CN103712161B - 扩散板、背光模组和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扩散板，所述扩散板的上表面上设置有多个包括反射斜面的斜面切口，所述反射斜面能够将所述光源发射到所述反射斜面下表面的光中的至少一部分全反射至所述扩散板内。相应地，本发明还提供一种背光模组和显示装置。本发明能够减少扩散板上距离光源较近的区域射出的光线，并能够相应增加扩散板上距离光源较远的区域射出的光线，与现有技术相比，本发明无需在光源和扩散板之间设置混光距离即可实现匀光。

Description

扩散板、背光模组和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种扩散板、一种背光模组和一种显示装置。

背景技术

在直下式背光模组中，需要设置扩散板用于匀光同时支撑上层膜片，现有的方法通常是在扩散板中掺入扩散粒子，光线进入扩散板遇到扩散粒子后发生折射和散射，从而对光源的发出的光线实现匀光。

现有方法中，若光源位置距离扩散板较近，则会导致照射到扩散板下表面的光线不够均匀，为了使照射到扩散板下表面的光线更加均匀，如图1所示，需要在光源2和扩散板1的下表面之间设置一段混光距离d，通常，d＞20mm，使得光源2发出的光线经过混光距离后更加均匀地照射到扩散板1的下表面。

然而，上述方法因为需要设置混光距离，导致背光模组厚度较厚，难以适用于超薄液晶显示技术中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扩散板、一种背光模组以及一种显示装置，使得能够通过扩散板对光源发出的光线进行匀光，并且相较于现有技术，能够减小背光模组的厚度。

为实现上述目的，本发明提供一种扩散板，所述扩散板的上表面上设置有多个包括反射斜面的斜面切口，所述反射斜面能够将所述光源发射到所述反射斜面下表面的光中的至少一部分全反射至所述扩散板内。

优选地，当所述扩散板的折射率为n时，所述反射斜面与竖直方向的夹角小于90°-arcsin(1/n)。

优选地，所述扩散板的材料的折射率为1.4～1.6。

优选地，扩散板的下表面上设置有多个光源区，每个光源区对应一组所述斜面切口，在每组所述斜面切口中，各所述反射斜面的面积随所述光源区到所述反射斜面的距离的增加而按预设规律减小。

优选地，在每组所述斜面切口中，所述反射斜面的面积与所述光源区到所述反射斜面的距离的平方成反比。

优选地，扩散板的下表面上设置有多个光源区，每个光源区对应一组所述斜面切口，在每组所述斜面切口中，所述斜面切口在所述扩散板上表面上分布的数量随所述光源区到所述斜面切口的距离的增加而按预设规律减少。

优选地，所述光源区为点状，且所述光源区能够对应点光源，在每组所述斜面切口中，所述斜面切口环绕所述光源区分布。

优选地，所述光源区为线形，且所述光源区能够对应线光源，在每组所述斜面切口中，所述斜面切口分布在所述光源区两侧。

优选地，所述斜面切口的最深处到所述扩散板的上表面的距离在3μm～10μm之间，所述反射斜面在水平面上的投影为矩形，且所述矩形的长和宽均在0.04mm～2mm之间。

相应地，本发明还提供一种背光模组，所述背光模组包括光源，所述背光模组包括上述本发明所提供的扩散板，所述扩散板设置在所述光源上方。

优选地，所述扩散板的下表面设置有多个光源区，所述光源与各所述光源区对应设置。

相应地，本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括上述本发明所提供的背光模组。

本发明通过在扩散板上设置斜面切口，能够将光源照射到反射斜面上的光线全反射至扩散板内，从而减少扩散板上距离光源较近的区域射出的光线，并相应增加扩散板上距离光源较远的区域射出的光线，与现有技术相比，本发明无需在光源和扩散板之间设置混光距离，可以显著减少背光模组的厚度，能够适用于超薄显示装置。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有的光源和扩散板结构示例图；

