一种背光模组和显示装置的制作方法

文档序号:32368977发布日期:2022-11-29 22:45阅读:35来源:国知局
1.本公开涉及显示设备
技术领域
:,尤其涉及一种背光模组和显示装置。
背景技术
::2.液晶显示装置是目前主流的显示装置之一,包括液晶显示面板和与液晶显示面板相叠加的背光模组,其中,液晶显示面板本身不具有发光特性,需要背光模组为其提供光线,以实现画面显示。3.常见的背光模组可分为侧光式和直下式两种,对于大尺寸的液晶显示装置,主要采用直下式背光模组,直下式背光模组具有亮度均匀性好、亮度高、光能利用率高等优点。4.现有技术的背光模组设计中,直下式的光线传播方式会出现显示装置四周亮边问题。技术实现要素:5.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本公开提供了一种背光模组和显示装置,提高显示装置的显示效果。6.第一方面,本公开实施例提供了一种背光模组,包括:7.背板;8.光源阵列,设置于所述背板上,所述光源阵列包括多个沿第一方向阵列设置的光源组件;9.扩散板,设置于所述光源阵列之上并与所述光源阵列平行,所述扩散板上设置有第一折射结构以使所述光源组件的光线发生折射,所述第一折射结构沿所述扩散板边缘设置。10.作为一种可实施方式,可选的,所述第一折射结构设置于所述扩散板的入光面上,所述扩散板的出光面为一平面。11.作为一种可实施方式,可选的,所述第一折射结构包括第一表面和第二表面,所述第一表面与所述背板垂直,所述第二表面与所述第一表面的夹角大于10度,小于80度。12.作为一种可实施方式,可选的,所述第二表面为半弧形曲面和\或平滑的斜面。13.作为一种可实施方式,可选的,所述第一折射结构使所述光源组件的光线发生单方向折射。14.作为一种可实施方式,可选的,所述扩散板上还设置有第二折射结构,所述第二折射结构对应所述光源组件设置。15.作为一种可实施方式,可选的,所述第二折射结构包括梯形结构;16.所述第二折射结构包括第三表面、第四表面和第五表面,所述第三表面和所述第五表面通过所述第四表面连接,所述第四表面与所述背板平行,所述第三表面和所述第五表面与垂直于所述背板方向的夹角大于10度,小于80度。17.作为一种可实施方式,可选的,所述第二折射结构包括柱形结构和球形结构。18.作为一种可实施方式,可选的,所述光源组件包括多个发光单元;19.多个所述第二折射结构环绕一所述发光单元设置。20.第二方面,本公开实施例提供一种显示装置,包括第一方面任一项所述的背光模组;21.还包括:显示面板,所述显示面板位于所述背光模组的出光侧。22.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:23.本公开实施例提供的背光模组和显示装置,通过在扩散板边缘设置第一折射结构,利用第一折射结构使光源组件的光线发生折射,即在显示装置边缘处对光源组件的光线进行光学矫正,避免光线在显示装置边缘出现亮边,提高显示装置的显示效果。附图说明24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。25.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。26.图1a是本公开实施例提供的显示装置与控制装置之间操作场景的示意图;27.图1b是本公开实施例提供的一种显示装置的硬件结构示意图;28.图2a是本公开实施例提供的一种背光模组的结构示意图;29.图2b是本公开实施提供的一种背光模组的俯视结构示意图;30.图3a是本公开实施例提供的一种扩散板的结构示意图;31.图3b是本公开实施例提供的另一种扩散板的结构示意图;32.图3c是本公开实施例提供的又一种扩散板的结构示意图;33.图4a是本公开实施例提供的另一种背光模组的结构示意图;34.图4b是本公开实施提供的另一种背光模组的俯视结构示意图;35.图4c是本公开实施例提供的又一种扩散板的结构示意图;36.图5a是本公开实施例提供的一种扩散板的立体结构示意图;37.图5b是本公开实施例提供的又一种扩散板的结构示意图;38.图6是本公开实施例提供的又一种背光模组的俯视结构示意图。具体实施方式39.为使本技术的目的和实施方式更加清楚,下面将结合本技术示例性实施例中的附图,对本技术示例性实施方式进行清楚、完整地描述,显然,描述的示例性实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。40.需要说明的是,本技术中对于术语的简要说明,仅是为了方便理解接下来描述的实施方式,而不是意图限定本技术的实施方式。除非另有说明,这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。41.