CN105404053A - 背光模组及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种背光模组及显示装置。本发明提供的背光模组包括LED灯、反射板、导光层和扩散板；所述反射板设置在所述LED灯的一侧，所述LED灯的另一侧依次设置所述导光层和所述扩散板，所述导光层位于所述LED灯与所述扩散板之间，所述扩散板与所述导光层之间的连接面以及所述导光层的朝向所述LED灯的底面上均设置有能够反射光线的网点。本发明能够减少直下式背光模组的混光距离，实现显示装置的超薄化。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术，尤其涉及一种背光模组及显示装置。
背景技术
目前，随着电子技术的发展以及消费者对电视尺寸、画质等要求的提高，液晶电视成为了行业内的发展重点。
液晶电视中的背光模组是为液晶面板提供光源的重要组件。按照背光光源的入射位置不同，背光模组通常可分为直下式和侧光式两种。其中，直下式背光模组在背光的区域控制上具有优势，适用于较大尺寸的液晶屏幕。然而，直下式背光模组因其结构特性，需要在光源与膜材之间留有足够的混光距离，否则会因光线不均匀而出现斑点等现象，影响屏幕的画质。所以，直下式背光模组一直存在较厚的问题(混光距离为30mm左右)，限制了直下式背光模组的应用。目前，为了解决直下式背光模组较厚的问题，可以采取增加背光模组中发光二极管(简称LED)灯数量或者在LED灯上加设透镜的方法。图1是现有技术中LED灯上设置有透镜的背光模组的结构示意图。如图1所示，LED灯背后设置有反射板2，在每个LED灯1上均设置有透镜11，LED灯1所发出的较为集中的光线经过透镜11的折射后会出现扩散，经过扩散的光线再经过扩散板4的进一步扩散以增强均匀性，然后依次经过扩散膜101、棱镜膜102和增亮膜103等膜层，最终成为均匀的出射光线。该种方法可以利用透镜使光线扩散，从而增强光线的均匀性，以减小背光模组的混光距离，
然而，随着人们生活的提高，液晶电视的薄型化要求越来越高，现有技术中采用透镜灯方法降低背光模组厚度的方法，最多只能使混光距离减少到15mm左右，因而无法满足液晶电视的超薄化需求。
发明内容
本发明提供一种背光模组及显示装置，其混光距离较小，背光模组的整体厚度较薄。
一方面，本发明提供一种背光模组，包括LED灯、反射板、导光层和扩散板；反射板设置在LED灯的一侧，LED灯的另一侧依次设置导光层和扩散板，导光层位于LED灯与扩散板之间，扩散板与导光层之间的连接面以及导光层的朝向LED灯的底面上均设置有能够反射光线的网点。
另一方面，本发明提供一种显示装置，包括外壳、液晶显示面板与背光模组，背光模组与液晶显示面板均设置在外壳中，背光模组与液晶显示面板相对设置。
本发明提供的背光模组及显示装置，背光模组包括LED灯、反射板、导光层和扩散板；反射板设置在LED灯的一侧，LED灯的另一侧依次设置导光层和扩散板，导光层位于LED灯与扩散板之间，扩散板与导光层之间的连接面以及导光层的朝向LED灯的底面上均设置有能够反射光线的网点。这样LED灯原先所发出的直射导光层的光线，其在导光层中的传播方向会由原先的竖直方向变为水平分散传播，因而光线从导光层出射后，得到了扩散，有助于使出射光线更加的均匀，减少背光模组的混光距离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1是现有技术中LED灯上设置有透镜的背光模组的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的背光模组的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的光线在导光层中传播的方向示意图；
图4是本发明实施例二提供的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2是本发明实施例一提供的背光模组的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的背光模组包括LED灯1、反射板2、导光层3和扩散板4；反射板2设置在LED灯1的一侧，LED灯1的另一侧依次设置导光层3和扩散板4，导光层3位于LED灯1与扩散板4之间，扩散板4与导光层3之间的连接面5以及导光层3的朝向LED灯1的底面6上均设置有能够反射光线的网点7。
背光模组是位于液晶显示面板背后的光源，背光模组发出均匀的出射光线，光线再照射至液晶显示面板上，液晶显示面板本身并不发光，而是对背光模组的出射光线进行调制，以此来进行字符或图形的显示。LED灯1是背光模组中的发光源。其具有能耗低、寿命长等优点。然而，LED灯1发出的光通常较为集中，形成的一般是点状或线状光源，因而LED灯1所发出的光线还需要经过背光模组进行扩散后均匀出射，以形成用于照射至液晶显示面板上的面光源。
