CN113126197A - 一种显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置，包括背光模组，用于提供背光；显示面板，位于背光模组的出光侧，用于图像显示；背光模组包括：导光板，用于传导光线，导光板的入光侧边缘具有阶梯部，阶梯部包括：垂直于导光板的出光面的入光面，以及平行于导光板的出光面的阶梯面；光源，承载于阶梯面上，光源的出光面面向导光板的入光面。在导光板的边缘设置阶梯部，从而将光源直接设置在阶梯面上，由此可以保证光源与导光板的入光面之间的间隙值固定，无需设置挡块等部件就可以杜绝导光板挤压光源的问题发生，同时可以避免光源与入光面距离不一致引起的入光面亮度波动的问题，提升背光亮度的一致性。

Description

一种显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。
背景技术
液晶显示屏作为目前主流的显示屏，具有耗电量低、体积小、辐射低等优势。而液晶显示面板为非自发光面板，需要配合背光模组使用。
背光模组分为侧入式背光模组以及直下式背光模组，侧入式背光模组相较于直下式背光模组在厚度上具有较大优势。侧入式背光模组是采用导光板进行光线的传播，将线光源转化为均匀的面光源，作为显示面板的背光。
目前侧入式背光模组中，导光板采用铆柱和四角硅胶垫固定，由于结构件及导光板加工存在公差，导光板与灯条上光源之间的间隙设计值与实测值存在差异，且偏差值波动较大。如果间隙偏小，长时间点量或高温环境导光板挤压光源破坏光源，为规避此风险，通过在灯条上固定挡块保证间隙，由于挡块位置光线被阻隔，入光侧表现为明显亮暗不均。
发明内容
本发明提供了一种显示装置，用以保持光源与导光板之间的距离固定，保证导光板入光面亮度的一致性。
本发明提供一种显示装置，包括：
背光模组，用于提供背光；
显示面板，位于所述背光模组的出光侧，用于图像显示；
所述背光模组包括：
导光板，用于传导光线，所述导光板的入光侧边缘具有阶梯部，所述部包括：垂直于所述导光板的出光面的入光面，以及平行于所述导光板的出光面的阶梯面；
光源，承载于所述阶梯面，所述光源的出光面面向所述入光面。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，还包括：
线路层，位于所述阶梯面上；所述光源位于所述线路层上，与所述线路层电连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述导光板为玻璃导光板。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，还包括：
背板，具有支撑和承载作用，所述导光板位于所述背板之上；
反射片，位于所述导光板与所述背板之间。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，还包括：
散热层，位于所述阶梯部背离所述导光板出光面一侧的表面；
所述导光板在所述背板上的正投影覆盖所述反射片及所述散热层在所述背板上的正投影，所述反射片在所述背板的正投影与所述散热层在所述背板上的正投影互不重叠。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述散热层面向所述导光板一侧的表面设置有反射涂层。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述光源的发光中心与所述导光板的出光面之间的垂直距离等于所述光源的发光中心与所述导光板的出光面相对的底面之间的垂直距离；
所述光源背离所述阶梯面一侧的表面的高度不超过所述导光板的出光面的高度。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述光源为发光二极管；
所述导光板的厚度为1mm-4mm；
所述发光二极管的高度为0.5mm-3.5mm；
所述阶梯面的高度为0.5mm-3.5mm；
其中，所述阶梯面的高度为所述阶梯面与所述导光板的底面之间的距离，所述导光板的底面为与所述导光板的出光面相对一侧的表面。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，相邻两个所述发光二极管之间的间距大于0.5mm；
所述发光二极管的出光面与所述导光板的入光面之间的距离满足所述发光二极管的混光距离。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述线路层的边缘不超过所述光源面向所述入光面一侧的边缘，所述线路层延伸至所述导光板中背离所述入光面且与所述阶梯面相邻的侧表面上。
本发明有益效果如下：
