CN110376791A - 直下式背光模组及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种直下式背光模组及显示装置，该直下式背光模组包括背板、设置于背板底部的灯条、设置于背板顶部的扩散板以及设置于背板底部和扩散板之间的支撑装置，所述支撑装置包括支撑底座和支撑柱，所述支撑底座安装在所述背板底部；所述支撑柱设置在所述支撑底座上，所述支撑柱内部形成有多个间隔设置的气泡；所述灯条发出的光线照射到所述支撑柱上，所述支撑柱面向所述灯条的一侧为射入侧，其中，部分所述光线经所述射入侧外表面反射后射至所述扩散板；其余所述光线从所述射入侧射入所述支撑柱内部，经多个所述气泡的折射及反射后从所述射入侧射出至所述扩散板。本发明直下式背光模组减少光能损耗，提高了光能利用率，解决了背光模组暗影问题。

Description

直下式背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体涉及一种直下式背光模组及显示装置。
背景技术
目前电子显示装置中大量应用液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)面板。由于LCD面板本身并不具有发光的功能，在LCD面板的下方必须设置一个背光模组，以提供LCD面板所需的面光源。背光模组是电子显示装置中最重要的部件之一，直接影响液晶显像的品质。
现有的直下式背光模组中，灯条固定于背板底部，扩散板置于背板顶部并由支撑装置支撑。然而由于现有支撑装置材质的光学特性，光束经过支撑装置折射和全反射后一部分光会被支撑装置吸收从而使光能削弱，一部分光的传播方向会发生偏移，被削弱和偏移之后的光会在对应的扩散板上形成明暗不均的区域，出现暗影，严重影响画质的均匀性。并且由于支撑装置吸收了一部分光能，导致光能损耗，影响了背光模组的光能利用率。
因此，有必要提供一种直下式背光模组以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种直下式背光模组及显示装置，以解决直下式背光模组出现暗影以及光能利用率低的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种直下式背光模组，所述直下式背光模组包括背板、设置于背板底部的灯条、设置于背板顶部的扩散板以及设置于背板底部和扩散板之间的支撑装置，所述支撑装置包括：
支撑底座，所述支撑底座安装在所述背板底部；
支撑柱，所述支撑柱设置在所述支撑底座上，所述支撑柱内部形成有多个间隔设置的气泡；
所述灯条发出的光线照射到所述支撑柱上，所述支撑柱面向所述灯条的一侧为射入侧，其中，部分所述光线经所述射入侧的外表面反射后射至所述扩散板；其余所述光线从所述射入侧射入所述支撑柱内部，经多个所述气泡的折射及反射后从所述射入侧射出至所述扩散板。
优选地，所述支撑柱包括第一柱体和第二柱体，所述第一柱体的第一端与所述支撑底座相连，所述第一柱体的第二端与所述第二柱体相连，所述第二柱体的水平横截面积沿远离所述第一柱体的方向呈渐缩设置；所述第一柱体和所述第二柱体均形成有多个间隔布置的所述气泡。
优选地，所述第一柱体呈圆柱状，所述第二柱体为呈圆锥状，所述第二柱体的锥底与所述第一柱体的第二端相连，所述第二柱体的锥顶朝向所述扩散板。
优选地，所述第二柱体的锥顶与所述扩散板抵接。
优选地，所述灯条的数量为多个，多个所述灯条间隔布置，所述支撑柱的数量为多个，多个所述支撑柱间隔布置，各所述支撑柱的两侧均布置有至少一个所述灯条。
优选地，所述支撑柱为一体注塑成型制件。
优选地，所述支撑柱的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。
优选地，所述气泡通过发泡成型于所述支撑柱内。
优选地，所述灯条包括LED灯和罩设于所述LED灯外的透镜，所述透镜的外表面形成有两个凸起面和位于两个所述凸起面之间的内凹面，所述LED灯正对所述内凹面设置。
另外，本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括如上述任一项所述的直下式背光模组。
本发明直下式背光模组通过在支撑柱内设置多个气泡，将灯条发出的光线接近100％从支撑柱射入侧射出至扩散板，避免了射入支撑柱内部的光线被支撑柱吸收，减少了光能损耗，提高了光能利用率，同时避免了射入支撑柱内部的光线经过支撑柱后沿光的传播方向发生偏移，使得光线均匀照射到扩散板上，从根本上解决了直下式背光模组出现暗影的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明直下式背光模组一实施例的结构示意图；
图2为本发明直下式背光模组一实施例光线照射示意图；
