CN105093390A - 背光模组和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种背光模组和显示装置。该背光模组包括光源和导光板，所述光源设置于所述导光板的一侧，所述导光板的背面设置有导光图纹；还包括反射单元，所述反射单元与所述导光板相对设置且能将从所述导光板的背面的所述导光图纹的间隙之间透过的光线反射回所述导光板中再次利用。该背光模组具有较高的光源利用率，节约成本；尤其是对于便携式的移动显示装置，可以降低电能消耗，延长显示装置待机时间。

Description

背光模组和显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种背光模组和显示装置。
背景技术
目前的平板显示装置包括液晶显示装置和OLED显示装置。液晶显示装置功耗很低，因此一经推出就备受消费者的青睐。
液晶显示装置主要包括液晶屏和背光模组，背光模组为设置于液晶屏非显示侧、用来给液晶屏提供光源的部件。液晶屏中设置有液晶分子，通过电场驱动液晶分子的旋转，并使得光源透过液晶屏，实现彩色像素或黑白像素的选择，从而实现图像显示。由于液晶分子本身并不发光，因此背光模组的发光效果将直接影响到液晶屏的视觉效果。
根据光源的不同可将背光模组分为三类，分别为：点状光源，主要采用LED灯作为发光光源，具有寿命长、低发热等优点，但亮度稍低；线光源，主要采用CCFL(冷阴极荧光管)作为发光光源，具有亮度高、寿命长等优点，但发热严重；面光源，主要采用VFD(扁平荧光灯)作为发光光源，具有亮度高、均匀度好等优点。目前主要采用的为点状光源，即使用LED灯作为光源。
通常，点状光源类背光模组的结构包括：光源、导光板、扩散片和棱镜片等。背光模组中最核心的技术为导光板的光学设计，根据形状，可以将导光板分为平板型和楔形两类，目前主要采用楔形导光板。楔形导光板可以实现点光源到线光源、面光源的转换。为了实现灰度与均匀度的一致性，导光板的背面的导光图纹(pattern)为不透光部分，且为间隙式的不连贯性排布(导光图纹之间的间隙为透光部分)。然而，由于导光板的导光图纹的间隙式排布，部分光线会透过导光图纹的间隙散射到导光板后方，导致光源的实际利用率降低，而为了达到预期的亮度效果就必须增大LED灯的电流和功率，造成能源浪费。
因此，设计一种光源利用率高的背光模组成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种背光模组和显示装置，该背光模组中的光源能得到充分利用，提高背光模组中光源的利用率降低电能消耗，从而节约成本。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该背光模组，包括光源和导光板，所述光源设置于所述导光板的入光面一侧，所述导光板的出光面相对的所述导光板的背面设置有导光图纹，还包括反射单元，所述反射单元与所述导光板相对设置且能将从所述导光板的背面的所述导光图纹的间隙之间透过的光线反射回所述导光板中再次利用。
优选的是，所述反射单元包括反光板和反光片组，所述反光板的反射面相对所述导光板的背面相对设置，且所述反光板的有效反射面的面积不小于所述导光板的背面的面积；
所述反光片组包括设置于所述导光板和所述反光板的同一侧面的第一反光片和第二反光片，所述第一反光片的反光面和所述第二反光片的反光面至少部分能互相相向照射，光线依次经所述反光板、所述第一反光片和所述第二反光片反射后，从所述导光板的入光面进入所述导光板。
优选的是，所述导光板的背面相对出光面倾斜设置、且形成由靠近所述光源侧向远离所述光源侧厚度渐薄的结构；
所述反光板为长方体形，所述反光板的反射面与所述导光板的背面平行放置；或者，所述反光板为楔形体形，所述反光板形成由靠近所述光源侧向远离所述光源侧厚度渐厚的结构。
优选的是，所述第一反光片和所述第二反光片相对于所述导光板与所述光源同侧设置，所述第一反光片的底端位置不低于所述反光板的反光面，所述第二反光片的顶端位置不高于所述导光板的出光面。
优选的是，所述第一反光片和所述第二反光片相对位于所述光源的两侧，且所述第一反光片的反光面与所述第二反光片的反光面之间的夹角小于180°。
优选的是，所述第一反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度范围为100°～170°，所述第二反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度范围为10°～80°。
优选的是，所述第一反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度为150°，所述第二反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度为45°。
