CN107561630A - 背光模组和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光模组和显示装置，属于显示技术领域。所述背光模组包括：反射板通过胶层粘附在导光板的底面；导光板的一侧包括依次连接着的第一斜面、与底面垂直的入光面以及第二斜面，第一斜面与导光板的出光面连接，第二斜面与导光板的底面连接；光源设置在出光面的外部；本发明通过在导光板的一侧设置两个斜面，通过这两个斜面增大射向导光板与胶面的交界面的光线入射角，使该入射角大于导光板与胶面的交界面的临界角，光线无法直接透过导光板的底面并射向反射板，进而导光板的出光面也不会出现一个较亮的区域。解决了相关技术中背光模组射出的光线的均匀性较低的问题。达到了背光模组射出的光线的均匀性较强的效果。

Description

背光模组和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背光模组和显示装置。
背景技术
背光模组是一种用于向显示面板提供分布均匀的光线的器件。背光模组通常包括光源、导光板和反射板。如图1所示，其为一种侧入式的背光模组的结构示意图，光源11(可以为发光二极管)位于导光板12的入光面的外部，导光板12的底面(导光板的底面是与导光板的出光面相对的一面，导光板的出光面用于射出均匀的光线)设置有多个网点，反射板13位于导光板12的底面的外部。在该背光模组启动后，光源11从导光板12的一侧向导光板12中射入光线，该光线在进入导光板后射向导光板的两面，其中射向导光板出光面的光线会发生全反射并射向导光板的底面，射向导光板底面的光线中，射向除网点外的其他区域的光线会发生全反射并射向导光板的出光面，射向网点的光线会发生散射，散射的光线一部分会从导光板的出光面射出，另一部分会从导光板的底面射向反射板并被反射板反射向导光板的出光面。
相关技术的一种背光模组中，导光板的底面设置有胶层，该胶层将反射板直接粘附在导光板的底面，缩小了导光板和反射板总体的厚度，进而降低了背光模组的厚度。
在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：由于胶层的折射率大于空气的折射率，因而导光板与胶层的交界面的临界角比导光板与空气的交界面的临界角大。这导致导光板中，部分射向导光板与胶层的交界面的光线可能直接透过导光板的底面并照射到反射板上，而反射板会将光线反射向导光板的出光面，使得导光板的出光面出现一个较亮的区域，影响了背光模组射出的光线的均匀性。
发明内容
为了解决相关技术中部分射向导光板与胶层的交界面的光线可能直接透过导光板的底面并照射到反射板上，而反射板会将光线反射向导光板的出光面，使得导光板的出光面出现一个较亮的区域，影响了背光模组射出的光线的均匀性的问题，本发明实施例提供了一种背光模组和显示装置。所述技术方案如下：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种背光模组，所述背光模组包括光源、导光板和反射板；
所述反射板通过胶层粘附在所述导光板的底面；
所述导光板的一侧包括依次连接着的第一斜面、与所述底面垂直的入光面以及第二斜面，所述第一斜面与所述导光板的出光面连接，所述第二斜面与所述导光板的底面连接，所述第一斜面所在平面和所述第二斜面所在平面的交线位于所述导光板的外部；
所述光源设置在所述出光面的外部；
其中，所述第一斜面和所述第二斜面能够使所述光源射入所述导光板的光线中，射向所述导光板的底面的光线的最小入射角大于或等于所述导光板与所述胶面的交界面的临界角。
可选的，所述光源为面光源，所述面光源的发光面与所述入光面平行，
所述第一斜面与所述出光面的夹角满足第一角度公式，所述第一角度公式为：i1≥(ig-ia)/2，其中，所述i1为所述第一斜面与所述出光面的夹角，所述ig为所述导光板与所述胶层的交界面的临界角，所述ia为所述导光板与空气的交界面的临界角；
所述第一斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度满足第一长度公式，所述第一长度公式为：L1≥h1/tanα-s，其中，所述L1为所述第一斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度，所述h1为所述光源在垂直于所述底面的方向上与所述底面的最远距离，所述α＝90°-ig，所述s为所述光源的发光面与所述入光面的垂直距离。