本发明提供的显示装置，包括：背光模组，用于提供背光；显示面板，位于背光模组的出光侧，用于图像显示；背光模组包括：导光板，用于传导光线，导光板的入光侧边缘具有阶梯部，阶梯部包括：垂直于导光板的出光面的入光面，以及平行于导光板的出光面的阶梯面；光源，承载于阶梯面上，光源的出光面面向导光板的入光面。在导光板的边缘设置为阶梯部，从而将光源直接设置在阶梯面上，由此可以保证光源与导光板的入光面之间的间隙值固定，无需设置挡块等部件就可以杜绝导光板挤压光源的问题发生，同时可以避免光源与入光面距离不一致引起的入光面亮度波动的问题，提升背光亮度的一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍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为现有技术中的背光模组的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之一；
图4为图3所示的背光模组的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之二；
图6为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之三；
图7为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之四；
图8为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之五；
图9为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之六。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
图1为现有技术中的背光模组的俯视结构示意图，如图1所示，现有技术中，灯条s2位于导光板s1的入光面一侧，由于结构件及导光板加工存在公差，导光板s1与灯条s2上光源之间的间隙波动较大。当导光板s1与灯条s2之间的间隙过小，光源有被挤压坏死的风险，为规避此风险，如图1所示，通过在灯条s2上固定挡块s3保证间隙，由于挡块s3位置光线被阻隔，入光侧表现为明显亮暗不均。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供的一种显示装置，图2为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的显示装置包括：
背光模组100，用于提供背光。
背光模组100可以在整个出光面内均匀的发出光线，用于为显示面板提供亮度充足且分布均匀的光线，以使显示面板可以正常显示影像。
显示面板200，位于背光模组100的出光侧，用于图像显示。
显示面板200具有多个呈阵列排布的像素单元，每个像素单元都可以独立的控制背光模组100入射到该像素单元的光线透过率和色彩，以使全部像素单元透过的光线构成显示的图像。
本发明实施例提供的上述显示装置可为液晶显示屏、液晶显示器、液晶电视等显示设备，也可以为手机、平板电脑、智能相册等移动终端。显示装置中采用背光模组提供背光，由显示面板对背光模组出射的光线进行调制，实现图像显示。
图3为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图，如图3所示，背光模组包括：
导光板11，用于传导光线。
导光板11的应用原理是利用光的全反射性质，当光源出射的光线以设定角度入射到导光板中时，由于导光板具有较高的折射率，使得光线在其表面入射时发生全反射，从而使得光源出射光线可以由导光板的一侧向另一侧传播，将线光源转化为面光源，为显示面板提供背光。
在导光板的底面可以采用激光雕刻、V型十字网格雕刻或UV网版印刷技术形成导光点。当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，其中有一部分光线入射到导光板上表面时已经不再满足全反射条件，因此可以在导光板的正面射出。通过设置疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀出光。
图3所示，本发明实施例中，在导光板11的入光侧边缘设置阶梯部111，阶梯部111包括：垂直于导光板的出光面b的入光面a，以及平行于导光板的出光面b的阶梯面c。
导光板11的侧面为入光侧，上表面一侧为出光侧，与上表面相对的下表面一侧的为底侧。在实际应用中，会将导光板11设置在背板、中框等结构之中，导光板的出光面面向显示面板，光源设置在导光板的入光侧，光源的光线入射到导光板中，在导光板中全反射传导，并通过取光结构将导光板中的光线由出光面侧取出，以使光线向显示面板出侧。
在本发明实施例中，如图3所示，在导光板11的入光侧的边缘设置阶梯部111，该阶梯部111位于显示装置的边框区域内，且宽度小于边框区域的宽度。其中第一级阶梯作为承载结构，第二级阶梯的侧面作为入光面，这样可以将光源设置在第一级阶梯的阶梯面上。
