CN215375840U - 一种导光板、侧入式背光模组及显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于显示装置技术领域，公开了一种导光板、侧入式背光模组及显示设备，该导光板的入光端面上向内凸设有反射透镜结构，反射透镜结构与LED灯珠一一对应设置，且LED灯珠置于反射透镜结构的腔体内；入光端面上未设置反射透镜结构的部分向内凸设有入光端面网点。LED光能在反射透镜结构和入光端面网点的共同作用下，形成散射状的均匀光能，不会形成灯间暗影区域、角落暗影区域，从而提高主观视效，且更易于实现超窄边框、甚至无边框设计；LED灯珠位于反射透镜结构的腔体内部，无光能逃逸，从而解决穿透漏光问题，提高光能利用率和导光板的出光效率，实现亮度提升。

Description

一种导光板、侧入式背光模组及显示设备

技术领域

本实用新型涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种导光板、侧入式背光模组及显示设备。

背景技术

如图1所示，传统的侧入式背光模组包括背板3’、反射片4’、导光板1’、光学膜片5’、LED灯条2’、中框6’、液晶面板7’和散热铝条8’等结构，其光源为LED灯条2’，LED灯条2’包括PCB基板21’和固定于PCB基板21’上的LED灯珠22’，PCB基板21’固定于散热铝条8’，并位于背板3’侧边，依靠导光板1’将LED线光源转变为面光源。此类方案LED光能利用率较低，若要实现超高亮度，需增加LED灯珠22’颗数、提升LED驱动电流、使用高配膜片架构等方式进行提亮，不仅增加了LED的散热量，导致LED寿命下降、导光板1’及光学膜片5’热翘曲变形，而且大幅提升系统成本。另外，传统的侧入式背光模组存在灯间暗影、角落暗影的问题，超窄边框的侧入式背光模组的中框6’无法遮蔽所述灯间暗影和角落暗影，从而形成肉眼明显可见的主观视效问题。

因此，亟需提出一种导光板、侧入式背光模组及显示设备来解决现有技术中存在的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种导光板、侧入式背光模组及显示设备，能够提升系统光能利用率，降低成本，改善灯间暗影和角落暗影问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种导光板，所述导光板的入光端面上向内凸设有反射透镜结构，所述反射透镜结构与LED灯珠一一对应设置，且所述LED灯珠置于所述反射透镜结构的腔体内；所述入光端面上未设置所述反射透镜结构的部分向内凸设有入光端面网点，用于散射光能。

作为上述导光板的优选技术方案，所述反射透镜结构远离所述LED灯珠的一端设有下凹镜面。

作为上述导光板的优选技术方案，所述反射透镜结构的表面为抛光镜面。

作为上述导光板的优选技术方案，所述导光板的底面上向内凸设有底面网点。

作为上述导光板的优选技术方案，所述导光板为注塑一体成型件。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种侧入式背光模组，其包括：

LED灯条，包括PCB基板、反射层和所述LED灯珠，所述LED灯珠设置于所述PCB基板上，所述反射层贴附于所述PCB基板上未设置所述LED灯珠的表面；和

以上任一技术方案的导光板，所述LED灯条正对所述导光板的入光端面设置，所述LED灯珠置于所述反射透镜结构的腔体内。

作为上述侧入式背光模组的优选技术方案，所述导光板的入光端面与所述LED灯条的所述PCB基板相抵接。

作为上述侧入式背光模组的优选技术方案，所述反射层包括多层气泡层，每层所述气泡层对光能的总反射率为R，R＝1-(1-r)^N，r为光能的反射率，N为光能经过的气泡层层数。

作为上述侧入式背光模组的优选技术方案，还包括：

背板和反射片，所述反射片和所述导光板依次层叠于所述背板上，所述LED灯条的所述PCB基板连接于所述背板的侧板。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种显示设备，其包括上述的侧入式背光模组。

