CN108983495B - 一种背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组及显示装置，其中，所述背光模组包括：侧入式光源；导光板，设有贯穿其厚度方向的背光孔；第一棱镜组合，包括至少一个第一棱镜，设置在所述背光孔内，且位于所述导光板靠近所述光源的一侧；导光元件，围绕所述背光孔内侧壁设置，其中，所述第一棱镜组合位于所述导光元件与所述导光板之间，且所述第一棱镜组合与所述导光元件的至少部分接触；其中，来自所述光源的部分入射光线经所述第一棱镜组合和所述导光元件，从所述背光孔远离所述光源一侧的透光区射出。用于解决现有技术中显示区域设孔的屏幕在显示时存在暗影的技术问题。

Description

一种背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

目前，为了提升诸如智能手机等终端设备的屏占比，提出了在屏幕显示区域设置电器元件(比如，前置摄像头、机械按键、指纹模块，等)的技术方案，具体地，通过在屏幕的显示区域设孔来容置电器元件，如图1中所示的区域C’为屏幕中预设的孔所在的区域。

然而，在采用如图2所示的侧入式光源的背光模组时，该背光模组中预设的孔C会阻碍光源D产生的部分光线的正常传播，进而致使位于区域C’后方的部分区域在视觉上形成暗影。

发明内容

本发明实施例提供一种背光模组及显示装置，用于解决现有技术中显示区域设孔的屏幕在显示时存在暗影的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种背光模组，包括：

侧入式光源；

导光板，设有贯穿其厚度方向的背光孔；

第一棱镜组合，包括至少一个第一棱镜，设置在所述背光孔内，且位于所述导光板靠近所述光源的一侧；

导光元件，围绕所述背光孔内侧壁设置，其中，所述第一棱镜组合位于所述导光元件与所述导光板之间，且所述第一棱镜组合与所述导光元件的至少部分接触；

其中，来自所述光源的部分入射光线经所述第一棱镜组合和所述导光元件，从所述背光孔远离所述光源一侧的透光区射出。

可选地，所述第一棱镜组合中各个第一棱镜的远离所述光源的一端排布在同一平面上，所述平面为与过所述背光孔的底面圆心的横截面平行的面，所述横截面与所述光源的延伸方向平行，所述第一棱镜组合关于过所述背光孔的底面圆心的纵截面呈轴对称分布，所述纵截面与所述光源的延伸方向垂直。

可选地，所述导光元件具体为用于全反射传导的光学元件，所述部分入射光线的全部能够在所述导光元件中全反射传播。

可选地，所述导光元件靠近所述透光区的位置上设置有至少一个网点结构。

可选地，所述至少一个网点结构具体为凸点结构。

可选地，所述第一棱镜组合中的每个第一棱镜为正三角棱镜。

可选地，所述第一棱镜组合与所述导光板一体成型。

可选地，位于所述透光区的所述导光板上靠近所述导光元件的一侧设置有至少一个网点结构。

可选地，所述导光元件上的除靠近所述透光区的一侧以及靠近入射区的一侧外的，靠近所述导光板的一侧上，设置有反射材料，其中，所述入射区为所述部分入射光线从所述背光孔靠近所述光源一侧入射至所述第一棱镜组合所对应的区域。

可选地，所述背光模组还包括：

第二棱镜组合，该第二棱镜组合设置在所述背光孔内，且位于所述导光元件远离所述光源且与所述透光区相对的一侧，所述部分入射光线经所述第一棱镜组合、所述导光元件以及所述第二棱镜组合，从所述透光区射出。

可选地，所述第二棱镜组合关于过所述背光孔的底面圆心的纵截面呈轴对称分布，其中，所述纵截面与所述光源的延伸方向垂直。

可选地，所述第二棱镜组合包括多个第二棱镜，每个第二棱镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与所述纵截面呈30°～80°，所述第二反射镜与所述纵截面呈0°～90°。

可选地，所述第二棱镜组合与所述导光元件一体成型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括如第一方面中所述的背光模组，以及设置在所述背光模组的出光面一侧的液晶显示面板。

