CN215932320U - 背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种背光模组及显示装置，背光模组包括背板、光源、透镜和反射层；光源和透镜均设置于背板上，透镜位于光源的出光侧，透镜具有相对设置的入光面与反射面以及邻接于入光面与反射面之间的出光面，入光面正对于光源设置，以使光源发出的光线经由入光面入射透镜、并在反射面发生反射、再经由出光面出射透镜；反射层设置于反射面的外表面，反射层可将经反射面折射出透镜的光线反射回透镜内、并经由出光面出射透镜。本申请提供的背光模组，通过在透镜的反射面的外表面设置反射层，使未能在反射面发生全发射的光线经反射面折射出透镜后仍能被反射层反射回透镜，避免了光线到达反射面时直接折射出反射面而导致的光线串扰和光能浪费。

Description

背光模组及显示装置

技术领域

本申请属于光学显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

液晶显示器作为用户与信息的沟通界面，因其具有高空间利用率、低电磁干扰以及无辐射等优越特性，成为当前主流的显示方式，在电视、智能手机、平板电脑等信息沟通工具中被广泛使用。液晶显示器的液晶模组本身不发光，而是由背光模组为液晶模组提供光源，液晶显示器所显示的字符或图像是液晶模组对背光模组所发出的光线进行调控的结果。

液晶显示器主要包括直下式液晶显示器和侧入式液晶显示器，其中，直下式液晶显示器因其优越的成本优势被业界广泛使用而逐渐成为液晶显示器的主流结构。其光学原理为：背光模组的LED光源搭配透镜实现光均匀控制。然而相关技术中，背光模组的透镜的控光能力不佳，导致LED光源所发出的光线在经过透镜后出现光线串扰和光能浪费的现象。

实用新型内容

本申请实施例提供一种背光模组及显示装置，以解决直下式液晶显示器中背光模组的光线串扰和光能浪费的问题。

本申请实施例提供一种背光模组，其特征在于，包括：

背板；

光源，所述光源设置于所述背板上；

透镜，所述透镜设置于所述背板上，且所述透镜位于所述光源的出光侧，所述透镜具有相对设置的入光面与反射面以及邻接于所述入光面与所述反射面之间的出光面，所述入光面正对于所述光源设置，以使所述光源发出的光线经由所述入光面入射所述透镜、并在所述反射面发生反射、再经由所述出光面出射所述透镜；以及

反射层，所述反射层设置于所述反射面的外表面，所述反射层可将经所述反射面折射出所述透镜的光线反射回所述透镜内、并经由所述出光面出射所述透镜。

可选的，所述反射层的厚度均匀设置，以使经所述反射面折射出所述透镜的光线全部被所述反射层反射回所述透镜、并经由所述出光面出射所述透镜。

可选的，所述反射层的厚度不均匀设置，以使经所述反射面折射出所述透镜的光线中，到达所述反射层第一预设厚度处的光线被所述反射层反射回所述透镜、并经由所述出光面出射所述透镜，到达所述反射层第二预设厚度处的光线穿透所述反射层，其中，所述第一预设厚度大于所述第二预设厚度。

可选的，所述透镜为中心对称结构，所述透镜的中心轴垂直于所述背板，且所述透镜的中心轴与所述光源的中心轴重合。

可选的，所述反射面靠近所述中心轴的中心处离所述背板较近、所述反射面远离所述中心轴的边缘处离所述背板较远。

可选的，所述反射面为背向所述背板凸起的曲面，且所述反射面的曲率由中心向边缘逐渐增大。

可选的，所述入光面还开设有一凹槽，所述光源容置于所述凹槽内，所述凹槽的中心轴与所述透镜的中心轴重合。

可选的，所述反射层为设置于所述反射面的外表面的镀层。

可选的，所述反射层通过注塑与所述透镜一体成型。

本申请实施例还提供一种显示装置，其特征在于，包括液晶模组和如上任一项所述的背光模组，所述背光模组设置于所述液晶模组的背面以为所述液晶模组提供光源。

本申请实施例提供的背光模组，通过将透镜设置在光源的出光侧，使透镜的入光面正对光源设置，同时在透镜的反射面的外表面设置反射层，使光源所发出的光线经由入光面入射透镜后，到达反射面时未能发生全发射而经反射面折射出透镜后仍能被反射层反射回透镜，最终经由出光面出射透镜，从而改善了透镜的控光能力，避免了光线到达透镜的反射面时因入射角小于布儒斯特角而直接折射出透镜的反射面而导致的光线串扰和光能浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。在下面的描述中，相同的附图标号表示相同的部分。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，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，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显示装置沿其厚度方向的剖视图。