本技术中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体,而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序,除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。42.术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖但不排他的包含,例如,包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。43.本技术实施方式提供的背光模组应用于显示装置,显示装置可以具有多种实施形式,例如,可以是电视、智能电视、激光投影设备、显示器(monitor)、电子白板(electronicbulletinboard)、电子桌面(electronictable)等。图1a为本技术的显示装置的一种具体实施方式。44.图1a为根据实施例中显示装置与控制装置之间操作场景的示意图。如图1a所示,用户可通过智能设备300或控制装置100操作显示装置200。45.在一些实施例中,控制装置100可以是遥控器,遥控器和显示设备的通信包括红外协议通信或蓝牙协议通信,及其他短距离通信方式,通过无线或有线方式来控制显示装置200。用户可以通过遥控器上按键、语音输入、控制面板输入等输入用户指令,来控制显示装置200。46.在一些实施例中,也可以使用智能设备300(如移动终端、平板电脑、计算机、笔记本电脑等)以控制显示装置200。例如,使用在智能设备上运行的应用程序控制显示装置200。47.在一些实施例中,显示设备可以不使用上述的智能设备或控制设备接收指令,而是通过触摸或者手势等接收用户的控制。48.在一些实施例中,显示装置200还可以采用除了控制装置100和智能设备300之外的方式进行控制,例如,可以通过显示装置200设备内部配置的获取语音指令的模块直接接收用户的语音指令控制,也可以通过显示装置200设备外部设置的语音控制设备来接收用户的语音指令控制。49.在一些实施例中,显示装置200还与服务器400进行数据通信。可允许显示装置200通过局域网(lan)、无线局域网(wlan)和其他网络进行通信连接。服务器400可以向显示装置200提供各种内容和互动。服务器400可以是一个集群,也可以是多个集群,可以包括一类或多类服务器。50.如图1b,显示装置200包括通信器220、检测器230、外部装置接口240、控制器250、显示器260、音频输出接口270、存储器、供电电源、用户接口中的至少一种。51.在一些实施例中控制器包括处理器,视频处理器,音频处理器,图形处理器,ram,rom,用于输入/输出的第一接口至第n接口。52.显示器260包括用于呈现画面的显示屏组件,以及驱动图像显示的驱动组件,用于接收源自控制器输出的图像信号,进行显示视频内容、图像内容以及菜单操控界面的组件以及用户操控ui界面。53.显示器260可为lcd显示器。54.通信器220是用于根据各种通信协议类型与外部设备或服务器进行通信的组件。例如:通信器可以包括wifi模块,蓝牙模块,有线以太网模块等其他网络通信协议芯片或近场通信协议芯片,以及红外接收器中的至少一种。显示装置200可以通过通信器220与外部控制装置100或服务器400建立控制信号和数据信号的发送和接收。55.用户接口,可用于接收控制装置100(如:红外遥控器等)的控制信号。56.检测器230用于采集外部环境或与外部交互的信号。例如,检测器230包括光接收器,用于采集环境光线强度的传感器;或者,检测器230包括图像采集器,如摄像头,可以用于采集外部环境场景、用户的属性或用户交互手势,再或者,检测器230包括声音采集器,如麦克风等,用于接收外部声音。57.外部装置接口240可以包括但不限于如下:高清多媒体接口(hdmi)、模拟或数据高清分量输入接口(分量)、复合视频输入接口(cvbs)、usb输入接口(usb)、rgb端口等任一个或多个接口。也可以是上述多个接口形成的复合性的输入/输出接口。58.调谐解调器210通过有线或无线接收方式接收广播电视信号,以及从多个无线或有线广播电视信号中解调出音视频信号,如以及epg数据信号。59.在一些实施例中,控制器250和调谐解调器210可以位于不同的分体设备中,即调谐解调器210也可在控制器250所在的主体设备的外置设备中,如外置机顶盒等。60.控制器250,通过存储在存储器上中各种软件控制程序,来控制显示设备的工作和响应用户的操作。控制器250控制显示装置200的整体操作。例如:响应于接收到用于选择在显示器260上显示ui对象的用户命令,控制器250便可以执行与由用户命令选择的对象有关的操作。61.在一些实施例中控制器包括中央处理器(centralprocessingunit,cpu),视频处理器,音频处理器,图形处理器(graphicsprocessingunit,gpu),ramrandomaccessmemory,ram),rom(read-onlymemory,rom),用于输入/输出的第一接口至第n接口,通信总线(bus)等中的至少一种。