在本发明实施例中，通过围绕背光孔内侧壁设置导光元件，以及在所述导光元件与导光板之间，且位于所述导光板靠近光源的一侧，设置与所述导光元件的至少部分接触的第一棱镜组合，来自所述光源的部分入射光线经所述第一棱镜组合和所述导光元件，从所述背光孔远离所述光源一侧的透光区射出。也就是说，来自光源的部分入射光线经第一棱镜组合和导光元件传播后，能够绕到背光孔远离光源的一侧继续传播，补偿了暗影区的亮度，从而消除了显示区域设孔的屏幕在显示时存在的暗影现象，有效提高了屏幕的显示效果。

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。

图1为现有技术中一种在显示区域设孔的屏幕的正面示意图；

图2为现有技术中一种背光模组中光线被孔阻碍无法正常传播的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种背光模组中光线被孔阻碍仍正常传播的示意图；

图4为本发明实施例中提供的背光模组的背光孔内设置有第一棱镜组合和导光元件的结构放大示意图；

图5为本发明实施例中提供的背光模组中第一棱镜组合与导光元件的部分区域接触时的结构放大示意图；

图6为本发明实施例中提供的背光模组中第一棱镜组合各个第一棱镜的排布方式结构放大示意图；

图7为本发明实施例中提供的背光模组的背光孔内设置第二棱镜组合的结构放大示意图；

图8为本发明实施例中提供的背光模组中第二棱镜组合中第二棱镜中第一反射镜与第二反射镜分别与纵截面间的夹角示意图；

图9为本发明实施例中提供的背光模组中第二棱镜组合中第二棱镜为凹槽结构的示意图；

图10为本发明实施例中提供的背光模组的正面示意图；

图11为本发明实施例中提供的背光模组的一种A-A剖视图；

图12为本发明实施例中提供的背光模组中一种B-B剖视图。

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。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。并且，附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

目前，采用侧入式光源的背光模组中，光源可以设于背光模组的上边、下边、或者任意的侧边。仍然以图2所示的背光模组中的光源D设于背光模组下边为例，由于孔C的存在，来自光源D的光线无法正常照射，导致孔C后方的区域受到的光线照射量较不开孔的情况要少很多，在视觉上形成暗影。

在本发明实施例中，请参考图3，本发明实施例提供了一种背光模组，该背光模组包括侧入式光源1，光源1具体可以是冷阴极管荧光灯，还可以是发光二极管，还可以是电致发光，等等。此外，该背光模组的导光板9设有贯穿其厚度方向的背光孔2。背光孔2的形状可以是任意的形状，比如，可以为圆形、方形、椭圆形、其它不规则的形状、等等。图3中仅示出了背光孔2为圆形的情况，对于其它形状的背光孔由于在实现原理上同圆形的背光孔，在此就不再赘述了。此外，为了实现背光模组的多样化设计，背光模组上开设的背光孔2可以位于导光板9上任意的位置，比如可以开设于导光板9的中央、边缘等。

在本发明实施例中，该背光模组包括第一棱镜组合3，包括至少一个第一棱镜，设置在背光孔2内，且位于导光板9靠近光源1的一侧。其中，本领域技术人员可以根据对暗影区的亮度要求来选择第一棱镜的具体个数。在具体实施过程中，来自光源1的部分入射光线经导光板9传播后的光线，经由第一棱镜组合3继续传播。比如，光线经过第一棱镜组合3后，第一棱镜组合3能够将其分为围绕背光孔2内侧壁左右两侧传播的两路光线。

在本发明实施例中，为了提高背光模组的光学性能，该背光模组包括导光元件4，围绕背光孔2内侧壁设置，第一棱镜组合3位于导光元件4与导光板9之间，且第一棱镜组合3与导光元件4的至少部分接触。具体如图4所示为本发明实施例背光孔2内设置有第一棱镜组合3和导光元件4的其中一种结构放大示意图，其中的齿状结构为第一棱镜组合完全与导光元件贴合在一起。这里只是为了便于对背光孔2周边的结构进行清楚的解释说明，导光板9与背光孔2之间的相对尺寸差异并不代表真实的结构尺寸差异。

此外，如图5所示为第一棱镜组合3与导光元件4的部分区域接触时的结构放大示意图，其中，图5中示出的第一棱镜组合3可以是一体成型于导光板9上的结构。在具体实施过程中，第一棱镜组合3和导光板9还可以是如图3所示的非一体成型的各自独立的结构。本领域技术人员可以根据实际使用需要来设计第一棱镜组合3和导光板间的结构关系，在此就不再赘述了。此外，在第一棱镜组合3的外表面为齿状结构时，导光元件4与第一棱镜组合3接触的部分为齿状结构，两齿状结构如图5所示嵌套在一起。

