一種直下式背光模組及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種直下式背光模組及顯示裝置，涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，在實現(xiàn)背光效果與支架支撐作用的同時解決了現(xiàn)有技術(shù)中光斑中心區(qū)域與支架頂部區(qū)域之間亮度值相差較大，背光源的光線均一性較差的缺陷，可以提高顯示裝置的顯示效果。該直下式背光模組包括背板，光源，支架，透鏡以及光學(xué)組件，所述光源設(shè)置在所述背板上，所述透鏡設(shè)置在所述光源上，所述支架設(shè)置在所述透鏡頂部的出光面上，所述支架的頂部支撐所述光學(xué)組件。
【專利說明】一種直下式背光模組及顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種直下式背光模組及顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，液晶顯示器在人們的生活中的應(yīng)用越來越廣泛。液晶顯示器中的液晶屏本身是不發(fā)光的，為了實現(xiàn)顯示效果需要給它提供背光，現(xiàn)有技術(shù)中液晶屏的背光通常由背光模組提供，背光模組根據(jù)入光方式的不同又分為:側(cè)光式背光模組和直下式背光模組。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的直下式背光模組結(jié)構(gòu)一般包括相對設(shè)置的背板10和光學(xué)組件11，設(shè)置于背板10上的支架12、光源13，設(shè)置在光源13上的透鏡14，現(xiàn)有技術(shù)中的光源13常采用LED (發(fā)光二極管)光源，支架12設(shè)置在光源13與光源13之間，為了避免支架對光線的影響，通常采用透明材料制作支架。
[0004]本發(fā)明人在實施現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn):支架的透明材料都具有一定的折射率，這導(dǎo)致光線在經(jīng)過支架的時候會產(chǎn)生一些偏折，使得原本射向支架頂部的光線會向遠(yuǎn)離支架頂部的方向移動，這就導(dǎo)致了支架頂部區(qū)域的亮度要小于周邊區(qū)域的亮度；現(xiàn)有技術(shù)方案中雖然采用了透鏡對LED光源的光線進行了發(fā)散，透鏡的出光面位于透鏡的頂部，但如圖2所示，從透鏡發(fā)散出來的光線仍會形成一個光斑20，光斑20的中心區(qū)域亮度較高，因此光斑的中心區(qū)域與支架的頂部區(qū)域之間的亮度值相差較大，使背光源的光線均一性較差，影響最終的顯示效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供一種直下式背光模組及顯示裝置，通過采用本發(fā)明中的技術(shù)方案可以在實現(xiàn)背光效果與支架支撐作用的同時解決現(xiàn)有技術(shù)中光斑中心區(qū)域與支架頂部區(qū)域之間亮度值相差較大，背光源的光線均一性較差的缺陷，可以提高了顯示裝置的顯示效果。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明的實施例提供一種直下式背光模組，包括背板，光源，支架，透鏡以及光學(xué)組件，所述光源設(shè)置在所述背板上，所述透鏡設(shè)置在所述光源上，所述支架設(shè)置在所述透鏡頂部的出光面上，所述支架的頂部支撐所述光學(xué)組件。
[0008]所述支架的側(cè)表面為光反射面。
[0009]所述支架的底部為不透光部。
[0010]所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈橢圓曲線。
[0011]所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈圓曲線。
[0012]所述支架為圓錐體。
[0013]所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈雙曲線，所述支架的側(cè)表面與所述支架的頂部之間為圓滑過渡。[0014]所述支架的頂部為曲面。
[0015]所述光反射面為反射涂層或反射片。
[0016]本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置，包括液晶面板和背光模組，所述液晶面板固定在所述背光模組出光面上，所述背光模組為具有上述任意特征的直下式背光模組。
