CN103955092B - 一种背光模组和显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组和显示面板。该背光模组包括导光板和光源,还包括光处理元件,光源设置在导光板的上方或下方,光处理元件与光源的发光面和导光板的入光侧面都相对,光处理元件能对光源发出的光线进行处理,使经处理后的光线均匀地从导光板的入光侧面入射至导光板内。该背光模组通过设置光处理元件,不仅使光源发出的光线能够绝大部分都入射至导光板内,而且使光源发出的光线能够绝大部分转换为平行光,从而不仅提高了光源光线的利用率,而且使入射至导光板内的光线能够更加均匀,避免了萤火虫现象的发生,进而大大提升了背光模组的性能。

Description

一种背光模组和显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域,具体地,涉及一种背光模组和显示面板。
背景技术
液晶显示器(LCD)轻薄节能,广泛应用于现代化信息设备中。
液晶显示器中为液晶面板提供光源的机构叫做背光模组。随着液晶显示器日趋轻薄化,侧入光式背光模组的应用越来越多。
传统的侧入式背光模组如图1所示,背光模组中LED灯4固定在灯条5之上,LED灯4射出的光线由导光板1的入光侧面11射入导光板1内。由于每颗LED灯4的出射光线有一定的照射范围,因此在导光板1靠近LED灯4的一侧通常会出现连续交替的暗区6和亮区7。这种在导光板1入光侧边缘出现的亮暗交替的现象被称为萤火虫现象。
萤火虫现象会造成液晶显示设备的边缘亮度均匀性降低,从而影响整个画面的质量。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题,提供一种背光模组和显示面板。该背光模组通过设置光处理元件,不仅使光源发出的光线能够绝大部分都入射至导光板内,而且使光源发出的光线能够绝大部分转换为平行光,从而不仅提高了光源光线的利用率,而且使入射至导光板内的光线能够更加均匀,避免了萤火虫现象的发生。
本发明提供一种背光模组,包括导光板和光源,还包括光处理元件,所述光源设置在所述导光板的上方或下方,所述光处理元件与所述光源的发光面和所述导光板的入光侧面都相对,所述光处理元件能对所述光源发出的光线进行处理,使经处理后的光线均匀地从所述导光板的所述入光侧面入射至所述导光板内。
优选地,所述光源包括多个,多个所述光源沿所述导光板的所述入光侧面的边沿依次间隔排列,所述光处理元件为弧面反射板,所述弧面反射板包括连续交错设置的多个凹弧板和凸弧板,所述凹弧板与所述光源一一对应,所述凸弧板与相邻两个所述光源之间的间隔区域对应。
优选地,多个所述光源等间距排列,多个所述凹弧板的形状相同且跨度相等,多个所述凸弧板的形状相同且跨度相等,所述凸弧板的跨度等于所述凹弧板跨度的1/100-5/100。
优选地,所述凸弧板的凸弧面与相邻的所述凹弧板的凹弧面相外切形成外切点,所述凸弧面和所述凹弧面在所述外切点处相连接。
优选地,所述凹弧面和所述凸弧面设置有能使照射到其上的光线发生全反射的材料;或者,所述弧面反射板至少在所述凹弧面和所述凸弧面对应的区域采用具有全反射性质的材料形成。
优选地,所述凹弧面为椭球面的一部分,与所述凹弧板对应的所述光源的发光面位于所述凹弧面的第一焦点或第二焦点所在的区域,与所述凹弧板对应的部分所述入光侧面位于所述凹弧面的所述第二焦点或所述第一焦点所在的区域。
优选地,经过所述发光面的中心点、且垂直于所述导光板的板面的第一切面能将所述凹弧面剖切形成椭圆弧段,与所述凹弧板对应的所述光源的发光面的中心点位于所述第一焦点或所述第二焦点处,与所述凹弧板对应的部分所述入光侧面的中心点位于所述第二焦点或所述第一焦点处。
优选地,经过所述第一焦点和所述第二焦点连线的中点、且垂直于所述第一焦点和所述第二焦点连线的第二切面与所述发光面之间的夹角和所述第二切面与所述入光侧面之间的夹角相等。
优选地,经过所述第一焦点和所述第二焦点连线的中点、且垂直于所述第一切面的第三切面能将所述凹弧面剖切形成抛物线弧段,所述抛物线弧段的焦点与所述中点重合。
优选地,所述发光面包括方形面、圆形面或正多边形面。