其中，LED灯1在发光时，大部分光线射向位于LED灯1一侧的导光层3及扩散板4，以形成出射光线，而少部分光线会漏向背光模组的底端，此外，扩散板4及导光层3也会将一部分光线反射至背光模组底端。为了提高光线的利用效率，在背光模组的底端设置有反射板2，反射板2将漏向背光模组底端的光线反射回去，从而能够防止光线外漏，提高光线的利用率。反射板2一般可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，简称PET)等材料制成，其反射率可高达90％以上。
在LED灯1发光时，大部分光线射向了导光层3与扩散板4。扩散板4能够进一步对光线进行分散，以加强出射光线的均匀性。扩散板4一般由聚苯乙烯(Polystyrene，简称PS)或者聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)等材料作为基材制成，也可采用聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，简称PMMA)及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(Styrene-methylmethacrylatecopolymer，简称MS)等。扩散板4的在基材中添加有各种有机或者无机光扩散剂，或者通过基材表面的微结构进行光线调整，以使穿透扩散板4的光线在扩散板4内部进行传播时，因遇到折射率相异的不同介质而发生不同方向的折射或反射，从而改变光的传播行进路线，实现光线的均匀扩散效果。背光模组的扩散板4一般与导光层3平行设置，且位于导光层3的光线出射方向。
而导光层3位于扩散板4与LED灯1之间，可以在光线射入扩散板4之前，利用反射作用使光线得到发散。导光层3一般与扩散板4接触，且导光层3与扩散板4之间的连接面5上铺设有能够反射光线的网点7；同时，导光层3的朝向LED灯1的底面6上也设置有能够反射光线的网点7，这些网点7对光线的作用相当于雾面反射。LED灯1发出的光线照射在网点7上时，会被网点7所反射，这样能够改变光线的传播方向，使原先方向性较强的光线被打散至四周，从而使LED灯1的出射光线均匀扩散，增强整个扩散板4上的受光均匀性。
具体的，导光层3一般可以为由光学胶构成的层状结构。光学胶一般选用无色透明且光透过率较的材料，如有机硅胶、丙烯酸型树脂、不饱和聚酯、聚氨酯以及环氧树脂等。由上述材料制成的导光层3，其透光率一般达到90％以上、且内部胶结强度良好，可在室温下固化。因而导光层3可以利用光学胶均匀涂覆或者铺设在扩散板4上而形成。
通常的，为了简化网点7的制作工序，网点7可以由油墨印刷而成，此时网点7通常可以采取丝印或者激光印刷的方式印在导光层3与扩散板4之间的连接面5以及导光层3的底面7上。因为白色的反射率最高，对于不同颜色的色光均具有良好的反射效果，所以为了加强网点的反射效果，网点7一般为白色油墨点。
导光层3在进行光线的传播与反射时，需要通过位于导光层3与扩散板4之间的连接面5上以及位于导光层3底面6上的网点7共同作用，以达到对光线的最佳反射扩散效果。具体的，图3是本发明实施例一提供的光线在导光层中传播的方向示意图。如图3所示，用以反射光线的网点7分布在两个平面上，其中一个是导光层3与扩散板4之间的连接面5，另一个是导光层3的朝向LED灯1的底面6。这样当LED灯1发出的光线向扩散板4方向出射时，会在导光层3与扩散板4之间连接面5上碰到网点7并发生反射，光线方向就会产生改变；反射的光线在导光层3传播后，又会碰到位于底面6上的网点7，从而再一次发生反射，光线方向再度改变。此时，因为在光线碰到网点7的表面后，大部分光线一般并不会按照原来的光路返回，而是呈一角度反射，所以经过上述两次反射后，LED灯1原先所发出的直射导光层3的光线，其在导光层3中的传播方向会由原先的竖直传播变为水平分散传播，因而光线从导光层3出射后，得到了扩散，有助于使出射光线更加的均匀，减少背光模组的混光距离。
在连接面5与底面6上设置网点7之后，因为无论光线来自哪个方向，网点7都会将其反射，所以为了保证LED灯1所发出的光能透过导光层3的底面6而照射至导光层3内部，且经导光层3的底面6上的网点7反射后的光线，能够再度透过扩散板4与导光层3的连接面5而继续向扩散板4中出射，在连接面5上与在底面上的网点7均应为间隔分布，以使光线能够通过网点7之间的间隙传播。此时，LED灯1所发出的一部分光线可透过连接面5或者底面6上网点7之间的间隙而射出，而另一部分光线则会被网点7所反射，并在导光层3中进行反射扩散过程。因而位于连接面5上以及底面6上的网点7可同时保证光线的传播与反射，避免因网点7的反射而导致光线无法穿透导光层3及扩散板4的问题。具体的，连接面5上的网点7与底面6上的网点7之间的间隔距离以及网点7的分布疏密程度都应与LED灯1的亮度以及混光距离的要求相匹配，一方面，网点7之间的间隔大小及网点7的疏密程度应能保证有足够光线从间隔中穿过，以避免背光模组的出射光线较暗；另一方面，网点7之间的间隔大小也应适当，使连接面5与底面6上均有足够数量的网点7，以保证导光层3对光线的均匀扩散效果。
