CN105892150A - 背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组及液晶显示装置。本发明的背光模组，在导光板的底面上设有数个台阶状的光提取结构，所述数个光提取结构向远离所述导光板的侧入射面一侧弯曲凸出，分别形成数个弧面透镜，从而利用透镜成像的机理，使照射在所述光提取结构上的光线得以扩散，实现了背光模组输出光的宽视角分布，有利于改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，同时光源布置于导光板厚端的一侧，有利于超薄背光模组的实现。本发明的液晶显示装置，采用上述的背光模组，能够改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，具有宽视角特性。

Description

背光模组及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及液晶显示装置。
背景技术
随着互联网技术的普及、数字化和电子化技术的渗透，人们之间的交流活动愈发依赖于显示技术的发展。在家庭生活或者会议活动中，人们往往需要使用同一块显示屏进行信息的交互与分享，因而显示画面的角度均匀性是显示技术的一项关键指标。
近年来，液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)由于能够真实再现自然界中的色彩成为目前显示器的主流，现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶面板、及背光模组(BacklightModule)。通常，液晶面板的结构是由一彩色滤光片(Color Filter，CF)基板、一薄膜晶体管(Thin Film Transistor Array Substrate，TFT)阵列基板、以及一配置于两基板间的液晶层所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。
由于液晶面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示装置的关键组件之一，但是受限于现有的背光技术，液晶面板的输出光分布通常具有近似高斯角分布的特征，LCD在正视时通常具有较大的亮度，而偏离正视角时亮度迅速降低，从而限制了人们需要使用同一块显示屏进行信息的交互与分享。
如图1所示，为一种现有的液晶显示装置的结构示意图，包括背光模组10、及设于背光模组10上方的液晶显示面板20，所述背光模组10包括LED11、导光板12、及扩散片13，所述液晶显示面板20包括上偏光片21、下偏光片22、TFT基板23、CF基板24、与液晶层25。在背光模组10中，LED11发出的光线进入导光板12后经过导光板12上的网点、撞点或者楔形掏槽(V-cut)结构后，光线从导光板12的上方逸出并经过扩散片13、下偏光片22、液晶层25、与上偏光片21，从液晶显示面板20射出，如图2所示，通常出射的光线具有明显的无序出射特征，但是在角分布上呈现出正视时亮度较大，斜视角度增加后亮度迅速降低的特征。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背光模组，能够用于改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示装置，能够改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，具有宽视角特性。
为实现上述目的，本发明首先提供一种背光模组，包括：导光板、及光源；
所述导光板包括出射面、与所述出射面相对应的底面、及与所述出射面、及底面相连接的侧入射面；
所述光源设置于所述导光板的侧入射面一侧；
所述导光板的底面设有数个光提取结构，所述每一光提取结构呈台阶状，包括一踏面、及与踏面连接的踢面；所述数个光提取结构一起呈阶梯状，自靠近所述侧入射面一侧的底面逐渐向远离侧入射面一侧的出射面设置，使所述导光板从靠近侧入射面一侧起向远离侧入射面一侧呈厚度逐渐减小。
在垂直于侧入射面与出射面的截面上，所述每一踢面从导光板的底面往出射面的方向沿向远离侧入射面一侧倾斜。
在垂直于侧入射面与出射面的截面上，所述每一踢面为斜线或弧线。
所述光提取结构从与导光板侧入射面相邻的一侧面延伸到与导光板侧入射面相邻的另一侧面，每一踏面相对导光板的侧入射面呈外凸的弧形设置，相应地踢面形成弧面透镜。所述光源位于踢面形成的弧面透镜的焦距内。
所述数个光提取结构在所述导光板的底面上的密度自侧入射面起逐渐变密。
所述数个光提取结构的踢面，自最靠近所述导光板的侧入射面的一个起，焦距逐渐减小。
所述导光板的底面设有一层覆盖数个光提取结构的反射膜层，所述反射膜层通过蒸镀形成于所述导光板的底面上。