图4为图3所示的背光模组的俯视结构示意图，如图3和图4所示，本发明实施例提供的上述显示装置，还包括：
光源13，将光源13设置在导光板在边缘设置的阶梯部111的阶梯面c上，且光源13的出光面面向导光板的入光面a设置。
将光源13设置在阶梯部111的阶梯面c上，可以保证光源13与导光板的入光面c之间的间隙值固定，无需设置挡块等部件就可以杜绝导光板挤压光源的问题发生，同时可以避免光源13与入光面距离不一致引起的入光面亮度波动的问题，提升背光亮度的一致性。
将光源13设置在导光板在边缘设置的阶梯部111的阶梯面c上可以是光源13直接设置在阶梯面上，也可为间接设置于阶梯面上。
如图3和图4所示，本发明实施例提供的背光模组还包括：
线路层12，位于阶梯面上。
线路层12为光源13的驱动线路，线路层12直接形成在阶梯部111的阶梯面c上，线路层12与导光板13集成于一体，不需要单独为光源设置电路板，可以保证导光板的入光面a与线路层12之间的位置保持不变，从而避免两者之间的间隙不一致的问题。
线路层12可以采用金属铜等导电材料进行制作，在具体实施时可以采用化学气相沉积或喷墨打印等工艺将线路层12的线路图形形成在导光板的阶梯面c上。考虑到线路层本身的负载及对电路带来的压降等因素，当需要增加线路层12中线路的厚度时，可以再采用电镀等工艺来增加线路的厚度。
光源13，位于线路层12上，与线路层12电连接。
线路层12在制作时会形成用于电连接光源13的焊盘，光源13可以通过焊接的方式与线路层12电连接。线路层12中用于连接光源13的焊盘固定于导光板的阶梯面c上，由此可以保证光源13与导光板的入光面c之间的间隙值固定，无需设置挡块等部件就可以杜绝导光板挤压光源的问题发生，同时可以避免光源13与入光面距离不一致引起的入光面亮度波动的问题，提升背光亮度的一致性。
在具体实施时，线路层12之上可以连接多个光源13，各光源13沿着导光板的入光面排列成一排。线路层12可以实现多路驱动，每一路上串联一个或多个光源13，不同路上的光源13可以单独驱动，由此可以实现显示装置的多区域调光，优化显示效果。
本发明实施例直接将线路层12形成在导光板的阶梯面c上，考虑到光源13及其驱动线路的散热问题，本发明实施例所采用的导光板可为玻璃导光板，玻璃导光板耐高温且具有较高的导热系数，因此可以直接通过导光板将光源产生的热传递出去，起到散热的作用。
本发明实施例中采用的光源13可为发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)，该发光二极管可为白光LED，白光LED出射白色光，导光板将多个白光LED构成的线光源转化为面光源，为显示面板提供背光。或者，发光二极管也可以采用蓝光LED，此时可以配合量子点膜层，由量子点膜层受激发射红色光和绿色光，激发出的红色光和绿色光与透射的蓝色光混合成白光，为显示面板提供背光。
图5为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之二，如图5所示，本发明实施例提供的背光模组还包括：
背板14，具有支撑和承载作用，导光板11位于背板14之上。
背板14可以采用金属铁等金属材料进行制作，在背板14的四周还设置有中框或胶框，中框和背板14形成容置空间，导光板11设置于该容置空间内，在具体实施时可以采用卡扣、螺钉、双面胶材等方式将导光板11固定在背板14之上，在此不做限定。
反射片15，位于导光板11与背板14之间。
光源13入射到导光板11中的大部分光线在导光板11中全反射，但仍然存在一部分光线不满足全反射条件向导光板外侧出射，在导光板11的底部设置反射片15，可以将从导光板11底部出射的光线向导光板11的出光侧反射，从而提高光源的利用效率。
导光板的阶梯面c上设置的光源13的数量取决于背光模组的出光亮度、单个光源的出光强度以及光源13与导光板的入光面a之间的间隙值。当背光模组需要的亮度不高时，可以减少光源13的使用数量，光源13的数量较少，需要电流较低，在背光功率较低的情况下，不需要额外设置散热部件，玻璃导光板即可满足光源的散热要求。此时，如图5所示，反射片15在背板14上的正投影覆盖导光板11在背板14上的正投影。反射片15可以设置在导光板11底侧，覆盖导光板底侧的全部区域，用于将由导光板底侧出射的光线向出光侧反射，以提高光源的利用效率。
如果需要背光模组具有较高的出射亮度时，则需要增加光源13的使用数量，线路层12的驱动电流相应增大，此时导光板11本身可能无法满足光源13的散热要求。那么可以增设散热层来加快对光源的散热。
图6为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之三，如图6所示，背光模组还包括：
