CN110554454A - 一种背光模组和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组和显示装置，该背光模组包括导光板和设置于导光板出光面的光学膜片，导光板包括导光板本体和位于导光板本体的至少一组凸起结构，凸起结构包括位于出光面的第一凸起和位于背光面的第二凸起，在平行于导光板本体的出光面，第一凸起的投影与第二凸起的投影至少部分交叠；第一凸起的侧壁与导光板本体的出光面呈第一设定角度α₁，α₁＞90°，第二凸起的侧壁与导光板本体的背光面呈第二设定角度α₂，α₂＞90°，凸起结构的侧壁具有朝向凸起结构内部的反射层；背光模组包括指纹识别区域，该区域设置有凸起结构。该方案可以减小指纹识别区域的出射光线角度，提高指纹识别区域的光线强度，提高指纹识别灵敏性和精度。

Description

一种背光模组和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种背光模组和显示装置。

背景技术

液晶显示装置是一种平板显示器件，其工作原理是利用液晶材料在电场作用下对光的调制作用产生各种不同的明暗变化从而形成图像。由于液晶材料本身并不发光，因此，液晶显示装置都需要专门的背光模组。

背光模组是液晶显示装置的关键零组件之一，背光模组的主要功能即在于为液晶显示面板提供均匀、高亮度的背光。背光模组的基本原理是将常用的点型或线型发光体，通过有效光机构转化成高亮度且均一灰度的面发光体，从而使液晶显示面板能够正常显示影像。

根据光源的分布位置，背光模组可分为直下式背光模组和侧入式背光模组两种。由于侧入式背光模组符合当前显示装置的薄型要求，且能提供高亮、均匀的平面光源，因此，多数液晶显示装置均采用侧入式背光模组。

随着技术的发展，目前指纹识别技术已经被广泛应用于显示装置中，具体的，指纹识别主要分为外部实体指纹识别区域和屏内的指纹识别区域，而为了进一步提高屏占比和降低整机厚度，需要针对显示屏进行屏内指纹开发。

屏内指纹指的是在显示模组内部设置指纹传感器，光线经过手指表面指纹反射，指纹传感器接收指纹反射光线后，可以实现指纹识别。由于指纹的纹路较为复杂，且指纹识别精度要求较高，需要防止其他视角反射光对指纹识别的影响，从而要求减小指纹识别区域的光线角度，提高指纹识别区域的具有较小入射角的光线的强度。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种背光模组和显示装置，以减小指纹识别区域的出射光线角度，提高指纹识别区域的光线强度，提高指纹识别灵敏性和精度。

本发明实施例所提供的背光模组包括导光板和设置于所述导光板出光面的光学膜片，其中：

所述导光板背离所述出光面的表面为背光面，所述导光板包括导光板本体和位于所述导光板本体的至少一组凸起结构，每组凸起结构包括位于所述出光面的第一凸起和位于所述背光面的第二凸起，所述第一凸起在平行于导光板本体的出光面的平面的投影与所述第二凸起在平行于导光板本体的出光面的平面的投影至少部分交叠；

所述第一凸起的侧壁与所述导光板本体的出光面呈第一设定角度α1，α1＞90°，所述第二凸起的侧壁与所述导光板本体的背光面呈第二设定角度α2，α2＞90°，所述凸起结构的侧壁具有朝向所述凸起结构内部的反射层；

所述背光模组包括指纹识别区域，所述指纹识别区域设置有所述凸起结构。

具体的技术方案中，所述第一凸起的出光面的出光角度α₀满足：20°≤α₀≤40°。

在具体设置上述第一凸起时，可以使所述第一凸起的侧壁与所述导光板本体的出光面之间具有过渡表面，所述过渡表面沿远离所述第一凸起的方向的透光率逐渐降低。

在具体设置上述过渡表面时，过渡表面的结构不做具体限制，所述过渡表面可以具有多个凹槽或者具有多个凸起。

为了使过渡表面沿远离第一凸起的方向的透光率逐渐降低，可以使沿远离所述第一凸起的方向，任意相邻两个凹槽或凸起之间的距离逐渐减小。

或者，还可以使过渡表面沿远离所述第一凸起的方向，凹槽或者凸起的表面积逐渐减小。

在具体设置上述光学膜片时，可以使所述光学膜片具有与所述第一凸起适配的避让孔。

具体的技术方案中，显示模组还包括填充块，所述填充块设置于所述避让孔内。

在具体设置上述填充块时，可以使所述填充块的出光面与所述光学膜片的出光面位于同一表面。

具体设置上述光学膜片时，所述光学膜片包括沿远离所述导光板方向设置的第一扩散片、第一增光片和第二增光片，所述填充块包括粘合的第二扩散片和复合增光片，所述第二扩散片的透光率高于所述第一扩散片的透光率。