可选的，所述光源为面光源，所述面光源的发光面不与所述导光板的侧面垂直，
所述第二斜面与所述底面的夹角满足第二角度公式，所述第二角度公式为：i2≥(ig-ia)/2，其中，所述i2为所述第二斜面与所述底面的夹角，所述ia为所述导光板与所述胶层的交界面的临界角，所述ig为所述导光板与空气的交界面的临界角；
所述第二斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度满足第二长度公式，所述第二长度公式为：L2≥h2/tanα-s，其中，所述L2为所述第二斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度，所述h2为所述光源在垂直于所述出光面的方向上与所述出光面的最远距离，所述α＝90°-ig，所述s为所述光源的发光面与所述入光面的垂直距离。
可选的，所述光源的发光面在所述入光面所在平面上的正投影位于所述入光面中。
可选的，所述光源的发光面呈矩形，且所述光源的发光面在所述入光面所在平面上的正投影位于所述入光面的中央。
可选的，所述光源包括发光二级管面光源。
可选的，所述第一斜面和所述第二斜面的外侧设置有反光层。
可选的，所述反光层为银镀层或贴覆的银反射层。
可选的，所述第一斜面和所述第二斜面由磨削工艺制成，或者，所述第一斜面和所述第二斜面为所述导光板成形时，通过挤压滚轮挤压而成。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括第一方面所述的背光模组。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在导光板的一侧设置两个斜面，通过这两个斜面增大射向导光板与胶面的交界面的光线入射角，使该入射角大于导光板与胶面的交界面的临界角，光线在导光板与胶面的交界面发生全反射，而无法直接透过导光板的底面并射向反射板，进而导光板的出光面也不会出现一个较亮的区域。解决了相关技术中部分射向导光板与胶层的交界面的光线可能直接透过导光板的底面并照射到反射板上，而反射板会将光线反射向导光板的出光面，使得导光板的出光面出现一个较亮的区域，影响了背光模组射出的光线的均匀性的问题。达到了背光模组射出的光线的均匀性较强的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是相关技术中一种背光模组的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图3-1是本发明实施例示出的另一种背光模组的结构示意图；
图3-2是图3-1所示背光模组的一种光路示意图；
图3-3是图3-1所示背光模组的另一种光路示意图；
图3-4是图3-1所示背光模组的另一种光路示意图；
图3-5是图3-1所示背光模组的另一种光路示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了解决相关技术中背光模组的导光板的出光面出现一个较亮的区域，影响了背光模组射出的光线的均匀性的问题，本发明实施例提供了一种背光模组，该背光模组的结构可以如图2所示。该背光模组可以包括光源21、导光板22和反射板23。
反射板23通过胶层24粘附在导光板22的底面。
导光板22的一侧包括依次连接着的第一斜面a、与底面垂直的入光面c以及第二斜面b，第一斜面a与导光板22的出光面221连接，第二斜面b与导光板的底面222连接，第一斜面a所在平面和第二斜面b所在平面的交线位于导光板22的外部。
光源21设置在出光面221的外部。
其中，第一斜面a和第二斜面b中的至少一个斜面能够使光源21射入导光板22的光线中，射向导光板22的底面222的光线的最小入射角大于或等于导光板22与胶面24的交界面的临界角。导光板22与胶面24的交界面的临界角可以满足公式ig＝arcsin(n1/n2)，其中，ig是光板22与胶面24的交界面的临界角，n1是胶层24的折射率，n2是导光板22的折射率。在射向导光板22的底面222的光线的最小入射角大于或等于导光板22与胶面24的交界面的临界角时，射向导光板22的底面222的光线均会发生全反射，而不会射出导光板22与胶面24的交界面。
