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CN105785499A - 侧入式导光板组件、侧入式背光模组及显示装置 - Google Patents

侧入式导光板组件、侧入式背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液晶显示技术领域，提供了一种的侧入式导光板组件以及包括该侧入式导光板组件的侧入式背光模组和显示装置。该侧入式导光板组件包括依次贴合的第一导光板、偏振分光膜和第二导光板，通过偏振发生器将射入到第一导光板内的光转化为被偏振分光膜反射的线偏振光，光线传播到达末端面后被第一反射面反射，且往返经过1/4波片，转变为被偏振分光膜透射的线偏振光，由此可穿过偏振分光膜而逆向传播、并陆续从第二导光板反射面上的网点射出。由于从网点射出的光至少都经过了一个第一导光板的长度的混合，因此设计上可以增加光源间距，实现在不产生过热点的条件下减少光源数量的目的，且不会增加导光板组件的整体厚度。

Description

侧入式导光板组件、侧入式背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别提供了一种侧入式导光板组件、侧入式背光模组及显示装置。
背景技术
在液晶显示领域，目前常规侧入式背光源方案如图1所示，为避免入光侧产生过热点，LED发光面至导光板L的有效显示区域AA的距离与LED间距d的比值必须大于某一特定值，即LED间距d不可过小，否则入光侧LED光线发散区域混光不充分，会产生过热点。因此，侧入式背光源灯条上的LED颗粒排列通常很紧密，由此会导致如下问题：(1)在设计上确定LED数量除了考虑亮度因素外，还必须考虑LED间距，所以LED数量不能太少，无法有效降低LED成本；(2)LED排列密度大，散热性差，影响产品信赖性。
基于上述技术问题，专利US20150268479A1公开了一种新型导光板L，如图2所示。此新型导光板L下表面设计成阶梯型，LED发出的光线经入光面进入导光板，靠上、下导光面的全反射向前传播，若下表面阶梯斜面e角度设置得当，则光线不会到达阶梯斜面e，此传播过程中没有光线出射。光线经反射面反射之后改变传播方向，逆向传播过程中靠阶梯斜面e出光。此种导光方案可实现减少LED数量的目的，即便一颗LED也可以达到要求，如图3所示。但此方案的缺点是导光板下表面为阶梯状，导光板整体外形为斜坡形，增加了整个液晶模组的厚度，不利于显示装置的轻薄化。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种在不产生过热点的条件下减少LED数量，且不增加模组厚度的侧入式导光板组件、侧入式背光模组及显示装置。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供了一种侧入式导光板组件，该导光板组件包括依次贴合的第一导光板、偏振分光膜和第二导光板，所述第一导光板的侧部具有入光面以及与所述入光面相对的末端面；所述入光面设有偏振发生器，所述偏振发生器用于将射向所述入光面的光转化为被偏振分光膜反射的线偏振光；所述末端面设有1/4波片；所述1/4波片的外侧设有第一反射面；所述第二导光板远离所述偏振分光膜的一面设有若干个用于出光的网点。
优选的，在由所述末端面至所述入光面的方向上，所述网点的密度逐渐增大。
优选的，所述1/4波片贴合在所述末端面上。
优选的，所述第一反射面贴合在所述1/4波片上。
优选的，所述第一反射面为反光镜。
优选的，所述偏振发生器包括偏振分光层、第二反射面和半波片；所述偏振分光层设置在光源与所述入光面之间、并与所述入光面成45°夹角；所述第二反射面设置在所述入光面的外侧、并与所述偏振分光层平行，用于将所述偏振分光层反射出的光线反射向所述入光面；所述半波片设置在所述第二反射面与所述入光面之间。
优选的，所述偏振分光层形成在一个矩形棱镜内。
优选的，所述第二反射面为一个偏振分光层。
优选的，所述第二反射面形成在一个矩形棱镜内。
本发明还提供了一种侧入式背光模组，该侧入式背光模组包括光源以及如上所述的侧入式导光板组件。
优选的，所述光源为激光。
本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括如上所述的侧入式导光板组件
(三)有益效果
