CN116841085A - 灯板组件、背光模组和显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种灯板组件、背光模组和显示装置，涉及显示技术领域，所述灯板组件包括灯板、灯珠、半透板和灯罩，所述半透板、灯罩与所述灯珠都设置在所述灯板的同一侧，半透板位于所述灯珠正上方，覆盖至少一个灯珠；所述半透板包括多个透光区和多个反光区，透光区和反光区交错设置；所述灯珠发出的光一部分从所述透光区透过，另一部分被所述反光区反射回；所述灯罩环绕至少一个所述灯珠和对应的所述半透板；沿远离所述灯板的方向，所述灯罩的开口尺寸逐渐增大；其中，所述灯罩朝向对应所述半透板的一侧为反光结构。通过上述设计，对灯珠正面中心直射光源进行减弱，使得灯珠发出的光源会被分散到灯珠正面的周边区域，从而实现出光效果均匀。

Description

灯板组件、背光模组和显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种灯板组件、背光模组和显示装置。

背景技术

Mini LED作为下一代背光技术拥有广阔的应用前景和市场，应用场景包括可穿戴显示设备、电视、车载显示等。相较于LCD传统背光，采用Mini LED背光技术的LCD在动态对比度和亮度上的表现更佳，且具有轻薄、高画质、低功耗和节能等优势，很大程度上提升了LCD的性能。

Mini LED背光具有局域调光(Local Dimming)技术，能够通过精细分区，对整体画面进行动态调光，从而实现高动态对比度，但由于Mini LED灯泡的发光特性，以及Mini LED的背光和LCD的距离较近，发光二极管的光线直射LCD面板会看见突出的正面亮点，导致Mini LED背光均匀性不好，影响显示效果。

发明内容

本申请的目的是提供一种具有均匀出光效果的灯板组件、背光模组和显示装置。

本申请提供了一种灯板组件，所述灯板组件包括灯板以及阵列设置在所述灯板上的多个灯珠，还包括半透板和灯罩，所述半透板位于所述灯珠远离所述灯板的一侧，所述半透板在所述灯板上的正投影覆盖至少一个所述灯珠在所述灯板上的正投影；所述半透板包括多个透光区和多个反光区，所述透光区和所述反光区交错且并列设置；所述灯珠发出的光一部分从所述透光区透过，另一部分被所述反光区反射回；所述灯罩与与所述半透板一一对应，且环绕至少一个所述灯珠和对应的所述半透板；所述灯罩的一端固定在所述灯板上，沿远离所述灯板的方向，所述灯罩的开口尺寸逐渐增大；其中，所述灯罩朝向对应所述半透板的一侧为反光结构。

可选的，所述透光区和所述反光区都为圆环形，且所述透光区和所述反光区依次交错套设；所述灯罩在平行于所述灯板的平面上的横截面为圆形。

可选的，多个所述透光区的截面尺寸都相等，多个所述反光区的截面尺寸也都相等，且所述透光区的截面尺寸等于所述反光区的截面尺寸。

可选的，所述半透板包括透镜和多个设置在所述透镜上的反射层，所述反射层为圆环形，且多个所述反射层依次间隔环绕设置；所述透镜与所述反射层贴合的部分形成所述反光区，所述透镜与所述反射层未贴合的部分形成所述透光区。

可选的，所述灯板组件还包括由透明材料构成的支撑柱，所述支撑柱环绕至少一个所述灯珠设置；所述支撑柱的一端固定在所述灯板上，另一端与所述透镜连接。

可选的，所述灯罩在远离所述灯板一端的直径为0.3-1.5mm之间，且所述灯罩远离所述灯板一端与所述灯板之间的间距，为所述半透板与所述灯板之间的间距的1-2倍。

可选的，以θ1表示所述灯罩与所述灯板之间的夹角，以θ2表示所述灯珠发出的光线与所述灯板之间的夹角，以θ3表示光线经过所述灯罩后反射出去的夹角，以d1表示所述灯珠发出的光线的起始位置与该光线照射到所述反光区上的反射点之间的水平距离，以d2表示所述灯珠与所述半透板之间的垂直距离；其中，tanθ2＝d2/d1，θ3＝90°-θ2+2θ1。