在具体实施过程中，仍如图4所示，来自光源1的部分入射光线在经第一棱镜组合3和导光元件4之后，分为沿导光元件4左右两侧传播的两路出射光线，两路出射光线分别在导光元件4进行反射，每路反射光线均从背光孔2远离光源1一侧的透光区射出。图4只是两路出射光线从导光元件4中射到透光区的其中一种示意图，在具体实施过程中，这两路出射光线除了可以是如图4所示的直射入该透光区外的情况外，还可以是除此之外的斜入射至该透光区的情况，在此就不再赘述了。其中，该透光区具体可以如图4所示的区域，当足够多的光线从所述透光区射出时，有效对该区域的光学效果进行补偿，有效改善了该区域的暗影情况。

在本发明实施例中，为了简化对背光模组的制作工艺，提高背光模组的可靠性，第一棱镜组合3与导光板9一体成型。相应地，第一棱镜组合3与导光板9为同一材质，比如，光学级的亚克力材料，还可以是聚碳酸酯板材，等等。

在本发明实施例中，为了保证第一棱镜组合3较好的光线出射率，第一棱镜组合3中各个第一棱镜的远离光源1的一端排布在同一平面上，该平面具体为如图6所示的虚线所对应的平面。所述平面为与过背光孔2的底面圆心的横截面平行的面，所述横截面与光源1的延伸方向平行。第一棱镜组合3关于过背光孔2的底面圆心的纵截面呈轴对称分布，该纵截面与光源1的延伸方向垂直。

在具体实施过程中，仍以图6所示为例，以该纵截面为分界线，左侧部分按照图6从右至左依次设置的各个棱镜，如此一来，左侧棱镜不会对经右侧棱镜反射的光线造成阻挡，更多光线将从左侧传播至背光孔2的正后方，从而提高了光线的利用率，对暗影区的光学效果进行了有效补偿。同理，对纵截面右侧的第一棱镜组合3的右侧部分进行如左侧部分相同的设置，更多光线将从右侧传播至背光孔2的正后方。基于上述设置，通过如图6所示的第一棱镜组合3对暗影区的光学效果进行了有效补偿。

此外，在具体实施过程中，在将第一棱镜组合3的左侧部分和右侧部分设置成关于该纵截面呈轴对称分布的结构时，来自光源1的光线经左侧部分以及导光元件4的左侧后的出射光线的照射量，与经右侧部分以及导光元件4的右侧后的出射光线的照射量大体相当，从而保证了背光孔2正后方光线均匀分布，光学显示效果较好。当然，本领域技术人员，还可以根据对背光孔2的实际位置，以及对背光孔2正后方光学效果的实际需要来设置第一棱镜组合3的左侧部分和右侧部分。比如，可以是左侧部分和右侧部分并非关于该纵截面呈轴对称分布的结构设置，其中，左侧部分所包括的各个棱镜的远离光源1的一端排布在第一平面上，右侧部分所包括的各个棱镜的远离光源1的一端排布在与该第一平面不同的第二平面上，第一平面和第二平面均与上述的横截面平行，从而增加了背光模组的使用性能。在本发明实施例中，为了提高背光模组的对光线的利用率，第一棱镜组合3中的每个第一棱镜为正三角棱镜。在具体实施过程中，光源1的部分入射光线在垂直第一棱镜组合3入射时，同一个第一棱镜的左右两个棱镜面将该光线分为左右两路传播光线，在每个第一棱镜为正三角棱镜时，经同一个第一棱镜的第一侧棱镜面入射的光线极易从第二侧棱镜面垂直出射，从第二侧棱镜面入射的光线极易从第一侧棱镜面垂直出射，从而通过第一棱镜组合3后将所述部分入射光线最大程度地分为沿背光孔2内侧壁左右两侧分别传播的光线，提高了光线的利用率，光学性能较佳。

在本发明实施例中，为了提高背光模组对导光元件4的反射光线的利用率，导光元件4具体为用于全反射传导的光学元件，此时，来自光源1的该部分入射光线的全部能够在导光元件4中全反射传播。在具体实施过程中，导光元件4可以是与第一棱镜组合3为同一材质，比如，二者均为光学级亚克力材料，或者二者均为聚碳酸酯板材；导光元件4还可以是与第一棱镜组合3为不同的材质，比如，导光元件4为光学级的亚克力材料，第一棱镜组合3为光学UV胶。当然，本领域的技术人员还可以根据实际使用习惯来设计导光元件4以及第一棱镜组合3的具体材质，在此就不一一举例说明了。