本申请还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述任一技术方案中的背光模组。

具体的技术方案中，上述显示装置还包括指纹传感器，该指纹传感器与凸起结构相对。

本申请技术方案中，第一凸起的侧壁与第二凸起的侧壁之间的光线可以相互反射，凸起结构的侧壁具有朝向凸起结构内部的反射层，从而提高凸起结构的反射效果；该背光模组包括指纹识别区域，指纹识别区域设置有凸起结构。该方案可以减小第一凸起的出射光线的角度，该折射后的光线与直接射至第一凸起的光线结合，从而可以提高第一凸起的具有较小入射角的光线的强度。由于指纹识别区域具有上述凸起结构，从而可以提高指纹识别的灵敏度和精确性。

附图说明

图1为本申请实施例中一种背光模组的局部剖面示意图；

图2为本申请实施例中一种导光板的局部结构示意图；

图3为本申请实施例中一种导光板的局部结构示意图；

图4为图2中A处局部放大图；

图5为本申请实施例中背光模组的局部截面示意图；

图6为本申请实施例中的显示装置的结构示意图。

附图标记：

1-安装框； 2-反射片；

3-导光板； 31-导光板本体；

32-凸起结构； 321-第一凸起；

3211-第一凸起的侧壁； 322-第二凸起；

3221-第二凸起的侧壁； 323-反射层；

33-过渡表面； 4-发光源；

5-光学膜片； 51-避让孔；

52-第一扩散片； 53-第一增光片；

54-第二增光片； 6-电路板；

7-指纹识别区域； 8-填充块。

具体实施方式

为减小指纹识别区域的出射光线角度，提高指纹识别区域的光线强度，提高指纹识别灵敏性和精度，本发明实施例提供了一种背光模组和显示装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

如图1和图2所示，其中，图1示出了本申请实施例中一种显示模组的局部剖面示意图；图2示出了本申请实施例中一种导光板的局部示意图；本发明实施例提供的背光模组为侧入式背光模组，侧入式背光模组的结构主要包括安装框1、反射片2、导光板3、发光源4、光学膜片5和电路板6等，该背光模组的发光源4设置于导光板3的侧面，该侧面则为导光板3的入光面，导光板3的出光面与上述入光面相交，具体的实施例中，导光板3的出光面可以与入光面垂直，导光板3的背光面与出光面相背离。

请继续参考图1和图2，本申请实施例中的背光模组包括导光板3和设置于导光板3出光面的光学膜片5，其中：导光板3背离出光面的表面为背光面，导光板3包括导光板本体31和至少一组凸起结构32，上述至少一组凸起结构32位于导光板本体31，具体的，上述至少一组凸起结构可以与导光板本体31为一体成型结构，从而简化导光板3的制造过程，提高导光板3的整体性。具体的，上述每组凸起结构32包括第一凸起321和第二凸起322，其中，第一凸起321位于导光板3的出光面，第二凸起322位于导光板3的背光面。第一凸起321在平行于导光板本体31的出光面的平面的投影，与第二凸起322在平行于导光板本体31的出光面的平面的投影至少部分交叠；请参考图2，第一凸起的侧壁3211与导光板本体31的出光面呈第一设定角度α₁，α₁＞90°，第二凸起的侧壁3221与导光板本体31的背光面呈第二设定角度α₂，α₂＞90°，从而使第一凸起的侧壁3211与第二凸起的侧壁3221之间的光线可以相互反射，凸起结构32的侧壁具有朝向凸起结构32内部的反射层323，以使光线在导光板3的凸起结构32区域具有较高的反射率，从而提高凸起结构32的反射效果；该背光模组包括指纹识别区域7，指纹识别区域7设置有凸起结构32。

