CN114355618A - 光源准直结构、背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光源准直结构、背光模组及显示装置，光源准直结构将面光源安装在反射杯内，面光源发出的大角度光线被反射杯的内壁面反射后，可减少大部分光线与反射杯轴向的夹角，从而提高从出光口射出的光线的准直度；光线射出反射杯的出光口后，准直度较高的光线会直接穿过通光孔形成最终出光，部分发散角度较大的光线则无法穿过与反射杯同轴的通光孔，并且会被黑栅格吸收；由此，可提高最终从通光孔射出的光线的整体准直度；并且，部分光线被在反射杯的作用下，出光方向朝光源的出光中心线靠拢，因此，可提高出光中心线外围区域的光照度，从而使最终出光的光照度更加均匀。

Description

光源准直结构、背光模组及显示装置

技术领域

本申请属于显示技术领域，尤其涉及一种光源准直结构、背光模组及显示装置。

背景技术

近年来，随着裸眼3D显示技术的发展，对背光源的准直度及光效有了更高的需求。相关技术中，背光模组在朝向显示面板侧出光时，出光角度过于分散，影响显示面板的显示效果。

发明内容

本申请实施例提供一种光源准直结构、背光模组及显示装置，以解决现有的背光源出光角度分散导致显示装置显示效果不佳的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种光源准直结构，所述光源准直结构包括：

反光杯，用以供面光源安装；

黑栅格，安装于所述反光杯的出光侧，所述黑栅格设有通光孔，所述通光孔与所述反光杯的出光口相对。

可选的，所述光源准直结构还包括第一透镜，所述第一透镜安装于所述反光杯的出光口与所述通光孔之间；所述第一透镜具有第一入射平面和第一出光凸弧面，所述第一出光凸弧面远离所述第一入射平面的一端切削形成第一出光平面，所述第一出光平面与所述第一入射平面相对。

可选的，所述光源准直结构还包括聚光透镜，所述聚光透镜安装于所述黑栅格远离所述反光杯的一侧，且所述聚光透镜的入射面与所述通光孔相对。

可选的，所述聚光透镜设置为平凸透镜。

可选的，所述聚光透镜具有第二入射平面和第二出光凸弧面，所述第二出光凸弧面远离所述第二入射平面的一端切削形成第二出光平面，所述第二出光平面与所述第二入射平面相对。

可选的，所述光源准直结构还包括第三透镜，所述第三透镜安装于所述反光杯的出光口与所述通光孔之间；所述第三透镜具有第三入射平面和第三出光凸弧面，所述第三出光凸弧面远离所述第三入射平面的一端切削形成第三出光平面，所述第三出光平面与所述第三入射平面相对。

可选的，所述反光杯的数量为多个，多个所述反光杯呈矩阵排布；所述黑格栅设有多个所述通光孔，多个所述通光孔分别与多个所述反光杯相对；所述光源准直结构还包括透光基板，所述第一透镜的数量和排布方式与所述反光杯对应，多个所述第一透镜排布于所述透光基板。

第二方面，本申请实施例还提供一种背光模组，所述背光模组包括面光源以及如上所述的光源准直结构，所述面光源安装于所述光源准直结构的反光杯内。

可选的，所述面光源所在的安装面经过所述反光杯的二次曲面焦点，并与所述反光杯的二次曲面相切。

第三方面，本申请实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的背光模组。

本申请实施例提供的光源准直结构，将面光源安装在反射杯内，面光源发出的大角度光线被反射杯的内壁面反射后，可减少大部分光线与反射杯轴向的夹角，从而提高从出光口射出的光线的准直度；光线射出反射杯的出光口后，准直度较高的光线会直接穿过通光孔形成最终出光，部分发散角度较大的光线则无法穿过与反射杯同轴的通光孔，并且会被黑栅格吸收；由此，可提高最终从通光孔射出的光线的整体准直度；并且，部分光线被在反射杯的作用下，出光方向朝光源的出光中心线靠拢，因此，可提高出光中心线外围区域的光照度，从而使最终出光的光照度更加均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请一实施例提供的光源准直结构的结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的光源准直结构的剖面示意图。

