CN109633806B - 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，包括依次层叠设置的反射片、导光板、导光层和逆棱镜导光膜；所述导光层的至少一面设置有增透层。本发明提出的背光模组及显示装置，能够在一定程度上解决导光板被划伤的问题。

Description

背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种背光模组及显示装置。

背景技术

逆棱镜背光结构由于光效较高，可控制光线视角集中在正向方向从而显著提升背光亮度。该背光结构非常适合节省背光功耗，降低电子设备整体功耗的场合，同时逆棱镜背光结构所使用光学膜材较少，也可避免一定程度的膜材褶皱等问题，从而具有广泛的市场应用性。

但是，逆棱镜背光结构在中小尺寸显示屏幕的实际应用中，还存在的技术不成熟、量产良率低的问题。其中最严重的问题包括逆棱镜膜材和导光板之间的划伤问题。这样因为，逆棱镜膜材的棱锥结构朝向导光板(light guide plate，LGP)侧，且棱锥结构的顶角比较尖锐，非常容易划伤LGP；此外，通常中小尺寸显示屏的LGP由于厚度较薄，多采用聚碳酸酯(PC)材料，因此其表面硬度较低，加剧了被划伤和吸附的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的之一在于，提出一种背光模组及显示装置，能够在一定程度上解决导光板被划伤的问题。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提供了一种背光模组，包括依次层叠设置的反射片、导光板、导光层和逆棱镜导光膜；所述导光层的至少一面设置有增透层。

可选地，所述导光层的两面均设置所述增透层。

可选地，所述增透层为形成在所述导光层表面的微凸起结构和/或微凹陷结构。

可选地，所述微凸起结构为微棱镜结构和/或微透镜结构，和/或，所述微凹陷结构为微棱镜结构和/或微透镜结构。

可选地，所述背光模组还包括光源，所述光源设置在所述导光板的一侧；所述微棱镜结构沿垂直于所述光源的光线传播方向延伸。

可选地，所述微棱镜结构朝向所述光源的一面与所述导光层之间的夹角大于所述微棱镜结构背向所述光源的一面与所述导光层之间的夹角，且所述微棱镜结构朝向所述光源的一面与所述微棱镜结构背向所述光源的一面的夹角为钝角。

可选地，所述微棱镜结构朝向所述光源的一面被配置为使所述光源发出的光线在其上的入射角小于或等于45°。

可选地，所述微棱镜结构远离所述导光层的一端具有圆滑表面。

可选地，当所述导光层的两面均设置所述增透层时，所述微透镜结构包括设置在所述导光层的第一面上的第一微透镜以及设置在所述导光层的第二面上的第二微透镜，所述第一微透镜具有第一焦距，所述第二微透镜具有第二焦距，所述第一焦距与第二焦距之和为所述导光层的厚度。

可选地，所述增透层由光敏材质制成。

本发明实施例的第二个方面，提供了一种显示装置，包括所述的背光模组。

从上面所述可以看出，本发明实施例提供的背光模组及显示装置，通过在导光板和逆棱镜导光膜之间设置导光层，防止逆棱镜导光膜与导光板发生吸附或划伤导光板；并且，通过在导光层上设置增透层以提高导光层的透光率，尽量减小导光层对背光模组的整体光线透过率的影响，避免背光模组的亮度损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1为一种背光模组的结构示意图；

图2为一种背光模组的导光板和逆棱镜导光膜发生吸附时的俯视示意图；

图3为一种背光模组的导光板和逆棱镜导光膜发生吸附时的侧视示意图；

图4为本发明实施例提供的背光模组的一个实施例的结构示意图；

图5为光线入射到具有光滑表面的导光层时入射角与透光率的关系示意图；

图6为本发明实施例提供的背光模组的另一个实施例的结构示意图；

图7A为本发明实施例中导光层的一个实施例的结构示意图；

图7B为图7A的仰视图；

图7C为本发明实施例中导光层的另一个实施例的结构示意图；

图8A为本发明实施例中导光层的又一个实施例的结构示意图；

图8B为图8A的仰视图；

图9A为本发明实施例中导光层的再一个实施例的结构示意图；

图9B为本发明实施例中导光层的又一个实施例的结构示意图；

图10为不同方案的背光模组的亮度对比示意图。

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的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1示出了一种逆棱镜背光结构的堆叠方式。自下而上分别为反射片10、导光板20、逆棱镜导光膜40等结构，该逆棱镜导光膜40上下表面分别涂布有不同参数的结构，其中上表面为雾化层，对光线有一定散射效果，可以起到遮瑕作用；下表面为棱镜齿结构41，用于将导光板出射的光线折射到正向视角，提升正向亮度。

由于常规逆棱镜背光结构的棱镜齿41朝向导光板20一侧，同时逆棱镜导光膜40的棱镜齿41的顶角比较小，在于导光板20接触时容易出现划伤导光板20的现象。特别是在移动电话(mobile)上应用的显示屏的导光板要求轻薄，须使用流动性较好的PC材料，从而导致导光板20本身硬度较低，更容易出现划伤的情况。为避免划伤可通过调整光敏材料(例如UV胶)减少棱镜齿的硬度，但由于硬度的降低两者接触时又出现吸附的现象，影响背光的均一性。

