CN106908996A - 一种反射件、发光组件、灯条、背光模组及显示模组 - Google Patents

一种反射件、发光组件、灯条、背光模组及显示模组 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种反射件、发光组件、灯条、背光模组及显示模组，涉及光学领域，能够根据实际需求设计出合适出光性能的出射光。该反射件的反射面对显示装置的背光源中的第一光线进行反射并形成反射光束，反射光束对该显示装置的背光源中的第二光线进行补偿，其中，第一光线的方向与第二光线的方向相背离，且第一光线和第二光线均具有非零的发光角度。

Description

一种反射件、发光组件、灯条、背光模组及显示模组
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其涉及一种反射件、发光组件、灯条、背光模组及显示模组。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)作为一种平板显示装置，因其具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点，而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。
对于现有的LCD而言，由于液晶自身并不能发光，因此，需要通过设置外部光源，采用光线的透射或反射的方式来实现图像的显示。现有的LCD大多通过在显示面板的一侧设置背光源来实现正常的显示，且该背光源多采用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为发光体。
以现有的发光角度一般均为120°LED为例，由于该LED的发光角度固定，从而使得该灯条在应用于背光源时，其用途范围受到限制，例如，对于一些特殊的显示装置，对背光源中LED的发光角度具有一定的要求，当LED的发光角度为120°时，由于该LED的出射光线的边界出光角度较大，而该显示装置无法有效的利用该较大出光角度的光线，从而使得整个显示装置对光的利用率极低，并且会造成该显示装置中出现靠近LED的一侧较亮，而远离LED的一侧较暗的弊端，使得该显示装置的亮度不均匀，因此，在实际的应用中，需要根据实际的需求，选择具有合适出光性能的LED发光器件，而现有的LED大都为固定出光，无法满足多方面的应用需求。
发明内容
本发明的实施例提供一种反射件、发光组件、灯条、背光模组及显示模组，能够根据实际需求设计出合适出光性能的出射光。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供一种反射件，通过所述反射件的反射面对显示装置的背光源中的第一光线进行反射并形成反射光束，所述反射光束对该显示装置的背光源中的第二光线进行补偿，其中，所述第一光线的方向与所述第二光线的方向相背离，且所述第一光线和所述第二光线均具有非零的发光角度。
进一步的，所述反射光束可照射至所述第二光线的发光区域内。
进一步的，所述反射件的反射面为凹面。
进一步的，所述反射光束出射角的边界范围的上限值为80°。
本发明实施例另一方面还提供一种发光组件，所述发光组件包括上述的反射件以及设置于所述反射件一侧的发光件，其中，第一光线和第二光线由所述发光件发出。
进一步的，所述发光件包括相背设置的两个LED，所述第一光光线和所述第二光线分别由所述两个LED发出。
进一步的，所述反射件与所述发光件可拆卸连接。
进一步的，所述发光组件还包括位于所述发光件至少一侧、且位于反射光路上的透镜。
本发明实施例再一方面还提供一种灯条，包括支架以及多个上述的发光组件，且多个所述发光组件均匀安装于所述支架上。
进一步的，相邻两个所述发光组件之间设置有透镜。
本发明实施例又一方面还提供一种背光模组，包括上述的灯条以及导光板，所述灯条位于所述导光板的侧面。
进一步的，所述导光板为液晶面板。
本发明实施例又一方面还提供一种显示模组，包括上述的背光模组。
本发明实施例又一方面还提供一种透明显示模组，包括透明液晶显示面板和设置在所述透明液晶显示面板侧面的上述的灯条。
进一步的，所述透明液晶显示面板的液晶层中包括液晶分子和功能单体，所述功能单体在电场的驱动下能够形成交联程度变化的聚合物网络，且所述液晶层的光输出率随着所述聚合物网络的交联程度变化。