图3为图1中光源准直结构具有多个反光杯时的结构示意图。

图4为图3中光源准直结构的剖面示意图。

图5为本申请另一实施例提供的光源准直结构的结构示意图。

图6为本申请另一实施例提供的光源准直结构的剖面示意图。

图7为图5中光源准直结构具有多个反光杯时的剖面示意图。

图8为本申请又一实施例提供的光源准直结构的结构示意图。

图9为本申请又一实施例提供的光源准直结构的剖面示意图。

图10为图8中光源准直结构具有多个反光杯时的剖面示意图。

图11为本申请实施例提供的背光模组的出光强度与光线发散角度的关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种光源准直结构、背光模组和显示装置，以解决现有的背光模组出光角度分散导致显示装置显示效果不佳的问题。以下将结合附图对其进行说明。

本申请实施例提供的光源准直结构可应用于制备显示面板，示例性的，请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的光源准直结构的结构示意图。

所述光源准直结构包括：反光杯10，用以供面光源20安装；黑栅格30，安装于所述反光杯10的出光侧，所述黑栅格30设有通光孔31，所述通光孔31与所述反光杯10的出光口相对。

在本实施例中，反光杯10具有出光口，面光源20安装于反光杯10内，且面光源20的出光面朝向出光口。反光杯10的内壁面设置为弧面，用以将面光源20发出的部分光线反射。面光源20发出的光线呈以反光杯10的轴心为中心的散射状；部分光线与反光杯10的轴向平行，并沿出光口的开口方向射出；其他光线与反光杯10的轴心之间的夹角较大，会先投射至反光杯10的内壁，经反光杯10的内壁反射后会形成从新的方向射出出光口，此时这部分光线与反光杯10的轴心之间的夹角会减小，并且会朝出光中心靠拢。由此，可通过反光杯10实现对发散光线的准直。

黑栅格30整体呈黑色块状设置，通光孔31贯通黑栅格30的相背两侧壁。黑栅格30可与反射杯形成间隔，也可与反射杯相接，在此不做限制，只需满足黑栅格30位于反射杯的出光口一侧即可。面光源20的光线从反射杯射出后，由于通光孔31与出光口相对，因此与通光孔31的轴向形成夹角较小的光线会直接穿过通光孔31后射出，即发散角较小的光线可通过通光孔31射出；而发散角较大的光线会照射至通光孔31的孔壁或黑栅格30的其它部位，从而会被黑栅格30吸收遮挡。由此，最后从通光孔31射出的光线都是发散角较小的光线，即准直度较高的光线，从而可实现对光源光线的准直效果。

本申请实施例提供的光源准直结构，将面光源20安装在反射杯内，面光源20发出的大角度光线被反射杯的内壁面反射后，可减少大部分光线与反射杯轴向的夹角，从而提高从出光口射出的光线的准直度；光线射出反射杯的出光口后，准直度较高的光线会直接穿过通光孔31形成最终出光，部分发散角度较大的光线则无法穿过与反射杯同轴的通光孔31，并且会被黑栅格30吸收；由此，可提高最终从通光孔31射出的光线的整体准直度；并且，部分光线被在反射杯的作用下，出光方向朝光源的出光中心线靠拢，因此，可提高出光中心线外围区域的光照度，从而使最终出光的光照度更加均匀。

示例性的，请参阅图1和图2，图2为本申请一实施例提供的光源准直结构的剖面示意图。所述光源准直结构还包括第一透镜40，所述第一透镜40安装于所述反光杯10的出光口与所述通光孔31之间；所述第一透镜40具有第一入射平面和第一出光凸弧面，所述第一出光凸弧面远离所述第一入射平面的一端切削形成第一出光平面41，所述第一出光平面41与所述第一入射平面相对。

第一透镜40可通过将平凸透镜的凸弧端切削掉一部分形成；当然也可由相应的模具一体注塑成型。第一透镜40的出光面包括第一出光平面41和环设于第一出光平面41的第一出光弧面。从反射杯射出的光线会从第一透镜40的第一入射平面射入，再从第一出光平面41和第二出光弧面射出，而后再射入通光孔31。第一出光平面41能供准直度较高的光线直接通过，也就是说，光线通过第一出光平面41时，不会朝出光中心线聚拢。而第一出光弧面能将光圈周缘处具有一定发散角度的光线准直，以使光圈周缘处的光线能朝出光中心线靠拢，从而使更多的光线能通过通光孔31。由此，既可提高出光光线的准直度，又可减少光线的损失，以保证出光效率。可以理解，第一透镜40、反光杯10和通光孔31同轴设置。