请参考图2，凸起结构32相当于补光结构，光线a从导光板3的入光面进入导光板3后，射向出光面的角度较大的光线a射至出光面的第一凸起的侧壁3211，经位于第一凸起的侧壁3211的反射层323的反射，上述光线a反射为图中的光线b，光线b射至第二凸起的侧壁3221，经第二凸起的侧壁3221的反射层323的反射，上述光线b反射为图中的光线c，光线c以较小的出射角射至第一凸起321的出光面，从而可以减小第一凸起321的出射光线的角度，该折射光线与直接射至第一凸起321的光线结合，从而可以提高第一凸起321的具有较小入射角的光线的强度。由于指纹识别区域7具有上述凸起结构32，从而可以提高指纹识别的灵敏度和精确性。

具体的，第一凸起321和第二凸起322的上述投影的交叠部分不做具体限制。一种实施例中，可以使第一凸起321的中心与第二凸起322的中心重合，以提高第一凸起321与第二凸起322的交叠面积，并提高光线在第一凸起321的侧壁和第二凸起322的侧壁之间的反射均匀性。此外，可以使第一凸起321和第二凸起322的投影面积较为接近或者相同，如图1和图2所示，可以具有较好的光线反射效果。

在具体设置上述反射层323时，具体工艺不做限制。例如，可以根据工艺需求和产品结构设计，可以利用反射油墨喷涂在第一凸起的侧壁3211和第二凸起的侧壁3221，以制作上述反射层323，或者，上述反射层323为整体的片状结构，在第一凸起的侧壁3211和第二凸起的侧壁3221分别贴附反射层323。

本申请实施例中，凸起结构32的数量不做限制，可以为一个、两个或者多个，可以根据产品需求选择和设计合适数量的凸起结构32以及凸起结构32的数量。但是，至少背光模组的指纹识别区域7具有凸起结构32。具体的，上述凸起结构32平行于导光板本体31的出光面的截面形状不做限制，可以为圆形、方形或者其它多边形等形状，甚至可以为不规则形状。可选的，当凸起结构平行于导光板本体31的出光面的截面形状为圆形时，凸起结构对光线的反射效果较为均匀，且与人手指纹形状较为匹配。

请参考图3，图3示出了一种导光板的局部剖面示意图，在具体的实施例中，第一凸起321的出光面的出光角度α₀满足：20°≤α₀≤40°。经过发明人的试验和分析，应该使第一凸起321的出光面的出光角度α₀较小，具体的，出光角度α₀在上述范围内时，可以使光线较为有效的射向手指，并经手指指纹的反射，较为有利的排出其它干扰光线，使指纹识别器获取较为清晰和有效的指纹信息，从而指纹识别器的指纹识别效果较好，有利于提高指纹识别的灵敏度和精确性。

请参考图3，沿垂直于导光板3入光面且垂直于导光板3出光面的截面，截面经过凸起结构32的中轴，沿平行于出光面的方向，凸起结构32关于上述中轴对称。该截面中第一凸起321相对的侧壁沿第一凸起321的高度方向的中点之间的距离为W，第二凸起322相对的侧壁沿第二凸起322的高度方向的中点之间的距离也为W，第一凸起的侧壁3211沿第一凸起321的高度方向的中点，与同侧的，第二凸起的侧壁3221沿第二凸起322的高度方向的中点的距离为H，导光板本体31的厚度为t，导光板3的第一凸起321的出光面出光角度为α₀，导光板本体31的光线入射角与入光面之间的夹角为α₃，通常α₃满足：60°≤α₃≤70°。在具体制作上述凸起结构32时，可以使第一凸起321与第二凸起322正对设置，则第一凸起的侧壁3211与导光板本体31的出光面的夹角α₁，第二凸起的侧壁3221与导光板本体31的背光面的夹角α₂满足：

α₁＝180-(α₃+arctan(W/H))/2；

α₂＝180-(90+α₀-arctan(H/W))/2。

具体的，上述凸起结构32的中轴指的是大致中轴的位置。当然上述凸起结构32可以为对称结构，也可以不是对称结构。当凸起结构32为对称结构时，可以使上述中轴与对称轴重叠。当凸起结构32不是对称结构时，上述中轴为凸起结构大致的中部位置，例如，可以使中轴两侧的对称结构大致相同，或者，可以使凸起结构在中轴两侧的边缘，到中轴的距离大致相同。当然，在具体的实施例中，凸起结构32可以是截面为圆形的圆状凸起结构，则，该中轴与圆形的直径重叠。或者凸起结构32可以是截面为正方形的方形凸起结构，则该中轴可以穿过凸起结构32且与凸起结构32的侧壁平行。