[0017]本發(fā)明實施例提供一種直下式背光模組及顯示裝置，包括背板，光源，支架，透鏡以及光學(xué)組件，所述光源設(shè)置在所述背板上，所述透鏡設(shè)置在所述光源上，所述支架設(shè)置在所述透鏡頂部的出光面上，所述支架的頂部支撐所述光學(xué)組件。因為LED光源發(fā)出的光線為朗伯分布，光線在LED光源的正上方比較集中，所以LED光源通過透鏡中心位置射出的光線比周圍區(qū)域要高，這些從透鏡中心區(qū)域出射的光源會集中在光斑的中心區(qū)域，使得光斑中心區(qū)域的亮度較高，在本發(fā)明技術(shù)方案提供的直下式背光模組及顯示裝置中，通過在透鏡的出光面上設(shè)置的支架，阻擋了原本從透鏡出光面出射向光斑中心區(qū)域的光線，這部分光線經(jīng)過一系列的反射和折射后光路發(fā)生改變并遠(yuǎn)離光斑的中心區(qū)域，從而降低了光斑中心區(qū)域的亮度，而且透鏡與透鏡之間的位置沒有設(shè)置支架，使得原支架的頂部區(qū)域的亮度不會被降低，從而提高了背光源的光線均一性，使顯示裝置擁有較好的顯示效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的直下式背光模組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的光源光斑示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實施例提供的透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實施例提供的支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實施例提供的透鏡與支架組合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組光線傳輸不意圖一；
[0026]圖8為本發(fā)明實施例提供的過支架中軸線截面示意圖一；
[0027]圖9為本發(fā)明實施例提供的形成支架的橢圓示意圖；
[0028]圖10為本發(fā)明實施例提供的未增加支架模擬光斑示意圖；
[0029]圖11為本發(fā)明實施例提供的增加支架模擬光斑示意圖一；
[0030]圖12為本發(fā)明實施例提供的過支架中軸線截面示意圖二 ；
[0031]圖13為本發(fā)明實施例提供的形成支架的兩個圓相交部分示意圖；
[0032]圖14為本發(fā)明實施例提供的增加支架模擬光斑示意圖二 ；
[0033]圖15為本發(fā)明實施例提供的過支架中軸線截面示意圖三；
[0034]圖16為本發(fā)明實施例提供的形成支架的雙曲線示意圖；
[0035]圖17為本發(fā)明實施例提供的增加支架模擬光斑示意圖三；
[0036]圖18為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組光線傳輸示意圖二 ；
[0037]圖19為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組光線傳輸示意圖三；[0038]圖20為本發(fā)明實施例提供的增加支架模擬光斑示意圖四。
【具體實施方式】
[0039]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0040]實施例一
[0041]本發(fā)明的實施例提供一種直下式背光模組，如圖3所示，包括背板30，光源32，支架33，透鏡34以及光學(xué)組件31，光源32設(shè)置在背板30上，透鏡34設(shè)置在光源32上，支架33設(shè)置在透鏡頂部的出光面340上，支架的頂部331支撐光學(xué)組件31。
[0042]其中，光學(xué)組件31從上到下依次包括光學(xué)膜片和擴散板，支架的頂部331與擴散板相抵觸以支撐光學(xué)組件31，為方便描述圖3中未予以標(biāo)出。
[0043]進一步的，支架的側(cè)表面為光反射面。
[0044]具體的,如圖3所示,支架的側(cè)表面332為光反射面，以使得照射到支架的側(cè)表面332的光線反射,支架的底部330橫截面的面積大于支架的頂部331橫截面的面積。
[0045]進一步的，支架的底部為不透光部。
[0046]需要說明的是，支架的底部330為不透光部可以是將支架的底部設(shè)置為光反射層，也可以是將支架的底部設(shè)置為光吸收層，還可以是選取不透明的材料制作支架，以使得支架的底部不透光，本發(fā)明實施例對此不作具體限制。