示例性的，请参阅图3和图4，为图1中光源准直结构具有多个反光杯10时的结构示意图。图4为图3中光源准直结构的剖面示意图。所述反光杯10的数量为多个，多个所述反光杯10呈矩阵排布；所述黑格栅设有多个所述通光孔31，多个所述通光孔31分别与多个所述反光杯10相对；所述光源准直结构还包括透光基板70，所述第一透镜40的数量和排布方式与所述反光杯10对应，多个所述第一透镜40排布于所述透光基板70。

将面光源20作为显示装置的背光源时，会将多个面光源20呈矩阵分布于显示装置的背板上，以对显示面板提供全面光照。而将反光杯10、通光孔31和第一透镜40的数量设置为多个，是为了满足对多个面光源20的光线准直需求。透光基板70用以供多个第一透镜40安装，多个第一透镜40的第一入射平面可贴附于透光基板70上，从而可简化多个第一透镜40的安装形式。

示例性的，在一并列实施例中，请参阅图5、图6和图7。图5为本申请另一实施例提供的光源准直结构的结构示意图。图6为本申请另一实施例提供的光源准直结构的剖面示意图。图7为图5中光源准直结构具有多个反光杯10时的剖面示意图。

所述光源准直结构还包括聚光透镜50，所述聚光透镜50安装于所述黑栅格30远离所述反光杯10的一侧，且所述聚光透镜50的入射面与所述通光孔31相对。聚光透镜50设置为凸透镜，可为平凸透镜，也可为其它形式的凸透镜，如菲涅尔透镜，在此不做限制。举例而言，聚光透镜50可设置为平凸透镜，以将从通光孔31射出的光线再次朝出光中心线聚拢，从而可对其中发散角度较大的光线起到准直作用。当然，聚光透镜50也可为菲涅尔透镜，光线通过菲涅尔透镜汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。聚光透镜50还可为与上述实施例中第一透镜40结构相同的透镜。

示例性的，如图5和图6所示，所述聚光透镜50具有第二入射平面和第二出光凸弧面，所述第二出光凸弧面远离所述第二入射平面的一端切削形成第二出光平面51，所述第二出光平面51与所述第二入射平面相对。

聚光透镜50可通过将平凸透镜的凸弧端切削掉一部分形成；当然也可由相应的模具一体注塑成型。聚光透镜50的出光面包括第二出光平面51和环设于第二出光平面51的第二出光弧面。从反射杯射出的光线会先射入通光孔31，与通光孔31的轴向形成夹角较小的光线会直接穿过通光孔31后射出，即发散角较小的光线可通过通光孔31射出；而发散角较大的光线会照射至通光孔31的孔壁或黑栅格30的其它部位，从而会被黑栅格30吸收遮挡。由此，最后从通光孔31射出的光线都是发散角较小的光线，即准直度较高的光线。准直度较高的光线从通光孔31射出后，会从聚光透镜50的第二入射平面射入，再从第二出光平面51和第二出光弧面射出。第二出光平面51能供准直度较高的光线直接通过，也就是说，光线通过第二出光平面51时，不会朝出光中心线聚拢。而第二出光弧面能将光圈周缘处具有一定发散角度的光线准直，以使光圈周缘处的光线能朝出光中心线靠拢；由此，在通过黑栅格30吸收发散角度较大的光线后，再通过聚光透镜50实现对发现角度较小的光线的最终准直，以提高最终出光的准直度。

示例性的，请参阅图8、图9和图10，图8为本申请又一实施例提供的光源准直结构的结构示意图。图9为本申请又一实施例提供的光源准直结构的剖面示意图。图10为图8中光源准直结构具有多个反光杯10时的剖面示意图。

所述光源准直结构还包括第三透镜60，所述第三透镜60安装于所述反光杯10的出光口与所述通光孔31之间；所述第三透镜60具有第三入射平面和第三出光凸弧面，所述第三出光凸弧面远离所述第三入射平面的一端切削形成第三出光平面61，所述第三出光平面61与所述第三入射平面相对。

第三透镜60可通过将平凸透镜的凸弧端切削掉一部分形成；当然也可由相应的模具一体注塑成型。第三透镜60的出光面包括第三出光平面61和环设于第三出光平面61的第三出光弧面。从反射杯射出的光线会从第三透镜60的第三入射平面射入，再从第三出光平面61和第三出光弧面射出，而后再射入通光孔31。第三出光平面61能供准直度较高的光线直接通过，也就是说，光线通过第三出光平面61时，不会朝出光中心线聚拢。而第三出光弧面能将光圈周缘处具有一定发散角度的光线准直，以使光圈周缘处的光线能朝出光中心线靠拢，从而使更多的光线能通过通光孔31。由此，既可提高出光光线的准直度，又可减少光线的损失，以保证出光效率。