图2为本发明所提供的扩散板示例图；

图3为本发明所提供的扩散板局部示例图；

图4为本发明所提供的扩散板另一示例图；

图5为本发明所提供的扩散板和点光源应用示例图；

图6为本发明所提供的扩散板和线光源应用剖视图。

附图标记说明

1、10-扩散板；11-斜面切口；12-反射斜面；13-光源区；14-点光源对应位置；2、20-光源；21-线光源；30-反射板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一方面，提供一种扩散板，该扩散板可以用于背光模组中，并能够设置在光源上方，以对光源的光线进行匀光，如图2所示，该扩散板10的上表面可以设置有多个包括反射斜面12的斜面切口11，并且，反射斜面12能够将光源20发射到反射斜面12下表面的光中的至少一部分全反射至扩散板10内。

具体地，斜面切口11可以为从扩散板10的上表面按一定角度向下倾斜的切口，可以通过钻石打点，或者通过注塑成型的工艺方法加工制成，且如图2所示，每个斜面切口11中靠近光源20的部分深度较大，远离光源20的部分深度较小，这样，可以使得光源20发射到发射斜面12下表面的光中的至少一部分能够被反射斜面12全反射至扩散板10内。

上述结构能够使得在扩散板10上设置有斜面切口11的地方，光源20的光线中的至少一部分无法直接从反射斜面12射出，而是会被反射回扩散板10内，并且能够在扩散板10内若干次反射、折射后，从扩散板10上离光源20较远的区域射出。

因此，可以通过设置斜面切口11来减少扩散板10上表面上离光源20较近的区域射出的光线，并且增加扩散板10上表面上离光源20较远的区域射出的光线。可见，上述结构中能够通过在扩散板上设置斜面切口11使得扩散板10具有匀光作用，并且，与现有技术相比，无需在扩散板10和光源20之间设置混光距离，能够有效减少背光模组的厚度。

更进一步地，当扩散板10的折射率为n时，反射斜面12与竖直方向的夹角可以小于90°-arcsin(1/n)。当反射斜面12与竖直方向的夹角可以小于90°-arcsin(1/n)，光源20发射到发射斜面12下表面的光均能够被全反射至扩散板10内。具体地，可以如图3所示，即当扩散板10的折射率为n时，θ₀可以小于90°-arcsin(1/n)。假设光源20发出的光线到扩散板10的下表面的入射角为θ₁，则经过计算后，可以得到光线到达反射斜面12的下表面时的入射角θ₂为90°+arcsin(sinθ₁/n)-θ₀。由于在θ₂大于全反射角arcsin(1/n)时，光线即会被全反射，因此，需要使得θ₀＜90°+arcsin(sinθ₁/n)-arcsin(1/n)。进一步地，当光源20的光线竖直照射到扩散板10内并到达反射斜面12的下表面时，θ₂的值最小，为90°-θ₀，因此，要使得光源20所发出的照射到反射斜面12的下表面的光线均发生全反射，需要使得90°-θ₀＞arcsin(1/n)，即，需要使θ₀小于90°-arcsin(1/n)。

更进一步地，扩散板10的材料的折射率可以在1.4～1.6之间。即，扩散板10可以采用折射率在1.4～1.6之间的透明材料加工制。优选地，可以采用折射率为1.49的有机玻璃加工制成扩散板10，相应地，根据θ₀小于90°-arcsin(1/n)，可以得到θ₀小于47°即可使得反射斜面12能够在上述折射率为1.49的有机玻璃制成的扩散板10中实现对光线的全反射。

更进一步地，如图4所示，扩散板10的下表面可以设置有多个光源区13，且每个光源区13可以对应一组斜面切口11，在每组斜面切口11中，各反射斜面12的面积随光源区13到反射斜面12的距离的增加而按预设规律减小。