每一光提取结构的踏面与所述出射面相平行。
本发明还提供一种液晶显示装置，包括如上所述的背光模组、及位于所述背光模组上方的液晶显示面板。
本发明的有益效果：本发明提供的背光模组，在导光板的底面上设有数个台阶状的光提取结构，所述数个光提取结构向远离所述导光板的侧入射面一侧弯曲凸出，分别形成数个弧面透镜，从而利用透镜成像的机理，使照射在所述光提取结构上的光线得以扩散，实现了背光模组输出光的宽视角分布，有利于改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，同时光源布置于导光板厚端的一侧，有利于超薄背光模组的实现。本发明的液晶显示装置，采用上述的背光模组，能够改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，具有宽视角特性。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为一种现有的液晶显示装置的结构示意图；
图2为一种现有的液晶显示装置在各视角下的光强度分布图；
图3为本发明的背光模组的俯视示意图；
图4为本发明的背光模组的侧视示意图；
图5为本发明的背光模组中导光板利用光提取结构将光源发出的光线进行扩散的示意图；
图6为本发明的背光模组中导光板利用光提取结构将光源发出的光线向外射出的示意图；
图7为本发明的背光模组中光源发出的光线经过不同的光提取结构后光线分布存在差异的示意图；
图8为本发明的液晶显示装置的结构示意图；
图9为本发明的液晶显示装置与现有的液晶显示装置在各视角下的光强度分布对比图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3-7，本发明首先提供一种背光模组，包括：导光板1、及光源2；
具体地，所述导光板1包括出射面11、与所述出射面11相对应的底面12、及与所述出射面11、及底面12相连接的侧入射面13；
具体地，所述光源2设置于所述导光板1的侧入射面13一侧，所述光源2为LED灯条，包括多个并列排布的LED。
具体地，所述导光板1的底面12设有数个光提取结构15，所述每一光提取结构15呈台阶状，包括一踏面151、及与踏面151连接的踢面152；所述数个光提取结构15一起呈阶梯状，自靠近所述侧入射面13一侧的底面12逐渐向远离侧入射面13一侧的出射面11设置，使所述导光板1从靠近侧入射面13一侧起向远离侧入射面13一侧呈厚度逐渐减小的楔形结构。
具体地，每一光提取结构15中，所述踏面151为水平面，与所述出射面11相平行。
具体地，如图4与图6所示，在垂直于侧入射面13与出射面11的截面上，所述每一踢面152从导光板1的底面12往出射面11的方向沿向远离侧入射面13一侧倾斜，目的在于压缩光线相对于导光板1上方出光侧的光入射角，从而破坏全反射特征，使得光线逸出导光板1的出射面11而射出。
具体地，在垂直于侧入射面13与出射面11的截面上，所述每一踢面152为斜线或弧线。
具体地，所述光提取结构15从与导光板1侧入射面13相邻的一侧面延伸到与导光板1侧入射面13相邻的另一侧面，每一踏面151相对导光板1的侧入射面13呈外凸的弧形设置，相应地踢面152形成弧面透镜，从而利用透镜成像的机理，使照射在所述光提取结构15上的光线得以扩散，实现背光模组输出光的宽视角分布。
具体地，所述光源2位于踢面152形成的弧面透镜的焦距内，从而使照射在所述光提取结构15上的光线得以扩散。本发明中，从图3所示的导光板1的俯视图可知，所述光提取结构15具备弧面分布特征，能够将所述光源2发射的光线进行重新分布，如图5所示，将所述光源2设于该数个踢面152形成的弧面透镜的焦距内，利用凹面焦距内光的发散分布原理，光源2入射的光线照射到弧面透镜结构时光线会出现扩散分布的特征，从而能够有效增加液晶显示装置的可视角度，改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题。
具体地，所述数个光提取结构15在所述导光板1的底面12上的密度自入射面13起逐渐变密。因为随远离侧入射面13光线的强度会逐渐变弱，该光提取结构15自侧入射面13侧逐渐变密，可以使远离侧入射面13处反射或折射至出光面11的光线逐渐增多，所以，可以使该背光模组的亮度更加均匀。
具体地，通过调整所述导光板1的侧入射面13外凸的弧度，所述数个光提取结构15的踢面152，自最靠近所述导光板1的侧入射面13的一个起，焦距逐渐减小，从而使得不同光提取结构15弧面透镜后方对应的焦点位置尽量接近。因为，如图7所示，以弧面透镜M、N为例，由于弧面透镜M、N距离光源2的横向距离不同，光源2发射的光线在分别经过弧面透镜M、N反射后的光线分布特征会有所差异，也即在光的扩散角可能会有所差异，为了使得经过不同光提取结构15的弧面透镜M、N反射的光线具有均匀扩散的视角特性，根据透镜成像的基本原理，所述不同光提取结构15的弧面透镜M、N后方对应的焦点位置应尽量接近。具体地，所述的背光模组还包括设于所述导光板1下方的反射片(未图示)；或者，