本发明实施例提供一种反射件、发光组件、灯条、背光模组及显示模组，该反射件的反射面对显示装置的背光源中的第一光线进行反射并形成反射光束，该反射光束对该显示装置的背光源中的第二光线进行补偿，其中，第一光线的方向与第二光线的方向相背离，且第一光线和第二光线均具有非零的发光角度。这样一来，在实际的应用中，可以根据实际的需求设计反射件，从而获取适当角度、适当出光量等特定光学特性的反射光束，并通过该具有特定光学特性的反射光束对显示装置的背光源中的第二光线进行补偿，以得到实际需要的具有合适出光性能的出射光。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种发光组件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种发光组件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的再一种发光组件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种发光组件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种灯条的结构示意图；
图6为图5的灯条的侧面结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图8a为现有技术中提供的一种背光模组的结构示意图；
图8b为现有技术中提供的另一种背光模组的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种显示模组在不施加电场时的示意图；
图10为图9的显示模组在施加电场时的示意图。
附图标记：
01-发光组件；02-灯条；03-透明液晶显示面板；10-发光件；101-第一发光面；102-第二发光面；11，12-LED；20-反射件；30-透镜；40-支架；50-导光板；300-液晶层；301-公共电极；302-像素电极；310-第一衬底基板；320-第二衬底基板；L1-第一光线；L2-第二光线；M-反射面；A-液晶分子；B-功能单体；C-聚合物网络。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明实施例提供一种反射件，该反射件应用于显示装置的背光源中，如图1所示，在实际的应用中，反射件20与背光源中的发光件10配合使用，通过反射件20的反射面M对显示装置的背光源中的第一光线L1进行反射并形成反射光束，反射光束对该显示装置的背光源中的第二光线L2进行补偿，其中，第一光线L1的方向与第二光线L2的方向相背离，且第一光线L1和第二光线L2均具有非零的发光角度。
具体的，上述反射件20与发光件10形成发光组件01，且反射件20位于发光件10的一侧，上述第一光线L1和第二光线L2均由发光件10发出，且该发光件10的第一发光面101和第二发光面102分别形成所述第一光线L1和第二光线L2。以下实施例均是以反射件20在发光组件01中的具体应用为例，对反射件20做进一步的说明。
此处需要说明的是，上述具有第一发光面101和第二发光面102的发光件10，可以是一个LED具有上述第一发光面101和第二发光面102；也可以是如图3所示，发光件10包括该相背设置的两个LED(11和12)，上述第一发光面101和第二发光面102分别位于两个LED(11和12)，即第一发光面101和第二发光面102分别为两个LED的出光面，当然还可以是其他的发光器件，本发明对此不作限定，以下实施例均是以发光件10为LED发光器件为例进行说明的。
另外，本发明优选的，形成的反射光束可照射至第二光线L2的发光区域内，即，反射光束中至少具有部分光线照射至第二光线L2的发光区域内，从而使得反射光束与第二光线L2形成混合光束，以更好的实现反射光束能够有效对第二光线L2进行补偿的目的，从而更好的适应于背光源对出射光的要求，以下实施例均是以反射光束与第二光线L2形成混合光束为例，对本发明做进一步的说明。
综上所述，由于该反射件的反射面能够对显示装置的背光源中的第一光线进行反射并形成反射光束，且反射光束对该显示装置的背光源中的第二光线进行补偿，这样一来，在实际的应用中，可以根据实际的需求设计反射件，从而获取适当角度、适当出光量等特定光学特性的反射光束，并通过该具有特定光学特性的反射光束对显示装置的背光源中的第二光线进行补偿，以得到实际需要的具有合适出光性能的出射光。
具体的，以下对上述反射件20的具体设置形式做进一步的说明，以现有的常规发光角度为120°的LED为例。
例如，如图1所示，该反射件20的反射面M可以为凹面，在此情况下，经该反射件的凹面反射面反射后形成的反射光束的出射角的边界范围的上限值α2(以下简称反射光束的边界夹角)小于第一发光面101发出的第一光线L1和第二发光面102发出的第二光线L2的出光角度α1，即α2＜α1，从而使得该具有较小的边界夹角(例如60°～100°)的反射光束，对第二光线L2进行补偿，以满足该LED发光组件的实际需求。当然在实际的应用中，优选的，上述具有凹面反射面的反射件20可以选用反射杯。
