CN103941324A - 导光板、背光源模组和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种导光板、背光源模组和一种显示装置，以改善背光源模组的画面品质。导光板的入光端面具有多个微锯齿，其中，靠近发光二极管位置的微锯齿高度最小，靠近相邻两颗发光二极管的间隔中心位置的微锯齿高度最大。导光板入光端面的微锯齿结构可以明显增大光线在导光板内的发散角度，减小混光距离，相比于现有技术，本方案不仅可以增大背光源模组有效发光区的面积，提高光源利用率，节约能源，而且能够提高光源能量分布的均匀性，改善背光源模组的画面品质。

Description

导光板、背光源模组和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种导光板、背光源模组和一种显示装置。

背景技术

目前，液晶显示装置的背光源模组普遍采用LED（light-emitting diode，发光二极管，简称LED）作为光源，根据光源的分布位置，背光源模组可分为直下式和侧入式两种。侧入式背光源模组中，LED灯条位于导光板的侧端，该类背光源模组主要应用于笔记本、掌上电脑以及手机等小尺寸显示装置，随着LED相关技术的不断进步，侧入式背光源模组同样也开始应用于较大尺寸的显示装置，为用户带来更好的视觉感受。

如图1a所示，现有侧入式背光源模组中，进入导光板100的光线在靠近LED灯条的一侧分布不够均匀，光源能量主要集中在LED10的前方，光线在导光板100内的发散角度小于120度，两颗LED10之间存在光源能量盲区，这导致背光源模组画面入光侧存在“萤火虫”现象，即靠近LED10前方的位置具有亮斑101，对应相邻两颗LED10之间的位置具有暗带102。图1b为图1a所对应的光谱能量分布仿真图，可以看出，光源能量分布不够均匀，背光源模组的光学品质不够理想。

图1c为现有2.6寸侧入式背光源模组进入导光板100的光线光路分析示意图（导光板长66.3mm，宽14.1mm，长边侧入光，LED灯条包含六颗LED，LED间距为10.85mm，位于两端的两颗LED距导光板边缘均为6mm，导光板的入光端面至有效发光区的距离为1.72mm），图1d为图1c所对应的光谱能量分布仿真图，从图1c和图1d中同样可以看出，光源能量分布的不够均匀，入光侧存在亮斑101与暗带102，“萤火虫”现象比较明显。

发明内容

本发明实施例提供了一种导光板、背光源模组和一种显示装置，以改善背光源模组的画面品质。

本发明实施例提供的导光板，所述导光板的入光端面具有多个微锯齿，其中，靠近发光二极管位置的微锯齿高度最小，靠近相邻两颗发光二极管的间隔中心位置的微锯齿高度最大。

在本发明技术方案中，导光板入光端面的微锯齿结构可以明显增大光线在导光板内的发散角度，减小混光距离，相比于现有技术，本方案不仅可以增大背光源模组有效发光区的面积，提高光源利用率，节约能源，而且能够提高光源能量分布的均匀性，改善背光源模组的画面品质。

优选的，相邻两个所述微锯齿的齿边夹角γ满足：5°＜γ＜90°，所述微锯齿的齿高H满足：H≤0.2mm。该齿边夹角和尺高的选择范围可以使背光源模组获得较佳的光学效果且易于加工实现。

优选的，相邻两个所述微锯齿的齿边夹角为尖角；或者相邻两个所述微锯齿的齿边夹角具有圆倒角，所述圆倒角的半径为所述微锯齿齿边长的1/10～1/5。当齿边夹角具有圆倒角时，易于加工成形，且光线进入导光板时过渡比较好，可以使背光源模组获得更佳的光学效果。

