CN105090826A - 背光模组和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例公开了一种背光模组和显示装置。该背光模组包括光源、板状光强分光构件和反射片，其中，该板状光强分光构件与该反射片彼此相对设置使得其间形成空的导光空间，该板状光强分光构件构造为将来自该光源的入射光分成朝向该反射片的反射光以及透过该板状光强分光构件的透射光。

Description

背光模组和显示装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种背光模组和显示装置。
背景技术
近年来，液晶显示屏广泛应用于手机、便携电脑、平板电视等消费电子产品中。液晶显示器中含有背光模组，用于为液晶显示面板提供面光源。根据光源的位置不同，背光模组可分为侧入式和直下式，其中侧入式背光模组的光源分布于出光面的侧面，直下式背光模组的光源分布于出光面的背面。
发明内容
本公开的实施例提供一种背光模组，包括光源、板状光强分光构件和反射片，其中，该板状光强分光构件与该反射片彼此相对设置使得其间形成空的导光空间，该板状光强分光构件构造为将来自该光源的入射光分成朝向该反射片的反射光以及透过该板状光强分光构件的透射光。
本公开的另一实施例提供一种显示装置，包括上述的背光模组和显示面板，其中，所述背光模组设置在所述显示面板的显示面的相反侧，所述显示面板和所述反射片分别位于所述板状光强分光构件的相反侧。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述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涉及本公开的一些实施例，并非对本公开的限制。
图1示出了本公开实施例提供的侧入式背光模组的部分截面示意图；
图2示出了本公开实施例提供的直下式背光模组的部分截面示意图；
图3示出了本公开实施例提供的直下式背光模组的部分俯视示意图；
图4示出了本公开实施例提供的直下式背光模组的部分俯视示意图；
图5示出了本公开实施例提供的直下式背光模组的部分俯视示意图；
图6示出了本公开实施例提供的背光模组中的板状光强分光构件的截面示意图；
图7示出了本公开实施例提供的背光模组的部分截面示意图；以及
图8示出了本公开实施例提供的显示装置的部分截面示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性示例实施例，更加全面地说明本公开的示例实施例和它们的多种特征及有利细节。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。省略已知材料、组件和工艺技术的描述，从而不使本公开的示例实施例模糊。示例仅旨在有利于理解本公开示例实施例的实施，以及进一步使本领域技术人员能够实施示例实施例。因而，示例不应被理解为对本公开示例实施例的范围的限制。应注意的是，在本公开的各个实施例中，相同的术语和相同的附图标记用于表示相同的部件，因此将省略相同部件的重复描述。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
背光模组中采用的光源通常为点光源或线光源，如何将来自这些点光源和/或线光源的光线引导为均匀的面光源是背光模组设计的重点之一。
本公开实施例提供一种背光模组和显示装置，利用彼此相对设置的板状光强分光构件和反射片，可将来自光源的光线引导为以面光源的形式从出光面均匀出射。
本公开实施例提供一种侧入式背光模组，如图1所示，包括光源11、板状光强分光构件12和反射片13。板状光强分光构件12与该反射片13彼此相对设置使得其间形成空的导光空间M。板状光强分光构件12构造为将来自该光源11的入射光分成朝向该反射片的反射光以及透过该板状光强分光构件的透射光。光源11位于板状光强分光构件12和反射片13的同一侧，光源11发出的光线入射至导光空间M。光源11例如是点光源或线光源。
