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CN106773294A - 背光模组及显示装置 - Google Patents

背光模组及显示装置 Download PDF

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CN106773294A
CN106773294A CN201611189970.6A CN201611189970A CN106773294A CN 106773294 A CN106773294 A CN 106773294A CN 201611189970 A CN201611189970 A CN 201611189970A CN 106773294 A CN106773294 A CN 106773294A
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Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种背光模组，包括背板和多个依次拼接并固定在所述背板上的出光单元，每个所述出光单元均包括光源组件和邻接所述光源组件设置的导光件，所述导光件包括本部及延伸部，所述本部固定至所述背板，所述本部具有远离所述背板的第一反射面，所述延伸部设于所述本部的远离所述光源组件的一端且具有远离所述背板的第二反射面，所述第二反射面光滑连接所述第一反射面以共同形成所述导光件的上反射面，所述上反射面用于将所述光源组件发出的光线反射向远离所述背板的方向，所述延伸部与所述背板之间形成收容空间，所述收容空间用于收容相邻的所述出光单元的所述光源组件。本发明所述背光模组出光均匀。本发明还公开一种显示装置。

Description

背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组以及一种显示装置。
背景技术
目前大尺寸和薄型化是液晶电视(LCD TV)的一个发展趋势。同时，在大尺寸的TV背光上进行分区控制局部调光(Local dimming)，从而实现高动态光照渲染(High-DynamicRange，简称HDR)精确控光，也逐渐成为业界技术发展的方向。
传统的LCD TV模组可分为直下式背光模组和侧入式背光模组。直下式背光模组受到LED二次透镜尺寸和出光角度的影响，在薄型化方面表现不佳。侧入式背光模组的厚度比直下式背光模组薄，然而其出光方式为整面导光板出光，由于导光板材料和强度的限制，在大尺寸方面困难重重，容易出现出光不均。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种出光均匀的背光模组。
此外，还提供一种应用所述背光模组的显示装置。
为了实现上述目的，本发明实施方式采用如下技术方案：
一方面，提供一种背光模组，包括背板和多个依次拼接并固定在所述背板上的出光单元，每个所述出光单元均包括光源组件和邻接所述光源组件设置的导光件，所述导光件包括本部及延伸部，所述本部固定至所述背板，所述本部具有远离所述背板的第一反射面，所述延伸部设于所述本部的远离所述光源组件的一端且具有远离所述背板的第二反射面，所述第二反射面光滑连接所述第一反射面以共同形成所述导光件的上反射面，所述上反射面用于将所述光源组件发出的光线反射向远离所述背板的方向，所述延伸部与所述背板之间形成收容空间，所述收容空间用于收容相邻的所述出光单元的所述光源组件。
其中，所述光源组件包括准直透镜和间隔排布的多个光源，所述准直透镜包括相对设置的入光面和出光面，所述多个光源发出的光线经所述入光面进入所述准直透镜内混光后自所述出光面射出。
其中，所述入光面上设有向所述准直透镜内部凹进的入光区，所述多个光源正对所述入光区设置，所述出光面包括凸起的弧面及设于所述弧面两侧的平面，所述准直透镜的横截面积自所述入光面向所述出光面逐渐增大。
其中，所述光源组件的出光方向平行于所述背板，在所述光源组件的出光方向上，所述上反射面包括依次连接的第一上升面、下降面以及第二上升面。
其中，所述光源组件的出光中心与所述背板之间形成第一间距，所述第一上升面连接所述下降面的端部与所述背板之间形成第二间距，所述第二上升面远离所述下降面的端部与所述背板之间形成第三间距，所述第一间距大于所述第二间距且小于所述第三间距。
其中，所述背光模组还包括与所述背板相对设置的光学膜片组及连接于所述背板与所述光学膜片组之间的边框，被所述上反射面反射的光线经所述光学膜片组射出所述背光模组。
其中，所述延伸部的远离所述本部的一端上间隔设有多个凸起，所述凸起用于抵接支撑所述光学膜片组。