与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果在于：

本实用新型提供的导光板，其入光端面上向内凸设有反射透镜结构，反射透镜结构与LED灯珠一一对应设置，且LED灯珠置于反射透镜结构的腔体内；入光端面上未设置反射透镜结构的部分向内凸设有入光端面网点。LED光能在反射透镜结构和入光端面网点的共同作用下，形成散射状的均匀光能，不会形成灯间暗影区域、角落暗影区域，从而提高主观视效，且更易于实现超窄边框、甚至无边框设计；LED灯珠位于反射透镜结构的腔体内部，无光能逃逸，从而解决穿透漏光问题，提高光能利用率和导光板的出光效率，实现亮度提升。

本实用新型提供的侧入式背光模组，包括LED灯条和上述导光板，LED灯条上未设置所述LED灯珠的表面贴附反射层，相较于传统的白油涂布，反射层的设置能显著提升PCB基板表面的光反射率，配合上述导光板能大幅提升LED光能散射度，从而提升导光板出光效率，达到提升系统光能利用率的目的。

本实用新型提供的显示设备，包括上述侧入式背光模组，其画质、系统可靠性和光能利用率均得到有效提升，同时降低了系统成本，凸显设计先进性。

附图说明

图1是传统的显示设备的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的显示设备的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的导光板的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的LED灯条的结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的LED灯条的光学原理示意图；

图6是传统的侧入式背光模组产生灯间暗影、角落暗影的光学原理示意图；

图7是本实用新型具体实施方式提供的侧入式背光模组改善暗影的光学原理示意图；

图8是传统的侧入式背光模组的光学效果示意图；

图9是本实用新型具体实施方式提供的侧入式背光模组的光学效果示意图。

图中标记如下：

图1、图6和图8中：

1’、导光板；2’、LED灯条；21’、PCB基板；22’、LED灯珠；3’、背板；4’、反射片；5’、光学膜片；6’、中框；7’、液晶面板；8’、散热铝条；9’、导光板垫块；

图2-图5、图7和图9中：

1、导光板；11、反射透镜结构；12、入光端面网点；13、底面网点；

2、LED灯条；21、PCB基板；22、反射层；221、气泡层；23、LED灯珠；

3、背板；4、反射片；5、光学膜片；6、中框；7、液晶面板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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，或仅仅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，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实施方式公开了一种导光板1，该导光板1应用于侧入式背光模组中。如图2和图3所示，本实施方式中的导光板1的入光端面上向内凸设有反射透镜结构11，反射透镜结构11与LED灯珠23一一对应设置，且LED灯珠23置于反射透镜结构11的腔体内；入光端面上未设置反射透镜结构11的部分向内凸设有入光端面网点12，入光端面网点12用于打破导光板1内部光线的全反射，将入射到入光端面网点12上的光能散射为散射状的均匀光能。可以理解的是，导光板1的入光端面即设置LED灯条2的一侧。

该导光板1通过在入光端面上设置反射透镜结构11，反射透镜结构11与LED灯珠23一一对应，配合形成光源系统，并在未设置反射透镜结构11的其余区域设置入光端面网点12，LED光能在反射透镜结构11入光面发生折射和反射，反射的部分光能经过反射透镜结构11的二次配光效用，折射到入光端面网点12，在入光端面网点12的作用下，形成散射状的均匀光能，不会形成灯间暗影区域、角落暗影区域，从而提高主观视效，且更易于实现超窄边框、甚至无边框设计。LED灯珠23位于反射透镜结构11的腔体内部，无光能逃逸，从而解决穿透漏光问题，提高光能利用率和导光板1的出光效率，实现亮度提升。

进一步地，反射透镜结构11远离LED灯珠23的一端设有下凹镜面，类似于凹面镜，能提高光能利用率。

更进一步地，反射透镜结构11的表面为抛光镜面，有利于LED光能导入。可选地，LED灯条2上的LED灯珠23一般设有多个，因此，反射透镜结构11呈阵列排布于导光板1的入光端面上。

为进一步提高光能利用率和导光板1的出光效率，导光板1的底面上向内凸设有底面网点13。底面网点13的作用和入光端面网点12的作用相同，均用于打破导光板1内部的全反射形成散射状的均匀光能。可以理解的是，导光板1的底面即与出光面相对的一面。

