CN105467504B - 直下式背光模组及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种直下式背光模组，包括：单面反光板、灯条、第一导光板、双面反光板，第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔；灯条位于第一导光板和单面反光板的反射面之间，第二导光板位于第一导光板背离灯条的一侧，双面反光板位于第一导光板和第二导光板之间，第一全反射腔连接第一导光板和第二导光板各自的第一端面，第二全反射腔连接第一导光板和第二导光板各自的与第一端面相对的第二端面，第一全反射腔和第二全反射腔均为弧面，第一导光板、第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔形成截面为封闭环形的结构。本发明相对与传统的直下式背光模组降低了混光高度，实现了直下式背光模组的薄型化。

Description

直下式背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种直下式背光模组及显示装置。
背景技术
传统直下式的背光模组结构如图1和2所示，包括：LED光源110、镜片120、背板130、侧反射片140、扩散板150和膜片160。设置在背板130上的LED光源110发出的光经过一定高度的混光高度x之后，能够较均匀的打散在扩散板150上，光线经扩散板150发散之后能更加均匀，然后经过膜片160(diffuser、prism、protector etc.)等之后，背光模组的画面光学品味就会比较好(亮度均匀)。可见，要使直下式背光模组的光学画面比较均匀，光源发出的光线需要一定的混光高度，如果混光高度x不够(一般较大，具体视灯与灯之间的距离y决定)的话，画面就会出现明暗相间的条纹，因此，通常直下式背光模组都会做的比较厚(混光高度一般30mm左右)，无法实现薄型化设计。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何实现薄型化的直下式背光模组。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种直下式背光模组，包括：单面反光板、灯条、第一导光板、双面反光板，第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔；所述灯条位于第一导光板和单面反光板的反射面之间，第二导光板位于第一导光板背离灯条的一侧，双面反光板位于所述第一导光板和第二导光板之间，所述第一全反射腔连接所述第一导光板和第二导光板各自的第一端面，第二全反射腔连接所述第一导光板和第二导光板各自的与第一端面相对的第二端面，第一全反射腔和第二全反射腔均为弧面，所述第一导光板、第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔形成截面为封闭环形的结构。
其中，所述第一导光板背离所述灯条的表面形成有网点结构，所述第二导光板与所述第一导光板相对的面形成有网点结构。
其中，所述第一导光板上面向灯条的一侧形成有用于容纳所述灯条上光源的凹槽。
其中，所述第一导光板、第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔一体形成。
其中，所述第一全反射腔和第二全反射腔的外侧均贴有反射片或形成有反射涂层。
其中，所述第一全反射腔和第二全反射腔的曲率为：0.2～0.5。
其中，所述灯条距离第二导光板之间的距离8～10mm。
本发明还提供了一种包括上述任一项所述的直下式背光模组。
(三)有益效果
本发明的直下式背光模组通过两个导光板和两个全反射腔形成环形的设计将直下式光转换成侧入式光，从而相对与传统的直下式背光模组降低了混光高度，实现了直下式背光模组的薄型化。
附图说明
图1是现有技术中的一种直下式背光模组的结构示意图；
图2是图1直下式背光模组混光示意图；
图3是本发明实施例的一种直下式背光模组的结构示意图；
图4是图3中的直下式背光模组的第一导光板与灯条中光源的结构示意图；
图5是图3中的直下式背光模组的全反射腔在两种曲率半径下分析同一条光线的走向图；
图6是图3的直下式背光模组的混光原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例的直下式背光模组，如图3和图4所示，包括：单面反光板331、灯条310(灯条上设置有光源320，如LED)、第一导光板341、双面反光板332，第二导光板342、第一全反射腔351和第二全反射腔352。灯条310位于第一导光板341和单面反光板331的反射面之间，第二导光板342位于第一导光板341背离灯条310的一侧。双面反光板332位于第一导光板341和第二导光板342之间。第一全反射腔351连接第一导光板341和第二导光板342各自的第一端面，第二全反射腔352连接第一导光板341和第二导光板342各自的与第一端面相对的第二端面，第一全反射腔351和第二全反射腔352均为弧面。第一导光板341、第二导光板342、第一全反射腔351和第二全反射腔352形成截面为封闭环形的结构。
本实施例的直下式背光模组通过两个导光板和两个全反射腔形成环形的设计将直下式光转换成侧入式光，从而相对与传统的直下式背光模组降低了混光高度，实现了直下式背光模组的薄型化。
为了达到更好地导光效果，与侧入式背光模组的导光板一样，第一导光板341和第二导光板342均形成网点结构。本实施例中，第一导光板341背离灯条310的表面形成有网点结构，第二导光板342与第一导光板341相对的面形成有网点结构。图4中示出了第一导光板341上的网点343。
