CN109765723A - 一种光源组件、侧入式背光源模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本文公开光源组件、侧入式背光源模组及显示装置。背光源模组包括导光板和至少一组光源组，导光板的第一、三侧面相对设置且平行，第二、四侧面相对设置，底面为斜面使导光板的厚度从第二侧面开始沿着朝向第四侧面的方向逐渐减小；光源组设置在导光板的单侧或双侧且位于拐角处；导光板的第一侧面和/或第三侧面将光源组的平行光透射进导光板内，第二侧面对沿第一方向透射的平行光进行全反射得到沿第二方向的第一反射光，底面对第一反射光进行全反射得到沿第三方向的第二反射光，第二反射光从顶面透射到导光板外；其中，第一、三方向分别为第一侧面和顶面的法线方向，第二方向与第一、三方向均垂直。本文的背光源模组能解决背光源灯口的暗区问题。

Description

一种光源组件、侧入式背光源模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及的是一种光源组件、侧入式背光源模组及显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示已经占据了显示行业的主导地位。为了提高产品的交互功能，大尺寸显示产品也逐渐开始加入触控的功能。

目前现有的液晶显示器背光源均采用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为光源，根据LED的放置方式不同可以分为侧入式背光源和直下式背光源。

如图1所示，传统的侧入式背光源，在导光板2的一侧设置有一定间距的多个LED11组成的灯条。因LED为点光源，存在一定的发光角度(常规LED发光角度α＝120°)，相邻LED之间存在一定间距，故在每两颗LED之间形成暗区，容易造成背光源的灯影(hotspot)不良等问题。

随着液晶面板朝着窄边框发展，LED的混光距离逐渐减小至极限，造成背光源灯口的暗区问题更加严重。

发明内容

本发明实施例提供一种光源组件、侧入式背光源模组及显示装置，能够解决背光源灯口的暗区问题。

根据本申请的第一方面，本发明实施例提供一种侧入式背光源模组，包括：导光板和至少一组光源组；

所述导光板包括顶面，底面、第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述第一侧面和所述第三侧面相对设置且相互平行，所述第二侧面和所述第四侧面相对设置，所述底面为一斜面使得所述导光板的厚度从所述第二侧面开始沿着朝向所述第四侧面的方向逐渐减小；

所述光源组设置在所述导光板2的单侧或双侧且位于拐角处，用于发射平行光；

所述导光板的第一侧面和/或第三侧面用于将光源组发出的平行光透射进导光板内，所述导光板的第二侧面用于对沿第一方向透射的平行光进行全反射得到沿第二方向传输的第一反射光；所述导光板的底面用于对所述第一反射光进行全反射得到沿第三方向传输的第二反射光，所述第二反射光从所述顶面透射到所述导光板外；

其中，所述第一方向为所述第一侧面或所述第三侧面的法线方向，所述第三方向为所述顶面的法线方向，所述第二方向与所述第一方向和所述第三方向均垂直。

根据本申请的第二方面，本发明实施例提供一种光源组件，包括：发光元件和设置在所述发光元件出光侧的透镜；

所述发光元件，用于作为点光源射出发散光线；

透镜，用于将所述发光元件射出的发散光线汇聚为平行光并射出；

根据本申请的第三方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括：侧入式背光源模组和控制模块；

所述侧入式背光源模组，用于在控制模块的控制下从导光板的顶面出光或灭光；

所述控制模块，用于控制所述侧入式背光源模组的出光和灭光。

与相关技术相比，本发明实施例提供的光源组件、侧入式背光源模组及显示装置，侧入式背光源模组包括导光板和至少一组光源组，导光板的第一侧面和第三侧面相对设置且相互平行，第二侧面和第四侧面相对设置，底面为一斜面，所述导光板的厚度从第二侧面开始沿着朝向第四侧面的方向逐渐减小；所述光源组设置在所述导光板的单侧或双侧且位于拐角处；所述导光板的第一侧面和/或第三侧面用于将光源组发出的平行光透射进导光板内，第二侧面用于对沿第一方向透射的平行光进行全反射得到沿第二方向传输的第一反射光，底面用于对所述第一反射光进行全反射得到沿第三方向传输的第二反射光，所述第二反射光从顶面透射到所述导光板外；其中，所述第一方向为所述第一侧面或所述第三侧面的法线方向，所述第三方向为所述顶面的法线方向，所述第二方向与所述第一方向和所述第三方向均垂直。本发明实施例的技术方案，由于平行光线从导光板的侧边均匀且无间隔地进入到导光板内，即相当于一条均匀的线光源，不存在LED混光造成的暗区，故可以避免灯口位置的暗区问题。