其中，至少两个所述出光单元拼接成排，相邻两排所述出光单元之间设置有反射板。
其中，所述反射板与所述光学膜片组之间形成间隙。
另一方面，还提供一种显示装置，包括如上任一项所述的背光模组。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
由于所述收容空间可用于收容相邻的所述出光单元的所述光源组件，因此位于两个相邻的所述导光件的所述本部之间的所述光源组件可收容于其中一个所述导光件的所述收容空间内，从而使收容于所述收容空间内的所述光源组件所发出的光线由所述上反射面反射出所述背光模组，避免所述光源组件的光线自两个所述本部之间的间隙直接射出而形成亮线，使得所述出光单元中间区的出光强度和衔接其他所述出光单元的边缘区的出光强度较为一致，所述背光模组出光均匀，应用所述背光模组的所述显示装置显示质量高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图。
图3是图2中Ⅲ处结构的放大示意图。
图4是图2所示背光模组的出光单元的立体结构示意图。
图5是设有两个图4所示出光单元的模型的图像光学模拟结果。
图6是设有两个图4所示出光单元的模型的数值光学模拟结果。
图7是图4中Ⅶ处结构的放大示意图。
图8是图2所示背光模组的准直透镜的前视图。
图9是图2所示背光模组的光源组件的出光角度图。
图10是本发明实施例提供的另一种光源组件的结构示意图。
图11是图2所示背光模组的导光件的前视图。
图12是图2所示背光模组的部分结构的立体结构示意图。
图13是图2所示背光模组的一种连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
请一并参阅图1至图4，本发明实施例提供一种显示装置100。所述显示装置100包括层叠设置的显示面板1以及背光模组2，所述背光模组2用于为所述显示面板1提供背光源。所述显示面板1可以液晶显示面板，则所述显示装置100为液晶显示器。
所述背光模组2包括背板21和多个依次拼接并固定在所述背板21上的出光单元22。每个所述出光单元22均包括光源组件221和邻接所述光源组件221设置的导光件222。所述导光件222包括本部223及延伸部224，所述本部223固定至所述背板21，所述本部223具有远离所述背板21的第一反射面2231，所述延伸部224设于所述本部223的远离所述光源组件221的一端且具有远离所述背板21的第二反射面2241，所述第二反射面2241光滑连接所述第一反射面2231以共同形成所述导光件222的上反射面2221，所述上反射面2221用于将所述光源组件221发出的光线反射向远离所述背板21的方向。所述延伸部224与所述背板21之间形成收容空间220，所述收容空间220用于收容相邻的所述出光单元22的所述光源组件221。所述延伸部224能够遮挡收容于所述收容空间220内的所述光源组件221所发出的大角度光线。
在本实施例中，由于所述收容空间220可用于收容相邻的所述出光单元22的所述光源组件221，因此位于两个相邻的所述导光件222的所述本部223之间的所述光源组件221可收容于其中一个所述导光件222的所述收容空间220内，从而使收容于所述收容空间220内的所述光源组件221所发出的光线由所述上反射面2221反射出所述背光模组2，避免所述光源组件221的光线自两个所述本部223之间的间隙直接射出而形成亮线，使得所述出光单元22中间区的出光强度和衔接其他所述出光单元22的边缘区的出光强度较为一致，所述背光模组2出光均匀，应用所述背光模组2的所述显示装置100显示质量高。
如图5和图6所示，图5为设有两个本实施例所述出光单元22模型的图像形式的光学模拟结果，通过颜色深浅代表光照强度，颜色越深则光照越强，反之越弱。图6为设有两个本实施例所述出光单元22模型的数值形式的光学模拟结果，通过各个数值串接所形成的曲线图表达出光照强度的变化。从图5和图6中可看出，在垂直方向上，所述出光单元22中间区的出光强度和衔接其他所述出光单元22的边缘区的出光强度的照度均齐度(照度测量值中的最小值除以最大值的百分比，即MIN/MAX×100％)可达到85％。光学模拟结果表明本实施例能够满足所述背光模组2的大尺寸和薄型化需求，具有可实现性。
可以理解的，本实施例所述背光模组2采用无导光板(Air Guide)结构，节省了成本，同时能够避免出现萤火虫(Hotspot)现象，提高了所述背光模组2的光学品味以及所述显示装置100的显示效果。所述第二反射面2241光滑连接所述第一反射面2231以共同形成所述导光件222的上反射面2221，使得所述上反射面2221整体光滑、连续，有利于所述背光模组2均匀出光。