又例如，如图2所示，该反射件20的反射面M可以为凸面，在此情况下，经该反射件的凸面反射面反射后形成的反射光束的边界夹角α3大于第一发光面101发出的第一光线L1和第二发光面102发出的第二光线L2的出光角度α1，即α3＞α1，从而使得该具有较大的边界夹角(例如130°～150°)的反射光束，对第二光线L2进行补偿，以满足该LED发光器件的实际需求。
当然，该反射件20的反射面M可以为倾斜的平面、凹槽结构等，本发明对此不作限定，在实际的应用中，可以根据实际的需要进行设置该反射件。考虑在实际应用中对较小出光角度的LED器件的需求的应用范围更广，同时，现有技术中并未公开较小出光角度的LED器件相关的技术信息，因此，上述图1中具有凹面反射面的反射件20作为本发明的较优技术方案。
例如，在光学领域的应用中，将液晶层作为波导层进行光线的耦合过程中，则需要设置该液晶层侧面的LED的发光角度在80°左右，而现有的LED的发光角度均为120°，从而使得整个液晶波导层对光的利用率极低，并且会造成该液晶波导层中出现靠近LED的一侧较亮，而远离LED的一侧较暗的弊端，使得该液晶波导层的出光亮度不均匀。
基于上述问题，采用本发明中反射件20，通过设计上述凹面反射面M的曲率，可精确调整反射光束出射角的边界范围的上限值为80°，从而使得该具有80°的边界夹角的反射光束，对第二发光面102的发出的第二光线L2进行补偿，以满足该液晶波导层实际对入射光的发光角度的需求。
需要说明的是，对于上述发光组件01而言，图1中是以反射件20位于发光件10的左侧为例，此时，从左到右依次为反射件20、第一发光面101、第二发光面102；当然也可以是反射件20位于发光件10的右侧，此时，从右到做依次为反射件20、第一发光面101、第二发光面102。本发明对此不作限定。
另外，为了便于在实际的应用中对发光组件01的发光角度进行调整，例如，在发光组件01已经进行固定安装的情况下，需要改变该发光组件01的出射光的发光角度，或者对该发光组件01的出射光的发光角度进行微调整，本发明优选的，该反射件20与发光件10可拆卸连接，以便通过更换反射件20来实现发光组件01的发光角度的调整。
在此基础上，为了进一步的对经反射件20的反射光线的方向做进一步的调整，本发明优选的，如图4所示，该发光组件01还包括位于发光件10至少一侧，且位于反射光路上的透镜30，例如，会聚透镜或发散透镜，以便调整经反射件20反射并透过该透镜30的反射光线的方向。
当然，本发明优选的，如图4所示，在发光件的两侧均透镜30，并且设置该透镜30光轴与第一发光面101和第二发光面102垂直，以实现通过透镜30有效的对第二发光面102两侧的反射光线均能进行调整，从而更好的满足应用中对该发光组件01的需求。
本发明实施例还提供一种灯条，如图5和图6(图5的侧视图)所示，该灯条02包括支架40以及多个上述的发光组件01，且多个发光组件01均匀安装于该支架40上。
该灯条包括如上所述的发光组件01，具有与前述实施例提供的反射件20相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对反射件20的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
当然，如图5和图6所示，可以在相邻两个发光组件01之间设置透镜30，以便进一步的对反射光线的方向进行调整，当然可以在相邻两个发光组件01之间一个透镜；也可以设置多个透镜，例如微透镜阵列，本发明对此不作限定。对于该灯条02两端的两个发光组件01在靠近该灯条02末端的一侧可以设置透镜，也可以不设置透镜，其中，图5和图6仅是以灯条02末端未设置透镜为例进行说明的，在实际的应用中可以根据实际的需要选择是否设置透镜，本发明对此不作限定。
另外，需要说明的是，如图6所示，该灯条02中的多个发光组件01对应的多个反射件20，可以为一体式结构，以便简化安装工艺，减小安装误差；也可以是每个反射件20为独立结构，分别进行安装，以便后续可分别对单个反射件20进行调整或者更换。该灯条02中的多个透镜30可以是一体式结构，也可以是独立结构。本发明对此不作限定，可以根据实际的需要选择设置。
本发明实施例还提供一种背光模组，如图7所示，该背光模组包括上述的灯条02以及导光板50，且该灯条02位于导光板50的侧面。该背光模组同样包括如上所述的反射件20，具有与前述实施例提供的反射件20相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对反射件20的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