通常，背光模组的背光源中会包括多个独立的光源，因此为了更够对每个光源的光线进行匀光，扩散板10的上表面上所设置的斜面切口11需要与各独立的光源对应。具体地，可以在扩散板10的下表面设置光源区13，且将扩散板10应用到背光模组中，每个光源区13的位置能够与各个独立的光源20对应，同时，每个光源区13对应一组斜面切口11，这样，可以通过光源区13使得各组斜面切口11与各个独立的光源20之间形成对应关系。图4中示例了两个光源20、两个光源区13和两组斜面切口11之间的对应关系，同时，可以理解的是，光源区13实际上为扩散板10的下表面上某一特定位置的区域，而无需经过单独加工形成。

在每组斜面切口11中，各反射斜面12的面积可以随光源区13到反射斜面12的距离的增加而按预设规律减小(光源区13到反射斜面12的距离可以是光源区13到反射斜面12最低点处的直线距离，如图4中R所示)。具体地，若反射斜面12的面积为S，光源区13到反射斜面的距离为R，则S随R的增加而减小，这样，可以使得在各组斜面切口11所对应的扩散板上表面区域中，靠近光源区13的部分区域中能够直接射出的光线较少，远离光源区13的部分区域中能够直接射出的光线较多，从而能够实现匀光的效果。

优选地，在每组斜面切口11中，反射斜面12的面积与光源区13到反射斜面12的距离的平方成反比，即，S可以与R²成反比，以使得各反射斜面12的面积可以随光源区13到反射斜面12的距离的增加而减小。

更进一步地，除上述方式外，还可以通过设置斜面切口11的数量，来使得远离光源区13的部分区域中射出的光线相对于靠近光源区13的部分区域中射出的光线较多。扩散板10的下表面可以设置有多个光源区13，且每个光源区13可以对应一组斜面切口11，在每组斜面切口11中，斜面切口11在扩散板10上表面上分布的数量随光源区13到斜面切口11的距离的增加而按预设规律减少。这样，同样可以使得在各组斜面切口11所对应的扩散板上表面区域中，靠近光源区13的部分区域中能够直接射出的光线较少，远离光源区13的部分区域中能够直接射出的光线较多，从而能够实现匀光。

可以理解的是，实际应用中也可以将上述两种方式结合起来实现匀光。即，在每组斜面切口11中，各反射斜面12的面积可以随光源区13到反射斜面12的距离的增加而按预设规律减小，同时，斜面切口11在扩散板10上表面上分布的数量也可以随光源区13到斜面切口11的距离的增加而按预设规律减少。

更进一步地，光源区的区域形状可以为点状，以能够对应背光模组光源中的点光源，并且，在每组斜面切口中，斜面切口环绕光源区分布。具体地，可以如图5所示，反射板30上方可以设置有点光源和扩散板10，在每组斜面切口11中，斜面切口11可以呈圆环形排列并环绕光源区分布，以能够对应光源区下方的点光源(对应于图5中点光源对应位置14)，并且，在每组斜面切口11中，斜面切口在扩散板10的上表面上分布的数量可以随光源区到斜面切口的距离的增加而按预设规律减少。

更进一步地，光源区的区域形状可以为线形，以能够对应背光模组光源中的线光源，在每组斜面切口中，斜面切口分布光源区两侧。具体地，可以如图6的剖视示例图所示，反射板30上方可以设置有线光源21和扩散板10，在每组斜面切口11中，斜面切口11可以按线形排列分布在各光源区的两侧，以能够对应光源区下方的点光源，并且，在每组斜面切口11中，斜面切口11在扩散板10的上表面上分布的数量可以随光源区到斜面切口11的距离的增加而按预设规律减少。

可以理解的是，在上述对应光源包括点光源或者线光源的结构中，各组斜面切口中，反射斜面的面积也可以随光源区到反射斜面的距离的增加而按预设规律减小。

更进一步地，斜面切口11的最深处到扩散板10的上表面的距离可以在3μm～10μm之间。将斜面切口11的最深处到扩散板10的上表面的距离设定在3μm～10μm之间，可以保证扩散板10整体结构的稳定性，同时也能够在采用注塑成型工艺加工扩散板10时，便于扩散板10的脱落。