可选的，与每个发光二极管至相邻发光二极管的间隔中心方向位置相对的微锯齿的齿边夹角逐渐减小，齿高逐渐增大。

具体的，相邻两个所述微锯齿的齿边夹角γ满足：15°＜γ＜85°，所述微锯齿的齿高H满足：0.03mm＜H＜0.15mm；

相邻两个所述微锯齿的齿边夹角具有圆倒角，所述圆倒角的半径为所述微锯齿齿边长的1/8。

可选的，各个所述齿边夹角大小相等；

与每个发光二极管至相邻发光二极管的间隔中心方向位置相对的微锯齿具有至少两种齿高规格。

具体的，相邻两个所述微锯齿的齿边夹角γ为30°，所述尺高规格为三种，分别为0.1mm、0.15mm和0.2mm。

可选的，所述微锯齿为斜锯齿；所述多个斜锯齿的倾斜方向一致，或者与相邻两个发光二极管之间位置相对的斜锯齿以相邻两个发光二极管的间隔中心为分界，倾斜方向相反。当发光二极管的分布密度有所区别时，多个斜锯齿向光源分布密度较大的一侧倾斜，可以使光源能量较为均匀的分布，使背光源模组具有较佳的画面品质。

本发明实施例还提供了一种背光源模组，包括：

前述任一技术方案所述的导光板；

发光二极管灯条，所述发光二极管灯条的多颗发光二极管与所述导光板的入光端面位置相对。

该背光源模组有效发光区面积较大，亮度均匀性较好，画面品质较佳。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括前述技术方案所述的背光源模组，由于背光源模组的有效发光区面积较大，亮度均匀性较好，因此该显示装置也具有较佳的显示效果。

附图说明

图1a为现有侧入式背光源模组进入导光板的光线光路分析示意图；

图1b为图1a所对应的光谱能量分布仿真图；

图1c为现有2.6寸侧入式背光源模组进入导光板的光线光路分析示意图；

图1d为图1c所对应的光谱能量分布仿真图；

图2a为本发明实施例提供的导光板结构示意图；

图2b为图2a的A处放大示意图；

图3a为本发明导光板第一具体实施例结构示意图；

图3b为图3a所对应的光线光路分析示意图；

图3c为图3b所对应的光谱能量分布仿真图；

图4为本发明导光板第二具体实施例结构示意图；

图5a为本发明导光板第三具体实施例结构示意图（应用于2.6寸背光源模组）；

图5b为图5a所对应的光线光路分析示意图；

图5c为图5b所对应的光谱能量分布仿真图；

图6为本发明导光板第四具体实施例结构示意图；

图7为本发明导光板第五具体实施例结构示意图；

图8为本发明导光板第六具体实施例结构示意图。

附图标记：

100-导光板（现有技术）

100'-导光板

10-LED

101-亮斑

102-暗带

110-微锯齿

111-圆倒角

具体实施方式

为了改善背光源模组的画面品质，本发明实施例提供了一种导光板、背光源模组和一种显示装置。在本发明技术方案中，导光板入光端面的微锯齿结构可以明显增大光线在导光板内的发散角度，减小混光距离，相比于现有技术，本方案不仅可以增大背光源模组有效发光区的面积，提高光源利用率，节约能源，而且能够提高光源能量分布的均匀性，改善背光源模组的画面品质。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明各实施例导光板，应用于侧入式背光源模组中，LED灯条位于导光板的侧端，LED灯条的多颗LED与导光板的入光端面位置相对。为了对比本发明相对现有技术的效果优势，以下所列举的各个实施例中，除导光板的入光端面结构与现有导光板不同，假定其它条件（包括导光板厚度、宽度、材质、网点排布、有效发光区面积、LED型号、LED间距、LED排列方式、入光面到有效发光区的距离等）均相同，特殊说明的除外。

如图2a所示，本发明实施例提供的导光板100'，导光板100'的入光端面具有多个微锯齿110，其中，靠近发光二极管10（以下简称LED）位置的微锯齿110高度最小，靠近相邻两颗LED10的间隔中心位置的微锯齿110高度最大。

