CN219349180U - 光学组件及背光模组 - Google Patents

Abstract

本申请适用于光学元件技术领域，提出一种光学组件及背光模组，光学组件包括导光板，导光板包括第一入光面以及相对设置的出光面和底面；多个第一微结构设于底面；光导元件设于第一入光面的一侧，光导元件包括两个相对设置的第二入光面，光导元件还包括相对设置的出光侧和反射侧，出光侧靠近第一入光面设置；经两个第二入光面射入光导元件的光线经光导元件后经出光侧射入导光板，射入导光板的光线经导光板的折射或第一微结构的反射经出光面射出至外界；背光模组包括光学组件以及两个光源；本申请通过设置具有两个入光面的光导元件，大大的减少了光源的数量，同时通过光导元件实现对光源光线的发散，并配合第一微结使得导光板能够形成均匀的面光源。

Description

光学组件及背光模组

技术领域

本申请属于光学元件技术领域，尤其涉及一种光学组件及背光模组。

背景技术

发光二极体(light emitting diode,LED)已成为目前背光模块的主流光源，然而由于LED光源是一种点光源，其所发出的光线具有很强的指向性，因此光线往往集中在某处而产生亮点。为了改善此问题，现有常见的作法是在背光模块的导光板的入光面上设计光学微结构，同时在导光板侧面均匀设置若干LED光源，以均匀分布的LED光源配合光学微结构使光线在导光板内均匀发散。

然而，在目前的电视、荧幕等显示装置的研发设计中，轻薄正逐渐成为主要研发目标之一，大量的LED光源设置则会为显示装置的轻薄化造成阻碍，且大量的LED光源还会导致大量的发热；而若直接减少LED光源，则会导致导光板的亮度不均匀。

实用新型内容

针对上述问题，本申请提供了一种光学组件及背光模组，至少解决了在先技术中的背光模块中LED光源过多的问题。

本申请实施例提供一种光学组件，包括：

导光板，所述导光板包括第一入光面以及相对设置的出光面和底面，所述出光面和所述底面均连接于所述第一入光面的一侧；

多个第一微结构，所述第一微结构设于所述底面；

光导元件，所述光导元件设于所述第一入光面的另一侧，所述光导元件包括两个相对设置的第二入光面，所述光导元件还包括相对设置的出光侧和反射侧，所述出光侧和所述反射侧均与两个所述第二入光面相连，且所述出光侧靠近所述第一入光面设置，所述反射侧能够将由所述第一入光面射入所述光导元件内的光线反射至所述出光侧；

经两个所述第二入光面射入所述光导元件的光线经所述出光侧射入所述导光板，射入所述导光板的光线经所述导光板的折射或所述第一微结构的反射经所述出光面射出至外界。

在一些实施例中，所述反射侧上设有多个第二微结构，经两个所述第二入光面射入所述光导元件的光线经所述光导元件的折射或所述第二微结构的反射经所述出光侧射向所述第一入光面。

在一些实施例中，所述第二微结构为反射槽，所述反射槽自所述光导元件背离所述导光板的表面朝向所述出光侧的方向凹设。

在一些实施例中，所述反射槽的延伸方向平行于所述第一入光面与所述第二入光面。

在一些实施例中，所述第二微结构为凸起结构，所述凸起结构凸设于所述光导元件背离所述导光板的表面。

在一些实施例中，所述光导元件为圆柱状构件，两个所述第二入光面分别为所述光导元件的相对两平面，所述出光侧、所述反射侧均为弧面且分别为所述光导元件的侧壁的一部分。

在一些实施例中，所述光导元件的材质为高透聚甲基丙烯酸甲酯材质。

在一些实施例中，所述第一微结构为沿朝向所述出光面方向凹设于所述底面的凹槽。

在一些实施例中，所述第一微结构为沿背离所述出光面方向凸设于所述底面的构件。

本申请实施例还提供一种背光模组，包括：

所述光学组件；以及

两个光源，两个所述光源分别设于两个所述第二入光面的一侧。

本申请针对在先技术中的背光模块中LED光源过多易导致显示装置体积大、热量大的问题作出改进设计，在导光板的一侧增设光导元件，并使光导元件具有两个入光面以对应两个光源，有效的减少了光源的数量，同时光导元件自身还能够使射入其内部的光线均匀地发散并射出至导光板，从而配合第一微结构保证了导光板能够具有均匀的亮度；