此处需要说明的是，第一，对于采用本发明中的灯条02的背光模组而言，能够通过选择合适发光角度的发光组件01，以满足该背光模组的实际要求，例如，该导光板50可以为液晶面板，优选的，选择形成反射光束的边界夹角为80°的反射件20，以达到该背光源对光的最高利用率。
当然，上述将发光组件01设置于液晶面板侧面的背光模组，一方面，可以作为新型的背光模组替代现有的背光模组；另一方面，由于采用液晶面板作为导光板的背光模组，可以选择该液晶面板的各层间结构采用透明材料制成，从而可以更好的实现在透明显示领域的应用。
第二，对于现有的背光模组而言，在灯条02中的LED在安装过程中，容易因LED的安装误差，导致该背光模组的出光不均匀，例如，如图8a所示，当相邻两个LED的间距较大时，会在相邻两个LED之间出现光线不能覆盖的暗区H；或者，如图8b所示，当相邻两个LED的间距较小时，会在相邻两个LED之间会出现亮度较强的光线重叠区H’，产生亮点(Hot Spot)，从而会造成该背光模组的亮度分布不均的弊端。
基于上述弊端，采用本发明中的灯条02，如图7所示，在该灯条02中的发光组件01中的反射件20与发光件10可拆卸连接的情况下，即使该灯条02已进行固定安装，也可以通过更换或者调解反射件20来实现发光组件01的发光角度的调整，以避免现有技术中出现的光线不能覆盖的暗区H以及亮度较强的光线重叠区H’的问题。
本发明实施例还提供一种显示模组，包括上述的背光模组，该背光模组同样包括如上所述的反射件20，具有与前述实施例提供的反射件20相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对反射件20的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供另一种透明显示模组，如图9所示，该透明显示模组包括透明液晶显示面板03和设置在透明液晶显示面板03侧面的灯条02。该显示模组中的灯条同样包括如上所述的反射件20，具有与前述实施例提供的反射件20相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对反射件20的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，对于上述的透明显示模组中的透明液晶显示面板03而言，该透明液晶显示面板03既作为显示模组，又作为背光模组，即背光与显示为一体结构，相比于单独制作显示模组和背光模组而言，该透明显示模组更符合显示装置的轻薄化设计理念。
以下对上述透明液晶显示面板03做进一步的介绍说明。
如图9所示，该透明液晶显示面板03包括相对设置的第一衬底基板310和第二衬底基板320、设置于第一衬底基板310和第二衬底基板320之间的液晶层300，以及用于驱动液晶层300的像素电极302和公共电极301。上述灯条02位于液晶层300的侧面。
此处需要说明的是，上述本发明中对于上述用于驱动液晶层300的像素电极302和公共电极301的具体设置形式不作限定，可以如图9所述，像素电极302和公共电极301分别位于液晶层300的两侧，公共电极301为面状，像素电极302为条状；也可以是像素电极302和公共电极301均位于液晶层300的同一侧，其中，像素电极302为条状，公共电极301为面状，且像素电极302位于公共电极301靠近液晶层300的一侧；还可以是像素电极302和公共电极301均位于液晶层300的同一侧，且像素电极302和公共电极301为间隔设置的条状电极。在实际的应用中，可以根据实际的需要设置像素电极302和公共电极301。
另外，如图9所示，上述液晶层300中包括液晶分子A和功能单体B，且该功能单体B在电场的驱动下能够形成交联程度变化的聚合物网络C(见图10)，且液晶层300的光输出率随着聚合物网络C的交联程度变化。
此处需要说明的是，基于上述透明液晶显示面板03，本发明对上述液晶层300中的液晶分子A不作具体限定，可以是聚合物稳定液晶分子(Polymer Stabilized LiquidCrystal，PSLC)，也可以是蓝相液晶分子，或者其他液晶分子，只要能够满足该显示装置的灰阶显示即可。当然为了通过电场驱动更好的实现透明效果，本发明优选的，选择聚合物稳定液晶分子。
此外，在上述显示模组为透明显示模组的情况下，液晶显示面板03中的各膜层结构均采用透明材质制成，例如，第一衬底基板310和第二衬底基板320采用玻璃基板，像素电极302和公共电极301采用透明导电材料制成。另外，上述功能单体B一般多选用可聚合的小分子材料，当然本发明并不限制于此。