综上所述，本发明实施例提供的背光模组，在导光板的一侧设置两个斜面，通过这两个斜面增大射向导光板与胶面的交界面的光线入射角，使该入射角大于导光板与胶面的交界面的临界角，光线在导光板与胶面的交界面发生全反射，而无法直接透过导光板的底面并射向反射板，进而导光板的出光面也不会出现一个较亮的区域。解决了相关技术中部分射向导光板与胶层的交界面的光线可能直接透过导光板的底面并照射到反射板上，而反射板会将光线反射向导光板的出光面，使得导光板的出光面出现一个较亮的区域，影响了背光模组射出的光线的均匀性的问题。达到了背光模组射出的光线的均匀性较强的效果。
图3-1是本发明实施例示出的另一种背光模组的结构示意图。该背光模组可以包括光源21、导光板22和反射板23。
可选的，光源21为面光源，面光源的发光面与入光面c平行。
光源21照射进导光板22的光线可以包括直接射向导光板22的出光面221的光线B1、直接射向导光板22的底面222的光线B2、经第一斜面a反射后射向导光板22的底面222的光线B3、经第二斜面b以及导光板22的出光面221反射后射向导光板22的底面222的光线B4。这些光线可以在导光板中不断反射，当这些光线第一次照射到导光板22的底面222上时若能够发生全反射，则之后再次被反射到底面222时，仍能够发生全反射(除照射到网点(图3-1中未示出)的情况)。
本发明实施例提供的背光模组中的第一斜面a和第二斜面b能够保证这四种光线在未照射到网点前均在导光板内进行全反射。
此外，导光板22的出光面221和底面222通常相互平行。
如图3-2所示，其为图3-1所示背光模组的一种光路示意图。本实施例以该图对第一斜面a的角度满足的条件进行说明。
光源21发出的光线在进入入光面c并发生折射后，直接射向第一斜面a的光线的入射角通常大于导光板22与空气的交界面的临界角，因而会发生全反射，而第一斜面a从与出光面221共面的位置每逆时针偏转1度，直接照射到第一斜面a的光线的入射角就会逆时针偏转1度。在光源21发出的光线经第一斜面a反射后射向底面222与胶面24的交界面的入射角为临界角时，根据几何关系可知，u2＝i1+ia＝u4，u5＝ig-u4＝u6＝i1，因此可知，i1＝(ig-ia)/2。因此，在i1≥(ig-ia)/2时，光源21发出的光线经第一斜面a反射后射向底面222与胶面24的胶面的入射角会大于或等于临界角，会发生全反射，而不会从底面222射入胶层24。即图3-1中的光线B3能够在未照射到网点前在导光板内进行全反射。
因此，第一斜面a与出光面221的夹角满足第一角度公式，第一角度公式为：i1≥(ig-ia)/2，其中，i1为第一斜面与出光面的夹角，ig为导光板与胶层的交界面的临界角，ig＝arcsin(n1/n2)，n1是胶层24的折射率(胶层的折射率通常大于1且小于导光板的折射率，如1.3左右)，n2是导光板22的折射率(可以为1.49左右)，而ia为导光板与空气的交界面的临界角，ia＝arcsin(n3/n2)，其中n3为空气的折射率(通常为1)。
如图3-3所示，其为图3-1所示背光模组的另一种光路示意图。本实施例以该图对第一斜面a的在垂直于入光面c的方向y上的长度L1满足的条件进行说明。
由光源21在垂直于出光面的方向y上距离出光面221的最远端211，射向第一斜面a与出光面221的连接位置的光线的入射角k1为直接射向出光面221的光线中入射角最小的光线，只要该光线的入射角k1大于或等于导光板22和胶面24的交界面的临界角，那么直接射向出光面221的光线在反射向底面222时，入射角均会大于或等于导光板22和胶面24的交界面的临界角。即图3-1中的光线B1能够在未照射到网点前在导光板内进行全反射。
由图3-3示出的几何关系可知，α＝90°-k1，tanα＝h1/(L1+s)，L1＝h1/tanα-s，L1与k1的值正相关，在k1＝ig时，L1为最小值。即第一斜面a在垂直于入光面的方向x上的长度L1满足第一长度公式，第一长度公式为：L1≥h1/tanα-s，其中，L1为第一斜面在垂直于入光面的方向y上的长度，h1为光源在垂直于底面的方向上与底面的最远距离，α＝90°-ig，s为光源的发光面d与入光面c的垂直距离。
如图3-4所示，其为图3-1所示背光模组的另一种光路示意图。本实施例以该图对第二斜面b的角度满足的条件进行说明。