62.用户可在显示器260上显示的图形用户界面(gui)输入用户命令,则用户输入接口通过图形用户界面(gui)接收用户输入命令。或者,用户可通过输入特定的声音或手势进行输入用户命令,则用户输入接口通过传感器识别出声音或手势,来接收用户输入命令。[0063]“用户界面”,是应用程序或操作系统与用户之间进行交互和信息交换的介质接口,它实现信息的内部形式与用户可以接受形式之间的转换。用户界面常用的表现形式是图形用户界面(graphicuserinterface,gui),是指采用图形方式显示的与计算机操作相关的用户界面。它可以是在电子设备的显示屏中显示的一个图标、窗口、控件等界面元素,其中控件可以包括图标、按钮、菜单、选项卡、文本框、对话框、状态栏、导航栏、widget等可视的界面元素。[0064]直下式背光模组通常包括背板、灯条、反射片、扩散板和膜片等结构;背光模组存在一定的腔体高度,光从透镜射出之后会在腔体内进行混光,混光腔体的高度决定了使用的透镜规格。光线混合距离(opticaldistance,od)是指反射片底部的上表面距离扩散板的下表面的垂直距离,由于光线混合距离短的混光腔体较小,在小混光腔体的背光模组中通常使用反射式背光结构,通过将发光二极管(lightemittingdiode,led)灯珠贴设于印制电路板上,再在该led灯珠上盖设反射式透镜,制成反射式背光结构。反射式背光结构发出的大部分光将通过反射式透镜射往led灯珠的侧面,由于led灯珠侧面出射的光在反射片的折起边缘部分反射较多,所以会在画面的边缘部分造成亮边。[0065]现有技术通过在反射片四周进行挖孔镂空设计来解决四周亮边的问题,但是,这种方法存在如下问题:(1)会降低显示装置的平均亮度,降低背光源的光利用率;(2)会降低反射片本身的挺性,容易变形。[0066]基于现有技术存在的问题,本公开实施例提供一种背光模组,如图2a和2b所示,背光模组包括:背板10;光源阵列20,设置于背板10上,光源阵列20包括多个沿第一方向阵列设置的光源组件201;扩散板30,设置于光源阵列20之上并与光源阵列20平行,扩散板30上设置有第一折射结构301以使光源组件201的光线发生折射,第一折射结构301沿扩散板30边缘设置。[0067]在具体的实施方式中,扩散板30的功能为显示装置提供一个均匀的面光源。扩散板30是通过化学或物理的手段,利用光线在行径途中遇到折射率相异的介质时,发生折射、反射与散射的物理现象,即在扩散板30基材中加入无机或有机光扩散剂,或者通过基材表面的微特征结构的阵列排列人为调整光线,使背光模组包括的光源阵列20的光线发生不同方向的折射、反射与散射,从而改变光的行进路线,实现入射光充分散射以此产生光学扩散的效果。[0068]在具体的实施例中,扩散板30的边缘结构对光线的传播路线有决定性的作用。在传统的扩散板中,其各个侧面之间的夹角为直角,相邻的侧面彼此垂直,在显示装置边缘,背光模组的光源阵列20的光线会存在光线堆积,因此,显示装置的边缘会存在亮边。本公开实施例中,通过沿扩散板30边缘设置第一折射结构301,通过第一折射结构301将光源阵列入射的光源的方向进行改变,即进行光学矫正作用,将显示装置的边缘处的光能量进行扩散,从而减小或者消除显示装置对应位置处的亮边,保证显示装置达到混光均匀的效果。[0069]本公开实施例提供的背光模组,通过在扩散板边缘设置第一折射结构,利用第一折射结构使光源组件的光线发生折射,即在显示装置边缘处对光源组件的光线进行光学矫正,避免光线在显示装置边缘出现亮边,提高显示装置的显示效果。[0070]作为一种可实施方式,可选的,第一折射结构301设置于扩散板30的入光面上,扩散板30的出光面为一平面。[0071]在一实施例中,扩散板30一般具有入光面和出光面,光源组件201发出的光线经由扩散板30的入光面进入扩散板内部,再通过扩散板30的出光面射出。设置于入光面上的第一折射结构301可使光源组件201的出射光发生折射,使得显示装置各个位置的受光更为均匀,有助于提升显示装置的显示效果。出光面是一平面,可使进入扩散板内部的光线当中,与出光面垂直的光线在不改变其方向下垂直地射出,同时使得与出光面不垂直但具有一定夹角的光线在其表面发生折射,有助于提升显示装置的亮度显示效果,解决亮暗不均的问题。[0072]作为一种可实施方式,可选的,第一折射结构301包括第一表面和第二表面,第一表面与背板垂直,第二表面与第一表面的夹角大于10度,小于80度。[0073]具体的,结合图3a,第一折射结构301包括第一表面302和第二表面303,第一表面302与背板10垂直,第二表面303与第一表面302的夹角为a,即第一折射结构的斜面相对于背板所在的水平面的倾斜角度为a,背光模组的光源阵列20发出垂直于背板10的光入射至第一折射结构301,入射光线在第一折射结构301的第二表面303以及扩散板30的出光面经过两次折射后的折射角为b,其中,扩散板板材相对于空气的相对折射率为空气相对于板材的相对折射率为那么,折射角b可以确定为:[0074]sinb=(sin(π/2-a-arcsin(φ1cosa)))/φ2[0075]由此可见,光线的偏转角度可以通过控制第一折射结构301的第二表面303与第一表面302的夹角来调控,当第二表面303与第一表面302的夹角a满足10°《a《80°时,光源阵列20发射的光线向显示装置内侧偏转,避免出现光线集中在显示装置四边的现象,改善四周亮边问题。