本发明还提供一种显示面板,包括上述背光模组。
本发明的有益效果:本发明所提供的背光模组,通过设置光处理元件,不仅使光源发出的光线能够绝大部分都入射至导光板内,而且使光源发出的光线能够绝大部分转换为平行光,从而不仅提高了光源光线的利用率,而且使入射至导光板内的光线能够更加均匀,避免了萤火虫现象的发生,进而大大提升了背光模组的性能。
本发明所提供的显示面板,通过采用该背光模组,使显示面板的显示亮度更加均匀,从而大大提升了该显示面板的显示效果。
附图说明
图1为现有技术中背光模组的结构示意图;
图2为本发明实施例1中背光模组的结构示意图;
图3为图2中的背光模组沿第一切面进行剖切的剖视图;
图4为图2中的背光模组沿第三切面进行剖切的剖视图;
图5为本发明实施例2中背光模组的结构示意图。
其中的附图标记说明:
1.导光板;11.入光侧面;111.部分入光侧面;12.板面;2.光源;21.发光面;3.光处理元件;31.凹弧板;311.椭圆弧段;312.第一焦点;313.第二焦点;314.抛物线弧段;3140.抛物线弧段的焦点;32.凸弧板;β.第二切面与发光面之间的夹角;θ.第二切面与入光侧面之间的夹角;4.LED灯;5.灯条;6.暗区;7.亮区。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种背光模组和显示面板作进一步详细描述,需要说明的是,本发明中的背光模组均是侧入式背光模组。
实施例1:
本实施例提供一种背光模组,如图2所示,包括导光板1和光源2,还包括光处理元件3,光源2设置在导光板1的上方,光处理元件3与光源2的发光面21和导光板1的入光侧面11都相对,光处理元件3能对光源2发出的光线进行处理,使经处理后的光线均匀地从导光板1的入光侧面11入射至导光板1内。
其中,光源2包括多个,多个光源2沿导光板1的入光侧面11的边沿依次间隔排列,光处理元件3为弧面反射板,弧面反射板包括连续交错设置的多个凹弧板31和凸弧板32,凹弧板31与光源2一一对应,凸弧板32与相邻两个光源2之间的间隔区域对应。
本实施例中,多个光源2等间距排列,如此设置,能使光源2发出的光更加均匀地照射至导光板1的入光侧面11上。多个凹弧板31的形状相同且跨度相等,多个凸弧板32的形状相同且跨度相等,凸弧板32的跨度等于凹弧板31跨度的1/100-5/100。
凸弧板32的凸弧面与相邻的凹弧板31的凹弧面相外切形成外切点,凸弧面和凹弧面在外切点处相连接。
凹弧面和凸弧面设置有能使照射到其上的光线发生全反射的材料;或者,弧面反射板至少在凹弧面和凸弧面对应的区域采用具有全反射性质的材料形成。如凹弧面和凸弧面均为能使光线发生全反射的镜面。
上述设置,在凹弧板31的跨度和凹弧面的弧度确定之后,凸弧板32的跨度和凸弧面的弧度也随之确定。凹弧板31和凸弧板32的跨度及弧度设置有利于后续凹弧面和凸弧面对光源2发出的光线进行反射处理,以便使经处理后的光线能均匀地从导光板1的入光侧面11入射至导光板1内。
本实施例中,如图2和图3所示,凹弧面为椭球面的一部分,与凹弧板31对应的光源2的发光面21位于凹弧面的第一焦点312所在的区域,与凹弧板31对应的部分入光侧面111位于凹弧面的第二焦点313所在的区域。
需要说明的是,将长轴在x轴,短轴在y轴的椭圆绕着x轴旋转一周,所形成的立体图形是椭球体,椭球体的表面就是椭球面。椭圆的定义是:平面上到两定点的距离之和为常值的点的轨迹,该两定点就是椭圆的两个焦点,该两个焦点也是椭球面的两个焦点,即第一焦点312和第二焦点313。椭球面作为光线反射面,有下述光学性质:即只要是从椭球面的其中一个焦点射出的光线,照射到椭球面上,经椭球面反射的光线都会经过椭球面的另一个焦点。由于凹弧面为椭球面的一部分,所以凹弧面也具有椭球面的上述光学性质。