光源21发出的光线在进入入光面c并发生折射后，直接射向第二斜面b的光线的入射角通常大于导光板22与空气的交界面的临界角，因而会发生全反射，而第二斜面b从与底面222共面的位置每顺时针偏转1度，直接照射到第二斜面b的光线的入射角就会顺时针偏转1度。在光源21发出的光线经第二斜面b反射后射向底面222与胶面24的胶面的入射角为临界角时，根据几何关系可知，f2＝i2+ia＝f4，f5＝ig-f4＝f6＝i2，因此可知，i2＝(ig-ia)/2。因此，在i2≥(ig-ia)/2时，光源21发出的光线经第二斜面b反射后射向出光面221入射角会大于或等于导光板和胶层的交界面的临界角，该光线经出光面221反射后射向底面222能够发生全反射，而不会从底面222射入胶层24。如此设置，图3-1中的光线B4能够在未照射到网点前在导光板内进行全反射。
因此，第二斜面b与底面222的夹角满足第二角度公式，第二角度公式为：i2≥(ig-ia)/2，其中，i2为第一斜面与出光面的夹角，ig为导光板与胶层的交界面的临界角，ig＝arcsin(n1/n2)，n1是胶层24的折射率(胶层的折射率通常大于1且小于导光板的折射率，如1.3左右)，n2是导光板22的折射率(可以为1.49左右)，而ia为导光板与空气的交界面的临界角，ia＝arcsin(n3/n2)，其中n3为空气的折射率(通常为1)。
如图3-5所示，其为图3-1所示背光模组的另一种光路示意图。本实施例以该图对第二斜面b的在垂直于入光面c的方向y上的长度L2满足的条件进行说明。
由光源21在垂直于底面222的方向y上距离底面222的最远端212，射向第二斜面b与底面222的连接位置的光线的入射角k2为直接射向底面222的光线中入射角最小的光线，只要该光线的入射角k2大于或等于导光板22和胶面24的交界面的临界角，那么直接射向底面222的光线的入射角均会大于或等于导光板22和胶面24的交界面的临界角。即图3-1中的光线B2能够在未照射到网点前在导光板内进行全反射。
由图3-5示出的几何关系可知，α＝90°-k2，tanα＝h2/(L2+s)，L2＝h2/tanα-s，L2与k2的值正相关，在k2＝ig时，L2为最小值。即第二斜面b在垂直于入光面的方向x上的长度L2满足第二长度公式，第二长度公式为：L2≥h2/tanα-s，其中，L2为第一斜面在垂直于入光面的方向y上的长度，h2为光源在垂直于底面的方向上与底面的最远距离，α＝90°-ig，s为光源的发光面d与入光面c的垂直距离。
可选的，光源21的发光面d在入光面c所在平面上的正投影位于入光面c中。这样能够保证发光面发出的光线难以照射到导光板的外部，避免了光能的浪费。
可选的，光源21的发光面d呈矩形，且光源21的发光面d在入光面c所在平面上的正投影位于入光面c的中央。如此设置光源21时，第一斜面a与出光面221的夹角可以和第二斜面b与底面222的夹角相同，且第一斜面a与第二斜面b在平行与出光面221的方向上的长度相同。
可选的，光源21包括发光二级管(英文：Light-Emitting Diode；简称：LED)面光源。LED面光源是一种发光均匀且散热性能较好的光源。
可选的，第一斜面a和第二斜面b由磨削工艺制成，或者，第一斜面a和第二斜面b为导光板22成形时，通过调节挤压滚轮的间距挤压而成。
可选的，第一斜面a和第二斜面b的外侧设置有反光层。由于第一斜面a和第二斜面b在经过加工形成后，表面可能不够平滑，这可能产生第一斜面a和第二斜面b难以进行正常的反射的问题，而该反光层可以避免该问题的发生。
可选的，该反光层可以为银镀层或贴覆的银反射层。
此外，本发明实施例提供的背光模组还可以包括光学膜片等，本发明实施例不作出限制。
综上所述，本发明实施例提供的背光模组，在导光板的一侧设置两个斜面，通过这两个斜面增大射向导光板与胶面的交界面的光线入射角，使该入射角大于导光板与胶面的交界面的临界角，光线在导光板与胶面的交界面发生全反射，而无法直接透过导光板的底面并射向反射板，进而导光板的出光面也不会出现一个较亮的区域。解决了相关技术中部分射向导光板与胶层的交界面的光线可能直接透过导光板的底面并照射到反射板上，而反射板会将光线反射向导光板的出光面，使得导光板的出光面出现一个较亮的区域，影响了背光模组射出的光线的均匀性的问题。达到了背光模组射出的光线的均匀性较强的效果。