参见图1，例如，从光源11直接入射到板状光强分光构件12的第一入射光In1被板状光强分光构件12分成朝向反射片13的第一反射光Re1以及透过板状光强分光构件12的第一透射光Tr1；该第一反射光线Re1经由反射片13反射为第二入射光In2而再次入射至板状光强分光构件12并被板状光强分光构件12进一步分成朝向反射片13的第二反射光Re2以及透过板状光强分光构件12的第二透射光Tr2；该第二反射光Re2经由反射片13反射为第三入射光In3而再次入射至板状光强分光构件12并被板状光强分光构件12进一步分成朝向反射片13的第三反射光Re3以及透过板状光强分光构件12的第三透射光Tr3，以此类推。这样，来自光源的入射光In1在远离光源11的方向X上至少以第一至三透射光Tr1-Tr3从板状光强分光构件12的上表面出射该背光模组。也就是说，第一入射光线In1，沿着导光空间M，一边向远离光源11的方向X传播一边逐渐从板状光强分光构件12向上射出。类似的，以不同于第一入射光In1的入射角从光源11直接入射到板状光强分光构件12的光线，经由板状光强分光构件12的多次反射和透射以及反射片13的多次反射，也沿着导光空间M一边向远离光源11的方向X传播一边逐渐从板状光强分光构件12向上射出。结果，来自光源11的光线被板状光强分光构件12和反射片13引导为以面光源的方式从板状光强分光构件12向上出射。
相比于采用导光板的侧入式背光模组，本申请实施例提供的背光模组中无需采用导光板从而节省了背光模组的制造成本。此外，光线在板状光强分光构件12和反射片13之间的空的导光空间中(即，在空气中)传播相对于在导光板中传播损耗较低，从而可有利于提高背光模组的光利用率。
本公开另一实施例提供一种直下式背光模组，如图2所示，包括多个光源11、板状光强分光构件12和反射片13。例如，多个光源11例如设置在反射片13上。多个光源11朝向板状光强分光构件12发光。光源11例如是点光源或线光源。板状光强分光构件12与该反射片13彼此相对设置使得其间形成空的导光空间M。板状光强分光构件12构造为将来自该光源11的入射光分成朝向该反射片的反射光以及透过该板状光强分光构件的透射光。
图2中示意性地示出了3个光源11，并以中间光源11发出的光线为例示出了导光空间M中的一部分光线的传播方式。在中间光源11向右的方向X上，从中间光源11直接入射到板状光强分光构件12的第一入射光In1被板状光强分光构件12分成朝向反射片13的第一反射光Re1以及透过板状光强分光构件12的第一透射光Tr1；该第一反射光线Re1经由反射片13反射为第二入射光In2而再次入射至板状光强分光构件12并被板状光强分光构件12进一步分成朝向反射片13的第二反射光Re2以及透过板状光强分光构件12的第二透射光Tr2，以此类推。在中间光源11向左的方向-X上，从中间光源11直接入射到板状光强分光构件12的第三入射光In3被板状光强分光构件12分成朝向反射片13的第三反射光Re3以及透过板状光强分光构件12的第三透射光Tr3；该第三反射光线Re3经由反射片13反射为第四入射光In4而再次入射至板状光强分光构件12并被板状光强分光构件12进一步分成朝向反射片13的第四反射光Re4以及透过板状光强分光构件12的第四透射光Tr4，以此类推。这样，来自中间光源11的入射光In1和In3在远离该中间光源11的方向X和-X上至少以第一至四透射光Tr1-Tr4从板状光强分光构件12的上表面出射该背光模组。也就是说，第一入射光线In1，沿着导光空间M，一边向远离光源11的方向X和-X传播一边逐渐从板状光强分光构件12向上射出。类似的，图2所示实施例中，左侧的光源11和右侧的光源11发出的光线，经由板状光强分光构件12的多次反射和透射以及反射片13的多次反射，也沿着导光空间M一边向远离光源11的方向X和-X传播一边逐渐从板状光强分光构件12向上射出。结果，来自多个光源11的光线被板状光强分光构件12和反射片13引导为以面光源的方式从板状光强分光构件12向上出射。
在上述实施例提供的背光模组中，板状光强分光构件12，也称为半透半反膜，其按照一定的透反比将入射光分成透射光和反射光。该板状光强分光构件的透反比是在一入射位置的透射光与反射光的光强之比。
在一些示例中，在该背光模组的至少部分区域中，板状光强分光构件12的透反比在远离光源11的方向上增大。