优选的是，所述反射单元包括凹面聚光板，所述凹面聚光板的凹面朝向所述导光板的背面，且所述凹面聚光板的焦点位于所述导光板的内部、且所述焦点对应的所述导光板的背面区域为所述导光图纹的间隙。
优选的是，所述凹面聚光板中凹面的弧度范围为5°～10°。
优选的是，所述第一反光片和所述第二反光片为平面镜或全反射光学膜片。
优选的是，所述背光模组还包括扩散片和棱镜片，所述扩散片设置于所述导光板的出光面侧，所述棱镜片设置于所述扩散片远离所述导光板的一侧。
一种显示装置，包括上述的背光模组。
本发明的有益效果是：该背光模组具有较高的光源利用率，节约成本；尤其是对于便携式的移动显示装置，可以降低电能消耗，延长显示装置待机时间。
附图说明
图1为本发明实施例1中背光模组的结构剖示图；
图2为图1中背光模组的光路示意图；
图3为本发明实施例2中背光模组的结构剖示图；
图4为图3中背光模组的光路示意图；
图5为本发明实施例3中背光模组的结构剖示图；
图6为图5中背光模组的光路示意图；
图7为图2中背光模组的组装示意图；
图中：
1－背光模组；11－光源；12－导光板；121－导光图纹；13－反光板；130－凹面聚光板；14－第一反光片；15－第二反光片；16－扩散片；17－棱镜片；
2－边框。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明背光模组和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种背光模组，背光源为侧入式背光源，该背光模组通过反射单元的设置，在保证灰度与均匀度一致的前提下，能极大提高光源利用率。
本实施例中，如图1所示，该背光模组包括光源11、导光板12、扩散片16、棱镜片17和反射单元，与导光板12的出光面相对的导光板12的背面设置有导光图纹121，扩散片16设置于导光板12的出光面，棱镜片17设置于扩散片16远离导光板12的一侧；光源11设置于导光板12的入光面一侧，反射单元与导光板12相对设置且能将从导光板12的背面的导光图纹121的间隙之间透过的光线反射回导光板12中被再次利用。
具体的，反射单元包括反光板13和反光片组，反光板13的反射面相对导光板12的背面相对设置，且反光板13的有效反射面的面积不小于导光板12的背面的面积；反光片组包括设置于导光板12和反光板13的同一侧面的第一反光片14和第二反光片15，第一反光片14的反光面和第二反光片15的反光面至少部分能互相相向照射，光线依次经反光板13、第一反光片14和第二反光片15反射后，从导光板12的侧面进入导光板12。
优选的是，导光板12的背面相对出光面倾斜设置、且形成由靠近光源11侧向远离光源11侧厚度渐薄的结构，即导光板12为楔形结构。为了实现灰度与均匀度的一致性，导光板12本身的导光图纹121(pattern)为间隙式的不连贯性排布。与导光板12结构相似，反光板13为楔形体形，反光板13形成由靠近光源11侧向远离光源11侧厚度渐厚的结构。其中，反光板13的尺寸可以大于导光板12的尺寸，甚至从导光板12处延伸至光源11对应的区域，以便于在相对的面积中可尽可能不遗漏任何从导光板12背面散射出来的光线；而且，导光板12与反光板13之间具体的距离由导光路径决定，根据设计要求可大可小。采用这种结构，由于导光板12的背面与反光板13的反光面是相对且接***行设置的，因此能保证垂直于反光板13或倾斜于反光板13进入的光线均能被反射而得到再次利用，提高光源11的利用率，
其中，第一反光片14和第二反光片15为长条状，分别相对于导光板12与光源11同侧设置，第一反光片14的底端位置不低于反光板13的反光面，第二反光片15的顶端位置不高于导光板12的出光面。
在图1中，第一反光片14和第二反光片15设置于导光板的入光面一侧，且相对设置于光源11的两侧，且第一反光片14的反光面与第二反光片15的反光面之间的夹角小于180°。在本实施例中，光源11优选采用LED灯条；优选第一反光片14和第二反光片15为平面镜或全反射光学膜片，第一反光片14和第二反光片15均采用框胶固定在LED灯条的两侧。
优选的是，第一反光片14的反光面相对平行于导光板12的出光面的平面的角度范围为100°～170°，第二反光片15的反光面相对平行于导光板12的出光面的平面的角度范围为10°～80°。参考图7，基于导光板12的倾斜背面和反光板13(二者均处于棱镜片17的下方)的倾斜反光面，第一反光片14和第二反光片15以一定角度固定在边框2上(可设置于与光源11相同的边框2，例如按长条的延伸方向与作为光源11的LED灯条以相同的方向嵌入)，确保多次反射后的光线恰好能够反射到导光板12的背面的导光图纹121上。