图3为本发明直下式背光模组一实施例光线照射的局部示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 背板 40 支撑装置
20 灯条 41 支撑底座
21 LED灯 42 支撑柱
22 透镜 421 第一柱体
221 凸起面 422 第二柱体
222 内凹面 43 支撑柱本体
30 扩散板 44 气泡
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种直下式背光模组。
如图1至图3所示，本实施例的直下式背光模组包括背板10、灯条20、扩散板30以及支撑装置40，灯条20设置于背板10底部，扩散板30设置于背板10顶部，支撑装置40设置于背板10底部和扩散板30之间，其中，支撑装置40包括支撑底座41以及支撑柱42，支撑底座41安装在背板10底部，支撑柱42设置在支撑底座41上，支撑柱42内部形成有多个间隔设置的气泡44，灯条20发出的光线照射到支撑柱42上，支撑柱42面向灯条20的一侧为射入侧，其中，部分光线经射入侧的外表面反射后射至扩散板30；其余光线从射入侧射入支撑柱42内部，经多个气泡44的折射及反射后从支撑柱42射入侧射出至扩散板30。以下描述中，将上述经支撑柱42的射入侧的外表面反射后射至扩散板30的部分光线称为第一光线，将上述从支撑柱42的射入侧射入支撑柱42内部的其余光线称为第二光线。
具体地，本实施例直下式背光模组中，灯条20发出的光线照射到支撑柱42射入侧外表面，第一光线经支撑柱42射入侧外表面反射至扩散板30，第二光线射入支撑柱42内部。支撑柱42内部除气泡44以外的部分为支撑柱本体43，沿远离支撑柱42的射入侧方向的气泡44分别为第一层气泡44、第二层气泡44…第N层气泡44。设定支撑柱本体43的折射率为n1，空气的折射率为n2，n1＞n2，第二光线射入支撑柱42内部后，在第一层气泡44和支撑柱本体43的临界面，会发生全反射和折射，发生全反射的第二光线反射至支撑柱42的射入侧并射出至扩散板30，此时光的反射率为r＝(n1-n2)2/(n1+n2)2。发生折射的第二光线射至第二层气泡44和支撑柱本体43的临界面，再次发生全反射和折射，其中，再次发生全反射的第二光线一部分从气泡44间隙穿出并从支撑柱42的射入侧射出至扩散板30，另一部分反射至另一气泡44上，在支撑柱本体43和气泡44临界面再次发生全反射和折射，此时光的反射率为r2＝1-(1-r)2。在之后的多个气泡44重复上述步骤，经过N层气泡44后，光的总反射率为R＝1-(1-r)N，r＜1，当N数量足够大时，R接近100％。进一步地，由于气泡44的存在，破坏了原有的光路，第二光线经过多次全反射和折射，照射到支撑柱42射入侧并从支撑柱42射入侧射出至扩散板30。
本实施例直下式背光模组通过在支撑柱42内设置多个气泡44，将灯条20发出的光线接近100％从支撑柱42射入侧射出至扩散板30，避免了射入支撑柱42内部的光线被支撑柱42吸收，减少了光能损耗，提高了光能利用率，同时避免了射入支撑柱42内部的光线经过支撑柱42后沿光的传播方向发生偏移，使得光线均匀照射到扩散板30上，从根本上解决了直下式背光模组出现暗影的问题。
本实施例中，支撑柱42包括第一柱体421和第二柱体422，第一柱体421的第一端与支撑底座41相连，第一柱体421的第二端与第二柱体422相连，第二柱体422的水平横截面积沿远离第一柱体421的方向呈渐缩设置；第一柱体421和第二柱体422均形成有多个间隔布置的气泡44。具体地，如图1和图2所示，第二柱体422的下端与第一柱体421的上端相连，第一柱体421的下端与支撑底座41相连，从而实现支撑装置40的稳定支撑。第一柱体421和第二柱体422均形成有气泡44，确保灯条20射出的所有第二光线均能在支撑装置40内发生折射和反射，提高光能利用率。
如图1和图2所示，本实施例中，第一柱体421呈圆柱状，第二柱体422为呈圆锥状，第二柱体422的锥底与第一柱体421的第二端相连，第二柱体422的锥顶朝向扩散板30。进一步地，第二柱体422的锥顶与扩散板30抵接。可以理解地，第二柱体422的锥顶与扩散板30抵接实现了支撑装置40与扩散板30的零间隙设计，在运输过程中，圆锥状的第一柱体421可对扩散板30起到良好的缓冲作用。
本实施例中，灯条20的数量为多个，多个灯条20间隔布置，支撑柱42的数量为多个，多个支撑柱42间隔布置，各支撑柱42的两侧均布置有至少一个灯条20。具体地，多个灯条20可提升***亮度、多个支撑柱42可提升背光模组结构强度，根据背光模组内部结构，支撑柱42有选择地间隔设置在灯条20之间，在避免与背光模组内部器件发生干涉的同时，起到支撑作用。优选地，支撑柱42设置在两个相邻灯条20的中间位置，从而使反射和折射到扩散板30上的光线更加均匀，提升画质的均匀性，同时，多个支撑柱42的设置，可对扩散板30支撑更为可靠，扩散板30受力更加均匀。