[0076]在具体的实施方式中,第二表面303为半弧形曲面和\或平滑的斜面。[0077]需要说明的是,图3a示例性表示第一折射结构的第二表面为平滑的斜面,在其它可实施方式中,也可以设置第一折射结构的第二表面为半弧形曲面,如图3b所示,又或者设置第一折射结构的第二表面为半弧形曲面以及平滑的斜面的交替结构,如图3c所示,本公开实施例不对此进行具体限定,只要保证垂直入射至扩散板的光线经第一折射结构的第一表面后光线向显示装置的内侧偏转即可。[0078]作为一种可实施方式,图4a是本公开实施例提供的另一种背光模组的结构示意图,图4b是图4a中扩散板的俯视结构示意图,结合图5a和图5b,扩散板上还设置有第二折射结构40,第二折射结构40对应光源组件201设置。[0079]对于非等间隔排布(例如横向光源组件排布紧密,而纵向光源组件排布比较稀疏,又或者横向光源组件排布稀疏,纵向光源组件排布紧密)的显示装置,不可避免地会出现光源组件上方亮带,光源组件间隙暗带,亮暗不均的问题。为改善以上问题,通过在光源组件对应上方的扩散板部分刻蚀控制光多方向偏转的第二折射结构40,使光源组件上方的光线向两边分散,削弱光源组件上方的光强,光源组件间隙处的光线强度得到补充,改善光源组件上方亮带和四边暗带的问题,达到混光均匀的效果。[0080]作为一种具体的可实施方式,如图4c所示,第二折射结构40包括梯形结构;第二折射结构40包括第三表面401、第四表面402和第五表面403,第三表面401和第五表面403通过第四表面402连接,第四表面402与背板10平行,第三表面401和第五表面403与垂直于背板10方向的夹角大于10度,小于80度。[0081]如图4c所示,第二折射结构40为梯形结构,光源组件201出射的光线垂直入射至第二折射结构40,其中,光线1入射至第二折射结构的第三表面401,光线2入射至第二折射结构的第四表面402,光线3入射至第二折射结构的第五表面403,光线1、光线2和光线3经第二折射结构后以a方向、b方向和c方向出射,即光源组件201发出的垂直入射至第二折射结构40的光线可以实现三个方向的出射。示例性的,以光线1为例,第三表面401与垂直于背板10方向的夹角为a,光线1在第二折射结构的第三表面以及扩散板的出光面经过两次折射后的折射角为b,其中,扩散板板材相对于空气的相对折射率为空气相对于板材的相对折射率为那么,折射角b可以确定为:[0082][0083]同时,光线1出射的光强可以由第三表面和第四表面的面积比来控制,示例性,i表示光强,v表示光的频率,a为照射面积,n为时间间隔t内a上的光子总数,光线1偏转偏转光的光强分别为:[0084]i1=nahv/aat[0085]由上述公式可知,第二折射结构对光源组件正上方的光二次分配,光的偏转角度和各个方向光强均可调整控制:(1)通过增大第二折射结构梯形斜面的面积从而增大扩散光束的强度,避免光源组件正上方过亮的现象产生;(2)通过改变第二折射结构梯形斜面相对于水平方向的倾斜角度a(10°《a《80°)从而调控光线偏转的角度,两部分协同作用改善光源组件正上方亮带,光源组件中间间隔暗带,亮暗不均问题。[0086]作为一种可实施方式,第二折射结构40包括柱形结构和球形结构。[0087]在具体的实施方式中,第二折射结构也可以为球形结构或柱形结构,如图5a所示,第二折射结构40由圆柱面构成,每个柱面相当于一个透镜,在柱面的法线方向上,保持光线的原方向。柱形(球形)扩散板的光线分布及偏转如图5b所示,其中每个透镜在各个方向上都有汇聚或发散光线的作用,入射角o为入射光与柱面对应圆弧上一点切线的夹角,光线偏转角度p与圆弧的曲率半径有关,曲率半径越大越平缓。[0088]作为一种可实施方式,光源组件包括多个发光单元,多个第二折射结构环绕一发光单元设置。[0089]通过将第二折射结构环绕一发光单元设置,可以将发光单元出射的光线进行均匀的出射,保证显示装置的显示效果。[0090]在上述实施例的基础上,本公开实施例还提供一种显示装置,包括上述任一实施例所述的背光模组,具有上述任一项实施例所述的背光模组的有益效果,本公开实施例不对此进行一一举例说明。[0091]需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0092]以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12当前第1页12
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