具体的，第一凸起321相对的侧壁沿第一凸起321的高度方向的中点之间的距离为W，指的是在沿垂直于导光板3入光面且垂直于导光板3出光面的截面，第一凸起321具有两个侧壁，两个侧壁对称设置，对于每个侧壁，在第一凸起321的高度方向的中点，则两个侧壁分别具有一个上述中点，两个中点之间的距离为W。对于第二凸起322的侧壁的中点与第一凸起321的侧壁的中点确定方法一致，此处不赘述。

请参考图3，通过在图3制作辅助线，结合光线反射规则、同位角规则、内错角规则以及同旁内角的规则等，可以推导得到上述公式。根据上述公式则可以设计并计算第一凸起321和第二凸起322的结构。

请参考图4，为第一凸起321与导光板本体31之间过渡表面33的放大结构示意图，在具体设置上述第一凸起321时，可以使第一凸起的侧壁3211与导光板本体31的出光面之间具有过渡表面33，过渡表面33沿远离第一凸起321的方向的透光率逐渐降低。

由于第一凸起321的出光强度较高，从而第一凸起321的出光亮度大于第一凸起321周侧的导光板本体31的出光亮度，从而容易产生较为明显的亮度差异，导致显示装置的显示界面出现亮度不均的问题。上述实施例中，过渡表面33可以使第一凸起321的出光亮度向导光板本体31的出光亮度逐渐过渡，从而减少凸起结构32与导光板本体31之间的亮度差异，提高显示装置的显示界面的显示效果。

在具体设置上述凸起结构32时，可以使凸起结构32与导光板本体31之间的过渡表面33具有多个凹槽或者凸起，凸起或者凹槽的制作工艺较为简单，且有利于提高导光板的结构整体性。当出光面具有凹槽或者凸起时，则可以降低出光面的透光率，从而降低出光面的出光亮度。

在具体设置上述凹槽或者凸起时，凹槽或者凸起的形状不做具体限制，例如，可以为弧型凹槽或者V型凹槽，或者为不规则形状的凹槽；当然，设置上述凸起时，也可以为弧型凸起或者V型凸起，或者为不规则形状的凸起，用户可以根据需求及制作工艺选择合适的形状。

为了实现过渡表面33的透光率沿远离第一凸起321的方向逐渐降低，可以具有多种实施方式，一种实施方式中，可以使过渡表面33沿远离第一凸起321的方向，任意相邻两个凹槽或凸起之间的距离逐渐减小，以凹槽为例，上述距离指的是相邻的凹槽相对的边缘之间的距离，或者，可以理解为沿远离第一凸起321的方向，凹槽的密度逐渐增加；另一种实施方式中，可以使过渡表面33沿远离第一凸起321的方向，凹槽或者凸起的表面积逐渐减小。在实现上述表面积逐渐减小的过程，以过渡表面33具有凹槽为例，可以使凹槽的深度沿远离第一凸起321的方向逐渐减小，也可以使凹槽槽口的面积沿远离第一凸起321的方向逐渐减小；若过渡表面33具有凸起，则可以使凸起的高度沿远离第一凸起321的方向逐渐减小，也可以使凸起底部的面积沿远离第一凸起321的方向逐渐减小。

在其他的实施例中，还可以使导光板2的凸起结构32与导光板主体31之间的过渡表面33具有过渡层，该过渡层的透光率沿远离第一凸起321的方向逐渐降低。在具体设置上述过渡层时，该过渡层可以喷涂于上述过渡表面33，或者，过渡层为片状结构，该过渡层粘接于上述过渡表面33。

本申请实施例中，光学膜片5可以具有与上述第一凸起321适配的避让孔51。从而避让第一凸起321，以减薄显示模组的厚度，防止出现结构干涉，以提高背光模组的结构稳定性。具体的实施例中，可以使该避让孔51与第一凸起321间隙配合，当然，避让孔51可以与第一凸起321的截面形状相同，或者截面形状不同。