进一步优选的是，第一反光片14的反光面相对平行于导光板12的出光面的平面的角度为150°，第二反光片15的反光面相对平行于导光板12的出光面的平面的角度为45°。即如图1所示，以水平线为0°，顺时针方向为正方向，则调整第一反光片14的角度为α＝150°，第二反光片15的角度β＝45°，从而使得从第二反光片15进入导光板12的光线正好投射到导光板12背面的导光图纹121上，形成一个完整的光回路。
如图2所示，本实施例中背光模组的工作原理为：
LED灯发出的光线进入导光板12，一部分光线经导光板12的背面的导光图纹121反射而从出光面射出(被直接利用的有效部分)，另一部分光线透过导光图纹121之间的间隙散射进入导光板12与楔形反光板13之间；
进入导光板12与楔形反光板13之间的光线，经楔形反光板13的反光面的第一次反射，部分光线重新进入导光板12内部从导光板12的出光面射出，其余光线则被反射到位于LED灯一侧的第一反光片14上；
反射到第一反射片上的这部分光线经过第一反光片14的第二次反射，反射到与第一反光片14相对立的第二反光片15上；
反射到第二反射片上的这部分光线经过第二反射片的第三次反射，从侧面进入导光板12的内部，并恰好被反射到导光板12的背面的导光图纹121上。如此反复，从而将原本散射到导光板12的背面的光线进行再次利用，提高LED灯光源11的利用率，提高背光模组的亮度，降低能耗。
可见，在本实施例的背光模组中，通过采用楔形反光板以及在光源上下两侧相对设置并以一定角度固定的反光片组，确保从导光板的背面的导光图纹之间的间隙中透出的光线经再次反射后得以收集，并重新汇聚到导光图纹上，从而使得光源得到充分利用，提高背光模组中光源的利用率；在同等亮度条件下，该背光模组可采用功率较低的LED灯，降低电能消耗，从而节约成本。
实施例2：
本实施例提供一种背光模组，该背光模组通过反射单元的设置，在保证灰度与均匀度一致的前提下，能极大提高光源利用率。其中，本实施例中的背光模组的反射单元的结构与实施例1中反射单元的结构不同。
在本实施例中，如图3所示，反光板13为长方体形，反光板13的反射面与导光板12的背面相对放置。
基于长方体形反光板和楔形反光板具有相同的反光面，如图4所示，本实施例中背光模组的工作原理与实施例1中背光模组的工作原理完全相同，这里不再详述。
本实施例中背光模组的其他结构与实施例1的背光模组的对应结构相同，这里不再详述。
在本实施例的背光模组中，通过采用长方体形反光板以及在光源LED上下两侧相对设置并以一定角度固定的反光片组，确保从导光板的背面的导光图纹之间的间隙中透出的光线经再次反射后得以收集，并重新汇聚到导光图纹上，从而使得光源得到充分利用，提高背光模组中光源的利用率；在同等亮度条件下，该背光模组可采用功率较低的LED灯，降低电能消耗，从而节约成本。
实施例3：
本实施例提供一种背光模组，该背光模组通过反射单元的设置，在保证灰度与均匀度一致的前提下，能极大提高光源利用率。其中，本实施例中的背光模组的反射单元的结构与实施例1或实施例2中反射单元的结构不同。
如图5所示，其中的反射单元包括凹面聚光板130，凹面聚光板130的凹面朝向导光板12的背面，且凹面聚光板130的焦点位于导光板12的内部、且焦点对应的导光板12的背面区域为导光图纹121的间隙。由于凹面聚光板130会将光线聚集到一点，因此该光线汇聚点不能有导光图纹121，进行导光板12的设计时会将中心区域预留为导光图纹的间隙。
优选凹面聚光板130的焦点对应导光板12的中心，导光板12的背面中心区域为导光图纹121的间隙，此时，凹面聚光板130的凹面的下凹中心点与导光板12的面中心在同一直线上，凹面聚光板130具有反射和汇聚作用，保证光线向导光板12的中心的反射和汇聚。这里，凹面聚光板130的焦点相当于光线的汇聚点，相对实施例1和实施例2，本实施例的背光模组中采用凹面反射面取代平面反射面，从而获得更好的聚光效果，还能省略反光片组的设置，不仅效果更好，而且结构更简单。
优选的是，凹面聚光板130中凹面的弧度范围为5°～10°，通过较小弧度的凹面结构，可对较大面积的光线进行汇聚。
如图6所示，本实施例中背光模组的工作原理为：
LED灯发出的光线进入导光板12，一部分光线经导光板12的背面的导光图纹121反射而从出光面射出(被直接利用的有效部分)，另一部分光线透过导光图纹121之间的间隙散射进入导光板12与楔形反光板13之间；
进入导光板12与凹面聚光板130之间的光线，经凹面聚光板130进行汇聚，由于汇聚的焦点位于导光板12内部，通过凹面聚光板130的反射和汇聚作用，使得这部分光线从导光板12的背面的导光图纹121之间的间隙重新进入导光板12的内部，使得光线进行再次利用，提高光源11的利用率，提高背光模组的亮度，降低能耗。
本实施例中的背光模组，通过采用凹面聚光板130，将从导光板的背面的导光图纹之间的间隙中透出的光线通过凹面聚光板130的反射汇聚到导光板12内部的中心，达到光能的再次利用，提高LED灯的光源利用率，提高背光模组的亮度，降低能耗。