本实施例方式中的导光板1为注塑一体成型件，方便加工制造。可选地，导光板1的材质为PMMA或PS。

本实用新型还公开了一种侧入式背光模组，如图2所示，其包括背板3、反射片4、上述的导光板1、光学膜片5、LED灯条2和中框6，背板3上依次叠放反射片4、导光板1和光学膜片5，LED灯条2正对导光板1的入光端面设置，中框6将背板3、反射片4、导光板1及光学膜片5框设起来，中框6作为承上启下的结构件，起到一定的支撑作用。

具体而言，如图4所示，LED灯条2包括PCB基板21、反射层22和LED灯珠23，LED灯珠23设置于PCB基板21上，反射层22贴附于PCB基板21上未设置LED灯珠23的表面。LED灯条2正对导光板1的入光端面设置，LED灯珠23置于反射透镜结构11的腔体内。相较于现有技术，其PCB基板21表面贴附反射层22替代传统白油，可显著提升PCB基板21表面的反射率，从而提升系统光能利用率。

可选地，LED灯条2的PCB基板21的一侧与导光板1的入光端面相抵接，另一侧连接于背板3的侧板。该结构下的导光板1与LED灯条2实现面支撑，相比传统的点支撑方式，结构可靠性更高。

在传统的侧入式方案中，部分LED光能没有进入导光板1，而是从LED灯条2和导光板1的间隙逃出成为背光系统的逃逸光能，导致光能浪费、漏光等问题。为了将逃逸光能重新反射回导光板1中，降低光能折损，如图5所示，PCB基板21上的反射层22包括多层气泡层221，气泡层221包括若干光学气泡孔，光学气泡孔能够将逃逸光能反射至导光板1，从而提升光能利用率。具体而言，反射层22可以通过PET双向拉伸技术在其内部形成多层气泡层221，如图5所示，逃逸光能进入反射层22之后，经过气泡层221的多次反射和折射之后又回到导光板1，从导光板1的出光面出射。

在本实施例中，设定反射层22PET基材折射率为n1，空气的折射率为n2，则光能在光学气泡孔表面的反射率为：r＝(n1-n2)²/(n1+n2)²。设定N为光能经过的气泡层221层数，则气泡层221对光能的总反射率为：R＝1-(1-r)^N，从该等式可以看出，光能经过的气泡层221层数N越多，总反射率R越高。因此，该方案将PCB基板21表面的光反射率由70％提升至95％以上，达到提升系统光能利用率的目的。

下面结合图6和图7说明本实施方式中的侧入式背光模组改善暗影的原理。

如图6所示为传统的侧入式背光模组产生灯间暗影、角落暗影的光学原理示意图。如图6所示，在空气与导光板1’的界面，入射光线会发生折射，设定空气折射率为1，导光板1’折射率为n，可得等式：sina＝n*sinb，导光板1’的折射率n＝1.49，LED灯条2’的出光角度为120°左右，由此可得入射导光板1’临界光线的入射角度b＝arcsin(sina/n)，带入计算b≈35.5°，也就是说入射临界光线和导光板1’入光端面有一个54.5°左右的夹角，因此在相邻两条临界光线区域内没有光能导入，形成光能缺失区域，即两颗LED灯珠22’之间的灯间暗影M；同理LED灯条2’和导光板1’边缘也形成光能缺失区域，即角落暗影N。图6中的虚线L为中框6’边缘，超窄边侧入式背光模组的中框6’无法遮蔽上述灯间暗影M和角落暗影N，从而形成肉眼明显可见的主观视效问题。

如图7所示为本实施方式的侧入式背光模组改善暗影的光学原理示意图。如图所示，LED灯珠23的光能在反射透镜结构11的入光面发生折射和反射，反射的部分光能经过反射透镜结构11的二次配光效用，折射到入光端面网点12，在PCB基板21表面的反射层22和入光端面网点12的共同作用下，形成散射状的均匀光能，不会形成灯间暗影区域、角落暗影区域，从而解决了灯间暗影、角落暗影问题，提升主观视效的同时更易于实现超窄边框设计。