从图2a中可以看出，导光板100'入光端面的微锯齿110结构可以明显增大光线在导光板100'内的发散角度（现有技术发散角度为α，该实施例发散角度增大为β），减小混光距离（现有技术混光距离为L1，该实施例混光距离减小为L2），因此，相比于现有技术，本方案不仅可以减小背光源模组的边框宽度，增大背光源模组有效发光区的面积，提高光源利用率，节约能源，而且能够提高光源能量分布的均匀性，背光源模组靠近光源一侧的“萤火虫”现象得以大大改善，从而提高了背光源模组的画面品质。

在本发明的优选实施例中，相邻两个微锯齿110的齿边夹角γ满足：5°＜γ＜90°，微锯齿110的齿高H满足：H≤0.2mm。该齿边夹角和尺高的选择范围可以使背光源模组获得较佳的光学效果且易于加工实现。在实际应用中，可根据导光板100'的厚度结合行业经验选取γ和H的最优数值，一般的，导光板100'的厚度越小，γ和H选取值越小。

相邻两个所述微锯齿110的齿边夹角可以为尖角。优选的，如图2b所示，相邻两个微锯齿110的齿边夹角具有圆倒角111，圆倒角111的半径为微锯齿110齿边长的1/10～1/5。当齿边夹角具有圆倒角111时，易于加工成形，且光线进入导光板100'时过渡比较好，可以使背光源模组获得更佳的光学效果。可以理解，适当的圆倒角半径可以使加工更为方便，圆倒角111的半径不宜过大，从而保证进入导光板光线的均匀度。

可选的，微锯齿为斜锯齿，多个斜锯齿的倾斜方向一致；或者，与相邻两个LED之间位置相对的斜锯齿以相邻两个LED的间隔中心为分界，倾斜方向相反。当LED的分布密度有所区别时，多个斜锯齿向光源分布密度较大的一侧倾斜，可以使光源能量较为均匀的分布，使背光源模组具有较佳的画面品质。

如图3a所示本发明的第一具体实施例结构，与每个LED至相邻LED的间隔中心方向位置相对的微锯齿110的齿边夹角逐渐减小，齿高逐渐增大。可以看出，LED前方的微锯齿110齿边夹角最大，齿高最小，相邻两颗LED之间的间隔中心前方的微锯齿110齿边夹角最小，齿高最大。相邻两个微锯齿110的齿边夹角γ满足：15°＜γ＜85°，微锯齿110的齿高H满足：0.03mm＜H＜0.15mm；该实施例方案相邻两个微锯齿110的齿边夹角具有圆倒角111，圆倒角111的半径为微锯齿110齿边长的1/8。

图3b为图3a所对应的光路分析示意图，对比图3b和图1a可以明显的看出，光线发散角度增大，两颗LED10之间的光源能量盲区大大减小，光线分布较为均匀。图3c为图3b所对应的光谱能量分布仿真图，对比图3c和图1b也可以明显的看出，图1b中的“萤火虫”现象在图3c中不明显，“萤火虫”现象得到有效改善，光源能量分别较为均匀。

如图4所示本发明的第二具体实施例结构，该实施例与第一具体实施例的不同之处在于，相邻两个微锯齿110的齿边夹角为尖角，未作倒圆角处理，从而简化工艺。

如图5a所示本发明的第三具体实施例结构，该实施例以2.6寸侧入式背光源模组为例（除导光板的入光端面结构与现有2.6寸导光板不同外，其它条件均相同），在该实施例中，各个齿边夹角大小相等；与每个LED至相邻LED的间隔中心方向位置相对的微锯齿110具有至少两种齿高规格。具体的，相邻两个微锯齿110的齿边夹角γ为30°，尺高规格为三种，分别为0.1mm、0.15mm和0.2mm。微锯齿110为斜锯齿，相邻两个LED之间位置相对的斜锯齿以相邻两个LED的间隔中心为分界，倾斜方向相反。如此保证光源密度分布均匀时，增加进入导光板光线密度的均匀性。