[0047]其中，透鏡34的結(jié)構(gòu)如圖4所示，透鏡34頂部凹面為出光面，出光面可以為自由曲面；支架33的結(jié)構(gòu)如圖5所示；透鏡34與支架33組合的結(jié)構(gòu)如圖6所示，支架的底部與透鏡的出光面相連接，支架的底部可以是通過膠粘固定于透鏡上的，也可以是其它的方式固定在透鏡上，本發(fā)明實施例對此不限定。
[0048]進一步的，所述光反射面為反射涂層或反射片。
[0049]具體的，支架的側(cè)表面為光反射面，該光反射面可以是在支架的側(cè)表面上涂覆反射涂層，也可以是設(shè)置反射片，還可以是將支架的側(cè)表面直接做成反射面，本實施例對此不限定。
[0050]具體的，為了使得經(jīng)支架底部阻擋的光線傳輸至光學(xué)組件，通常在背板上設(shè)置反射層。如圖7所示，光線在本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組中的傳播，圖中帶箭頭的線表示傳播光線，從圖7中可以看出，由光源出射的光線中，一部分可從透鏡中心區(qū)域出射的光線經(jīng)過支架的底部的阻擋被反射，傳輸?shù)椒瓷鋵?5上，經(jīng)過反射層35的反射后重新入射到透鏡34中，在透鏡34的側(cè)面發(fā)生全反射，最終從透鏡34的出光面上折射出，當(dāng)光線照射到支架33的側(cè)表面時，經(jīng)過支架33側(cè)表面的反射偏離原來的方向，最終照射到光學(xué)組件31上；另一部分射向光斑中心區(qū)域的光線從光源33發(fā)出后直接入射到透鏡34的側(cè)面并發(fā)生反射，由透鏡34的上表面(即出光面)上折射出，當(dāng)光線照射到支架33的側(cè)表面時，經(jīng)過支架33側(cè)表面的反射，最終照射到光學(xué)組件31上；綜上所述，因為支架阻擋了從透鏡中心區(qū)域出射的光線，使得光線經(jīng)反射層及透鏡的折射、反射，再經(jīng)過支架側(cè)表面的反射照射至光學(xué)組件，擴散了光源出射的光線，從而降低了光源出射的光線形成的光斑中心區(qū)域的亮度，所述支架的側(cè)表面為光反射面，同時具有反射的作用對現(xiàn)有技術(shù)中射向光斑中心區(qū)域的一部分光線進行了反射，進一步降低了光斑中心區(qū)域的亮度，解決了背光源的均一性差的問題，提高了顯示裝置的顯示效果。
[0051]所述支架的具有光反射面的側(cè)表面會將原本照射在光斑內(nèi)部的部分光線反射到光斑的外圍，進而增大了光斑的面積，實施例中光斑效果的模擬圖中很好的說明了這一點，任意兩個光源所產(chǎn)生的光斑之間的區(qū)域的亮度要小于光斑區(qū)域的亮度，光斑面積擴大的同時也會使得兩光斑之間的區(qū)域的亮度有所增加，這樣會進一步提高背光源的光線均一性，進而取得更好的顯示效果。
[0052]需要說明的是，圖中僅給出了示例性的幾條光線的傳播途徑，其它的光線的傳播可參考上述的說明，本實施例在此不 列舉描述。
[0053]現(xiàn)有技術(shù)中的背光模組中為了防止光學(xué)組件塌陷，需要在背板與光學(xué)組件之間設(shè)置至少一個支撐結(jié)構(gòu)，為了不影響背光模組中光線的傳播通常設(shè)置為透明結(jié)構(gòu)，通常采用透明材料制作支架，但是透明材料都具有一定的折射率，這導(dǎo)致光線在經(jīng)過支架的時候會產(chǎn)生一些偏折，這使得原本射向支架頂部的光線會向遠(yuǎn)離支架頂部的方向移動，這就導(dǎo)致了支架頂部區(qū)域的亮度要小于周邊區(qū)域的亮度，而本發(fā)明實施例提供背光模組中的支架設(shè)置在透鏡上且為不透明的結(jié)構(gòu)，該支架可以支撐光學(xué)組件，在實現(xiàn)支撐作用的同時，降低了光斑中心區(qū)域的亮度。
[0054]本發(fā)明實施例提供一種直下式背光模組，包括背板，光源，支架，透鏡以及光學(xué)組件，所述光源設(shè)置在所述背板上，所述透鏡設(shè)置在所述光源上，所述支架設(shè)置在所述透鏡頂部的出光面上，所述支架的頂部支撐所述光學(xué)組件。因為LED光源發(fā)出的光線為朗伯分布，光線在LED光源的正上方比較集中，所以LED光源通過透鏡中心位置射出的光線比周圍區(qū)域要高,這些從透鏡中心區(qū)域出射的光源會集中在光斑的中心區(qū)域,使得光斑中心區(qū)域的亮度較高，在本發(fā)明技術(shù)方案提供的直下式背光模組中，通過在透鏡的出光面上設(shè)置的支架，阻擋了原本從透鏡出光面出射向光斑中心區(qū)域的光線，這部分光線經(jīng)過一系列的反射和折射后光路發(fā)生改變并遠(yuǎn)離光斑的中心區(qū)域，從而降低了光斑中心區(qū)域的亮度，而且透鏡與透鏡之間的位置沒有設(shè)置支架，使得原支架的頂部區(qū)域的亮度不會被降低，從而提高了背光源的光線均一性，使顯示裝置擁有較好的顯示效果。