下面结合图8和图9说明本实施方式中的侧入式背光模组的光学效果。

如图8所示为传统的侧入式背光模组的光学效果示意图。LED灯条2’的光能输入传统导光板1’中，光能经导光板1’底部网点的散射作用打开角度、破坏全反射，不到50％的光能可以摆脱全反射束缚从导光板1’正面出射形成有效光能，可见传统导光板1’光能利用效率较低。为提升亮度，需要配置膜片、更高的LED驱动电流、更多颗数的LED灯珠22’来增亮。如图8所示，传统的侧入式方案中，部分LED光能没有进入导光板1’，而是从LED和导光板1’的间隙逃出成为背光系统的逃逸光能，导致光能浪费、漏光等问题。

如图9所示为本实施方式的侧入式背光模组的光学效果示意图。反射透镜结构11配合入光端面网点12、PCB基板21表面的反射层22，将LED入射光能转化为极度发散的光能，从而更高效的破坏导光板1内的全反射，大幅提升了导光板1的出光效率，达到亮度提升的效果。且本实施方式中的LED灯珠23位于反射透镜结构11的腔体内部，无光能逃逸，从而解决穿透漏光问题。

本实施方式中的侧入式背光模组的优势如下：

1、导光板1的入光端面与LED灯条2的PCB基板21接触形成面支撑，相比传统导光板垫块9’的点支撑，结构可靠性更高；

2、导光板1的反射透镜结构11配合入光端面网点12、PCB基板21表面的反射层22，大幅提升LED入射光能的散射度，从而更高效的破坏导光板1内的全反射，大幅提升了导光板1的出光效率，达到亮度提升的目的，实现减少LED使用数量、降低LED驱动电流，继而降低LED散热量的目的，结构设计上可以省略散热铝条结构，简化设计、减薄屏体厚度；

3、经反射透镜结构11、PCB基板21表面的反射层22、入光端面网点12的共同作用，入射光能极度发散，不会形成灯间暗影、角落暗影等主观视效问题，实现超窄边框、无边框设计。

本实施方式还提供了一种显示设备，该显示设备可以为电视、显示器、广告机等，其包括上述的侧入式背光模组和液晶面板，液晶面板粘贴于中框6上。该显示设备由于采用了上述的侧入式背光模组，因此其画质、系统可靠性和光能利用率均得到有效提升，同时降低了系统成本，凸显设计先进性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导光板，其特征在于，所述导光板(1)的入光端面上向内凸设有反射透镜结构(11)，所述反射透镜结构(11)与LED灯珠(23)一一对应设置，且所述LED灯珠(23)置于所述反射透镜结构(11)的腔体内；所述入光端面上未设置所述反射透镜结构(11)的部分向内凸设有入光端面网点(12)，用于散射光能。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述反射透镜结构(11)远离所述LED灯珠(23)的一端设有下凹镜面。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述反射透镜结构(11)的表面为抛光镜面。

4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板(1)的底面上向内凸设有底面网点(13)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的导光板，其特征在于，所述导光板(1)为注塑一体成型件。

6.一种侧入式背光模组，其特征在于，包括：

LED灯条(2)，包括PCB基板(21)、反射层(22)和所述LED灯珠(23)，所述LED灯珠(23)设置于所述PCB基板(21)上，所述反射层(22)贴附于所述PCB基板(21)上未设置所述LED灯珠(23)的表面；和

如权利要求1-5任一项所述的导光板(1)，所述LED灯条(2)正对所述导光板(1)的入光端面设置，所述LED灯珠(23)置于所述反射透镜结构(11)的腔体内。

7.根据权利要求6所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述导光板(1)的入光端面与所述LED灯条(2)的所述PCB基板(21)相抵接。

8.根据权利要求6所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述反射层(22)包括多层气泡层(221)，每层所述气泡层(221)对光能的总反射率为R，R＝1-(1-r)^N，r为光能的反射率，N为光能经过的气泡层(221)层数。

9.根据权利要求6所述的侧入式背光模组，其特征在于，还包括：

背板(3)和反射片(4)，所述反射片(4)和所述导光板(1)依次层叠于所述背板(3)上，所述LED灯条(2)的所述PCB基板(21)连接于所述背板(3)的侧板。

10.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的侧入式背光模组。

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