光线在反射杯内反射后从出光口射出，此时光线已被初步提高了准直度。从出光口射出后，先经过第三透镜60，以将光圈周缘处具有一定发散角度的光线准直，从而可使更多的光线能通过黑栅格30的通光孔31。光线从黑栅格30的通光孔31射出后，会被聚光透镜50再次聚光准直，从而可进一步提高最终出光光线的准直度；并可减少光线损失，以提高出光光效。

参考上述第一透镜40的数量为多个的实施例可知，本实施例中，反光杯10、聚光透镜50和第三透镜60的数量也可相应地设置为多个。

本申请实施例还提供了一种背光模组，该背光模组包括面光源20以及上述实施例中的光源准直结构，所述面光源20安装于所述光源准直结构的反光杯10内。请参阅图11，图11为本申请实施例提供的背光模组的出光强度与光线发散角度的关系示意图。由图11可知，面光源20的光线穿过本申请实施例的光源准直结构后，光线的发散角度大于4度或小于-4度时其光照强度为零，也就是说，最终出光光线的发散角度为±4度，由此，有效提高了面光源20的准直度。

示例性的，所述面光源20所在的安装面经过所述反光杯10的二次曲面焦点，并与所述反光杯10的二次曲面相切。反光杯10的二次曲面焦点即远离出光口一端的曲面焦点，面光源20所在的安装面经过该二次曲面焦点，并与反光杯10远离出光口一端的二次曲面相切，可提高光线在反光杯10内的反射效果，以提高对光线的准直效果。

本申请实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述实施例中的背光模组。该背光模组的具体结构参照上述实施例，由于本显示装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。以上对本申请实施例所提供的光源准直结构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种光源准直结构，用以将面光源的光线准直，其特征在于，所述光源准直结构包括：

反光杯，用以供面光源安装；

黑栅格，安装于所述反光杯的出光侧，所述黑栅格设有通光孔，所述通光孔与所述反光杯的出光口相对。

2.根据权利要求1所述的光源准直结构，其特征在于，所述光源准直结构还包括第一透镜，所述第一透镜安装于所述反光杯的出光口与所述通光孔之间；所述第一透镜具有第一入射平面和第一出光凸弧面，所述第一出光凸弧面远离所述第一入射平面的一端切削形成第一出光平面，所述第一出光平面与所述第一入射平面相对。

3.根据权利要求1所述的光源准直结构，其特征在于，所述光源准直结构还包括聚光透镜，所述聚光透镜安装于所述黑栅格远离所述反光杯的一侧，且所述聚光透镜的入射面与所述通光孔相对。

4.根据权利要求3所述的光源准直结构，其特征在于，所述聚光透镜设置为平凸透镜。

5.根据权利要求3所述的光源准直结构，其特征在于，所述聚光透镜具有第二入射平面和第二出光凸弧面，所述第二出光凸弧面远离所述第二入射平面的一端切削形成第二出光平面，所述第二出光平面与所述第二入射平面相对。

6.根据权利要求3至5任一项所述的光源准直结构，其特征在于，所述光源准直结构还包括第三透镜，所述第三透镜安装于所述反光杯的出光口与所述通光孔之间；所述第三透镜具有第三入射平面和第三出光凸弧面，所述第三出光凸弧面远离所述第三入射平面的一端切削形成第三出光平面，所述第三出光平面与所述第三入射平面相对。

7.根据权利要求2所述的光源准直结构，其特征在于，所述反光杯的数量为多个，多个所述反光杯呈矩阵排布；所述黑栅格设有多个所述通光孔，多个所述通光孔分别与多个所述反光杯相对；所述光源准直结构还包括透光基板，所述第一透镜的数量和排布方式与所述反光杯对应，多个所述第一透镜排布于所述透光基板。

8.一种背光模组，其特征在于，包括面光源以及如权利要求1至7任一项所述的光源准直结构，所述面光源安装于所述光源准直结构的反光杯内。

9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述面光源所在的安装面经过所述反光杯的二次曲面焦点，并与所述反光杯的二次曲面相切。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的背光模组。

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