附图说明

图1为现有技术中的侧入式背光源灯口位置LED混光暗区示意图；

图2为本发明实施例1的光源组件示意图；

图3为本发明实施例1的光源组件出射光光学仿真示意图；

图4为本发明实施例2的一种侧入式背光源模组示意图；

图5为本发明实施例2中第一微结构示意图(侧面上的微结构)；

图6为本发明实施例2中第二微结构示意图(底面上的微结构)；

图7-a为本发明实施例2中一种侧入式背光源模组示意图(两个光源组件分设导光板两侧)；

图7-b为本发明实施例2中一种侧入式背光源模组示意图(两个光源组件设置在导光板一侧)；

图8为本发明实施例3的显示装置示意图；

图9-a为本发明实施例3中两个光源组件均点亮的示意图；

图9-b为本发明实施例3中仅第一光源组件点亮的示意图；

图9-c为本发明实施例3中仅第二光源组件点亮的示意图。

附图标记

1光源组；2导光板；

10光源组件；11发光元件；12透镜；

21导光板顶面；22导光板底面；

23导光板第一侧面；24导光板第二侧面；25导光板第三侧面；26导光板第四侧面；

241导光板第二侧面的第一子面；242导光板第二侧面的第二子面；

13导光板第二侧面的入射光；14导光板第二侧面的反射光；

15导光板顶面的透射光；

131导光板第二侧面的第一子面的入射光；141导光板第二侧面的第一子面的反射光；151导光板顶面的第一区域的透射光；

132导光板第二侧面的第二子面的入射光；142导光板第二侧面的第二子面的反射光；152导光板顶面的第二区域的透射光；

30导光板第二侧面上的第一微结构；

301第一微结构的第一平面；302第一微结构的第二平面；

31第一微结构的入射光；32第一微结构的出射光；

40导光板底面上的第二微结构；

401第二微结构的第三平面；402第二微结构的第四平面；

41第二微结构的入射光；42第二微结构的出射光；

100侧入式背光源模组；200控制模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例1

如图2所示，本发明实施例提供了一种光源组件10，包括：发光元件11和设置在所述发光元件出光侧的透镜12；

所述发光元件，用于作为点光源射出发散光线；

透镜，用于将所述发光元件射出的发散光线汇聚为平行光并射出；

在一种实施方式中，所述发光元件为发光二极管LED；

在一种实施方式中，所述透镜包括平凸透镜；所述平凸透镜的平面侧为入光侧，所述平凸透镜的凸面侧为出光侧；

在一种实施方式中，所述透镜的入光侧与所述发光元件的出光侧接触；

在附图3所示的光源组件出光光学仿真示意图中，LED发出的发散光线(设定LED的发光角度α为120°)经过平凸透镜的汇聚作用，近似水平方向平行输出。

实施例2

如图4所示，本发明实施例提供一种侧入式背光源模组，包括：导光板2和至少一组光源组1；

所述导光板2包括顶面21，底面22、第一侧面23、第二侧面24、第三侧面25和第四侧面26，所述第一侧面23和所述第三侧面25相对设置且相互平行，所述第二侧面24和所述第四侧面26相对设置，所述底面22为一斜面使得所述导光板2的厚度从所述第二侧面24开始沿着朝向所述第四侧面24的方向逐渐减小；

所述光源组1设置在所述导光板2的单侧或双侧且位于拐角处；

所述导光板2的第一侧面23和/或第三侧面25用于将光源组1发出的平行光透射进导光板内，所述导光板2的第二侧面24用于对沿第一方向透射的平行光13进行全反射得到沿第二方向传输的第一反射光14；所述导光板的底面22用于对所述第一反射光14进行全反射得到沿第三方向传输的第二反射光15，所述第二反射光15从顶面21透射到所述导光板2外；其中，所述第一方向为所述第一侧面23或所述第三侧面25的法线方向，所述第三方向为所述顶面21的法线方向，所述第二方向与所述第一方向和所述第三方向均垂直。

上述方式中，如图4所示，导光板对侧面入射的沿第一方向传输的平行光进行全反射改变光路传输方向，成为沿第二方向传输的平行光，沿第二方向传输的平行光从导光板的侧面均匀且无间隔地进入到导光板内，即相当于一条均匀的线光源，不存在LED混光造成的暗区，故可以避免灯口位置的暗区问题。