在本发明实施例中，导光元件4具体是用于将来自光源1的部分入射光线约束在其内部进行传播，比如，在导光元件4为全反射传导的光学元件时，来自光源1的部分入射光线的全部将被约束在其内部进行不断的全反射传播。为了保证来自光源1的部分入射光线能够传播到背光孔2远离光源1的对侧传播，即光线从导光元件4中出来在背光孔2的后方继续传播，导光元件4靠近透光区的位置，且靠近导光元件4的出光面的位置上设置有至少一个网点结构，通过该至少一个网点结构将破坏光线在导光元件4中的全反射传播，从而使得经导光元件4反射的部分反射光线从导光元件4中射出，进入透光区中继续传播。在具体实施过程中，具体地，本领域技术人员可以根据对背光孔2背后的透光区内光线照射量的实际需要来设置导光元件4上该至少一个网点结构的个数、形状以及区域位置，在此就不一一举例说明了。

在本发明实施例中，该至少一个网点结构可以是凸点结构、凹点结构等。相应地每个网点结构的形状可以是圆形、三角形等形状，当然，本领域技术人员可以根据实际需要来设计该至少一个网点结构的结构与形状，在此就不再赘述了。

在本发明实施例中，为了避免透光区的暗影现象，提高屏幕的显示效果，位于该透光区的导光板9上靠近所述导光元件的一侧设置有至少一个网点结构。通过该至少一个网点结构进一步地增强了光线在经导光元件4传播后的出射效率。在具体实施过程中，该至少一个网点结构的具体结构和形状可以是如上面所叙述的情况，在此就不再赘述了。

在本发明实施例中，为了提高光线在导光元件4中的反射效率，导光元件4上的除靠近透光区的一侧以及靠近入射区的一侧外的位置上，设置有反射材料，其中，该入射区为来自光源1的部分入射光线从背光孔2靠近光源1一侧入射至第一棱镜组合3所对应的区域，仍如图4所标注的区域。在具体实施过程中，具体可以在导光元件4上的除靠近该透光区的依次以及靠近该入射区的一侧外的位置上，附着或粘贴一些反射材料来提高导光元件4对光线的反射效率，让全反射更高效，从而提高屏幕的显示效果。

在具体实施过程中，该反射材料可以是现成的反射膜材(比如，该反射膜材为靠近导光元件4的一侧为白色的一种胶带)，通过粘贴工艺固定在导光元件4上。该反射材料还可以是通过喷涂等工艺附着在导光元件4上的反射层(比如，镀银反射膜)。当然，本领域的技术人员可以根据实际需要来选择该反射材料，以及相应的制作工艺，在此就不再赘述了。

在本发明实施例中，为了提高光线从透光区的出射率，增加光线在该透光区的照射量，背光模组包括：第二棱镜组合5，该第二棱镜组合5设置在背光孔2内，且位于导光元件4远离光源1且与透光区相对的一侧，如图7所示。来自光源1的部分入射光线经第一棱镜组合3、导光元件4以及第二棱镜组合5，从透光区射出，从而进一步地保证光线从透光区射出，进一步地补偿了暗影区的光学效果。

在本发明实施例中，为了简化背光模组的制作工艺，第二棱镜组合5关于过背光孔2的底面圆心的纵截面呈轴对称分布，其中，该纵截面与光源1的延伸方向垂直，仍如图7所示。

在本发明实施例中，第二棱镜组合5包括多个第二棱镜，每个第二棱镜包括第一反射镜和第二反射镜，在具体实施过程中，为了对背光孔2与光源1相对的正后方的暗影区中的光学效果进行补偿，增加该区域的光线照射量，该第一反射镜与该纵截面呈30°～80°设置，第二反射镜与该纵截面呈0°～90°设置，从而使得经导光元件4出射的光线尽可能多的直射入透光区(如图4所示，出射光线尽可能多地入射至该透光区)，同时减少出射的光线斜射至背光孔2左右两侧的光线照射量，从而对暗影区的光学效果进行了有效补偿。如图8所示，第一反射镜与该纵截面的夹角为α，第二反射镜与该纵截面的夹角为β。α的范围为30°～80°，β的范围为0°～90°。