本发明提供的一种的侧入式导光板组件，由网点射出的光至少都经过了一个第一导光板的长度的混合，因此设计上可以增加光源间距，实现在不产生过热点的条件下减少光源数量的目的，可降低成本，提升散热性能，且不会增加导光板组件的整体厚度。另外，采用上述侧入式导光板组件设计的背光模组和显示装置也具有制造成本低，散热耐用性好，整体厚度更轻薄的优势。
附图说明
图1是现有技术中的侧入式背光源的示意图。
图2是现有技术中的一种侧入式导光板的示意图。
图3是图2所述侧入式导光板的俯视图。
图4是本发明实施例的一种侧入式导光板组件的示意图。
图5是本发明实施例的偏振发生器的示意图。
附图标记：
1、第一导光板；2、第二导光板；21、网点；3、偏振分光膜；4、光源；5、偏振发生器；51、偏振分光层；52、第二反射面；53、半波片；6、1/4波片；7、第一反射面；8、被偏振分光膜反射的线偏振光；9、被偏振分光膜透射的线偏振光；10、新型导光板；L、导光板；AA、有效显示区域；d、LED间距；e、阶梯斜面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图4所示，本发明实施例提供的一种侧入式导光板组件，包括依次贴合的第一导光板1、偏振分光膜3和第二导光板2，第一导光板1的侧部具有入光面和与入光面相对的末端面；入光面设有偏振发生器5，偏振发生器5用于将射向入光面的光转化为被偏振分光膜反射的线偏振光8，该偏振发生器5既可以设置在入光面的外侧，也可以贴合在入光面上，甚至嵌入到入光面内侧的第一导光板1内；末端面设有1/4波片6，同样的，该1/4波片既可以设置在末端面的外侧，也可以贴合在末端面上，或是嵌设在末端面内侧的第一导光板1内；1/4波片的外侧设有第一反射面7，该第一反射面7可以为反光镜，末端面、1/4波片6和第一反射面7优选为依次相贴，避免光路因折射发生偏移和光能的衰减，还可增强组件的整体性；第二导光板2远离偏振分光膜3的一面设有若干个用于出光的网点21。
位于入光面一侧的LED光源4发出的光经偏振发生器5变换为被偏振分光膜反射的线偏振光8并折射进入第一导光板1，此被偏振分光膜反射的线偏振光8在第一导光板1的上表面被全反射、在下表面经偏振分光膜3同样被反射，因此入射光束在第一导光板1内向前传播，且没有光线出射。光线传播到达末端面后被第一反射面7反射，且往返经过1/4波片6，偏振态被改变，转变为与被偏振分光膜反射的线偏振光8相正交的线偏振光，即被偏振分光膜透射的线偏振光9，而此被偏振分光膜透射的线偏振光会在第一导光板1与第二导光板2的组合体内逆向全反射传播，在此过程中，逆向传播的光线通过第二导光板2外侧的网点21射出。
由上述过程可知，最终由网点21射出的光至少都经过了一个第一导光板1的长度的混合，由此可以实现充分的混光效果，能够避免过热点的产生。因此在设计上可以增加LED间距，实现在不产生过热点的条件下减少LED数量的目的，降低了成本，提升了散热性能。而且，由于第二导光板2仅是起到全反射和出光的作用，因此其厚度可以设置得尽量薄，所以导光板组件的整体厚度近乎等于第一导光板1的厚度，即本导光板组件几乎不会增加背光模组的厚度。
其中，在由末端面至入光面的方向上，网点21的密度逐渐增大。在由所述末端面至所述入光面的方向上，初始段网点21分布较稀疏，可以保证有足够多的光线能够继续保持反射传播，以保证末尾阶段也有光线射出；另一方面，末尾阶段网点21分布较密集，可使剩余的反射传播光线尽可能的全部射出，不浪费；而且，在该传播方向上反射传播的光强是逐渐减弱的，而网点21由稀疏至密集的分布形式恰可与此形成互补，使整个出光面上的出光量均匀。
另外，如图5所示，偏振发生器5包括偏振分光层51、第二反射面52和半波片53；偏振分光层51设置在光源4与入光面之间、并与入光面成45°夹角，用于将光源4分解成两组互为正交的线偏振光，即被偏振分光膜反射的线偏振光和被偏振分光膜透射的线偏振光，其中，被偏振分光膜反射的线偏振光穿过偏振分光层而射向入光面，而被偏振分光膜透射的线偏振光被反射；第二反射面52设置在入光面的外侧、并与偏振分光层51平行，用于将偏振分光层51反射出的被偏振分光膜透射的线偏振光再次反射向入光面；半波片53设置在第二反射面52与入光面之间，用于将被偏振分光膜透射的线偏振光的偏振态改变，变为被偏振分光膜反射的线偏振光。由此，本实施例的偏振发生器5不仅可将入射光源4转变成被偏振分光膜反射的线偏振光8，而且转变过程没有能量损失。