其中，当导光板一侧的光源组1包括多个光源组件10时，所述多个光源组件10沿第二方向排列；

在一种实施方式中，如图5所示，所述第二侧面24设置多个第一微结构30；所述第一微结构30包括第一平面301和第二平面302，所述第一平面301和所述第二平面302相交且呈一夹角；所述沿第一方向透射的平行光13在所述第二平面302上的入射角θ为45度，经过所述第二平面302的全反射后，成为沿第二方向传输的第一反射光14；

在一种实施方式中，如图6所示，所述底面22设置多个第二微结构40，所述第二微结构40包括第三平面401和第四平面402，所述第三平面401和所述第四平面402相交且呈一夹角；所述沿第二方向传输的第一反射光14在所述第四平面402上的入射角θ为45度，经过所述第四平面402的全反射后，成为沿第三方向传输的第二反射光15。

其中，导光板全反射的临界条件是：sinC＝1/N，其中N为导光板的折射率，一般导光板采用PC材质，折射率≈1.58，临界角C＝39.3°；当入射光线的入射角＞39.3°时发生全发射。当光线的入射角θ为45度时，通过全反射能够使入射光和反射光呈90度角。

在一种实施方式中，所述导光板底面22设置多个球型网点结构，所述球型网点结构对沿第一方向透射的平行光13进行散射及反射，使光线从导光板顶面21射出。

在一种实施方式中，所述导光板2在第一方向上具有第一长度，在第二方向上具有第二长度，所述第一长度小于所述第二长度。也即，所述第一方向是所述导光板的宽度方向，所述第二方向是所述导光板的长度方向。

在一种实施方式中，如图7-a所示，当所述光源组1设置在所述导光板2的双侧时，所述第二侧面24包括第一子面241和第二子面242，所述第一侧面23与所述第二侧面的第一子面241相交且呈一锐角，所述第一子面241和所述第二子面242相交且呈一夹角，所述第二侧面的第二子面242与所述第三侧面25相交且呈一锐角；

在一种实施方式中，如图7-b所示，当所述光源组1设置在所述导光板2的单侧时，所述第二侧面24与所述第一侧面23相交且呈一锐角，所述第二侧面24与所述第三侧面25相交且呈一钝角；或者，所述第二侧面24与所述第三侧面25相交且呈一锐角，所述第二侧面24与所述第一侧面23相交且呈一钝角。

实施例3

如图8所示，本发明实施例提供一种显示装置，包括：侧入式背光源模组100和控制模块200；

所述侧入式背光源模组100，用于在控制模块的控制下从导光板的顶面出光或灭光；

所述控制模块200，用于控制所述侧入式背光源模组的出光和灭光。

在一种实施方式中，所述控制模块用于控制所述侧入式背光源模组按照导光板顶面的不同分区进行出光和灭光。

当控制模块控制所述侧入式背光源模组按照导光板顶面的不同分区进行出光和灭光时，能够增加显示的灵活性。该显示装置应用在VR(Virtual Reality，虚拟现实)/AR(Augmented Reality，增强现实)领域中时，将背光在液晶翻转时间内关闭，使液晶的翻转状态不被人眼感受到，在每帧的最后时间点亮，完成显示，从而解决VR/AR的眩晕感。

如图9-a所示，侧入式背光源模组100包括两个光源组件10，第一光源组件包括发光元件LED11和透镜12，第二光源组件包括发光元件LED11和透镜12。

第一光源组件的发光元件发出的散射光经过透镜汇聚为平行光从导光板的第一侧面23(包含导光板左侧的长边)水平入射进导光板，入射光131在导光板的第二侧面的第一子面241的第一微结构处发生全反射，改变传输方向，成为沿第二方向传输的平行光141，平行光141在底面22的第二微结构处发生全反射，改变传输方向，成为沿第三方向传输的平行光151，所述平行光151从顶面21的第一区域透射到所述导光板外。

第二光源组件的发光元件发出的散射光经过透镜汇聚为平行光从导光板的第三侧面25(包含导光板右侧的长边)水平入射进导光板，入射光132在导光板的第二侧面的第二子面242的第一微结构处发生全反射，改变传输方向，成为沿第二方向传输的平行光142，平行光142在底面22的第二微结构处发生全反射，改变传输方向，成为沿第三方向传输的平行光152，所述平行光152从顶面21的第二区域透射到所述导光板外。

如图9-a所示，当控制模块控制第一光源组件和第二光源组件均出光时，导光板顶面的两个分区(左和右)均点亮。左分区从导光板顶面出射平行光151，右分区从导光板顶面出射平行光152。