在本发明实施例中，每个第二棱镜具体可以是由第一反射镜和第二反射镜所围成夹角(α+β)所对应的区域中未填充任何物质，而每个反射镜靠近光源的一侧面设置有上述反射材料的凹槽结构，该结构可以是与导光元件4一体成型的结构，如图9所示，还可以是夹角(α+β)所对应的区域中填充有不同于导光元件4的物质材料，比如，光学UV胶，且填充物质材料后的该夹角相对的物质材料边缘与导光元件4在同一弧面上的结构，仍如图7所示。当然，本领域技术人员，可以根据实际需要来设计第二棱镜组合5的相关结构，在此就不再赘述了。

在本发明实施例中，为了降低背光模组的设计成本，第二棱镜组合5与导光元件4一体成型。

请参见图10，图10为本发明实施例提供的背光模组的一种正面示意图。

请参见图11，图11为图10所示的背光模组沿A-A方向的剖视图，图10中，背光模组左右两侧均包括铁框6、遮光片7、反射片8、导光板9、扩散片10、下增光片11、上增光片12、导光元件4。

请参见图12，图12为图10所示的背光模组沿B-B方向的剖视图，图11中，背光模组的左侧包括铁框6、遮光片7、反射片8、导光板9、扩散片10、下增光片11、上增光片12、导光元件4、设置在导光元件4上的网点结构13，其中，该网点结构13在靠近该透光区，以及靠近导光元件4的出光面的位置上进行设置。背光模组的右侧包括铁框6、遮光片7、反射片8、导光板9、扩散片10、下增光片11、上增光片12、导光元件4、第一棱镜组合3。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明实施例提供的上述背光模组，以及设置在该背光模组的出光面一侧的液晶显示面板。其中，显示装置指电子设备的情况下，显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

应当说明的是，对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的显示。该显示装置的实施可参见上述背光模组的实施例，重复之处不再赘述。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

侧入式光源；

导光板，设有贯穿其厚度方向的背光孔；

第一棱镜组合，包括至少一个第一棱镜，设置在所述背光孔内，且位于所述导光板靠近所述光源的一侧；

导光元件，围绕所述背光孔内侧壁设置，其中，所述第一棱镜组合位于所述导光元件与所述导光板之间，且所述第一棱镜组合与所述导光元件的至少部分接触；

其中，来自所述光源的部分入射光线经所述第一棱镜组合和所述导光元件，从所述背光孔远离所述光源一侧的透光区射出；

所述第一棱镜组合中各个第一棱镜的远离所述光源的一端排布在同一平面上，所述平面为与过所述背光孔的底面圆心的横截面平行的面，所述横截面与所述光源的延伸方向平行，所述第一棱镜组合关于过所述背光孔的底面圆心的纵截面呈轴对称分布，所述纵截面与所述光源的延伸方向垂直。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光元件具体为用于全反射传导的光学元件，所述部分入射光线的全部能够在所述导光元件中全反射传播。

3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光元件靠近所述透光区的位置上设置有至少一个网点结构。

4.如权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述至少一个网点结构具体为凸点结构。

5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一棱镜组合中的每个第一棱镜为正三角棱镜。

6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一棱镜组合与所述导光板一体成型。

7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，位于所述透光区的所述导光板上靠近所述导光元件的一侧设置有至少一个网点结构。

8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光元件上的除靠近所述透光区的一侧以及靠近入射区的一侧外的，靠近所述导光板的一侧上，设置有反射材料，其中，所述入射区为所述部分入射光线从所述背光孔靠近所述光源一侧入射至所述第一棱镜组合所对应的区域。

9.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括：

第二棱镜组合，该第二棱镜组合设置在所述背光孔内，且位于所述导光元件远离所述光源且与所述透光区相对的一侧，所述部分入射光线经所述第一棱镜组合、所述导光元件以及所述第二棱镜组合，从所述透光区射出。

10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于，所述第二棱镜组合关于过所述背光孔的底面圆心的纵截面呈轴对称分布，其中，所述纵截面与所述光源的延伸方向垂直。

11.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于，所述第二棱镜组合包括多个第二棱镜，每个第二棱镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与所述纵截面呈30°～80°，所述第二反射镜与所述纵截面呈0°～90°。

12.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于，所述第二棱镜组合与所述导光元件一体成型。

13.一种显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-12任意一项所述的背光模组；

液晶显示面板，设置在所述背光模组的出光面一侧。

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