可选的，所述灯罩与所述灯板之间的夹角可调。

可选的，所述半透板在所述灯板上的正投影只覆盖一个所述灯珠在所述灯板上的正投影，所述灯罩只环绕一个所述灯珠和对应的所述半透板。

本申请还提供了一种背光模组，所述背光模组包括背板和如上所述的灯板组件，所述灯板组件设置在所述背板上。

本申请还提供了一种显示装置，所述显示装置包括显示面板和如上所述的背光模组，所述背光模组为所述显示面板提供背光。

相对于通过增加灯珠到显示面板之间的距离，或在灯珠上放置多层扩散片，来提高背光均匀性的方案来说，本申请通过在灯珠上方增设含有交错排列的透光区和反光区的半透板，并在灯珠外环绕一圈灯罩，使得灯珠正面发出的光一部分通过透光区进行正常出光，另一部分光被反光区反射回，从而对灯珠正面中心直射光源进行减弱；而且被反光区反射回的光会照射到灯罩上，再被灯罩反射到显示面板上，使得灯珠发出的光源会被分散到灯珠正面的周边区域，从而实现出光效果均匀，避免出现显示区域亮点的问题。而且，由于沿远离所述灯板的方向，所述灯罩的开口尺寸逐渐增大，使得从不同角度照射到灯罩上的光线绝大部分能够都从灯罩的开口射出，从而提高光利用率。另外，本申请实施例既不减弱灯珠的光源亮度，也不增加额外的功耗，从而不会影响成本和显示效果。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请实施例提供的一种显示装置的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种背光模组的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种灯板组件的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种半透板的平面示意图；

图5是本申请实施例提供的一种半透板的截面示意图；

图6是本申请提供的一种灯板组件中各具体角度设计的示意图

图7是本申请实施例提供的一种单个灯珠的出光示意图。

10、背光模组；20、显示面板；30、显示装置；100、灯板组件；110、灯板；120、灯珠；130、半透板；131、透光区；132、反光区；133、中心区；134、透镜；135、反射层；140、灯罩；150、支撑柱；200、背板。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

此外，除非另有明确的规定和限定，“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例提供了一种显示装置，所述显示装置30包括显示面板20和背光模组10，所述背光模组10为所述显示面板20提供背光。

如图2所示，作为本申请实施例提供的背光模组，所述背光模组10采用Mini LED背光，具体包括背板200和灯板组件100，所述灯板组件100设置在所述背板200上。

结合图3和图4所示，作为本申请实施例提供的灯板组件100，所述灯板组件100包括灯板110以及阵列设置在所述灯板110上的多个灯珠120，所述灯珠120具体为Mini LED灯珠。

所述灯板组件100还包括半透板130和灯罩140，所述半透板130与所述灯珠120设置在所述灯板110的同一侧，并且所述半透板130位于所述灯珠120远离所述灯板110的一侧，即半透板130位于灯珠120的正上方；所述半透板130在所述灯板110上的正投影覆盖至少一个所述灯珠120在所述灯板110上的正投影。

所述半透板130包括多个透光区131和多个反光区132，所述透光区131和所述反光区132交错且并列设置，即相邻两个透光区131之间具有一个反光区132；所述灯珠120发出的光一部分从所述透光区131透过，另一部分从所述反光区132反射回。

所述灯罩140与所述灯珠120设置在所述灯板110的同一侧，与所述半透板130一一对应，且环绕至少一个所述灯珠120和对应的所述半透板130；所述灯罩140的一端固定在所述灯板110上，沿远离所述灯板110的方向，所述灯罩140的开口尺寸逐渐增大；其中，所述灯罩140朝向对应所述半透板130的一侧为反光结构。

由于Mini LED灯珠的发光特性，以及Mini LED灯珠和显示面板的距离较近，MiniLED灯珠的光线直射显示面板面板会看见突出的正面亮点，导致Mini LED背光均匀性不好，影响显示效果。常见的解决方式是增加灯珠120到显示面板之间的距离，或在灯珠120上放置多层扩散片，虽然这类方案能够提高背光均匀性，但是会导致显示产品的厚度增加或成本提高。

本申请实施例通过在灯珠120上方增设含有交错排列的透光区131和反光区132的半透板130，并在灯珠120外环绕一圈灯罩140，使得灯珠120正面发出的光一部分通过透光区131进行正常出光，另一部分光被反光区132反射回，从而对灯珠120正面中心直射光源进行减弱；而且被反光区132反射回的光会照射到灯罩140上，再被灯罩140反射到显示面板上，使得灯珠120发出的光源会被分散到灯珠120正面的周边区域，从而实现出光效果均匀，避免出现显示区域亮点的问题。而且，由于沿远离所述灯板110的方向，所述灯罩140的开口尺寸逐渐增大，使得从不同角度照射到灯罩140上的光线绝大部分都能够从灯罩140的开口射出，从而提高光利用率。另外，本申请实施例既不减弱灯珠120的光源亮度，也不增加额外的功耗，从而不会影响成本和显示效果。