如图9-b所示，当控制模块控制第一光源组件出光，第二光源组件不出光时，导光板顶面的左分区点亮，右分区不点亮。只有左分区从导光板顶面出射平行光151。

如图9-c所示，当控制模块控制第一光源组件不出光，第二光源组件出光时，导光板顶面的右分区点亮，左分区不点亮。只有右分区从导光板顶面出射平行光152。

当分区显示的时候，导光板顶面出射的平行光能够保证两个分区的亮暗对比明显，分区分界线清楚。导光板左右分区的宽度比可以根据显示需要进行调整，本实施例中左右区域的宽度比为1:1。

需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种侧入式背光源模组，包括：导光板和至少一组光源组；

所述导光板包括顶面，底面、第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述第一侧面和所述第三侧面相对设置且相互平行，所述第二侧面和所述第四侧面相对设置，所述底面为一斜面使得所述导光板的厚度从所述第二侧面开始沿着朝向所述第四侧面的方向逐渐减小；

所述光源组设置在所述导光板2的单侧或双侧且位于拐角处，用于发射平行光；

所述导光板的第一侧面和/或第三侧面用于将光源组发出的平行光透射进导光板内，所述导光板的第二侧面用于对沿第一方向透射的平行光进行全反射得到沿第二方向传输的第一反射光；所述导光板的底面用于对所述第一反射光进行全反射得到沿第三方向传输的第二反射光，所述第二反射光从所述顶面透射到所述导光板外；

其中，所述第一方向为所述第一侧面或所述第三侧面的法线方向，所述第三方向为所述顶面的法线方向，所述第二方向与所述第一方向和所述第三方向均垂直。

2.如权利要求1所述的背光源模组，其特征在于：

所述光源组包括至少一个光源组件；当设置在所述导光板一侧的光源组包括多个光源组件时，所述多个光源组件沿第二方向排列；

所述光源组件包括：发光元件和设置在所述发光元件出光侧的透镜；

所述发光元件，用于作为点光源射出发散光线；

透镜，用于将所述发光元件射出的发散光线汇聚为平行光并射出。

3.如权利要求1所述的背光源模组，其特征在于：

所述第二侧面设置多个第一微结构；所述第一微结构包括第一平面和第二平面，所述第一平面和所述第二平面相交且呈一夹角；

所述沿第一方向透射的平行光在所述第二平面上的入射角θ为45度，经过所述第二平面的全反射后，成为沿第二方向传输的第一反射光。

4.如权利要求1所述的背光源模组，其特征在于：

所述底面设置多个第二微结构，所述第二微结构包括第三平面和第四平面，所述第三平面和所述第四平面相交且呈一夹角；

所述沿第二方向传输的第一反射光在所述第四平面上的入射角θ为45度，经过所述第四平面的全反射后，成为沿第三方向传输的第二反射光。

5.如权利要求1所述的背光源模组，其特征在于：

当所述光源组设置在所述导光板的双侧时，所述第二侧面包括第一子面和第二子面，所述第一侧面与所述第二侧面的第一子面相交且呈一锐角，所述第一子面和所述第二子面相交且呈一夹角，所述第二侧面的第二子面与所述第三侧面相交且呈一锐角。

6.如权利要求1所述的背光源模组，其特征在于：

当所述光源组设置在所述导光板的单侧时，所述第二侧面与所述第一侧面相交且呈一锐角，所述第二侧面与所述第三侧面相交且呈一钝角；或者，所述第二侧面与所述第三侧面相交且呈一锐角，所述第二侧面与所述第一侧面相交且呈一钝角。

7.一种光源组件，包括：发光元件和设置在所述发光元件出光侧的透镜；

所述发光元件，用于作为点光源射出发散光线；

透镜，用于将所述发光元件射出的发散光线汇聚为平行光并射出。

8.如权利要求7所述的光源组件，其特征在于：

所述透镜包括平凸透镜；所述平凸透镜的平面侧与所述发光元件接触，为入光侧，所述平凸透镜的凸面侧为出光侧。

9.一种显示装置，包括：上述权利要求1-6中任一项所述的侧入式背光源模组和控制模块；

所述侧入式背光源模组，用于在控制模块的控制下从导光板的顶面出光或灭光；

所述控制模块，用于控制所述侧入式背光源模组的出光和灭光。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于：

所述控制模块用于控制所述侧入式背光源模组按照导光板顶面的不同分区进行出光和灭光。