图2为图1所示的显示装置中背光模组的局部示意图。

图3为相关技术中理论上反射式透镜对光线进行调控的光路图。

图4为相关技术中实际上反射式透镜对光线进行调控的光路图。

图5为图2所示的背光模组中透镜对光线进行调控的第一种光路图。

图6为图2所示的背光模组中透镜对光线进行调控的第二种光路图。

图7为图6中A部分的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种背光模组及显示装置，以解决直下式液晶显示器中背光模组的光线串扰和光能浪费的问题。以下将结合附图进行说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的显示装置沿其厚度方向的剖视图。显示装置00可以为手机、导航仪、电子纸、电视机、数码相框、平板电脑、笔记本电脑、液晶显示器、液晶显示面板等任何具有显示功能的产品或部件。显示装置00可以包括液晶模组10和背光模组20。液晶模组10与背光模组20层叠设置，背光模组20发出光线并射向液晶模组10，液晶模组10对到达的光线进行调控，以实现显示装置00的字符和图像显示功能。

对于液晶模组10的说明可以参阅相关技术中对液晶显示器的液晶模组的介绍，此处不再赘述。

背光模组20应用于需要背光源的显示装置00中，为显示装置00的液晶模组10提供光源。请一并参阅图2，图2为图1所示的显示装置中背光模组的局部示意图。背光模组20可以包括背板21、光源22和透镜23。透镜23和光源22均设置于背板21上，且透镜23位于光源22的出光侧，以使光源22所发出的光线可以进入透镜23。

背板21可以为PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)，光源22可以为LED(light-emitting diode，发光二极管)，透镜23可以为光学玻璃或有机透明玻璃。可以理解的是，背板21、光源22和透镜23也可以为其他类型、其他材质，本申请实施例对背板21、光源22和透镜23的具体类型和材质不作限制。其中，一个背板21上设置有多个光源22和多个透镜23，一个光源22对应于一个透镜23，多个光源22可以在背板21上呈阵列排布。

透镜23具有入光面231、反射面232和出光面233。其中，入光面231与反射面232相对设置，反射面232与出光面233相邻设置，出光面233邻接于反射面232与入光面231之间。入光面231与光源22正对设置，以使光源22所发出的光线可以经由入光面231入射透镜23、到达反射面232后发生反射并经由出光面233出射透镜23。

需要说明的是，背光行业广泛应用的注塑透镜有两种类型：折射式透镜和反射式透镜。其中，反射式透镜对光斑的扩大效果远优于折射式透镜。请参阅图3，图3为相关技术中理论上反射式透镜对光线进行调控的光路图。目前，业内反射式透镜均采用单一材料注塑，透镜的反射面通常为平滑的全反射曲面，以完成对来自透镜的入光面的光线的调控，实现大角度出光。但由于加工工艺以及材料的物理特性，在透镜成型挤出时很难完全复现全反射式设计的曲面。请参阅图4，图4为相关技术中实际上反射式透镜对光线进行调控的光路图。单一材料注塑成型的反射式透镜的反射面无法复现设计时的全反射曲面，导致光线入射到反射面时，部分光线的入射角小于布儒斯特角而无法在反射面发生全反射，而是同时发生反射和折射，折射光线直接穿透反射面，从而出现漏光和光线串扰。上述问题难以避免和管控，因此造成背光模组的光能损耗。为此，本申请实施例提出了一种新的背光模组20。

请继续参阅图2。背光模组20可以还包括反射层24。反射层24可以设置于透镜23上，具体的，反射层24可以设置于透镜23的反射面232的外表面，以使经反射面232折射出透镜23的光线被反射层24反射回透镜23内并经由出光面233出射透镜23。

本申请实施例提供的背光模组20，通过将透镜23设置在光源22的出光侧，使透镜23的入光面231正对光源22设置，同时在透镜23的反射面232的外表面设置反射层24，使光源22所发出的光线经由入光面231入射透镜23后，到达反射面232时未能发生全发射而经反射面232折射出透镜23后仍能被反射层24反射回透镜23内，最终经由出光面233出射透镜23，从而改善了透镜23的控光能力，避免了光线到达透镜23的反射面232时因入射角小于布儒斯特角而直接折射出透镜23的反射面232而导致的光线串扰和光能浪费。

反射层24的颜色与透镜23的颜色不同。通常，透镜23为无色透明，以降低透镜23对光线强度的削弱程度；反射层24可以为白色或金属色，以增强反射层24对光线的反射能力。