由于多个所述出光单元22依次拼接并固定在所述背板21上，所述多个出光单元22之间可通过结构件彼此固定连接，组装方便。同时所述出光单元22的拼接数量可以依据设计需求增加，便于满足所述显示装置100的大尺寸需求。本实施例所述“依次”是指依照一定的方向排列，并不限定安装顺序。
所述出光单元22的所述导光件222可通过紧固件固定至所述背板21，也可通过粘接的方式固定至所述背板21。所述紧固件包括但不限于螺丝、铆钉等。
在一种实施方式中，所述本部223与所述延伸部224一体成型，使得所述导光件222加工尺寸精确，所述导光件222的所述上反射面2221反射效果好。在其他实施方式中，所述延伸部224也可通过粘接、紧固件连接、螺纹连接、卡口连接等方式固定至所述本体。
可选的，所述导光件222采用白色塑胶材料或白色橡胶材料，使得所述导光件222的所述上反射面2221能够对所述光源组件221所发出的光线进行反射，所述上反射面2221的反射特性带有高斯散射角度。当然，在其他实施方式中，所述导光件222也可采用其他材料，通过在所述导光件222的所述上反射面2221上贴附白色反射片或涂覆反射涂层使得所述上反射面2221能够反射光线。
请一并参阅图3、图4、图7以及图8，作为一种可选实施例，所述光源组件221包括准直透镜2211和间隔排布的多个光源2212。所述准直透镜2211包括相对设置的入光面2213和出光面2214，所述多个光源2212发出的光线经所述入光面2213进入所述准直透镜2211内混光后自所述出光面2214射出。所述准直透镜2211大致呈条形，所述准直透镜2211的横截面大致呈碗状，所述多个光源2212沿所述准直透镜2211的延伸方向间隔排列。
举例而言，所述多个光源2212为朗伯型120°的发光二极管(Light EmittingDiode，LED)，图9为所述多个光源2212发出的光线经过所述准直透镜2211后的出光角度图，也即所述光源组件221的出光角度图。如图9所示，经过所述准直透镜2211后的光线的光型在垂直方向上仍为120°的发光角度，在水平方向上则有聚焦，发光角度减少为7°左右，因此本实施例所述准直透镜2211对所述多个光源2212发出的光线进行了聚焦收敛。
在本实施例中，所述准直透镜2211用于收敛所述多个光源2212发出的光线，用于实现更薄的混光高度，使得所述光源组件221的出光角度小、出光集中、传播距离远，所述导光件222的所述上反射面2221的各个区域均能够充分地对所述光源组件221所射出的光线进行反射，从而提高所述背光模组2的照度均齐度，所述背光模组2出光更为均匀。所述多个光源2212在同一所述准直透镜2211内进行混光后由所述出光面2214均匀射出，提高了对所述多个光源2212的光能利用率和混光质量。在保证出光质量的前提下，本实施例所述光源组件221所允许的所述多个光源2212彼此之间的间隙值(pitch)相较于现有传统侧入式背光模组2来说更大，从而可减少所述多个光源2212的排布数量，降低所述背光模组2的成本。
可以理解的，所述光源组件221的光线自所述出光面2214射出，也即为整面出光，因此也能够有效地避免出现萤火虫(Hotspot)现象，提高了所述背光模组2的光学品味以及所述显示装置100的显示效果。所述光源组件221相对传统的直下式背光模组2，避免了灯影品味问题，实现更薄的混光距离。
可选的，所述入光面2213上设有向所述准直透镜2211内部凹进的入光区2215，所述多个光源2212正对所述入光区2215设置，使得所述多个光源2212发出的光线能够经所述入光区2215直接进入所述准直透镜2211内部。所述入光区2215的界面2218可大致呈波浪形，包括凸起部和位于所述凸起部两侧的凹陷部。
所述出光面2214包括凸起的弧面及设于所述弧面两侧的平面。所述弧面位于所述出光面2214中心，所述平面对称地设于所述弧面两侧。
所述准直透镜2211的横截面积自所述入光面2213向所述出光面2214逐渐增大。例如，所述准直透镜2211还包括连接于所述入光面2213和所述出光面2214之间的侧面2216，所述侧面2216朝向远离所述准直透镜2211几何中心的方向凸出，使得所述准直透镜2211的横截面大致呈碗状。
可选的，请一并参阅图3、图4以及图10，所述光源组件221还包括灯板2217，所述多个光源2212间隔固定于所述灯板2217。所述多个光源2212可通过打件工序固定于灯板2217上。所述灯板2217收容于所述收容空间220内，所述灯板2217可固定至所述导光件222的所述本部223朝向所述收容空间220的侧面。