散热层16，位于阶梯部111背离导光板的出光面b一侧的表面。
在导光板11的阶梯部111所在位置的底面增设散热层16，以使散热层16可以贴紧导光板11的底面，这样由光源13及其驱动线路所产生的热量可以通过导光板11以及散热层16传导出去，快速降低光源13的温度，满足光源的散热要求。
在具体实施时，散热层16可以采用石墨片或硅胶等导热性较好的材料进行制作，散热层16可以与反射片15同层设置，两者之间相互衔接。如图6所示，导光板11在背板14上的正投影覆盖反射片15及散热层16在背板14上的正投影，反射片15在背板14的正投影与散热层16在背板14上的正投影互不重叠。
由于散热层16的设置，导光板底侧的反射片15无法覆盖导光板11的整个区域，这将影响阶梯部111位置的光线的反射，考虑到上述问题，如图7所示，图7为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之四，本发明实施例在散热层16面向导光板11一侧的表面设置一层反射涂层17。反射涂层17与反射片15一样都可以将由导光板底面出射的光线向导光板的出光侧反射的作用，由此提高光源的利用效率。
反射涂层17可以采用白油、白色硅胶等反射率较高的材料进行制作。在制作过程中可以先在散热层16的表面喷涂一层反射涂层17，再将具有反射涂层的散热层16贴附在导光板阶梯部111的底面，且反射涂层17靠近导光板的底面，这样即使光线向到散热层16入射，也可以由反射涂层17将光线反射回出光侧。
本发明实施例提供的上述导光板及导光板阶梯面c上设置的光源13的尺寸需要综合多方因素进行设计。
光源13出射的光线一般呈现对称趋势出射，因此可以将光源13的发光中心与导光板11的中线齐平，如图7所示，光源13的发光中心与导光板的出光面b之间的垂直距离等于光源13的发光中心与导光板的出光面相对的底面之间的垂直距离。这样可以使光源13出射的光线均入射到导光板11中，且入射到导光板上下两个传导表面的光线相当。
除此之外，光源13背离阶梯面c一侧的表面的高度不超过导光板的出光面b的高度。其中，光源13的高度可以根据导光板11的厚度而进行选择，这样可以避免为了迁就光源13的高度而对背光模组中的其它部件进行冗余设计。
在具体实施时，光源13可以采用发光二极管。如图7所示，背光模组中的使用的LED的高度h2一般为0.5mm-3.5mm，导光板的总厚度h1可为1mm-4mm；如果将LED的发光中心与导光板的中线相持平，则导光板的阶梯部111中阶梯面c的高度h3可为0.5mm-3.5mm。阶梯面c的高度是指第一级阶梯的高度，即阶梯面c与导光板的底面之间的距离，导光板的底面为与导光板的出光面b相对一侧的表面。
阶梯面c的宽度需要小于显示装置的边框区域的宽度，鉴于目前显示装置的窄边框区域，阶梯面c的宽度至少应该小于10mm。阶梯面c的宽度还应由线路层12线路的复杂程度、走线安全距离以及LED厚度共同决定。通常情况下，阶梯面c的宽度可以为LED厚度、走线宽度及走线安全距离的总和。本发明实施例中的光源13可以被分为多路，用于配合多区域调光方案。如果不同路光源的驱动电流不同，则会在不同的走线之间产生压差，当压差越大时，则需要走线之间具有更大的安全距离。
为了充分利用阶梯部111的空间并尽量减小阶梯面c的宽度，如图8所示，图8为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图五，本发明实施例还可以将线路层12的线路延伸至导光板中背离入光面a且与阶梯面c相邻的侧表面上。这样即使线路层12设计复杂需要较大的空间，也可以将线路层向与阶梯面c相邻的侧表面上延伸，而不增加阶梯面c的宽度，有利于节省空间，符合窄边框的设计需求。
线路层12上的LED之间的间距可以根据LED发光角度、出光面尺寸、光强分布及LED与导光板入光面a之间的距离共同决定。考虑到LED的贴片公差限制，相邻两个LED之间的间距需要大于0.5mm；且LED的出光面与导光板的入光面a之间的距离需要满足LED的混光距离。在满足LED充分混光的前提下，可以尽量缩小LED出光面与导光板的入光面a之间的间距。
线路层12可以充分利用导光板的侧表面，因此在本发明实施例中线路层12的边缘不超过光源13面向入光面a一侧的边缘，这样可以避免光源13向导光板的底侧出射的光线被线路层12阻挡而无法入射到导光板11内的问题。
本发明实施例中所使用的LED可以将封装发光芯片的封装胶进行特殊设计，使其具有光学透镜的功能，从而省略LED外侧的二次光学透镜，这样可以进一步缩小LED的尺寸，同时对LED出射光线的角度进行调整。
图9为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之六，如图9所示，本发明实施例提供的背光模组还包括：
光学膜片18，位于导光板11的出光面一侧。
在具体实施时，光学膜片18可以包括扩散板、量子点膜层、棱镜片、扩散板、反射式偏光片等。