在图1所示实施例中，例如，板状光强分光构件12和反射片13具有相同的面积的矩形形状，光源11仅沿着板状光强分光构件12和反射片13的第一侧E1设置。在此情况下，在整个板状光强分光构件12的平面范围内，板状光强分光构件12的透反比可在远离光源11的方向上增大，例如从最靠近光源11的第一侧E1向最远离光源11的第二侧E2的方向X上增大。由于光源11发出的光线在远离光源11的方向X上减小，而板状光强分光构件12的透反比在远离光源11的方向X上增大，这样可使得在较远离光源11的位置的透射光Tr3的光强更接近于较靠近光源11的位置的透射光Tr1的光强，从而可有利于以面光源的方式出射的出射光的均匀性。
在本公开实施例提供的侧入式背光模组的另一示例中，如图3所示，第一和第二光源11(均以实线框示出)沿着矩形的板状光强分光构件12和反射片13的相对的第一侧E1和第二侧E2设置。在此情况下，例如，以板状光强分光构件12的平行于其第一侧E1和第二侧E2的中线(以图3中的虚线示出)为界将板状光强分光构件12所在平面分为相邻于第一光源的第一区域R1和相邻于第二光源的第二区域R2。在该第一区域R1内，板状光强分光构件12的透反比可在远离该第一光源的方向X上增大；类似地，在该第二区域R2内，板状光强分光构件12的透反比可在远离第二光源的方向-X上增大。这样，可有利于背光模组的以面光源的方式出射的出射光的均匀性。
在本公开实施例提供的侧入式背光模组的又一实施例中，如图4所示，第一光源至第四光源11(均以实线框示出)分别沿着矩形的板状光强分光构件12和反射片13的第一至第四侧E1-E4设置。在此情况下，例如，以板状光强分光构件12的两条对角线(以图3中的虚线示出)为界将板状光强分光构件12所在平面分为分别相邻于第一至第四光源的第一至第四区域。在该第一区域内，板状光强分光构件12的透反比可在远离该第一光源的方向X上增大；在该第二区域内，板状光强分光构件12的透反比可在远离第二光源的方向-X上增大；在该第三区域内，板状光强分光构件12的透反比可在远离第三光源的方向-Y上增大；在该第四区域内，板状光强分光构件12的透反比可在远离第四光源的方向Y上增大。这样，可有利于背光模组的以面光源的方式出射的出射光的均匀性。
图5示出了本公开实施例提供的直下式背光模组的俯视结构示意图。如图5所示，例如，多个光源11例如为点光源(以虚线方框示出)，且以阵列形式布置在板状光强分光构件12和反射片13之间。例如，多个光源11设置于反射片13上。多个光源11朝向板状光强分光构件12发光。图4中的多条虚线表示每相邻两个点光源11的连线的垂直平分线。多条虚线将板状光强分光构件12划分为与多个光源11一一对应的多个矩形子区域SR，每一子区域SR的中心区域正对相应的光源11的中心区域。在每一子区域SR中，板状光强分光构件12的透反比可在远离光源11的方向上增大，例如在该子区域的中心朝向其外围的方向X、-X、Y、-Y上增大。这样，由于每一光源11发出的光线在远离该光源11的方向X、-X、Y、-Y上减小，而板状光强分光构件12的透反比在该远离光源11的方向X、-X、Y、-Y上增大，可有利于背光模组的以面光源的方式出射的出射光的均匀性。
在上述实施例中，板状光强分光构件12例如为用于可见光的宽带分光膜，也称为中性分光膜。例如，该板状光强分光构件在各处的透射率与反射率之比均为50:50。
板状光强分光构件12例如为金属分光膜或电介质分光膜。
在一个示例中，板状光强分光构件12为包含多层电介质层SL的多层电介质分光膜。例如，如图6所示，在板状光强分光构件12采用多层电介质分光膜SL的情况下，在上述实施例提供的背光模组(例如在图1所示的单侧入光的侧入式背光模组)的所述至少部分区域中，多层电介质分光膜12的电介质层SL的层数在远离对应光源的方向X上减小，从而使得多层电介质分光膜12的透反比可在远离对应光源的方向X上增大。例如，该多层电介质分光膜12可采用3M公司的ESR(VikvitiTMEnhancedSpecularReflector)多层膜的技术，通过控制其所包含的电介质层的层数以实现希望的透反比。
本公开又一实施例提供一种背光模组10，如图7所示，该背光模组10可具有与图1所示实施例提供的背光模组基本上相同的构造，除了其还可选择性地包括承载层14、光散射层15和遮光构件16之外。