具体的，在所述灯板组件100中，灯罩140、半透板130和灯珠120是一一对应的，即每个灯珠120的正上方都会设有一个半透板130，每个灯珠120的周围都会设有一个环绕该灯珠120的灯罩140。

如图4所示，在所述半透板130中，除了包括透光区131和反光区132外，还包括中心区133，中心区133为圆形，而透光区131和反光区132都为圆环形，所述透光区131和所述反光区132依次交错套设，且透光区131和反光区132都环绕所述中心区133设置。

其中，所述中心区133可以是透光的区域，也可以是反光的区域。当所述中心区133是透光的区域时，与所述中心区133相邻的为反光区132；当所述中心区133是反光的区域时，与所述中心区133相邻的为透光区131。

与此同时，所述灯罩140为类似于喇叭状的圆筒状结构，此时灯罩140在平行于所述灯板110的平面上的横截面为圆形。由于反光区132为圆环形，反光区132可以将光线均匀地反射到灯罩140的内壁，再经过灯罩140的反射作用使得光线均匀地朝向发出，减少光的漫反射，提高光的利用率，并使得灯板组件100的各处出光效果相近，从而保障整体出光效果。当然，所述灯罩140的横截面还可以是方形、楔形等其它形状，具体根据实际情况进行选择。

而且，如图5所示，多个所述透光区131的截面尺寸a都相等，多个所述反光区132的截面尺寸b也都相等，且所述透光区131的截面尺寸a等于所述反光区132的截面尺寸b。可以理解的，截面尺寸a为所述透光区131的宽度，截面尺寸b为所述反光区132的宽度；此时，任意相邻透光区131之间的间距相等，任意相邻反光区132之间的间距也都相等。此时灯珠120发出的光从透光区131透过的宽度和被反光区132反射回的宽度相等，灯珠120所发出的光线从所有透光区131透过的量与被所有反射区所反射回的量相等，使得灯珠120正面中心的直射光源等量减弱，且被灯罩140反射出的光和从透光区131透过的光呈现相近的亮度，进一步提高灯板组件100的整体出光均匀性。

结合图4和图5所示，本申请实施例还提供了一种半透板130的具体制作工艺，具体的，所述半透板130为一种半透过半反射的镜片(Half Transmission镜)，包括透镜134和多个设置在所述透镜134上的反射层135，所述反射层135为圆环形，且多个所述反射层135依次间隔环绕设置；所述透镜134与所述反射层135贴合的部分形成所述反光区132，所述透镜134与所述反射层135未贴合的部分形成所述透光区131。其中，反射层135可以设置在所述透镜134朝向灯板110的一面，也可以设置在所述透镜134背离灯板110的一面，在此不做限定。

具体的，所述透镜134是由圆形的二氧化硅透过膜构成，所述反射层135是在二氧化硅透过膜的镜面上面镀环形的硅铝混合物成膜形成，二氧化硅透过膜与硅铝混合物所占面积之间的比例为1:1，达成对灯珠120的光线一半透过、一半反射回去的目的。当然，二氧化硅透过膜与硅铝混合物所占面积之比还可以是其它比例，具体根据实际需求进行调整。通过上述对半透板130的透过和反射比例的设计可以改变设计的面积，达到中心亮度与中心四周亮度一致的效果。

并且，如图3所示，所述灯板组件100还包括支撑柱150，所述支撑柱150为内部中空的管状结构，环绕所述灯珠120设置；所述支撑柱150的一端固定在所述灯板110上，另一端与所述透镜134连接，以将半透板130固定在灯珠120的正上方。采用支撑柱150的方式固定半透板130，使得半透板130的外圈同时受到相等的支撑力，使得半透板130的边缘不会晃动。其中，所述支撑柱150可以采用各处截面形状、尺寸相同的规则管状结构，例如圆形管状结构、方形管状结构或多边形管状结构等；所述支撑柱150也可以采用截面形状或尺寸不规则的管状结构，例如类似于喇叭状的管状结构、类似于漏斗状的管状结构等，具体可根据实际情况进行设计。