本申请结构简洁，通过设置具有两个入光面的光导元件，大大的减少了光源的数量，同时通过光导元件实现对光源光线的发散，并配合第一微结使得导光板能够形成均匀的面光源，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1为本申请实施例提供的光学组件的立体示意图。

图2为图1所示的光学组件的主视示意图。

图3为图1所示的光学组件的光路示意图一。

图4为图1所示的光学组件的光路示意图二。

图5为本申请实施例提供的背光模组的立体示意图。

图中标记的含义为：

100、光学组件；

10、导光板；11、第一入光面；12、出光面；13、底面；

20、第一微结构；

30、光导元件；31、第二入光面；32、出光侧；33、反射侧；

40、第二微结构；

200、背光模组；

50、光源；

L1：经第二微结构反射形成的光线；L2：经光导元件折射后形成的光线；

L3：经第一入光面射入导光板的光线；L4：经第一微结构反射形成的光线。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

由于LED光源是一种点光源，其所发出的光线具有很强的指向性，因此光线往往集中在某处而产生亮点。为了改善此问题，现有常见的作法是在背光模块的导光板的入光面上设计光学微结构，同时在导光板侧面均匀设置若干LED光源，以均匀分布的LED光源配合光学微结构使光线在导光板内均匀发散。

然而，在目前的电视、荧幕等显示装置的研发设计中，轻薄正逐渐成为主要研发目标之一，大量的LED光源设置则会为显示装置的轻薄化造成阻碍，且大量的LED光源还会导致大量的发热；而若直接减少LED光源，则会导致导光板的亮度不均匀。

由此本申请提供一种光学组件与背光模组，在导光板的一侧增设光导元件，并使光导元件具有两个入光面以对应两个光源，有效的减少了光源的数量，同时光导元件自身还能够使射入其内部的光线均匀地发散并射出至导光板，从而配合第一微结构保证了导光板能够具有均匀的亮度。

为了说明本申请所述的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。

参考图1至图3，本申请第一方面实施例提供的光学组件100包括导光板10、第一微结构20和光导元件30。

导光板10用于使射入其中的光线能够均匀地发散至外界并形成均匀的面光源；导光板10包括第一入光面11、出光面12和底面13，出光面12和底面13分别连接于第一入光面11的两端且位于第一入光面11的同一侧，且出光面12和底面13相对设置，底面13可以平行于出光面12，底面13也可以倾斜设置并与出光面12呈一夹角，光线能够经第一入光面11射入导光板10内，并最终经出光面12射出。

第一微结构20设于底面13上，第一微结构20用于反射导光板10内的光线，并能够使反射后的光线射向出光面12并射出至外界，即经第一微结构20反射的光线能够破坏导光板10的反射条件并射出至外界；第一微结构20可以是沿背离出光面12方向凸设的结构，也可以是沿朝向出光面12方向凹设的结构，在第一微结构20将导光板10内的光线反射至出光面12并射出至外界的前提下，第一微结构20可以是部分球状结构、多棱柱结构、球状凹槽、条状凹槽等各种结构。

光导元件30设于第一入光面11背离出光面12和底面13的另一侧，光导元件30用于使光线能够均匀地射向导光板10；光导元件30包括两个第二入光面31，两个第二入光面31相对设置，两个第二入光面31用于使光线能够进入光导元件30内，两个第二入光面31可分别对应两个光源设置；光导元件30还包括出光侧32和反射侧33，出光侧32和反射侧33相对设置，且出光侧32与反射侧33均与两个第二入光面31相连，进入光导元件30内的光线能够经反射侧33的反射射向出光侧32，进入光导元件30内的光线也能够经光导元件30的折射射向出光侧32，出光侧32与第一入光面11相对，光导元件30内的光线经出光侧32射出并射向第一入光面11。

光导元件30的形状可以是圆柱状结构，此时两个第二入光面31分别为该

圆柱状结构两端的两平面，出光侧32为该圆柱状结构朝向第一入光面11的一5侧，反射侧33为该圆柱状结构远离第一入光面11的一侧，即出光侧32和反射侧33均为弧面且分别为同一曲面的不同部分；光导元件30也可以是棱柱状，此时两个第二入光面31分别为该棱柱两端的两平面，出光侧32为该棱柱朝向第一入光面11的一侧面，反射侧33为该棱柱远离第一入光面11的一侧面，即出光侧32和反射侧33分别为两不同面。