具体的，位于导光层3与扩散板4的连接面5上的网点7既可以印制在扩散板4的朝向导光层3的面上，也可以设置在导光层3的面向扩散板4的面上，两种方式在光线反射效果上并没有明显差异。因而，网点7的具体设置方式可根据生产过程中的实际工艺流程而定，只要网点7的工艺参数达标即可，如网点7在连接面5上的位置保持固定而不发生移动，网点7较为牢固、不易脱落等。
进一步的，因为LED灯1所发出的光线的方向性较强，此时，为了加强导光层3对于LED灯1的出射光线的反射效果，需要在LED灯1的光线的直射方向加强网点7的反射，以保证网点7能够在LED灯1的直射方向对LED灯1的出射光线具有足够的扩散效果。在加强导光层3的反射效果时，可以采取多种方法实现，例如通过增大网点密度的方式加强网点7的反射效果。具体的，可以使导光层3与扩散板4之间的连接面5上的正对LED灯1的单位区域的网点密度大于远离LED灯的单位区域的网点密度，其中，网点密度为单位区域中所有网点的总面积与单位区域的面积的比值。
此时，导光层3与扩散板4之间的连接面5上的网点7为不均匀分布状态。对应LED灯1的直射区域中，因为该区域受到的LED灯1发出光线的光强最大，所以相应的，该区域的网点7具有的反射效果也应比其它区域的网点7反射效果强。网点7的反射效果可以通过改变网点密度进行调节。网点密度为面积比值，因而既可以在相同面积区域中网点7的数量不变的情况下，通过增大或减小单个网点的面积而改变该区域中网点密度，也可以在保持每个网点均大小一致的同时，通过改变网点之间的间距，即该区域中网点7的数量来改变该区域的网点密度。这样，通过调节不同区域的网点密度，就可以实现不同区域的不同反射效果。如LED灯1的直射区域的网点密度最大，该区域中的网点7可以实现最强的反射效果，而在其它区域，例如远离LED灯1的区域，所需要的网点7的反射效果相比LED灯直射区域而言较弱，因而该区域的网点密度较小，这样通过不同区域实现不同的网点密度，可以使位于连接面5的网点7的反射效果随LED灯1所照射光线强度的不同分布区域而改变，以达到最优的光线扩散效果。
进一步的，LED灯1的出射光线经连接面5上的网点7反射后，如果传递至反射板2并再度反射，会造成光能量的损耗，从而减少LED灯1出射光线的利用率。为避免上述情况发生，应使LED灯1的出射光线尽量在导光层3中传播。此时，LED灯1的出射光线被连接面5上网点7反射后，应当尽可能地再被设置在导光层3朝向LED灯1的底面6上的网点7再度反射，以重新向出光方向出射。具体的，此时底面6上的正对LED灯1的单位区域的网点密度应当小于远离LED灯1的单位区域的网点密度，其中，网点密度与位于导光层3与扩散板4之间的连接面5上的网点密度意义相同，均为单位区域中所有网点的总面积与单位区域的面积的比值。
当导光层3与扩散板4之间连接面5与导光层3的底面6的网点按照上述规律进行分布后，当LED灯1的光线向导光层3射出时，导光层3的底面6的网点7对该方向上的光线具有较少反射阻挡效果，而LED灯1的大部分直射导光层3的出射光线都会被位于连接面5上的网点7所反射，并在导光层3内部进行反射扩散，而传播至导光层3底面5的光线碰到位于底面6上的网点7时，其大部分也会被底面6上的网点7再度反射回原来的出射方向。这样LED灯1所发出的原先方向性较强的光线在经过了两次反射后，光线的传播方向被打散，因而出射光得到了扩散，促使光线在照射至扩散板4时分布的更加均匀。
此外，为了进一步使出射光线均匀化，背光模组还包括光学膜片组8，光学膜片组8设置在扩散板4的远离LED灯1的一侧，光学膜片组8包括多个相互平行设置的光学膜片，光学膜片包括增亮膜片、扩散膜片和棱镜膜片中的一种或多种。
其中，增亮膜片是一种反射偏光片，可以通过选择性地反射光线，使其不被液晶面板的下偏光片所吸收，从而增加液晶面板各视角的光线利用率，进一步增加液晶屏幕的亮度。
扩散膜片的内部结构与功能均与扩散板4类似。扩散膜片可以覆盖LED灯所产生的亮带，以对各角度的光线进行修正，使光线分布的更加均匀，从而提供更为均匀的面光源。扩散膜片也可以利用PET或者PC作为基材，并在基材表面涂覆扩散层或者进行粗糙处理而制成，扩散膜片的不同种类的选择与光线穿透率等有关。
因为光线从扩散板4出射后，其方向性较差，所以还需要利用棱镜膜片将光线向中心方向集中，以增强背光模组的光线辉度。棱镜膜片的表面通常呈现锯齿状或者波浪状的表面结构，可以利用光的反射及折射来改变光线的方向，达到集光效果。一般的，一片棱镜膜片即可使背光模组的辉度增高50％-100％以上。棱镜膜片的材质主要为聚碳酸酯等材料。
进一步的，为了将光学膜片组中的各个光学膜片连接起来，在光学膜片组8的光学膜片之间还具有光学胶制成的通光层81。通光层81的材料可以与导光层3的材料相同，即采用同样成分的光学胶制成。通光层81一方面可以实现光学膜片组8中各光学膜片之间的连接，另一方面还能保证光线在传播过程中进行均匀扩散，以进一步减少背光模组的混光距离。