如图7所示的背光模组中，承载层14设置在板状光强分光构件12的与所述反射片相反的一侧，用于承载板状光强分光构件12。在一个示例中，该承载层14的折射率大于板状光强分光构件12的折射率。这样，从板状光强分光构件12的上表面出射的倾斜光线，例如图1和2中示出的透射光Tr1-Tr4可被具有较高折射率的承载层14折射为更接近竖直向上，从而有利于背光模组的出射光以垂直于出光面的方向Z正向出射。在图4所示的实施例中，由于设置了具有较高折射率的承载层14，从板状光强分光构件12出射的光线将更多地入射至承载层14上方的光散射层15。
继续参看图7，设置在承载层14上方的光散射层15用于将入射其中的光线发生散射。这样，使得来自光源11的光线以面光源的方式从各个方向出射背光模组，图7中示出了该背光模组中的部分光路。
在一个示例中，承载层14与光散射层15可以是一体成型的。例如，光散射层15的基体材料与承载层15的材料相同，且光散射层15是通过在基体材料的一表面区域掺入射率不同于该基体材料的散射粒子而形成。例如，承载层14和光散射层15的基底材料可以为高折射率玻璃。例如，光散射层15的基底材料例如也为火石玻璃，且其中掺有作为散射粒子的石英砂。又例如，光散射层15也可以是通过使得该承载层的表面粗糙化而形成。
在另一示例中，承载层14与光散射层15也可以是分开形成的。
进一步地，如图7所示，设置在板状光强分光构件12和反射片13的侧边缘处的遮光构件16，用于避免光线从出光面之外的位置(例如，导光空间M的侧面)出射背光模组。在一个示例中，该遮光构件16可以与反射板13一体成型。
尽管图7所示实施例以侧入式背光模组为例进行了说明，但是本领域技术人员可以理解，上述承载层14、光散射层15和遮光构件16也可对应用于本公开实施例提供的直下式背光模组，在此不作赘述。
本公开又一实施例提供一种显示装置，如图8所示，例如包括图7所示实施例提供的背光模组10和显示面板20。背光模组10设置在显示面板20的显示表面DS的相反侧，显示面板20和反射片13分别位于板状光强分光构件12的相反侧。
显示面板20例如为液晶显示面板，其在远离背光模组10的方向Z上依次包括第一基板21、液晶层22和第二基板23。
如图8所示，显示面板20的第一基板21例如可同时用作背光模组10的承载基板14和光散射层15。板状光强分光构件12结合到第一基板10的与液晶层21相反的下表面。例如，板状光强分光构件12可直接沉积到第一基板10的与液晶层21相反的下表面，这样，可进一步节省成本并增加显示装置的集成度。
在另一示例中，上述显示装置也可不包括光散射层15。在此情况下，第一基板21例如可仅同时用作背光模组10的承载基板14。
在又一示例中，上述显示装置中，显示面板20的第一基板21与背光模组10中的承载层14也可分别提供。
在图8所示实施例中，承载层14与光散射层15可以是一体成型的。例如，光散射层15的基体材料与承载层14的材料相同，且光散射层15是通过在基体材料的一上表面区域掺入射率不同于该基体材料的散射粒子而形成。例如，承载层14可以为火石玻璃层，光散射层15的基底材料例如也为火石玻璃，且其中掺有作为散射粒子的石英砂。
例如，显示面板20的第一基板21的上表面上例如可形成有多条栅线和多条数据线，这些栅线和数据线彼此交叉由此限定了排列为矩阵的像素单元，每个像素单元可包括作为开关元件的薄膜晶体管和用于控制液晶的排列的像素电极(和公共电极)。每个像素的薄膜晶体管的栅极与相应的栅线电连接或一体形成，源极与相应的数据线电连接或一体形成，漏极与相应的像素电极电连接或一体形成。显示面板20的第二基板23的下表面上例如形成有彩色滤色器层和黑矩阵层，以形成彩膜基板。
继续参见图8，显示面板20的第一基板21的折射率可大于背光模组10的板状光强分光构件12的折射率，使得入射到板状光强分光构件12与第一基板21的界面处的光线以较小的折射角进入第一基板21，可有利于背光模组10的出射光以垂直于出光面的方向Z正向出射。
此外，在图8中，背光模组10还包括设置在该导光空间M周边的遮光构件用于避免光线从出光面之外的位置(例如，导光空间M的侧面)出射背光模组。在一个示例中，该遮光构件16可以与反射板13一体成型。
虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本公开作了详尽的描述，但在本公开实施例基础上，可以对之作一些修改、变型或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本公开精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本公开要求保护的范围。

Claims (18)

1.一种背光模组，包括光源、板状光强分光构件和反射片，其中，该板状光强分光构件与该反射片彼此相对设置使得其间形成空的导光空间，该板状光强分光构件构造为将来自该光源的入射光分成朝向该反射片的反射光以及透过该板状光强分光构件的透射光。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其中，在该背光模组的至少部分区域中，该板状光强分光构件的透反比在远离所述光源的方向上增大，其中该板状光强分光构件的透反比是在一入射位置的透射光与反射光的光强比。
3.根据权利要求1所述的背光模组，其中，该板状光强分光构件为多层电介质分光膜。
4.根据权利要求2所述的背光模组，其中，该板状光强分光构件为多层电介质分光膜，且在该背光模组的所述至少部分区域中，该多层电介质分光膜的电介质层的层数在远离所述光源的方向上减小。
5.根据权利要求1所述的背光模组，其中该光源设置在该板状光强分光构件和该反射片的侧边缘处，使得该背光模组为侧入式背光模组。
6.根据权利要求1所述的背光模组，其中，多个光源设置在该导光空间中朝向该板状光强分光构件发光，使得该背光模组为直下式背光模组。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的背光模组，还包括设置在该板状光强分光构件的与所述反射片相反的一侧的承载层，该承载层的折射率大于该板状光强分光构件的折射率。
8.根据权利要求1至6中任一所述的背光模组，还包括设置在该板状光强分光构件的与所述反射片相反的一侧的光散射层。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的背光模组，还包括设置在该板状光强分光构件的与所述反射片相反的一侧的承载层和光散射层，其中，该承载层位于该光散射层与该板状光强分光构件之间，该承载层与该光散射层一体成型。
10.根据权利要求9所述的背光模组，其中，该承载层为火石玻璃层，该光散射层为其中掺有石英砂的火石玻璃层。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的背光模组，还包括设置在该板状光强分光构件和该反射片的侧边缘处的遮光构件。
12.一种显示装置，包括权利要求1至6中任一项所述的背光模组和显示面板，其中，所述背光模组设置在所述显示面板的显示面的相反侧，所述显示面板和所述反射片分别位于所述板状光强分光构件的相反侧。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，该显示面板在远离所述背光模组的方向上依次包括第一基板、液晶层和第二基板，该板状光强分光构件结合到该第一基板的与该液晶层相反的一侧。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，该第一基板的折射率大于该板状光强分光构件的折射率。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其中，该第一基板内分散有散射粒子。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，该第一基板具有靠近该板状光强分光构件的第一表面和远离该板状光强分光构件的第二表面，该散射粒子相对于该第一表面更靠近该第二表面。
17.根据权利要求15所述的显示装置，其中，该第一基板为火石玻璃基板，该散射粒子为石英砂。
18.根据权利要求12所述的显示装置，其中，该背光模组还包括设置在该板状光强分光构件和该反射片的侧边缘处的遮光构件。
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