图5b为图5a所对应的光路分析示意图，对比图5b和图1c可以明显的看出，光线发散角度增大，两颗LED之间的光源能量盲区大大减小，光线分布较为均匀。图5c为图5b所对应的光谱能量分布仿真图，对比图5c和图1d也可以明显的看出，图1d中的“萤火虫”现象在图5c中不明显，“萤火虫”现象得到有效改善，光源能量分别较为均匀。

如图6所示本发明的第四具体实施例结构，在该实施例中，各个齿边夹角大小相等，与每个LED至相邻LED的间隔中心方向位置相对的微锯齿110具有两种齿高规格，相邻两个微锯齿110的齿边夹角为尖角。相邻两个LED之间位置相对的斜锯齿以相邻两个LED的间隔中心为分界，倾斜方向相反。

如图7所示本发明的第五具体实施例结构，该实施例与第四具体实施例的不同之处在于，相邻两个微锯齿110的齿边夹角作倒圆角处理，如图中的圆倒角111。

如图8所示本发明的第六具体实施例结构，在该实施例中，微锯齿110为斜锯齿，多个斜锯齿的倾斜方向一致，相邻两个斜锯齿的齿边夹角为尖角。当背光源模组的光源分布不均匀或者不对称时，多个斜锯齿向光源分布密度较大的一侧倾斜，可以使光源能量较为均匀的分布，从而使背光源模组呈现较佳的画面品质。

本发明实施例还提供了一种背光源模组，包括：前述任一实施例的导光板；LED灯条，LED灯条的多颗LED与导光板的入光端面位置相对。该背光源模组有效发光区面积较大，亮度均匀性较好，画面品质较佳。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括前述技术方案的背光源模组，由于背光源模组的有效发光区面积较大，亮度均匀性较好，因此该显示装置也具有较佳的显示效果。显示装置的具体类型不限，例如可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视或电子纸等显示装置。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种导光板，其特征在于，所述导光板的入光端面具有多个微锯齿，其中，靠近发光二极管位置的微锯齿高度最小，靠近相邻两颗发光二极管的间隔中心位置的微锯齿高度最大。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，相邻两个所述微锯齿的齿边夹角γ满足：5°＜γ＜90°，所述微锯齿的齿高H满足：H≤0.2mm。

3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，相邻两个所述微锯齿的齿边夹角为尖角；或者

相邻两个所述微锯齿的齿边夹角具有圆倒角，所述圆倒角的半径为所述微锯齿齿边长的1/10～1/5。

4.如权利要求3所述的导光板，其特征在于，与每个发光二极管至相邻发光二极管的间隔中心方向位置相对的微锯齿的齿边夹角逐渐减小，齿高逐渐增大。

5.如权利要求4所述的导光板，其特征在于，

相邻两个所述微锯齿的齿边夹角γ满足：15°＜γ＜85°，所述微锯齿的齿高H满足：0.03mm＜H＜0.15mm；

相邻两个所述微锯齿的齿边夹角具有圆倒角，所述圆倒角的半径为所述微锯齿齿边长的1/8。

6.如权利要求3所述的导光板，其特征在于，

各个所述齿边夹角大小相等；

与每个发光二极管至相邻发光二极管的间隔中心方向位置相对的微锯齿具有至少两种齿高规格。

7.如权利要求6所述的导光板，其特征在于，

相邻两个所述微锯齿的齿边夹角γ为30°，所述尺高规格为三种，分别为0.1mm、0.15mm和0.2mm。

8.如权利要求6所述的导光板，其特征在于，

所述微锯齿为斜锯齿；

所述多个斜锯齿的倾斜方向一致，或者与相邻两个发光二极管之间位置相对的斜锯齿以相邻两个发光二极管的间隔中心为分界，倾斜方向相反。

9.一种背光源模组，其特征在于，包括：

如权利要求1～8任一项所述的导光板；

发光二极管灯条，所述发光二极管灯条的多颗发光二极管与所述导光板的入光端面位置相对。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的背光源模组。