0参考图1至图4，本实施例的光路为：光线经两个第二入光面31进入光导元件30内，并经光导元件30的反射或折射后自出光侧32射出至外界并形成光线L2；光线L2经第一入光面11射入导光板10，光线L2于第一入光面11处折射并形成光线L3；部分光线L3直接或经导光板10的折射或经导光板10的

反射而射向第一微结构20，第一微结构20接收光线L3后反射形成光线L4，5光线L4能够破坏导光板10的反射条件并经出光面12射出至外界，部分光线L3经导光板10的折射破坏导光板10的反射条件后经出光面12射出至外界，自出光面12射出至外界的光线形成均匀的面光源。

本实施例的有益效果在于：在导光板10的一侧增设光导元件30，并使光导元件30具有两个入光面以对应两个光源，有效的减少了光源的数量，从而有0利于背光模组200整体体积的缩小，同时还有有利于减少光源的发热；同时光导元件30自身还能够使射入其内部的光线均匀地发散并射出至导光板10，从而保证了导光板10能够具有均匀的亮度。

参考图1、图2，在一实施例中，第一微结构20为沿背离出光面12的方向

凸设于底面13的构件，第一微结构20的作用在于反射射向第一微结构20的光5线L3并形成光线L4，同时使光线L4能够破坏导光板10的反射条件并射出至外界。

在第一微结构20能够使光线L4射出至外界的前提下，第一微结构20可以是部分球状、多棱锥状或其他形状；可选的，第一微结构20为凸设于底面13的半球体结构。

在另一实施例中，第一微结构20为沿朝向出光面12的方向凹设于底面13的凹槽结构，第一微结构20的作用在于反射射向第一微结构20的光线L3并形成光线L4，同时使光线L4能够破坏导光板10的反射条件并射出至外界。

在第一微结构20能够使光线L4射出至外界的前提下，第一微结构20可以是半球状凹槽、多棱锥状凹槽或其他形状的凹槽；可选的，第一微结构20为凹设于底面13的半球状凹槽结构。

本实施例的有益效果在于：提供了第一微结构20的具体结构，以便于第一微结构20反射的光线L4能够破坏导光板10的反射条件并经出光面12射出。

参考图1、图4，光导元件30还包括多个第二微结构40，第二微结构40设于反射侧33上，第二微结构40的作用在于反射射向第二微结构40的光线，并形成光线L1，光线L1能够破坏光导元件30的反射条件并射出至外界形成光线L2。

此时光线在光导元件30内的光路为：光线经两个第二入光面31进入光导元件30内，部分光线经光导元件30的反射或折射经出光侧32射出至外界并形成光线L2，部分光线经第二微结构40的反射并形成光线L1，光线L1经出光侧32射出至外界并形成光线L2。

在一些实施例中，第二微结构40为沿朝向出光侧32的方向凹设于反射侧33的反射槽，即第二微结构40为凹槽结构，因第二微结构40设于反射侧33上，而反射侧33与第二入光面31相邻，受限于光导元件30的反射条件，自第二入光面31射入光导元件30的光线无法破坏光导元件30的反射条件，故射向第二微结构40的光线能够被第二微结构40反射而不会出现折射的情况。

进一步的，反射槽的延伸方向平行于第一入光面11与第二入光面31，且反射槽沿该延伸方向的两端均贯穿光导元件30，该设置使得经第二入光面31射入光导元件30内且向反射侧33发散的光线能够更多的射向第二微结构40并被第二微结构40反射，从而提高了光导元件30的光效。

在另一些实施例中，第二微结构40为沿背离出光侧32的方向凸设于反射侧33的凸起结构，即第二微结构40凸设于光导元件30背离导光板10的表面，第二微结构40的作用在于反射光导元件30内射向第二微结构40的光线，形成光线L1并使光线L1破坏光导元件30的反射条件射出至外界，在第二微结构40能够使光线L1射出至外界的前提下，第二微结构40可以是部分球状、部分椭圆状、多棱锥状或其他形状。