扩散板中通常设置有散射粒子材料，光线入射到扩散板之后，散射材料使光线不断发生折射与反射，从而达到将光线打散的效果，进而实现匀光的作用。扩散板所用材质一般选自聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC、聚苯乙烯系材料PS、聚丙烯PP中的至少一种，在此不做限定。
量子点膜层可以位于扩散板背离导光板的一侧。配合量子点膜层的光源可以采用出射蓝色光波的LED等发光器件。量子点膜层中可以包括红色量子点材料和绿色量子点材料，红色量子点材料在吸收光源出射的蓝色光波后可以激发出红色光波，绿色量子点材料在吸收光源出射的蓝色光波后可以激发出绿色光波。由此红色光、绿色光以及未被激发的蓝色光可以混合成白光，作为显示面板的背光。
棱镜片可以位于扩散板背离导光板的一侧。棱镜片可以改变光线的出射角度，对光线的出射角度进行收敛，以使得背光模组出射的背光相对准直。
反射式偏光片可以提高光线的利用率，同时使出射光线具有偏振的性质，省略液晶显示面板下偏光片的使用。
本发明实施例提供一种显示装置，包括：背光模组，用于提供背光；显示面板，位于背光模组的出光侧，用于图像显示；背光模组包括：导光板，用于传导光线，导光板的入光侧边缘具有阶梯部，阶梯部包括：垂直于导光板的出光面的入光面，以及平行于导光板的出光面的阶梯面；光源，承载于阶梯面上，光源的出光面面向导光板的入光面。在导光板的边缘设置阶梯部，从而将光源直接设置在阶梯面上，由此可以保证光源与导光板的入光面之间的间隙值固定，无需设置挡块等部件就可以杜绝导光板挤压光源的问题发生，同时可以避免光源与入光面距离不一致引起的入光面亮度波动的问题，提升背光亮度的一致性。
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 (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模组，用于提供背光；
显示面板，位于所述背光模组的出光侧，用于图像显示；
所述背光模组包括：
导光板，用于传导光线，所述导光板的入光侧边缘具有阶梯部，所述阶梯部包括：垂直于所述导光板的出光面的入光面，以及平行于所述导光板的出光面的阶梯面；
光源，承载于所述阶梯面上，所述光源的出光面面向所述入光面。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：
线路层，位于所述阶梯面上；所述光源位于所述线路层上，与所述线路层电连接。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述导光板为玻璃导光板。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：
背板，具有支撑和承载作用，所述导光板位于所述背板之上；
反射片，位于所述导光板与所述背板之间。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，还包括：
散热层，位于所述阶梯部背离所述导光板出光面一侧的表面；
所述导光板在所述背板上的正投影覆盖所述反射片及所述散热层在所述背板上的正投影，所述反射片在所述背板的正投影与所述散热层在所述背板上的正投影互不重叠。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述散热层面向所述导光板一侧的表面设置有反射涂层。
7.如权利要求1-6任一项所述的显示装置，其特征在于，所述光源的发光中心与所述导光板的出光面之间的垂直距离等于所述光源的发光中心与所述导光板的出光面相对的底面之间的垂直距离；
所述光源背离所述阶梯面一侧的表面的高度不超过所述导光板的出光面的高度。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述光源为发光二极管；
所述导光板的厚度为1mm-4mm；
所述发光二极管的高度为0.5mm-3.5mm；
所述阶梯面的高度为0.5mm-3.5mm；
其中，所述阶梯面的高度为所述阶梯面与所述导光板的底面之间的距离，所述导光板的底面为与所述导光板的出光面相对一侧的表面。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，相邻两个所述发光二极管之间的间距大于0.5mm；
所述发光二极管的出光面与所述导光板的入光面之间的距离满足所述发光二极管的混光距离。
10.如权利要求1-6任一项所述的显示装置，其特征在于，所述线路层的边缘不超过所述光源面向所述入光面一侧的边缘，所述线路层延伸至所述导光板中背离所述入光面且与所述阶梯面相邻的侧表面上。
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