所述导光板1的底面设有一层覆盖数个光提取结构15的反射膜层(未图示)，所述反射膜层通过蒸镀形成于所述导光板的底面上，例如银(Ag)等材料；从而提高所述导光板1的光提取效率。
具体地，所述的背光模组还包括设于所述导光板1上方的光学膜片组(未图示)。
请参阅图8，本发明还提供一种液晶显示装置，包括上述的背光模组100、及位于所述背光模组上方的液晶显示面板200；所述背光模组100的具体结构在此不再赘述。如图9所示，图中虚线为本发明的液晶显示装置在各视角下的光强度分布，实线为现有的液晶显示装置在各视角下的光强度分布，可知，本发明的液晶显示装置能够有效改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，具有宽视角特性。
综上所述，本发明的背光模组，在导光板的底面上设有数个台阶状的光提取结构，所述数个光提取结构向远离所述导光板的侧入射面一侧弯曲凸出，分别形成数个弧面透镜，从而利用透镜成像的机理，使照射在所述光提取结构上的光线得以扩散，实现了背光模组输出光的宽视角分布，有利于改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，同时光源布置于导光板厚端的一侧，有利于超薄背光模组的实现。本发明的液晶显示装置，采用上述的背光模组，能够改善目前液晶面板的大视角亮度降低问题，具有宽视角特性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：导光板(1)、及光源(2)；
所述导光板(1)包括出射面(11)、与所述出射面(11)相对应的底面(12)、及与所述出射面(11)、及底面(12)相连接的侧入射面(13)；
所述光源(2)设置于所述导光板(1)的侧入射面(13)一侧；
所述导光板(1)的底面(12)设有数个光提取结构(15)，所述每一光提取结构(15)呈台阶状，包括一踏面(151)、及与踏面(151)连接的踢面(152)；所述数个光提取结构(15)一起呈阶梯状，自靠近所述侧入射面(13)一侧的底面(12)逐渐向远离侧入射面(13)一侧的出射面(11)设置，使所述导光板(1)从靠近侧入射面(13)一侧起向远离侧入射面(13)一侧呈厚度逐渐减小。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，在垂直于侧入射面(13)与出射面(11)的截面上，所述每一踢面(152)从导光板(1)的底面(12)往出射面(11)的方向沿向远离侧入射面(13)一侧倾斜。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，在垂直于侧入射面(13)与出射面(11)的截面上，所述每一踢面(152)为斜线或弧线。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光提取结构(15)从与导光板(1)侧入射面(13)相邻的一侧面延伸到与导光板(1)侧入射面(13)相邻的另一侧面，每一踏面(151)相对导光板(1)的侧入射面(13)呈外凸的弧形设置，相应地踢面(152)形成弧面透镜。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述光源(2)位于踢面(152)形成的弧面透镜的焦距内。
6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述数个光提取结构(15)在所述导光板(1)的底面(12)上的密度自侧入射面(13)起逐渐变密。
7.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述数个光提取结构(15)的踢面(152)，自最靠近所述导光板(1)的侧入射面(13)的一个起，焦距逐渐减小。
8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光板(1)的底面(12)设有一层覆盖数个光提取结构(15)的反射膜层，所述反射膜层通过蒸镀形成于所述导光板(1)的底面(12)上。
9.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，每一光提取结构(15)的踏面(151)与所述出射面(11)相平行。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的背光模组(100)、及位于所述背光模组(100)上方的液晶显示面板(200)。
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