在另一个具体的实施例中，可以背光模组与第二凸起322相对的结构也具有避让孔，从而在导光板3的背侧，也可以减薄背光模组的厚度，提高背光模组的结构稳定性。

请继续参考图5，图5示出了本申请实施例中背光模组的局部截面示意图，光学膜片5的避让孔51沿轴向方向的尺寸大于第一凸起321的高度，从而避让孔51在周向方向具有容置空间。背光模组包括设置于上述避让孔51的上述容置空间内的填充块8，以使光学膜片5远离导光板3的一侧较为平整，以便于在光学膜远离导光板3的一侧安装配合结构件。具体的实施例中，可以使上述填充块8的出光面与光学膜片5的出光面位于同一表面，从而可以使光学膜片5远离导光板3一侧形成较为平整的平面，便于安装配合结构件。具体制作上述填充块8时，可以使填充块8对光线的效果与具有避让孔51的光学膜片5对光线的效果相接近。

请继续参考图5，在具体的实施例中，光学膜片5包括沿远离导光板3方向设置的第一扩散片52、第一增光片53和第二增光片54，填充块8包括粘合的第二扩散片和复合增光片，第二扩散片的透光率高于第一扩散片52的透光率。

该方案中，复合增光片的厚度可以小于第一增光片53和第二增光片54的厚度和，但是，复合增光片的增光效果与第一增光片53和第二增光片54叠置的效果相接近或者相同。从而可以使光学膜片5的光学效果和填充块8的光学效果较为接近。

在另一种具体的实施例中，该填充块8可以为一个整体的光学器件，该光学器件对光线的光学效果与光学膜片对光线的光学效果接近。该方案中，填充块8为一个整体的结构。

请参考图6，图6示出了本申请实施例提供的一种显示装置100，该显示装置100包括上述任一技术方案中的背光模组200。该显示装置100具有指纹识别区域7，由于凸起结构的作用，可以使显示装置100的指纹识别区域7出射到手指的光线角度较小，且强度较大，从而可以使指纹识别系统的识别效果较好，灵敏度较高，精度较高，可靠性较好。

具体的实施例中，显示装置100包括设置于指纹识别区域7的指纹传感器，该指纹传感器与凸起结构相对，从而入射至指纹传感器的光线的入射角较小，入射至指纹传感器的光线强度较高，从而指纹传感器可以较为准确的获得用户的指纹信息，并反馈给显示装置，以提高显示装置的指纹识别灵敏度和可靠性。

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 (12)

1.一种背光模组，其特征在于，包括导光板和设置于所述导光板出光面的光学膜片，其中：

所述导光板背离所述出光面的表面为背光面，所述导光板包括导光板本体和位于所述导光板本体的至少一组凸起结构，每组凸起结构包括位于所述出光面的第一凸起和位于所述背光面的第二凸起，所述第一凸起在平行于导光板本体的出光面的平面的投影与所述第二凸起在平行于导光板本体的出光面的平面的投影至少部分交叠；

所述第一凸起的侧壁与所述导光板本体的出光面呈第一设定角度α₁，α₁＞90°，所述第二凸起的侧壁与所述导光板本体的背光面呈第二设定角度α₂，α₂＞90°，所述凸起结构的侧壁具有朝向所述凸起结构内部的反射层；

所述背光模组包括指纹识别区域，所述指纹识别区域设置有所述凸起结构。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一凸起的出光面的出光角度α₀满足：20°≤α₀≤40°。

3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一凸起的侧壁与所述导光板本体的出光面之间具有过渡表面，所述过渡表面沿远离所述第一凸起的方向的透光率逐渐降低。

4.如权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述过渡表面具有多个凹槽或者具有多个凸起。

5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，沿远离所述第一凸起的方向，任意相邻两个凹槽或凸起之间的距离逐渐减小。

6.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，沿远离所述第一凸起的方向，凹槽或者凸起的表面积逐渐减小。

7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光学膜片具有与所述第一凸起适配的避让孔。

8.如权利要求7所述的背光模组，其特征在于，还包括填充块，所述填充块设置于所述避让孔内。

9.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述填充块的出光面与所述光学膜片的出光面位于同一表面。

10.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述光学膜片包括沿远离所述导光板方向设置的第一扩散片、第一增光片和第二增光片，所述填充块包括粘合的第二扩散片和复合增光片，所述第二扩散片的透光率高于所述第一扩散片的透光率。

11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～10任一项所述的背光模组。

12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，还包括指纹传感器，所述指纹传感器设置于所述指纹识别区域。