此外，本发明实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括图2所示背光模组或图3-1所示的背光模组。该显示装置还可以包括显示面板等组件，本发明实施例不作出限制。
在本发明中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括光源、导光板和反射板；
所述反射板通过胶层粘附在所述导光板的底面；
所述导光板的一侧包括依次连接着的第一斜面、与所述底面垂直的入光面以及第二斜面，所述第一斜面与所述导光板的出光面连接，所述第二斜面与所述导光板的底面连接，所述第一斜面所在平面和所述第二斜面所在平面的交线位于所述导光板的外部；
所述光源设置在所述出光面的外部；
其中，所述第一斜面和所述第二斜面能够使所述光源射入所述导光板的光线中，射向所述导光板的底面的光线的最小入射角大于或等于所述导光板与所述胶面的交界面的临界角。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源为面光源，所述面光源的发光面与所述入光面平行，
所述第一斜面与所述出光面的夹角满足第一角度公式，所述第一角度公式为：i1≥(ig-ia)/2，其中，所述i1为所述第一斜面与所述出光面的夹角，所述ig为所述导光板与所述胶层的交界面的临界角，所述ia为所述导光板与空气的交界面的临界角；
所述第一斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度满足第一长度公式，所述第一长度公式为：L1≥h1/tanα-s，其中，所述L1为所述第一斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度，所述h1为所述光源在垂直于所述底面的方向上与所述底面的最远距离，所述α＝90°-ig，所述s为所述光源的发光面与所述入光面的垂直距离。
3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源为面光源，所述面光源的发光面不与所述导光板的侧面垂直，
所述第二斜面与所述底面的夹角满足第二角度公式，所述第二角度公式为：i2≥(ig-ia)/2，其中，所述i2为所述第二斜面与所述底面的夹角，所述ig为所述导光板与所述胶层的交界面的临界角，所述ia为所述导光板与空气的交界面的临界角；
所述第二斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度满足第二长度公式，所述第二长度公式为：L2≥h2/tanα-s，其中，所述L2为所述第二斜面在垂直于所述入光面的方向上的长度，所述h2为所述光源在垂直于所述出光面的方向上与所述出光面的最远距离，所述α＝90°-ig，所述s为所述光源的发光面与所述入光面的垂直距离。
4.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，所述光源的发光面在所述入光面所在平面上的正投影位于所述入光面中。
5.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，所述光源的发光面呈矩形，且所述光源的发光面在所述入光面所在平面上的正投影位于所述入光面的中央。
6.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，所述光源包括发光二级管面光源。
7.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，所述第一斜面和所述第二斜面的外侧设置有反光层。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述反光层为银镀层或贴覆的银反射层。
9.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，所述第一斜面和所述第二斜面由磨削工艺制成，或者，所述第一斜面和所述第二斜面为所述导光板成形时，通过挤压滚轮挤压而成。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1至9任一所述的背光模组。
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