[0055]實施例二
[0056]本發(fā)明的實施例提供一種直下式背光模組，如圖3所示，包括背板30，光源32，支架33，透鏡34以及光學(xué)組件31，光源32設(shè)置在背板30上，透鏡34設(shè)置在光源32上，支架33設(shè)置在透鏡頂部的出光面340上，支架的頂部331支撐光學(xué)組件31。
[0057]其中，光學(xué)組件31從上到下依次包括光學(xué)膜片和擴散板，支架的頂部331與擴散板相抵觸以支撐光學(xué)組件31，為方便描述圖3中未予以標(biāo)出。
[0058]進一步的，支架的側(cè)表面為光反射面。
[0059]具體的，如圖3所示，支架的側(cè)表面332為光反射面，以使得照射到支架的側(cè)表面332的光線反射,支架的底部330橫截面的面積大于支架的頂部331橫截面的面積。
[0060]進一步的，支架的底部為不透光部。
[0061]需要說明的是，支架的底部330為不透光部可以是將支架的底部設(shè)置為光反射層，也可以是將支架的底部設(shè)置為光吸收層，還可以是選取不透明的材料制作支架，以使得支架的底部不透光，本發(fā)明實施例對此不作具體限制。
[0062]一種可能的實現(xiàn)方式中，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈橢圓曲線。
[0063]具體的，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面圖如圖8所示，圖中虛線為支架的中軸線，側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈橢圓曲線81。該支架的頂部為曲面。其中，獲得該支架的方法，如圖9所示，取一橢圓，設(shè)定該橢圓的半長軸為a，半短軸為b，圖中橢圓的粗實線部分繞著其長軸AB進行旋轉(zhuǎn)一周所形成的結(jié)構(gòu)體即為支架，a的取值為大于O且小于腔體厚度D ；b的取值為大于O且小于透鏡所在平面圓的直徑r (如圖4所示)，腔體厚度D為背板與光學(xué)組件之間的垂直距離(如圖3所示)。
[0064]需要說明的是，圖9中橢圓的粗實線部分可以是橢圓的一半，也可以是橢圓的三分之一處，還可以是其它值，本實施例對此不限定。
[0065]示例性的，若取橢圓的半長軸長為12mm,半短軸長為2.5mm,該橢圓繞其半長軸旋轉(zhuǎn)一周形成支架，在其它條件不變的情況下，將該支架設(shè)置在透鏡上，支架的底部與透鏡的出光面相連接，通過光學(xué)模擬軟件對透鏡上未增加支架與增加支架后的光斑進行模擬，如圖10、圖11所示，圖中左側(cè)的標(biāo)尺為光照度值(W/m2)與光斑的明暗對應(yīng)關(guān)系，從下到上光斑越來越暗，對應(yīng)的光照度值越來越大，圖中右側(cè)為光斑坐標(biāo)值，X、Y坐標(biāo)的單位為millimeters (毫米)，圖10為未增加支架時的模擬光斑圖,光斑由外向中心越來越暗，即光斑由外向中心的光照度值越來越大，圖中中心點光照度最大為4200，圖11為增加支架后的模擬光斑圖，圖中中心點光照度為1900，與未增加支架時進行比較，通過光學(xué)軟件模擬后得到增加支架后光斑的直徑增大100%，中心點照度由模擬值4200降低到1900。根據(jù)模擬結(jié)果可得知:光斑中心亮度值減小，光斑面積變大，因為在透鏡上設(shè)置支架后從透鏡中心區(qū)域出射的光線受到支架的阻擋，經(jīng)過透鏡及支架側(cè)表面的折射、反射進行了擴散，使得光斑不同區(qū)域的亮度進行了重新的分配，支架側(cè)表面的光反射面也對射向光斑中心區(qū)域的一部分光線進行了反射，進一步降低了光斑中心區(qū)域的亮度，從而解決了背光源的均一性較差的問題。
[0066]對于將該支架設(shè)置在透鏡上的背光模組，光線在該背光模組中的傳播方向可參考實施例一中圖7及上述對于圖7中光線傳輸?shù)拿枋?本實施例在此不再贅述。
[0067]實施例三
[0068]本發(fā)明的實施例提供一種直下式背光模組，如圖3所示，包括背板30，光源32，支架33，透鏡34以及光學(xué)組件31，光源32設(shè)置在背板30上，透鏡34設(shè)置在光源32上，支架33設(shè)置在透鏡頂部的出光面340上，支架的頂部331支撐光學(xué)組件31。