其中，偏振分光层51优选形成在一个矩形棱镜内，即形成一个偏振分光棱镜，由于偏振分光层51与入光面有着45°角的特殊角度关系，因此将偏振分光层51设置为偏振分光棱镜可以更容易地与入光面贴合，且能够保证偏振分光层51稳定地与入光面成45°夹角。
由于第二反射面的作用是对线偏振光形成反射，所以第二反射面52既可以是反光镜，也可以是一个偏振分光层，但优选将第二反射面52设置为一个偏振分光层，因为第二反射面52需要对入射光进行45°的反射，所以若使用平面状的反光镜，倾斜角度的精确性很难把控。而将第二反射面52设置为一个偏振分光层，并将第二反射面52形成在一个矩形棱镜内，形成一个偏振分光棱镜，不仅倾斜角度得到了精确的控制，而且还可以与相邻的偏振分光棱镜和半波片形成自然拼接，连接方便，且整体结构稳定。
本实施例还提供了一种侧入式背光模组，该侧入式背光模组包括光源4和如上所述的侧入式导光板组件，其中，由于上述侧入式导光板组件的混光距离较长，因此本侧入式背光模组可以大幅减少位于导光板入光面一侧光源4的数量，这样不仅节约了成本，而且还提高了散热性能、增了加产品的稳定性。另外，由于侧入式导光板组件的混光距离有了保证，因此可以选用激光作为光源4，由此使背光源4具有更好的单色性和亮度。
本实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括如上所述的侧入式导光板组件，由于光源4数量大幅减少，因此不仅可以大幅降低显示装置成本，还可以提升产品的耐用性。而且由于其导光板组件的整体厚度较薄，因此不会增加显示装置的厚度，不影响显示装置朝着更轻薄的方向发展，市场前景较好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种侧入式导光板组件，其特征在于，包括依次贴合的第一导光板、偏振分光膜和第二导光板，所述第一导光板的侧部具有入光面以及与所述入光面相对的末端面；所述入光面设有偏振发生器，所述偏振发生器用于将射向所述入光面的光转化为被偏振分光膜反射的线偏振光；所述末端面设有1/4波片；所述1/4波片的外侧设有第一反射面；所述第二导光板远离所述偏振分光膜的一面设有若干个用于出光的网点。
2.根据权利要求1所述的侧入式导光板组件，其特征在于，在由所述末端面至所述入光面的方向上，所述网点的密度逐渐增大。
3.根据权利要求1所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述1/4波片贴合在所述末端面上。
4.根据权利要求1所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述第一反射面贴合在所述1/4波片上。
5.根据权利要求1所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述第一反射面为反光镜。
6.根据权利要求1至5任一项所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述偏振发生器包括偏振分光层、第二反射面和半波片；所述偏振分光层设置在光源与所述入光面之间、并与所述入光面成45°夹角；所述第二反射面设置在所述入光面的外侧、并与所述偏振分光层平行，用于将所述偏振分光层反射出的光线反射向所述入光面；所述半波片设置在所述第二反射面与所述入光面之间。
7.根据权利要求6所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述偏振分光层形成在一个矩形棱镜内。
8.根据权利要求6所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述第二反射面为一个偏振分光层。
9.根据权利要求6所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述第二反射面形成在一个矩形棱镜内。
10.一种侧入式背光模组，包括光源以及如权利要求1至10任一项所述的侧入式导光板组件。
11.根据权利要求10所述的侧入式导光板组件，其特征在于，所述光源为激光。
12.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的侧入式导光板组件。
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