
優(yōu)勢：（1）LED背光模組區(qū)域控制。
�。�2）比較薄。
�。�3）LED封裝的出光效率（extraction efficiency）提高。
�。�4）全部利用LED芯片發(fā)出的光，每個LED封裝產(chǎn)生較少的熱量。
�。�5）減少所用的LED封裝的數(shù)量，進一步減少產(chǎn)生的熱量。
�。�6）能量消耗降低。
（6）散熱優(yōu)良。
（7）LED封裝的出光角度加大。
（8） LED封裝和導(dǎo)光板之間的耦合效率提高。
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