请一并参阅图3和图11，作为一种可选实施例，所述光源组件221的出光方向平行于所述背板21。所述光源组件221的出光方向是指所述光源组件221所射出的光线的中心方向(如图3中所示箭头方向)。在所述光源组件221的出光方向上，所述上反射面2221包括依次连接的第一上升面2222、下降面2223以及第二上升面2224，也即所述上反射面2221与所述背板21之间的间距呈逐渐增大、逐渐减小、再逐渐增大的趋势。
在本实施例中，由于所述光源组件221的出光角度较小，故而设所述第一上升面2222用于直接反射部分所述光源组件221射出的光线，使得所述出光单元22的近光源2212区域具有足够的光线。所述下降面2223和所述第二上升面2224之间形成一混光区，所述光源组件221射出的光线大部分在所述混光区内混光后射出所述出光单元22，使得所述出光单元22的远光源2212区域具有足够的光线且亮度均匀。
举例而言，所述光源组件221的出光中心2210与所述背板21之间形成第一间距，所述第一上升面2222连接所述下降面2223的端部与所述背板21之间形成第二间距，所述第二上升面2224远离所述下降面2223的端部与所述背板21之间形成第三间距，所述第一间距大于所述第二间距且小于所述第三间距。
在本实施例中，所述上反射面2221大致呈波浪形。所述第一间距大于所述第二间距，使得所述光源组件221所射出的光线大部分进入所述混光区，少部分被所述第一上升面2222直接反射，有利于所述背光模组2出光均匀。所述第一间距小于所述第三间距，使得所述光源组件221所射出的光线被充分反射，避免对相邻的所述出光单元22的出光造成干扰。
请一并参阅图2和图3，作为一种可选实施例，所述背光模组2还包括与所述背板21相对设置的光学膜片组23及连接于所述背板21与所述光学膜片组23之间的边框24，被所述上反射面2221反射的光线经所述光学膜片组23射出所述背光模组2。此时，多个所述出光单元22位于所述光学膜片组23与所述背板21之间。
所述光学膜片组23包括层叠设置的扩散板(Diffusion Sheet)、棱镜片(Len orPrism Sheet，又称增光板)以及扩散膜，所述扩散板位于所述棱镜片与所述出光单元22之间。所述扩散板用于将被所述上反射面2221反射出的光线加以均匀扩散并可让光折射预定角度。所述棱镜片将经过所述扩散板的所述散漫光，经过所述棱镜片的折射使光线垂直向上射出，实现集光。所述扩散膜主要用于防止所述棱镜片被刮伤。所述扩散板可采用PET或PC树脂材料。
在一种实施方式中，所述边框24抵接所述光学膜片组23以实现支撑。
在另一种实施方式中，所述延伸部224的远离所述本部223的一端上间隔设有多个支撑凸起(support pin)，所述多个支撑凸起用于抵接支撑所述光学膜片组23。所述多个支撑凸起的设置能够减小所述边框24的厚度，也使得所述光学膜片组23的中间区域与边缘区域均能够得到有效支撑。所述多个支撑凸起间隔设置，通过严格控制所述多个支撑凸起的数量和位置，使得所述多个支撑凸起的设置对光线进入所述光学膜片组23的情况的影响很小，从而避免影响到所述背光模组2的出光质量。所述多个支撑凸起可与所述延伸部224一体成型。也可通过粘接或卡扣连接等方式固定于所述延伸部224上。
可以理解的，所述上反射面2221始终与所述光学膜片组23之间形成间距，所述第二上升面2224远离所述下降面2223的端部与所述光学膜片组23之间形成一微小间隙(例如2mm～3mm)，使得相邻的所述出光单元22之间几乎不会发生光干涉，同时又能保证有足够的光线进入所述光学模组正对所述第二上升面2224远离所述下降面2223的端部的区域，防止所述光学膜片组23上出现暗线，使得所述背光模组2出光均匀。
当然，在其他实施方式中，所述上反射面2221也可直接抵接支撑所述光学膜片组23。
可选的，固定于所述背板21边缘处的、邻近所述边框24设置的所述光源组件221(定义为第一光源组件221)可固定至所述边框24。具体而言，所述第一光源组件221的所述灯板2217及所述准直透镜2211均可固定至所述边框24。所述背光模组2还包括周边反射板25，所述周边反射板25位于所述光学膜片组23的周边，用于遮挡光线以使所述背光模组2周边形成一不透光区。所述第一光源组件221正对所述周边反射板25设置，使得所述周边反射板25能够遮挡所述第一光源组件221所发出的大角度光线，避免所述第一光源组件221的光线直接射出而形成亮线，使得所述背光模组2出光更为均匀，所述显示装置100显示质量高。