上述结构的背光模组，也可以同时结合现有技术中的其它结构实现，如同时在背光模组的LED灯1上设置透镜11等，以进一步加强减少背光模组的混光距离。
本实施例中，背光模组包括LED灯、反射板、导光层和扩散板；反射板设置在LED灯的一侧，LED灯的另一侧依次设置导光层和扩散板，导光层位于LED灯与扩散板之间，扩散板与导光层之间的连接面以及导光层的朝向LED灯的底面上均设置有能够反射光线的网点。这样LED灯原先所发出的直射导光层的光线，其在导光层中的传播方向会由原先的竖直方向变为水平分散传播，因而光线从导光层出射后，得到了扩散，有助于使出射光线更加的均匀，减少背光模组的混光距离。
图4是本发明实施例二提供的显示装置的结构示意图。如图4所示，本实施例提供的显示装置包括外壳30、液晶显示面板10与如上述实施例一所述的背光模组20，背光模组20与液晶显示面板10均设置在外壳30中，背光模组与液晶显示面板相对设置。其中，背光模组20的结构、功能与作用已在前述实施例中详细说明，此处不再赘述。
具体的，显示装置的外壳30通常可以包括前框与后框，且液晶显示面板10被设置在前框中，而背光模组20通常位于后框内。背光模组20与液晶显示面板10相对设置，可为液晶显示面板10提供均匀的面光源，且背光模组的混光距离较短，因而显示装置的整体厚度也较小。
本实施例中，显示装置包括外壳、液晶显示面板与背光模组，背光模组与液晶显示面板均设置在外壳中，背光模组与液晶显示面板相对设置。其中，背光模组包括LED灯、反射板、导光层和扩散板；反射板设置在LED灯的一侧，LED灯的另一侧依次设置导光层和扩散板，导光层位于LED灯与扩散板之间，扩散板与导光层之间的连接面以及导光层的朝向LED灯的底面上均设置有能够反射光线的网点。这样LED灯原先所发出的直射导光层的光线，其在导光层中的传播方向会由原先的竖直方向变为水平分散传播，因而光线从导光层出射后，得到了扩散，有助于使出射光线更加的均匀，减少背光模组的混光距离，从而进一步减少显示装置的整体厚度，实现显示装置的超薄化。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种背光模组，其特征在于，包括LED灯、反射板、导光层和扩散板；所述反射板设置在所述LED灯的一侧，所述LED灯的另一侧依次设置所述导光层和所述扩散板，所述导光层位于所述LED灯与所述扩散板之间，所述扩散板与所述导光层之间的连接面以及所述导光层的朝向所述LED灯的底面上均设置有能够反射光线的网点。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述连接面上的网点与所述底面上的网点均间隔分布。
3.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，设置在所述连接面上的网点位于所述扩散板或者所述导光层上。
4.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述连接面上的正对所述LED灯的单位区域的网点密度大于远离所述LED灯的单位区域的网点密度，其中，所述网点密度为所述单位区域中所有网点的总面积与所述单位区域的面积的比值。
5.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述底面上的正对所述LED灯的单位区域的网点密度小于远离所述LED灯的单位区域的网点密度，其中，所述网点密度为所述单位区域中所有网点的总面积与所述单位区域的面积的比值。
6.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述导光层为由光学胶构成的层状结构。
7.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述网点为白色油墨点。
8.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，还包括光学膜片组，所述光学膜片组设置在所述扩散板的远离所述LED灯的一侧，所述光学膜片组包括多个相互平行设置的光学膜片，所述光学膜片包括增亮膜片、扩散膜片和棱镜膜片中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述光学膜片组的光学膜片之间具有光学胶制成的通光层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括外壳、液晶显示面板与如权利要求1-9任一项所述的背光模组，所述背光模组与所述液晶显示面板均设置在所述外壳中，所述背光模组与所述液晶显示面板相对设置。
Priority Applications (1)
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