如图3所示,经过发光面21的中心点、且垂直于导光板1的板面12的第一切面能将凹弧面剖切形成椭圆弧段311,与凹弧板对应的光源2的发光面21的中心点位于第一焦点312处,与凹弧板对应的部分入光侧面111的中心点位于所述第二焦点313处。即同时经过椭球面的第一焦点312和第二焦点313的剖切面能将椭球面剖切形成椭圆,第一焦点312和第二焦点313同时也是该椭圆的两个焦点。根据椭圆的光学特性:由椭圆中一个焦点出射的光线经过椭圆壁的反射之后必然经过椭圆的另一个焦点,由于椭圆弧段311为椭圆的一部分,所以椭圆弧段也具有上述光线性质。由此,当光源2通电之后,从剖视图3上看,由光源2的发光面21的中心点发出的光线经过椭圆弧段311的反射,最终汇总在与凹弧板对应的部分入光侧面111的中心点上。
同样的原理,由于椭球面的一部分可以分解为通过无数个第一切面剖切形成的无数个椭圆弧段311,每个椭圆弧段311均满足上述的光学特性,同时,可以将光源2的发光面21看做为一个大面积的点,将与凹弧板对应的部分入光侧面111也看做为一个大面积的点,由于与凹弧板对应的光源2的发光面21位于凹弧面的第一焦点312(即椭球面的一个焦点)所在的区域,与凹弧板对应的部分入光侧面111位于凹弧面的第二焦点313(即椭球面的另一个焦点)所在的区域,所以能够得出发光面21发出的光线经凹弧板的凹弧面反射后均入射至与凹弧板对应的部分入光侧面111上,从而提高了背光模组中光源2光线的利用率。
本实施例中,经过第一焦点312和第二焦点313连线的中点、且垂直于第一焦点312和第二焦点313连线的第二切面(即沿AA剖切线形成的切面)与发光面21之间的夹角和第二切面与入光侧面之间的夹角相等,即β=θ。如此设置,能够确保光源2的发光面21比较准确地位于凹弧面的第一焦点312所在的区域,同时能够确保与凹弧板对应的部分入光侧面111比较准确地位于凹弧面的第二焦点313所在区域,从而能够确保发光面21发出的光线经过凹弧板的反射之后都能入射至与凹弧板对应的部分入光侧面111上,进而提高了光源2光线的利用率。
如图4所示,经过第一焦点和第二焦点连线的中点、且垂直于第一切面的第三切面能将凹弧面剖切形成抛物线弧段314,抛物线弧段314的焦点3140与中点重合。根据抛物线的光学特性:由抛物线焦点发出的光线经过抛物线壁的反射之后,反射出的光线是平行光;另外,由于抛物线弧段314的焦点3140是第一焦点(也即光源2的发光面21的中心点)在第三切面上的正投影,原理上,从发光面21的中心点发出的光线与从抛物线弧段314的焦点3140发出的光线光学特性相同。由此,当光源2通电之后,从剖视图4上看,由光源2的发光面21的中心点发出的光线经过抛物线弧段314的反射,能转换为平行光线并入射至与凹弧板对应的部分入光侧面111上。
同样的原理,由于无数个第三切面能将凹弧面剖切形成无数个抛物线弧段314,每个抛物线弧段314均满足上述的光学特性,同时,可以将光源2的发光面21看做为一个大面积的点,该大面积的点在第三切面上的正投影与抛物线弧段314的焦点3140重合,原理上,从光源2的发光面21(即该大面积的点)发出的光线与从抛物线弧段314的焦点3140发出的光线光学特性相同。由此,当光源2通电之后,从剖视图4上看,由光源2的发光面21发出的光线经过凹弧面的反射,能全部转换为平行光线并入射至与凹弧板对应的部分入光侧面111上。同时,照射到凸弧板32上的光线经过凸弧面的反射,反射光线会相互叠加,叠加后的光线照射到导光板1的与凹弧板对应的部分入光侧面111的间隔区域,从而使导光板1的间隔区域也能获得足够的入射光线。
通过背光模组的上述设置,能够最终使得光源2发出的光线经弧面反射板反射之后更加均匀地入射至导光板1内,进而有效地避免了萤火虫现象的发生,同时还提升了背光模组的性能。
本实施例中,发光面21包括方形面、圆形面或正多边形面。这能使将发光面21看做一个大面积的点时,其所在位置能够更加准确地位于凹弧面的第一焦点312所在的区域,也能使发光面21在第三切面上的正投影与抛物线弧段314的焦点3140更好地重合,从而大大减少了不符合椭圆弧段311和抛物线弧段314光学特性的光线的损失,提高了光线的利用率。
实施例1的有益效果:实施例1中的背光模组,通过设置弧面反射板,弧面反射板采用连续交错设置的多个凹弧板和凸弧板组成,凹弧板不仅使光源发出的光线能够绝大部分都入射至导光板内,而且使光源发出的光线能够绝大部分转换为平行光,凸弧板能使光线反射并相互叠加,最终照射到与凹弧板对应的部分入光侧面的间隔区域;从而不仅提高了光源光线的利用率,而且使入射至导光板内的光线能够更加均匀,避免了萤火虫现象的发生,进而大大提升了背光模组的性能。
