CN110596956A - 背光装置及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光装置及显示设备。背光装置包括多个LED光源、基板、凹面透镜结构、光学膜片和反射杯结构。凹面透镜结构，用于对LED光源的出光进行配光。光学膜片，其设置在凹面透镜结构的上方。基板，在该基板上安装有多个LED光源。反射杯结构，其将凹面透镜结构的一部分的配光向背光装置的显示面的一侧反射。凹面透镜结构的一凹面设置于LED光源的出光侧；反射杯结构底部设置有开口，LED光源和凹面透镜结构设置在开口内。本发明提供一种改善面光源均匀出光的背光装置，并且提高了光的利用效率。

Description

背光装置及显示设备
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及一种背光装置及显示设备。
背景技术
液晶显示装置具有的液晶面板自身不发光。因此，液晶显示装置在液晶面板的背面侧设置有作为面光源装置的背光装置作为对液晶面板进行照明的光源。
作为这样的背光装置的结构，公知排列了多个发光二极管(Light EmittingDiode：以下称作“LED元件”)的直下型的背光装置。
近年来，开发高效率、高输出且小型的LED元件。因此，即使减少背光装置中使用的LED元件或者LED BAR的数量，在理论上上也能得到与迄今为止同样的亮度。另外，LED BAR是排列多个LED元件而形成为1个电子部件。
例如专利文献1、2中，公开了以下技术：为了构成廉价且能得到均匀亮度的背光装置，通过柱面透镜扩散从LED元件射出的光。
现有技术专利文献1：日本特开2006-286608号公报专利文献2：日本特开2014-38697号公报发明内容发明所要解决的课题，但是专利文献1、2所记载的技术中，光从柱面透镜的介质中向空气中透过时，在其边界面即柱面透镜的内部产生反射光。此外，越扩大来自LED元件的光的发散角，反射光越增加。因此，难以使面状地照射的光的均匀性提高。特别是，难以抑制在照射区域周边的光量下降。
因此，本发明的目的在于提供能够使面状的光的均匀性提高的技术。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种改善面光源均匀出光的背光装置，并且提高了光的利用效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是一种背光装置，其包括多个LED光源、基板、凹面透镜结构、光学膜片和反射杯结构。凹面透镜结构，用于对所述LED光源的出光进行配光。光学膜片，其设置在所述凹面透镜结构的上方。基板，在该基板上安装有多个所述LED光源。反射杯结构，其将所述凹面透镜结构的一部分的配光向所述背光装置的显示面的一侧反射。其中，所述凹面透镜结构的一凹面设置于所述LED光源的出光侧；所述反射杯结构底部设置有开口，所述LED光源和所述凹面透镜结构设置在所述开口内。
本发明的背光装置的整体结构和利用反射杯结构和凹面透镜结构，将从LED光源射出的光入射后再进行出射，并作为一种聚光透镜发挥作用。因此，从各LED光源射出的光，虽然具有较广的角度分量(即，扩散角大)，但通过向各反射杯结构和凹面透镜结构入射从而能缩小扩散角。反射杯结构的设置，进一步增加光线在凹面透镜结构内部的出光率，提高了光的利用效率。光学膜片的设置进一步优化面光源均匀出光。
多个所述LED光源在所述基板上阵列设置，所述凹面透镜结构密封至少一个所述LED光源。多个所述反射杯结构形成阵列排布，所述反射杯结构和所述光学膜片包覆所述凹面透镜结构的除凹面以外的侧面，以增加对LED光源的出光利用率。进一步的，多个所述反射杯结构一体成型为反射板。LED光源中的LED芯片可以为mini-LED芯片或者micro-LED芯片。
在一个优选实施例中，所述反射杯结构连接所述LED光源的四周；或者所述反射杯结构连接所述凹面透镜结构的四周。所述反射条为反射性油墨、反射性薄膜或者具有反射功能的胶框。
光学膜片可以是透明的玻璃盖板或者PC薄膜。在一个优选实施例中，光学膜片包括设置在所述凹面透镜结构上方的扩散膜，扩散膜上的扩散单元与反射杯的结构相对应，进一步增加背光装置的面光源出光均匀性。
在一个优选实施例中，光学膜片还包括设置在所述扩散膜上方的棱镜片，设置在所述棱镜片上的滤光片，实现背光装置对RGB或者RYB图像的显示。
在一个优选实施例中，光学膜片还包括量子点膜。
在一个优选实施例中，所述LED光源内设置有荧光粉或者量子点材料。
根据本发明之实施例，本发明之背光装置用于一种显示设备，其将从所述背光装置射出的面状光源光转换为图像光。
附图说明
本发明及其优点将通过研究以非限制性实施例的方式给出，并通过所附附图所示的特定实施方式的详细描述而更好的理解，其中：
图1是本发明实施例1的背光装置的局部结构视图。
图2是本发明实施例1的背光装置的爆炸视图。
图3是本发明实施例1的背光装置的另一爆炸视图。
图4是本发明实施例1的背光装置的反射板的立体视图。
图5是本发明实施例1的背光装置的反射板的侧视图。
图6是本发明实施例1的背光装置的反射杯与凹面透镜结构的光学作用效果的示意图。
图7是本发明实施例2的背光装置的爆炸视图。
具体实施方式