所述支撑柱150由透明材料构成，不会影响光通过；进一步的，支撑柱150主要采用透明耐热树脂材料，在透明的同时，还具有较高的耐热性，不会随着灯珠120的长时间发光发热而变形，从而保障半透板130的稳定性，避免半透板130因为支撑柱150的变形产生倾斜，影响出光角度和反射角度，使得无法达到最佳的出光效果。

所述支撑柱150的一端具体可通过焊接、卡接、粘接等方式固定在所述灯板110上，所述支撑柱150的另一端具体可通过光学胶粘接或插接在所述透镜134上，在不会影响光穿透效果的同时，还能够保障支撑柱150与透镜134之间的稳定性。

对于所述灯罩140，所述灯罩140可以采用光滑的金属材料，使得灯罩140的表面具有反光的同时，还能够提高对灯板110的散热效果，避免灯板110以及灯珠120的温度过高。所述灯罩140还可以是一般的注塑件，通过在灯罩140的内壁贴膜或做发光涂层，使得灯罩140的内壁反光。

所述灯罩140在远离所述灯板110一端的直径为0.3-1.5mm之间，且所述灯罩140中远离所述灯板110一端与所述灯板110之间的间距，为所述半透板130与所述灯板110之间的间距的1-2倍。由于一般Mini LED灯珠中心间距在0.3mm-1.5mm左右，对此情况，本申请实施例对应通过对灯罩140的尺寸和高度设计，能够将光线全部向上反射，提高光利用率。对应的，半透板130优选在灯罩140的一半高度，大小覆盖整个LED灯珠120，约为0.1-0.3mm。可以理解的，若灯珠间距发生改变的话，灯罩140的尺寸和高度设计也需要对应进行调整。

如图6所示，为了保障经过灯罩140反射的光能够竖直向上照射到显示面板中，以提高出光利用率和出光均匀效果，本申请实施例需要对灯罩140的角度进行调节，具体的，以θ1表示所述灯罩140与所述灯板110之间的夹角，以θ2表示所述灯珠120发出的光线与所述灯板110之间的夹角，以θ3表示光线经过所述灯罩140后反射出去的夹角，以d1表示所述灯珠120发出的光线的起始位置与该光线照射到所述反光区132上的反射点之间的水平距离，以d2表示所述灯珠120与所述半透板130之间的垂直距离；其中，tanθ2＝d2/d1，θ3＝90°-θ2+2θ1。

其中，r表示半透板130的半径，半透板130中材料的反射光线为90°。其中，r、d1、d2、θ1可根据需求的θ3来设计。

如图7所示，采用本申请实施例的方案之后，灯珠120发光时，灯珠120中间主要高亮度区的光线到达半透板130时，一半光线透过(图中用箭头C表示)，另一半光线被反射回四周，然后被灯罩140再全部向上反射(图中用箭头B表示)。由于对于灯珠120中心的光线，一半在中心向上，另一半在中心的四周向上，使得每个灯珠120的光线均匀化向上到显示面板，最后出显示面板，可以解决Mini LED型显示面板的正面亮点问题。而且，由于半透板130和灯罩140之间有间距，灯珠120周边发出的光还能够通过半透板130和灯罩140之间的间隙照射出去(图中用箭头A和A-1表示)，对相邻两个灯罩140之间的区域进行补光，避免出现暗影区域。

另外，所述灯罩140与所述灯板110之间的夹角可调，达到灯珠120整体出光的光线角度一致，还使得每个灯珠120的出光角度相同，从而使得整个背光模组10的出光效果均匀。而且所述灯罩140与所述灯板110之间的夹角越大，整个面板的光线均匀性越好，具体需根据实际需求调整。

作为一种可选的实施方式，可以将灯罩140的侧面做成折叠的波浪线形状，并且灯罩140采用注塑材料，可以通过将灯罩140的侧面向外拉开或向内按压，来调节灯板140与所述灯板110之间的夹角。

另外，半透板130上的反光区132与透光区131之间的比例也可以根据实际情况进行调整，使得灯珠120中心光线和中心四周的光线亮度保持一致，或灯珠120中心四周的光线增强，最后使整个显示面板的光线亮度均匀性越好，画质越高。

作为一种可替代的实施方式，所述半透板130设置在所述灯珠120的上方，且所述半透板130在所述灯板110上的正投影覆盖至少两个灯珠120在灯板110上的正投影；对应的，灯罩140同样环绕被半透板130覆盖的这些灯珠120。