图2示出了在逆棱镜导光膜40和导光板20之间出现的吸附现象的实际效果。可以看出，导光板20与逆棱镜导光膜40在接触时出现了点状或面状吸附位置60，该现象会造成背光的亮度均一性不佳。所形成的吸附现象是由于逆棱镜导光膜40的棱镜齿41的硬度较低，且棱镜齿41尖端和导光板20的接触面积较小。由于逆棱镜导光膜40本身没有支撑力，因此棱镜齿41贴附在导光板20上产生了吸附问题。

图3示出了逆棱镜导光膜40在棱镜齿41的尖端发生形变时和导光板20之间产生的吸附现象。可看出由于逆棱镜导光膜40的顶角较为尖锐，同时为避免划伤其结构采用硬度较低的UV胶水成型，导致与导光板20的接触面较小，其顶部受挤压的影响容易与导光板20的表面接触产生如图2所示的吸附效果。

本发明实施例的第一个方面，提出了一种背光模组，能够在一定程度上解决导光板被划伤的问题。

如图4所示，所述背光模组，包括依次层叠设置的反射片10、导光板20、导光层30和逆棱镜导光膜40；所述导光层30的至少一面设置有增透层31。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的背光模组，通过在导光板和逆棱镜导光膜之间设置导光层，防止逆棱镜导光膜与导光板发生吸附或划伤导光板；特别地，本发明实施例提供的背光模组，特别适用于采用表面硬度较低的超薄型导光板材料的背光模组及其搭配超薄导光板的移动显示设备，相较原有的结构设计，能够大大降低吸附和划伤的问题，提升背光模组的良率。

图5示出了光线入射到平滑面膜材表面时透过率随入射角度的曲线变化。可以看出，在光线入射角大于45°之后，随着入射角的增大光线的透过率明显下降。而在背光结构中从LGP的出射光线主要集中在75°角上，由表中数据可知其光线透过率约为50％左右。而对于具有逆棱镜导光膜的背光模组，这些反射回导光板的光线很难保证再以75°的角度出射，因此会影响背光亮度。

这样，可以看出，在逆棱镜导光膜40和导光板20之间增加的导光层30，若采用平滑表面则会造成导光板20出射光线被大量反射，降低最终背光模组的正向亮度。

因此，本发明实施例提供的背光模组，除了增加设置导光层30外，还通过在导光层30上设置增透层31以提高导光层30的透光率，尽量减小导光层30对背光模组的整体光线透过率的影响，避免背光模组的亮度损失。

作为本发明的一个实施例，如图6所示，所述背光模组，包括依次层叠设置的反射片10、导光板20、导光层30和逆棱镜导光膜40；所述导光层30的两面均设置所述增透层，如图6所示，具体包括设置在所述导光层30靠近导光板一侧的第一增透层31以及远离导光板一侧的第二增透层32。这样，通过在导光层30两面均设置增透层，可显著提升LGP出射光线穿透膜材的透过率，减少背光损失，提高亮度。

可选地，所述增透层31/32为形成在所述导光层30表面的微凸起结构(参考图7A、8A所示)和/或微凹陷结构(参考图9A、9B所示)，用于提高所述导光层30的透光率。

可选地，根据防吸附的原理，所述导光层30表面的微凸起结构和/或微凹陷结构没有明显尖角结构，使其在与LGP接触时可避免因形变而产生的吸附问题，达到背光模组的均一性效果。

可选地，所述增透层31/32由光敏材质(例如UV胶)制成。采用光敏材质制作增透层，能够调节微结构的硬度，从而避免被逆棱镜的棱镜齿划伤，减少背光不良的发生。

可选地，所述微凸起结构为微棱镜结构和/或微透镜结构(参考图7A、8A所示)，和/或，所述微凹陷结构为微棱镜结构和/或微透镜结构(参考图9A、9B所示)。

作为本发明的一个实施例，所述背光模组还包括光源50(例如LED灯条)，所述光源50设置在所述导光板20的一侧。

可选地，结合附图6和附图7A、7B，所述微棱镜结构31a/32a沿垂直于所述光源50的光线传播方向延伸，所述光源50的光线传播方向在图6中为从左到右的方向。同理，结合附图6和附图8A、8B，所述微透镜结构31b/32b沿垂直于所述光源50的光线传播方向延伸。

如图7A所示，在导光层30的上下表面形成有微棱镜结构31a和32a，通过控制微棱镜的角度可以改变光线70a的入射角度，当入射角度合适的情况下，可增加光线的透光率，进而提升光效。