实施例2:
本实施例提供一种背光模组,与实施例1不同的是,如图5所示,光源2设置在导光板1的下方。相应地,与凹弧板31对应的光源2的发光面21位于凹弧面的第二焦点所在的区域,与凹弧板31对应的部分入光侧面111位于凹弧面的第一焦点所在的区域;与凹弧板31对应的光源2的发光面21的中心点位于第二焦点处,与凹弧板31对应的部分入光侧面111的中心点位于第一焦点处。
本实施例中背光模组的其他结构设置与实施例1中相同,此处不再赘述。
实施例2的有益效果:实施例2中的背光模组,通过将光源设置在导光板的下方,使光源本身不会对导光板形成遮挡,从而使导光板内的光线能够全部被利用,进而提升了背光模组的性能。
实施例3:
本实施例提供一种显示面板,包括实施例1-2任一中的背光模组。
通过采用实施例1-2任一中的背光模组,使显示面板的显示亮度更加均匀,从而大大提升了该显示面板的显示效果。
本发明的有益效果:本发明所提供的背光模组,通过设置光处理元件,不仅使光源发出的光线能够绝大部分都入射至导光板内,而且使光源发出的光线能够绝大部分转换为平行光,从而不仅提高了光源光线的利用率,而且使入射至导光板内的光线能够更加均匀,避免了萤火虫现象的发生,进而大大提升了背光模组的性能。
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 (9)

1.一种背光模组,包括导光板和光源,其特征在于,还包括光处理元件,所述光源设置在所述导光板的上方或下方,所述光处理元件与所述光源的发光面和所述导光板的入光侧面都相对,所述光处理元件能对所述光源发出的光线进行处理,使经处理后的光线均匀地从所述导光板的所述入光侧面入射至所述导光板内;所述光源包括多个,多个所述光源沿所述导光板的所述入光侧面的边沿依次间隔排列,所述光处理元件为弧面反射板,所述弧面反射板包括连续交错设置的多个凹弧板和凸弧板,所述凹弧板与所述光源一一对应,所述凸弧板与相邻两个所述光源之间的间隔区域对应;所述凸弧板的凸弧面与相邻的所述凹弧板的凹弧面相外切形成外切点,所述凸弧面和所述凹弧面在所述外切点处相连接。
2.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,多个所述光源等间距排列,多个所述凹弧板的形状相同且跨度相等,多个所述凸弧板的形状相同且跨度相等,所述凸弧板的跨度等于所述凹弧板跨度的1/100-5/100。
3.根据权利要求2所述的背光模组,其特征在于,所述凹弧面和所述凸弧面设置有能使照射到其上的光线发生全反射的材料;或者,所述弧面反射板至少在所述凹弧面和所述凸弧面对应的区域采用具有全反射性质的材料形成。
4.根据权利要求3所述的背光模组,其特征在于,所述凹弧面为椭球面的一部分,与所述凹弧板对应的所述光源的发光面位于所述凹弧面的第一焦点或第二焦点所在的区域,与所述凹弧板对应的部分所述入光侧面位于所述凹弧面的所述第二焦点或所述第一焦点所在的区域。
5.根据权利要求4所述的背光模组,其特征在于,经过所述发光面的中心点、且垂直于所述导光板的板面的第一切面能将所述凹弧面剖切形成椭圆弧段,与所述凹弧板对应的所述光源的发光面的中心点位于所述第一焦点或所述第二焦点处,与所述凹弧板对应的部分所述入光侧面的中心点位于所述第二焦点或所述第一焦点处。
6.根据权利要求5所述的背光模组,其特征在于,经过所述第一焦点和所述第二焦点连线的中点、且垂直于所述第一焦点和所述第二焦点连线的第二切面与所述发光面之间的夹角和所述第二切面与所述入光侧面之间的夹角相等。
7.根据权利要求5所述的背光模组,其特征在于,经过所述第一焦点和所述第二焦点连线的中点、且垂直于所述第一切面的第三切面能将所述凹弧面剖切形成抛物线弧段,所述抛物线弧段的焦点与所述中点重合。
8.根据权利要求7所述的背光模组,其特征在于,所述发光面包括方形面、圆形面或正多边形面。
9.一种显示面板,其特征在于,包括权利要求1-8任意一项所述的背光模组。
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