本实施例中背光模组的其他结构与实施例1的背光模组的对应结构相同，这里不再详述。
实施例1-实施例3中的背光模组，通过设置反射单元解决了背光模组中LED灯光源利用率低的问题，实现了较高的光源利用率，降低能耗，同时也降低了成本。
实施例4：
本实施例提供一种显示装置，包括实施例1-实施例3中任一种背光模组。
该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
在同等亮度条件下，由于采用实施例1-实施例3中的背光模组，可采用功率较低的LED灯，使得光源得到充分利用，提高了背光模组中光源的利用率，节约成本；尤其是对于便携式的移动显示装置，可以降低电能消耗，延长显示装置待机时间。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种背光模组，包括光源和导光板，所述光源设置于所述导光板的入光面一侧，与所述导光板的出光面相对的所述导光板的背面设置有导光图纹，其特征在于，还包括反射单元，所述反射单元与所述导光板相对设置且能将从所述导光板的背面的所述导光图纹的间隙之间透过的光线反射回所述导光板中再次利用。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射单元包括反光板和反光片组，所述反光板的反射面相对所述导光板的背面相对设置，且所述反光板的有效反射面的面积不小于所述导光板的背面的面积；
所述反光片组包括设置于所述导光板和所述反光板的同一侧面的第一反光片和第二反光片，所述第一反光片的反光面和所述第二反光片的反光面至少部分能互相相向照射，光线依次经所述反光板、所述第一反光片和所述第二反光片反射后，从所述导光板的入光面进入所述导光板。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述导光板的背面相对出光面倾斜设置、且形成由靠近所述光源侧向远离所述光源侧厚度渐薄的结构；
所述反光板为长方体形，所述反光板的反射面与所述导光板的背面平行放置；或者，所述反光板为楔形体形，所述反光板形成由靠近所述光源侧向远离所述光源侧厚度渐厚的结构。
4.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述第一反光片和所述第二反光片相对于所述导光板与所述光源同侧设置，所述第一反光片的底端位置不低于所述反光板的反光面，所述第二反光片的顶端位置不高于所述导光板的出光面。
5.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述第一反光片和所述第二反光片相对位于所述光源的两侧，且所述第一反光片的反光面与所述第二反光片的反光面之间的夹角小于180°。
6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述第一反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度范围为100°～170°，所述第二反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度范围为10°～80°。
7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述第一反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度为150°，所述第二反光片的反光面相对平行于所述导光板的出光面的平面的角度为45°。
8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射单元包括凹面聚光板，所述凹面聚光板的凹面朝向所述导光板的背面，且所述凹面聚光板的焦点位于所述导光板的内部、且所述焦点对应的所述导光板的背面区域为所述导光图纹的间隙。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述凹面聚光板中凹面的弧度范围为5°～10°。
10.根据权利要求2-7任一项所述的背光模组，其特征在于，所述第一反光片和所述第二反光片为平面镜或全反射光学膜片。
11.根据权利要求1-9任一项所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括扩散片和棱镜片，所述扩散片设置于所述导光板的出光面侧，所述棱镜片设置于所述扩散片远离所述导光板的一侧。
12.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的背光模组。
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