请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
实施例1
首先，通过图1-6，就本发明的实施例1的背光装置进行说明。本发明的实施例1之背光装置包括基板101、多个LED光源102、凹面透镜结构103、反射杯结构104和光学膜片105。凹面透镜结构103，用于对所述LED光源102的出光进行配光。光学膜片105，其设置在所述凹面透镜结构103的上方。基板101，在该基板101上安装有多个所述LED光源102。如图4和图5所示，多个所述反射杯结构104一体成型为反射板204。反射杯结构104，其底部设置有开口1041，所述LED光源102和所述凹面透镜结构103设置在所述开口1041内，因而反射杯结构104将所述凹面透镜结构103的一部分的配光向所述背光装置的显示面的一侧反射。所述凹面透镜结构103的一凹面设置于所述LED光源102的出光侧。
本发明的背光装置的整体结构和利用反射杯结构104和凹面透镜结构103，将从LED光源102射出的光入射后再进行出射，并作为一种聚光结构发挥作用。因此，从各LED光源102射出的光，虽然具有较广的角度分量(即，扩散角大)，但通过向各反射杯结构104和凹面透镜结构103入射从而能缩小扩散角(如图6所示)。反射杯结构104和凹面透镜结构103的设置使得各个反射杯结构104的出光更加均匀，减少所述LED光源102之间的光线串扰，抑制在照射区域周边的光量下降和光晕现象。同时，反射杯结构104的设置，进一步增加光线在凹面透镜结构103内部的出光率，提高了光的利用效率。光学膜片105的设置进一步优化面光源均匀出光。
多个所述LED光源102在所述基板101上阵列设置，所述凹面透镜结构103密封一个所述LED光源102。多个所述反射杯结构104形成阵列排布，所述反射杯结构104和所述光学膜片105包覆所述凹面透镜结构103的除凹面以外的侧面，以增加对LED光源102的出光利用率。LED光源102中的LED发光二极管为mini-LED芯片。
如图5所示，所述反射杯结构104为上下开口的球体，其弧度和反射面角度可调控出光的方向和聚集度。所述反射杯结构104连接所述凹面透镜结构103的四周，以增加对LED光源102的出光利用率。
光学膜片105包括设置在所述反射杯结构104上方的扩散膜，所述扩散膜内具有光扩散粒子或者扩散单元，实现背光装置之面光源均匀出光。所述LED光源102内设置有荧光粉或者量子点材料，进一步优化背光装置的显示质量，扩展显示色域。
实施例2
请参照图7，是本发明的实施例2的背光装置的爆炸视图。以下仅就实施例2与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
所述扩散膜设置有凸面透镜结构，所述凸面透镜结构与所述反射杯结构104相对应。扩散膜上的凸面透镜结构作为光扩散单元将LED光源102和反射杯结构104的光均匀散射，实现背光装置之面光源均匀出光。
虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种背光装置，其特征在于，包括：
多个LED光源；
凹面透镜结构，用于对所述LED光源的出光进行配光；
光学膜片，其设置在所述凹面透镜结构的上方；
基板，在该基板上安装有多个所述LED光源；
反射杯结构，其将所述凹面透镜结构的一部分的配光向所述背光装置的显示面的一侧反射；
其中，所述凹面透镜结构的一凹面设置于所述LED光源的出光侧；所述反射杯结构底部设置有开口，所述LED光源和所述凹面透镜结构设置在所述开口内。
2.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于：多个所述LED光源在所述基板上阵列设置，所述凹面透镜结构密封至少一个所述LED光源。
3.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于：多个所述反射杯结构形成阵列排布，所述反射杯结构和所述光学膜片包覆所述凹面透镜结构的除凹面以外的侧面，以增加对LED光源的出光利用率。
4.根据权利要求3所述的背光装置，其特征在于：所述反射杯结构为上下开口的球体或者多面体；多个所述反射杯结构一体成型为反射板。
5.根据权利要求1-4任一所述的背光装置，其特征在于：所述反射杯结构连接所述LED光源的四周；或者所述反射杯结构连接所述凹面透镜结构的四周。
6.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于：光学膜片包括设置在所述凹面透镜结构上方的扩散膜，扩散膜上的扩散单元与反射杯的结构相对应。
7.根据权利要求6所述的背光装置，其特征在于：光学膜片还包括设置在所述扩散膜上方的棱镜片，设置在所述棱镜片上的滤光片。
8.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于：光学膜片还包括量子点膜。
9.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于：所述LED光源内设置有荧光粉或者量子点材料。
10.一种显示设备，其包括权利要求1-9中任一所述的背光装置。
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