通常由导光板30出射的光线的倾斜角度为75°左右的大角度光线，为保证光线入射到微棱镜上的角度，该微棱镜的朝向光源方向的斜面底角可设置得较大，为保证光线进入导光层30后不被折射，背向光源的另一侧的斜面底角倾角可设置得较小。同时，该微棱镜的顶角可取90°以上的钝角大小，从而使得该导光层30在和导光板30接触时不容易将导光板30划伤。因此，可选地，如图7A所示，所述微棱镜结构31a朝向所述光源50的一面311a与所述导光层30之间的夹角大于所述微棱镜结构31a背向所述光源50的一面311b与所述导光层30之间的夹角，且所述微棱镜结构31a朝向所述光源50的一面311a与所述微棱镜结构31a背向所述光源50的一面311b的夹角为钝角。

可选地，所述导光层30上下表面的微棱镜结构31a和32a具有旋转对称关系，从而保证入射光线在出射时保持传播方向不变。

可选地，所述微棱镜结构朝向所述光源的一面被配置为使所述光源发出的光线在其上的入射角小于或等于45°。结合图5可以看出，当入射角小于45°时，可以达到很高的透过率(接近90％)，能够提升光效率。

如图7C所示，所述微棱镜结构31a远离所述导光层30的一端具有圆滑表面313a，使得微棱镜结构31a的端部更不容易划伤导光板20。

在另一种实施方式中，结合参照附图6和附图8A、8B，当所述导光层30的两面均设置所述增透层31/32时，为实现光线70b通过膜材后仍保持原来传播角度，其所述导光层30的两面设置所述增透层的微透镜结构的透镜焦距与导光层30厚度存在对应关系。可选地，所述微透镜结构包括设置在所述导光层30的第一面上的第一微透镜31b以及设置在所述导光层30的第二面上的第二微透镜32b，所述第一微透镜31b具有第一焦距，所述第二微透镜32b具有第二焦距，所述第一焦距与第二焦距之和为所述导光层30的厚度。由于入射光线在于微透镜表面接触时，其入射角度显著小于平滑表面的角度，可知其透光率得到明显提升。

通过光学模拟软件分别建立有/无增透层的导光层的逆棱镜光路模型，模拟相应背光模组的亮度值进行对比。图8给出不同方案的视角对比曲线，其中，1为无导光层的背光结构，2为导光层上设置增透层的背光结构，3为导光层表面光滑无增透层的背光结构。

从亮度视角曲线中可以看出，导光层表面光滑无增透层的背光结构的亮度损失为12％左右。而采用导光层上设置增透层的背光结构，相对常规逆棱镜背光结构(即无导光层的背光结构)的亮度损失很小，约为4％左右。

即本发明实施例中提出的背光模组具有较高的亮度值，同时又可解决常规方案存在的吸附和划伤LGP的问题，具有良好的量产实用性。

可选地，所述逆棱镜导光膜40的基材上下表面分别涂布有不同类型的涂层及结构。其中，所述逆棱镜导光膜40的下表面为棱镜阵列结构，其棱镜齿的尖角为68°左右呈锐角形状，该结构可采用UV制程成型。所述逆棱镜导光膜40的上表面涂布有雾化层结构，具有散射光线以及遮蔽网点的作用。

本发明实施例的第二个方面，提出了一种显示装置，能够在一定程度上解决背光模组中导光板被划伤的问题。

所述显示装置，包括所述的背光模组的任一实施例或实施例的排列、组合。

需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、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。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的显示装置，通过在背光模组中的导光板和逆棱镜导光膜之间设置导光层，防止逆棱镜导光膜与导光板发生吸附或划伤导光板，同时，还通过在导光层上设置增透层以提高导光层的透光率，尽量减小导光层对背光模组的整体光线透过率的影响，避免背光模组的亮度损失。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (2)

1.一种背光模组，其特征在于，包括依次层叠设置的反射片、导光板、导光层和逆棱镜导光膜；所述导光层的两面均设置增透层，所述增透层由光敏材质制成；所述增透层为形成在所述导光层表面的微凸起结构或微凹陷结构；所述微凸起结构或微凹陷结构为微棱镜结构，或者，所述微凸起结构为微透镜结构；

其中，所述背光模组还包括光源，所述光源设置在所述导光板的一侧；所述微棱镜结构沿垂直于所述光源的光线传播方向延伸；所述微棱镜结构朝向所述光源的一面与所述导光层之间的夹角大于所述微棱镜结构背向所述光源的一面与所述导光层之间的夹角，且所述微棱镜结构朝向所述光源的一面与所述微棱镜结构背向所述光源的一面的夹角为钝角；所述微棱镜结构朝向所述光源的一面被配置为使所述光源发出的光线在其上的入射角小于或等于45°；所述微棱镜结构远离所述导光层的一端具有圆滑表面；所述导光层上下表面的微棱镜结构具有旋转对称关系；

所述微透镜结构包括设置在所述导光层的第一面上的第一微透镜以及设置在所述导光层的第二面上的第二微透镜，所述第一微透镜具有第一焦距，所述第二微透镜具有第二焦距，所述第一焦距与第二焦距之和为所述导光层的厚度。

2.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1所述的背光模组。

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