在一些实施例中，光导元件30为圆柱状构件，将光导元件30设置为圆柱状能够使得光导元件30射出的光线更加均匀。

在一些实施例中，光导元件30的材质可以是光学级聚甲基丙烯酸甲酯材料、光学级聚碳酸酯材料，也可以是其他具有高折射率且不吸光的光学材料；可选的，光导元件30的材质为光学级聚甲基丙烯酸甲酯材料，其不吸光、折射率高、机械强度高、熔点低、透光率高、耐候性能良好，具有较长的使用寿命，且易于加工，成本低廉。

本实施例的有益效果在于：提供了光导元件30的具体结构，使得光导元件30能够通过第二微结构40的反射或自身的折射形成均匀的光线并射出至第一入光面11。

本申请第一方面实施例提供的光学组件100的光路为：光线经两个第二入光面31进入光导元件30内，部分光线经光导元件30的反射或折射经出光侧32射出至外界并形成光线L2，部分光线经第二微结构40的反射并形成光线L1，光线L1经出光侧32射出至外界并形成光线L2；光线L2经第一入光面11射入导光板10，光线L2在第一入光面11处折射并形成光线L3；部分光线L3直接或经导光板10的折射或经导光板10的反射而射向第一微结构20，第一微结构20接收光线L3后反射形成光线L4，光线L4能够破坏导光板10的反射条件并经出光面12射出至外界，部分光线L3经导光板10的折射破坏导光板10的反射条件后经出光面12射出至外界，射出至外界的光线形成均匀的面光源。

本申请第一方面实施例提供的光学组件100的有益效果在于：

1、在导光板10的一侧增设光导元件30，并使光导元件30具有两个入光面以对应两个光源，有效的减少了光源50的数量，从而有利于背光模组200整体体积的缩小，同时还有有利于减少光源的发热；

2、设置第二微结构40，使得射入光导元件30的光线能够在第二微结构40的反射或自身的折射形成均匀的光线并射出至第一入光面11，从而保证了导光板10能够具有均匀的亮度。

参考图5，本申请第二方面的实施例提供了一种背光模组200，包括光学组件100和两个光源50，两个光源50分别设于两个第二入光面31两侧，以使得光源50发出的光线能够经光导元件30的折射或反射后均匀的射向导光板10，使得背光模组200在仅具有两个光源50的情况下仍能够使光线均匀的射入导光板10，从而使导光板10能够形成均匀的面光源。

在一些实施例中，光源50抵接于相应的第二入光面31，以避免光线损失，提高光效。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学组件，其特征在于，包括：

导光板，所述导光板包括第一入光面以及相对设置的出光面和底面，所述出光面和所述底面均连接于所述第一入光面的一侧；

多个第一微结构，所述第一微结构设于所述底面；

光导元件，所述光导元件设于所述第一入光面的另一侧，所述光导元件包括两个相对设置的第二入光面，所述光导元件还包括相对设置的出光侧和反射侧，所述出光侧和所述反射侧均与两个所述第二入光面相连，且所述出光侧靠近所述第一入光面设置，所述反射侧能够将由所述第一入光面射入所述光导元件内的光线反射至所述出光侧；

经两个所述第二入光面射入所述光导元件的光线经所述出光侧射入所述导光板，射入所述导光板的光线经所述导光板的折射或所述第一微结构的反射后经所述出光面射出至外界。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述反射侧上设有多个第二微结构，经两个所述第二入光面射入所述光导元件的光线经所述光导元件的折射或所述第二微结构的反射经所述出光侧射向所述第一入光面。

3.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述第二微结构为反射槽，所述反射槽自所述光导元件背离所述导光板的表面朝向所述出光侧的方向凹设。

4.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述反射槽的延伸方向平行于所述第一入光面与所述第二入光面。

5.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述第二微结构为凸起结构，所述凸起结构凸设于所述光导元件背离所述导光板的表面。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光导元件为圆柱状构件，两个所述第二入光面分别为所述光导元件的相对两平面，所述出光侧、所述反射侧均为弧面且分别为所述光导元件的侧壁的一部分。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光导元件的材质为高透聚甲基丙烯酸甲酯。

8.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一微结构为沿朝向所述出光面方向凹设于所述底面的凹槽。

9.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一微结构为沿背离所述出光面方向凸设于所述底面的构件。

10.一种背光模组，其特征在于，包括：

如权利要求1-9中任一项所述的光学组件；以及

两个光源，两个所述光源分别设于两个所述第二入光面的一侧。

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