本实施例中，支撑柱42为一体注塑成型制件，易于制作，且一体注塑成型的支撑柱42省略了第一柱体421与第二柱体422装配的步骤，节省了装配时间，提高了工作效率。另外，无需装配第一柱体421与第二柱体422没有装配间隙，避免了装配误差。
本实施例中，支撑柱42的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。PMMA具有高透明度的优点，能有效实现灯条20发出的光线的折射和全反射，并且PMMA价格低，极大的节省了成本。
本实施例中，气泡44通过发泡成型于支撑柱42内。优选地，本实施例采用化学发泡来形成气泡44，在支撑柱42内加入化学发泡剂使其形成气泡44，化学发泡剂可采用偶氮化合物或磺酰肼类化合物或亚硝基化合物。气泡44通过发泡成型并不需要更改原有支撑柱42的结构参数、外观造型以及曲率特征，与现有背光模组可完美适配，不需重新设计或更改支撑方案。
如图1和图2所示，本实施例中，灯条20包括LED灯21和罩设于LED灯21外的透镜22，透镜22的外表面形成有两个凸起面221和位于两个凸起面221之间的内凹面222，LED灯21正对内凹面222设置。具体地，透镜22的左右两侧是由两个向外凸起的凸起面221组成，两个凸起面221的连接部分向内凹陷形成内凹面222，且内凹面222的中心与LED灯21的中心对称设置，即LED灯21设置于两个凸起面221形成的腔体中心。由于透镜22朝向LED灯21中心的垂直部分对光的反射最强，因此在透镜22中心设置内凹面，以此使LED灯21射出的光线更加均匀，提升了直下式背光模组的显示效果。
另外，本发明还公开了一种显示装置，该显示装置可以为电视机、一体机、广告机和显示器等，该显示装置包括如上述的直下式背光模组。由于显示装置采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直下式背光模组，包括背板、设置于背板底部的灯条、设置于背板顶部的扩散板以及设置于背板底部和扩散板之间的支撑装置，其特征在于，所述支撑装置包括：
支撑底座，所述支撑底座安装在所述背板底部；
支撑柱，所述支撑柱设置在所述支撑底座上，所述支撑柱内部形成有多个间隔设置的气泡；
所述灯条发出的光线照射到所述支撑柱上，所述支撑柱面向所述灯条的一侧为射入侧，其中，部分所述光线经所述射入侧的外表面反射后射至所述扩散板；其余所述光线从所述射入侧射入所述支撑柱内部，经多个所述气泡的折射及反射后从所述射入侧射出至所述扩散板。
2.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述支撑柱包括第一柱体和第二柱体，所述第一柱体的第一端与所述支撑底座相连，所述第一柱体的第二端与所述第二柱体相连，所述第二柱体的水平横截面积沿远离所述第一柱体的方向呈渐缩设置；所述第一柱体和所述第二柱体均形成有多个间隔布置的所述气泡。
3.如权利要求2所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一柱体呈圆柱状，所述第二柱体为呈圆锥状，所述第二柱体的锥底与所述第一柱体的第二端相连，所述第二柱体的锥顶朝向所述扩散板。
4.如权利要求3所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第二柱体的锥顶与所述扩散板抵接。
5.如权利要求1-4中任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述灯条的数量为多个，多个所述灯条间隔布置，所述支撑柱的数量为多个，多个所述支撑柱间隔布置，各所述支撑柱的两侧均布置有至少一个所述灯条。
6.如权利要求1-4中任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述支撑柱为一体注塑成型制件。
7.如权利要求6所述的直下式背光模组，其特征在于，所述支撑柱的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。
8.如权利要求1-4中任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述气泡通过发泡成型于所述支撑柱内。
9.如权利要求1-4中任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述灯条包括LED灯和罩设于所述LED灯外的透镜，所述透镜的外表面形成有两个凸起面和位于两个所述凸起面之间的内凹面，所述LED灯正对所述内凹面设置。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-9中任一项所述的直下式背光模组。
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