更进一步地，反射斜面12在水平面上的投影(即在图2至图4中所示扩散板10的上表面上的投影)可以为矩形，且所述矩形的长和宽均在0.04mm～2mm之间。反射斜面12的面积过大会影响扩散板10正常的透光效果，因此优选地，反射斜面12在平面上投影的矩形的长和宽可以都在0.04mm～2mm之间。具体地，对应不同尺寸的显示装置，上述反射斜面12在平面上投影的矩形的长和宽可以有不同的范围，18.5寸以上的显示装置中，长和宽可以在0.6mm～2mm之间；15.6～18.5寸的显示装置中，长和宽可以在0.1mm～6mm之间；小于15.6寸的显示装置中，长和宽可以在0.04mm～0.1mm之间。

上述为对本发明所提供的扩散板进行的描述，可以看出，本发明通过在扩散板的上表面设置斜面切口，能够将光源照射到反射斜面上的光线全反射至扩散板内，从而能够减少扩散板上距离光源较近的区域射出的光线，并能够相应增加扩散板上距离光源较远的区域射出的光线，与现有技术相比，本发明无需在光源和扩散板之间设置混光距离，可以显著减少背光模组的厚度，能够适用于超薄显示装置。

相应地，本发明还提供一种背光模组，该背光模组包括光源，还包括上述本发明所提供的扩散板，且扩散板设置在光源上方。

更进一步地，在扩散板的下表面可以设置有多个光源区，且背光模组中的光源可以与各所述光源区对应设置。

作为本发明的再一方面，提供一种显示装置，且该显示装置包括上述本发明所提供的背光模组。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种扩散板，其特征在于，所述扩散板的上表面上设置有多个包括反射斜面的斜面切口，所述反射斜面能够将光源发射到所述反射斜面下表面的光中的至少一部分全反射至所述扩散板内，扩散板的下表面上设置有多个光源区，每个光源区对应一组所述斜面切口，在每组所述斜面切口中，各所述反射斜面的面积随所述光源区到所述反射斜面的距离的增加而按预设规律减小，所述斜面切口的最深处到所述扩散板的上表面的距离在3μm～10μm之间，所述反射斜面在水平面上的投影为矩形，且所述矩形的长和宽均在0.04mm～2mm之间。

2.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，当所述扩散板的折射率为n时，所述反射斜面与竖直方向的夹角小于90°-arcsin(1/n)。

3.根据权利要求2所述的扩散板，其特征在于，所述扩散板的材料的折射率为1.4～1.6。

4.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，在每组所述斜面切口中，所述反射斜面的面积与所述光源区到所述反射斜面的距离的平方成反比。

5.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，扩散板的下表面上设置有多个光源区，每个光源区对应一组所述斜面切口，在每组所述斜面切口中，所述斜面切口在所述扩散板上表面上分布的数量随所述光源区到所述斜面切口的距离的增加而按预设规律减少。

6.根据权利要求1、4、5中任意一项所述的扩散板，其特征在于，所述光源区为点状，且所述光源区能够对应点光源，在每组所述斜面切口中，所述斜面切口环绕所述光源区分布。

7.根据权利要求1、4、5中任意一项所述的扩散板，其特征在于，所述光源区为线形，且所述光源区能够对应线光源，在每组所述斜面切口中，所述斜面切口分布在所述光源区两侧。

8.一种背光模组，所述背光模组包括光源，其特征在于，所述背光模组包括权利要求1至7中任意一项所述的扩散板，所述扩散板设置在所述光源上方。

9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述扩散板的下表面设置有多个光源区，所述光源与各所述光源区对应设置。

10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求8或9所述的背光模组。