以下对上述包括液晶分子A和功能单体B的液晶层300在显示过程中的具体显示原理做进一步的说明。
如图9所示，上述透明液晶显示面板03中液晶层300作为光波导层，在像素电极302和公共电极301不施加电压的情况下，位于该液晶层300侧面灯条02发出的光线在该液晶层300发生全反射，此时液晶层300中的光线不能从该透明液晶显示面板03中输出；而在像素电极302和公共电极301施加电压的情况下，如图10所示，由于功能单体B发生聚合反应，从而使得对光线在该液晶层300发生全反射造成破坏，光线能够从该液晶层300中出射，进而实现通过调整像素电极302和公共电极301间的电场强度，来控制功能单体B交联程度，以调整光线在液晶层300中的全反射受到的破坏程度，进而实现对液晶层300的光输出率的控制。
具体的，以下对上述功能单体B的交联程度在像素电极302和公共电极301的驱动下可发生变化，液晶层300的光输出率随着功能单体B的交联程度变化做进一步的说明。
由于功能单体B在像素电极302和公共电极301间形成电场的作用下，产生相分离并伴随聚合反应的发生，形成固态的聚合物网络C，该聚合物网络C会对液晶层中的液晶分子A产生锚定作用。在电场作用下该聚合物网络C不会产生偏转或者运动，但是在不同的电场强度下，该聚合物网络C的交联程度发生变化，即该聚合物网络结构的网距(网孔)大小不同，从而能够对液晶层300中液晶分子A产生不同的锚定作用力，进而使得液晶分子A的偏转程度和方向具有一定的差异(液晶层的有效折射率不同)，从而使得该液晶层300的光输出率不同。
在实际的显示装置中，该液晶层300由各像素电极302划分出一个个小的分离的液晶子区域，这样一来，通过调整像素电极302和公共电极301上的驱动信号以控制对每一液晶子区域中电场强度的大小，进而控制每一液晶子区域中聚合物网络C的网距大小，以对液晶分子A的偏转程度和方向进行控制，从而实现通过对每一液晶子区域中有效折射率的控制光输出率，即实现不同的灰阶控制。
另外，还需要说明的是，上述透明显示模组仅作为本发明的优选方案，但本发明并不限制于此。基于本发明的思路，作出调整后的任何产品，例如，以本发明为基础作出的非透明显示模组、或者通过在液晶层300的出光侧增设彩膜层，从而实现正常的彩色画面的显示模组都应包含在本发明的保护范围内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种反射件，其特征在于，通过所述反射件的反射面对显示装置的背光源中的第一光线进行反射并形成反射光束，所述反射光束对该显示装置的背光源中的第二光线进行补偿，其中，所述第一光线的方向与所述第二光线的方向相背离，且所述第一光线和所述第二光线均具有非零的发光角度。
2.根据权利要求1所述的反射件，其特征在于，所述反射光束可照射至所述第二光线的发光区域内。
3.根据权利要求1所述的反射件，其特征在于，所述反射件的反射面为凹面。
4.根据权利要求1-3任一项所述的反射件，其特征在于，所述反射光束出射角的边界范围的上限值为80°。
5.一种发光组件，其特征在于，所述发光组件包括权利要求1-4任一项所述的反射件以及设置于所述反射件一侧的发光件，其中，第一光线和第二光线由所述发光件发出。
6.根据权利要求5所述的发光组件，其特征在于，所述发光件包括相背设置的两个LED，所述第一光线和所述第二光线分别由所述两个LED发出。
7.根据权利要求5所述的发光组件，其特征在于，所述反射件与所述发光件可拆卸连接。
8.根据权利要求5-7任一项所述的发光组件，其特征在于，所述发光组件还包括位于所述发光件至少一侧、且位于反射光路上的透镜。
9.一种灯条，其特征在于，包括支架以及多个权利要求5至8任一项所述的发光组件，且多个所述发光组件均匀安装于所述支架上。
10.根据权利要求9所述的灯条，其特征在于，相邻两个所述发光组件之间设置有透镜。
11.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求9或10所述的灯条以及导光板，所述灯条位于所述导光板的侧面。
12.根据权利要求11所述的背光模组，其特征在于，所述导光板为液晶面板。
13.一种显示模组，其特征在于，包括权利要求11或12所述的背光模组。
14.一种透明显示模组，其特征在于，包括透明液晶显示面板和设置在所述透明液晶显示面板侧面的权利要求9或10所述的灯条。
15.根据权利要求14所述的透明显示模组，其特征在于，所述透明液晶显示面板的液晶层中包括液晶分子和功能单体，所述功能单体在电场的驱动下能够形成交联程度变化的聚合物网络，且所述液晶层的光输出率随着所述聚合物网络的交联程度变化。
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