请一并参阅图2、图3以及图12，作为一种可选实施例，至少两个所述出光单元22拼接成排，多排所述出光单元22在列方向上依次排列，所述多个出光单元22呈矩阵排布。每排所述出光单元22内的所述导光件222和光源组件221交替排布(即两个相邻的所述导光件222之间设置有光源组件221，两个相邻的所述光源组件221之间设置有导光件222)。相邻两排所述出光单元22之间设置有反射板26，用于将每个所述出光单元22相隔开，使得每个所述出光单元22的光线在其内部进行反射，不会射到其他相邻的所述出光单元22内，减少相邻所述出光单元22之间的光线干涉，提高高动态光照渲染(High-Dynamic Range，简称HDR)控光的精确度。
可选的，所述反射板26的高度与所述导光件222的高度(不包括所述支撑凸起)大致相同。所述反射板26竖立固定于所述背板21，也即所述反射板26垂直于所述背板21。所述反射板26可通过粘接、卡接等方式贴附至所述背板21。当然，在其他实施方式中，述反射板26的高度也可以略低于所述导光件222的高度(不包括所述支撑凸起)。
所述反射板26与所述光学膜片组23之间形成一微小间隙(例如2mm～3mm)，使得相邻的所述出光单元22之间几乎不会发生光干涉，同时又能保证有足够的光线进入所述光学模组正对所述反射板26的区域，防止所述光学模组上出现暗线，使得所述背光模组2出光均匀。
请参阅图13，作为一种可选实施例，所述背光模组2还包括控制器27，所述控制器27电连接多个所述出光单元22的光源组件221，且可独立控制每个所述出光单元22的光源组件221。
在本实施例中，所述背光模组2能够依据高动态光照渲染(High-Dynamic Range，简称HDR)需求，灵活控制每个所述出光单元22的出光情况，实现局部调光(Localdimming)。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括背板和多个依次拼接并固定在所述背板上的出光单元，每个所述出光单元均包括光源组件和邻接所述光源组件设置的导光件，所述导光件包括本部及延伸部，所述本部固定至所述背板，所述本部具有远离所述背板的第一反射面，所述延伸部设于所述本部的远离所述光源组件的一端且具有远离所述背板的第二反射面，所述第二反射面光滑连接所述第一反射面以共同形成所述导光件的上反射面，所述上反射面用于将所述光源组件发出的光线反射向远离所述背板的方向，所述延伸部与所述背板之间形成收容空间，所述收容空间用于收容相邻的所述出光单元的所述光源组件。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源组件包括准直透镜和间隔排布的多个光源，所述准直透镜包括相对设置的入光面和出光面，所述多个光源发出的光线经所述入光面进入所述准直透镜内混光后自所述出光面射出。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述入光面上设有向所述准直透镜内部凹进的入光区，所述多个光源正对所述入光区设置，所述出光面包括凸起的弧面及设于所述弧面两侧的平面，所述准直透镜的横截面积自所述入光面向所述出光面逐渐增大。
4.如权利要求2或3所述的背光模组，其特征在于，所述光源组件的出光方向平行于所述背板，在所述光源组件的出光方向上，所述上反射面包括依次连接的第一上升面、下降面以及第二上升面。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述光源组件的出光中心与所述背板之间形成第一间距，所述第一上升面连接所述下降面的端部与所述背板之间形成第二间距，所述第二上升面远离所述下降面的端部与所述背板之间形成第三间距，所述第一间距大于所述第二间距且小于所述第三间距。
6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括与所述背板相对设置的光学膜片组及连接于所述背板与所述光学膜片组之间的边框，被所述上反射面反射的光线经所述光学膜片组射出所述背光模组。
7.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述延伸部的远离所述本部的一端上间隔设有多个凸起，所述凸起用于抵接支撑所述光学膜片组。
8.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，至少两个所述出光单元拼接成排，相邻两排所述出光单元之间设置有反射板。
9.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述反射板与所述光学膜片组之间形成间隙。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的背光模组。
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