其中，反射层24可以通过双色注塑的方式与透镜23一体成型，反射层24也可以通过镀设的方式在透镜23上形成反射镀层，反射层24还可以通过其他方式设置于透镜23上。本申请实施例对反射层24设置于透镜23上的具体方式不作限制。需要说明的是，若反射层24通过双色注塑的方式与透镜23一体成型，则透镜23和反射层24均为塑胶材质——比如亚克力材质——而非玻璃材质。

在一些实施方式中，请参阅图5，图5为图2所示的背光模组中透镜对光线进行调控的第一种光路图。反射层24的厚度均匀设置，以使经反射面232折射出透镜23的光线全部被反射层24反射回透镜23内、并经由出光面233出射透镜23。

在另一些实施方式中，请参阅图6和图7，图6为图2所示的背光模组中透镜对光线进行调控的第二种光路图，图7为图6中A部分的局部放大图。反射层24的厚度不均匀设置，反射层24的一部分区域为第一预设厚度D1、反射层24的另一部分区域为第二预设厚度D2。经反射面232折射出透镜23的光线中，到达反射层24第一预设厚度D1处的光线被反射层24反射回透镜23、并经由出光面233出射透镜23，而到达反射层24第二预设厚度D2处的光线穿透反射层24。其中，第一预设厚度D1为不能被光线穿透的厚度，第二预设厚度D2为能被光线穿透的厚度，第一预设厚度D1大于第二预设厚度D2。通过控制反射层24的不同位置的厚度即可控制光线在透镜23的反射面232的不同位置的光路改变情况，从而实现个性化的照明效果、满足不同区域的照明需求。

请继续参阅图2。透镜23为中心对称结构，透镜23具有中心轴230。透镜23的入光面231开设有凹槽234，光源22容置于凹槽234内。其中，光源22的中心轴、凹槽234的中心轴均与透镜23的中心轴230重合。

在透镜23沿平行于中心轴230方向的剖视图中，反射面232包括相邻接的第一弧面2321与第二弧面2322。其中，第一弧面2321和第二弧面2322均背向背板21凸起，且第一弧面2321和第二弧面2322的曲率由靠近中心轴230的一侧向远离中心轴230的一侧逐渐增大，以使反射面232的曲率由中心处向边缘处逐渐增大。第一弧面2321与第二弧面2322关于中心轴230对称设置，且第一弧面2321和第二弧面2322靠近中心轴230的一侧离背板21较近、而第一弧面2321和第二弧面2322远离中心轴230的一侧离背板21较远，以使反射面232靠近中心轴230的中心处离背板21较近、而反射面232远离中心轴230的边缘处离背板21较远，从而使透镜23形成中心薄、边缘厚的圆饼状结构。

上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例提供的背光模组及显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

背板；

光源，所述光源设置于所述背板上；

透镜，所述透镜设置于所述背板上，且所述透镜位于所述光源的出光侧，所述透镜具有相对设置的入光面与反射面以及邻接于所述入光面与所述反射面之间的出光面，所述入光面正对于所述光源设置，以使所述光源发出的光线经由所述入光面入射所述透镜、并在所述反射面发生反射、再经由所述出光面出射所述透镜；以及

反射层，所述反射层设置于所述反射面的外表面，所述反射层可将经所述反射面折射出所述透镜的光线反射回所述透镜内、并经由所述出光面出射所述透镜。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射层厚度均匀设置，以使经所述反射面折射出所述透镜的光线全部被所述反射层反射回所述透镜、并经由所述出光面出射所述透镜。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射层的厚度不均匀设置，以使经所述反射面折射出所述透镜的光线中，到达所述反射层第一预设厚度处的光线被所述反射层反射回所述透镜、并经由所述出光面出射所述透镜，到达所述反射层第二预设厚度处的光线穿透所述反射层，其中所述第一预设厚度大于所述第二预设厚度。

4.根据权利要求1至3任一项所述的背光模组，其特征在于，所述透镜为中心对称结构，所述透镜的中心轴垂直于所述背板，且所述透镜的中心轴与所述光源的中心轴重合。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述反射面靠近所述中心轴的中心处离所述背板较近、所述反射面远离所述中心轴的边缘处离所述背板较远。

6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述反射面为背向所述背板凸起的曲面，且所述反射面的曲率由中心向边缘逐渐增大。

7.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述入光面还开设有一凹槽，所述光源容置于所述凹槽内，所述凹槽的中心轴与所述透镜的中心轴重合。

8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射层为设置于所述反射面的外表面的镀层。

9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射层通过注塑与所述透镜一体成型。

10.一种显示装置，其特征在于，包括液晶模组和如权利要求1至9任一项所述的背光模组，所述背光模组设置于所述液晶模组的背面，以为所述液晶模组提供光源。

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