[0069]其中，光學(xué)組件31從上到下依次包括光學(xué)膜片和擴散板，支架的頂部331與擴散板相抵觸以支撐光學(xué)組件31，為方便描述圖3中未予以標(biāo)出。
[0070]進一步的，支架的側(cè)表面為光反射面。
[0071]具體的，如圖3所示，支架的側(cè)表面332為光反射面，以使得照射到支架的側(cè)表面332的光線反射,支架的底部330橫截面的面積大于支架的頂部331橫截面的面積。
[0072]進一步的，支架的底部為不透光部。
[0073]需要說明的是，支架的底部330為不透光部可以是將支架的底部設(shè)置為光反射層，也可以是將支架的底部設(shè)置為光吸收層，還可以是選取不透明的材料制作支架，以使得支架的底部不透光，本發(fā)明實施例對此不作具體限制。
[0074]一種可能的實現(xiàn)方式中，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈圓曲線。
[0075]具體的，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面圖如圖12所示，圖中虛線為支架的中軸線，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈圓曲線121。該支架的頂部為曲面。其中，獲得該支架的方法，如圖13所示，取兩個半徑相同的圓相交，取其相交的粗實線部分繞垂直于兩圓心連線的軸EF進行旋轉(zhuǎn)一周所得到的結(jié)構(gòu)體即為該支架。假設(shè)兩圓的半徑為R，如圖3所示，直下式模組腔體厚度為D，透鏡的中間部分的厚度為d，d的取值范圍為大于O小于D，支架底部橫截面圓的直徑為H，H為圖13中KL之間的距離，腔體厚度D為背板與光學(xué)組件之間的垂直距離，H的取值范圍為大于O小于透鏡所在平面圓的直徑r(如圖4所示)。
[0076]根據(jù)直角三角形MEI，其三邊的關(guān)系為，ME2=EI2+MI2
[0077]即可得出:
【權(quán)利要求】
1.一種直下式背光模組，包括背板，光源，支架，透鏡以及光學(xué)組件，所述光源設(shè)置在所述背板上，所述透鏡設(shè)置在所述光源上，其特征在于，所述支架設(shè)置在所述透鏡頂部的出光面上，所述支架的頂部支撐所述光學(xué)組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式背光模組，其特征在于，所述支架的側(cè)表面為光反射面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述支架的底部為不透光部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直下式背光模組，其特征在于，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈橢圓曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直下式背光模組，其特征在于，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈圓曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直下式背光模組，其特征在于，所述支架為圓錐體。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直下式背光模組，其特征在于，所述支架的側(cè)表面在通過支架中軸線的截面中呈雙曲線，所述支架的側(cè)表面與所述支架的頂部之間為圓滑過渡。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項所述的直下式背光模組，其特征在于，所述支架的頂部為曲面。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于，所述光反射面為反射涂層或反射片。
10.一種顯示裝置，包括液晶面板和背光模組，所述液晶面板固定在所述背光模組出光面上，其特征在于，所述背光模組為具有權(quán)利要求1-9所述的任意特征的直下式背光模組。
【文檔編號】F21V17/00GK103953875SQ201410158528
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】張登印, 石雅彬, 程凱 申請人:青島海信電器股份有限公司