本实施例中，第一导光板341上面向灯条310的一侧形成有用于容纳灯条310上光源320的凹槽，减小灯条310与第一导光板341的距离，进一步实现薄型化，同时光源320的光能够尽可能地全部入射至第一导光板341。
其中，第一导光板341、第二导光板342、第一全反射腔351和第二全反射腔352一体形成。采用光学级的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)或MS(甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物)制成。
如图5所示，对于两种曲率(虚线和实线表示的全反射腔)全反射腔。全反射工作原理如下：
①光从光密介质进入光疏介质；
②入射角等于或大于临界角；
PMMA折射率n1＝1.49，空气折射率n2＝1，n1sinθ1＝n2sin90°，sinθ1＝1/1.49，得全反射角为：42.16°。
结论：
1)光线从导光板入射进入空气层，其全反射角为42.16°如果不设置反射片，根据光线传播折反角度的随机性，当无反射片或者反射材质时，理论上会有46.8％光能射出全反射腔，不能发生全反射，光能损失率较高。
2)考虑导光板厚度及曲率半径计算&模拟：
假设第一导光板厚度为2或3mm(全反射腔的厚度与第一导光板相同)，双面反光板厚度为225um，图5为对两种曲率半径下分析同一条光线走向。可以看出，角A＜角B，即：当B发生全反射时候，A未发生全反射，也即虚线所示的全反射腔相对实线所示的全反射腔而言，同样光线下更容易以全反射的形式在腔体里震荡传播。但无论是哪种情况，均存在虚线箭头未全反射情况(两种情况下均未达到全反射角)，有部分光线会折射进入空气中无法利用。因此，为了提高光的利用率，第一全反射腔351和第二全反射腔352的外侧均贴有反射片或形成有反射涂层。
如图6所示，本发明实施例的直下式背光模组(第一全反射腔351和第二全反射腔352的外侧均贴有反射片或形成有反射涂层)的混光原理图。以下为其中一条光线传播光路示意图，具体原理如下表述：
图6中为其中一颗LED发出的两束对称光线，示意了向左传播的光路示意图(向右传播于此类似)，LED发出光线a在下第一导光板341中向左传播，经过位于其上方的网点的反射回第一导光板341内。光线c为折射进入空气层，然后经过双面反光板332下表面反射重新进入第一导光板341内部传播，在下第一导光板341的底部存在有单面反光板331，可将折射出第一导光板341的光线b反射回第一导光板341重新利用。光线a传播进入第一全反射腔351，一部分可全反射传播，另一部分光线是被第一全反射腔351外侧的反射片或反射涂层反射回腔内继续传播，在第一全反射腔351内表面有时会有光线d折射射出，以及第二导光板342的内表面会有光线e折射射出，光线d和e被位于中间的双面反光板332的上表面反射进入第二导光板342继续利用，光线a经第一全反射腔351的转换后变为侧入式光线，第二导光板342的作用为将侧入式光线转换为正面射出光线。
第一全反射腔和第二全反射腔的曲率为：0.2～0.5。
本实施例的直下式背光模组可以由传统的直下式背光模组的平均混光高度30mm降低至8～10mm，即灯条310距离第二导光板342之间的距离8～10mm。在混光高度降低的同时可以兼顾直下式的相关优点(窄边框、高亮度、可实现局部调光等)
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种直下式背光模组，其特征在于，包括：单面反光板、灯条、第一导光板、双面反光板，第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔；所述灯条位于第一导光板和单面反光板的反射面之间，第二导光板位于第一导光板背离灯条的一侧，双面反光板位于所述第一导光板和第二导光板之间，所述第一全反射腔连接所述第一导光板和第二导光板各自的第一端面，第二全反射腔连接所述第一导光板和第二导光板各自的与第一端面相对的第二端面，第一全反射腔和第二全反射腔均为弧面，所述第一导光板、第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔形成截面为封闭环形的结构。
2.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一导光板背离所述灯条的表面形成有网点结构，所述第二导光板与所述第一导光板相对的面形成有网点结构。
3.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一导光板上面向灯条的一侧形成有用于容纳所述灯条上光源的凹槽。
4.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一导光板、第二导光板、第一全反射腔和第二全反射腔一体形成。
5.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一全反射腔和第二全反射腔的外侧均贴有反射片或形成有反射涂层。
6.如权利要求1～4中任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一全反射腔和第二全反射腔的曲率为：0.2～0.5。
7.如权利要求1～4中任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述灯条距离第二导光板之间的距离8～10mm。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～7中任一项所述的直下式背光模组。
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