在本实施方式中，通过一个灯罩140和一个半透板130同时将至少两个灯珠120正面直射的光源进行减弱，向四周分散，同时解决至少两个灯珠120造成的正面亮点问题，而且还能够减少灯罩140和半透板130的安装数量。

作为另一种可替代的实施方式，所述半透板130的形状和所述光罩140的截面形状为方形、多边形等形状。

作为另一种可替代的实施方式，所述透光区131和所述反光区132呈网格状排列，使得每个透光区131和反光区132都是相等大小的方形、三角形、棱形或其他形状。或者，所述半透板130为螺旋形状或其他的镂空图形，此时镂空的部分形成透光区131，从透光区131穿过的光线没有受到任何材料的影响，不会影响光的穿透率；螺旋图案采用反光的材料直接一体成型，使得螺旋图案所在的区域形成反光区132。

作为另一种可替代的实施方式，所述半透板130直接固定在所述灯罩140的内壁，或者所述半透板130通过其他方式固定在所述灯板110上，例如半透板130通过多个丝杆与灯板110连接，多个丝杆环绕在所述半透板130的边缘或中心对半透板130进行支撑。每个丝杆都采用透明材料，避免影响光透过率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种灯板组件，包括灯板以及阵列设置在所述灯板上的多个灯珠，其特征在于，所述灯板组件还包括：

半透板，位于所述灯珠远离所述灯板的一侧，所述半透板在所述灯板上的正投影覆盖至少一个所述灯珠在所述灯板上的正投影；所述半透板包括多个透光区和多个反光区，所述透光区和所述反光区交错且并列设置；所述灯珠发出的光一部分从所述透光区透过，另一部分被所述反光区反射回；以及

灯罩，与所述半透板一一对应，且环绕至少一个所述灯珠和对应的所述半透板；所述灯罩的一端固定在所述灯板上，沿远离所述灯板的方向，所述灯罩的开口尺寸逐渐增大；

其中，所述灯罩朝向对应所述半透板的一侧为反光结构。

2.如权利要求1所述的灯板组件，其特征在于，所述透光区和所述反光区都为圆环形，且所述透光区和所述反光区依次交错套设；

所述灯罩在平行于所述灯板的平面上的横截面为圆形。

3.如权利要求书2所述的灯板组件，其特征在于，多个所述透光区的截面尺寸都相等，多个所述反光区的截面尺寸也都相等，且所述透光区的截面尺寸等于所述反光区的截面尺寸。

4.如权利要求书3所述的灯板组件，其特征在于，所述半透板包括透镜和多个设置在所述透镜上的反射层，所述反射层为圆环形，且多个所述反射层依次间隔环绕设置；

所述透镜与所述反射层贴合的部分形成所述反光区，所述透镜与所述反射层未贴合的部分形成所述透光区。

5.如权利要求书4所述的灯板组件，其特征在于，所述灯板组件还包括由透明材料构成的支撑柱，所述支撑柱环绕至少一个所述灯珠设置；所述支撑柱的一端固定在所述灯板上，另一端与所述透镜连接。

6.如权利要求书4所述的灯板组件，其特征在于，所述灯罩在远离所述灯板一端的直径为0.3-1.5mm之间，且所述灯罩远离所述灯板一端与所述灯板之间的间距，为所述半透板与所述灯板之间的间距的1-2倍。

7.如权利要求书4所述的灯板组件，其特征在于，以θ1表示所述灯罩与所述灯板之间的夹角，以θ2表示所述灯珠发出的光线与所述灯板之间的夹角，以θ3表示光线经过所述灯罩后反射出去的夹角，以d1表示所述灯珠发出的光线的起始位置与该光线照射到所述反光区上的反射点之间的水平距离，以d2表示所述灯珠与所述半透板之间的垂直距离；

其中，tanθ2＝d2/d1，θ3＝90°-θ2+2θ1。

8.如权利要求书1-7任意一项所述的灯板组件，其特征在于，所述半透板在所述灯板上的正投影只覆盖一个所述灯珠在所述灯板上的正投影，所述灯罩只环绕一个所述灯珠和对应的所述半透板。

9.一种背光模组，其特征在于，包括背板和如权利要求1-8任意一项所述的灯板组件，所述灯板组件设置在所述背板上。

10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板和如权利要求9所述的背光模组，所述背光模组为所述显示面板提供背光。