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一种背光模组及显示装置的制作方法

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

一种背光模组及显示装置的制作方法

1.本技术一般涉及显示技术领域,具体涉及一种背光模组及显示装置。


背景技术:

2.在平板显示装置中,液晶显示装置(liquid crystal display,lcd)具有体积小、功耗低、制造成本相对较低和无辐射等特点,在当前的平板显示器市场占据了主导地位。
3.液晶显示装置的背光类型主要包括直下式背光以及侧入式背光,直下式背光由于led光源的分区与液晶显示面板的分区可以一一对应,分区块局部调光的效果好,因此成为市场主流,然而直下式背光模组的尺寸较厚,无法满足市场上对超薄液晶显示装置的追求。
4.然而,侧入式背光模组的液晶显示装置存在的可视区画面均匀性问题。


技术实现要素:

5.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种背光模组及显示装置,可以更好的支撑导光板,使导光板与led之间的混光距离更加均匀。
6.第一方面,本技术提供了一种背光模组,包括:
7.背板;
8.设置于所述背板上的电路板;
9.设置于所述电路板上的发光元件和支撑装置;
10.以及被所述支撑装置支撑的导光板;
11.其中,所述支撑装置至少部分环绕所述发光元件。
12.可选地,所述支撑装置包括半套体或套体,所述半套体部分环绕所述发光元件,所述套体环绕所述发光元件。
13.可选地,所述支撑装置包括环绕所述发光元件设置的多个支撑柱。
14.可选地,在所述支撑装置上沿所述发光元件的光路方向上设置有调光装置。
15.可选地,所述调光装置包括沿支撑导光板方向设置的若干透镜。
16.可选地,所述透镜包括靠近所述发光元件的第一折射面和远离所述发光元件的第二折射面,其中第一折射面和第二折射面中至少一个为曲面。
17.可选地,所述第一折射面和所述第二折射面中一个为曲面,另一个为平面。
18.可选地,所述第一折射面和/或第二折射面的至少局部为粗糙结构。
19.可选地,所述粗糙结构包括锯齿状、花纹或磨砂纹。
20.可选地,所述调光装置还包括设置所述支撑装置靠近光学膜片一侧的反光结构,所述反光结构包括反射片或者至少部分表面涂布有反射材料。
21.第二方面,本技术提供了一种显示装置,包括以上任一项所述的背光模组。
22.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
23.本技术实施例提供的背光模组通过支撑装置更好的支撑导光板,使导光板与led之间的混光距离更加均匀,从而使出屏的均匀性得到更好的提高。
24.本技术公开的背光模组中,在所述支撑装置上沿所述发光元件的光路方向上设置有调光装置,因增加了二次配光,扩大了led的开光角,加强了led间的混光,所以led之间的间距可以拉大,从而减少光源led的颗数,进而减少热量堆积,避免或降低热熔导光板的风险。
附图说明
25.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
26.图1为现有技术中的一种导光板支撑方式的结构示意图;
27.图2为现有技术中的导光板受重力作用入光侧弯曲变形示意图;
28.图3为现有技术中的另一种导光板支撑方式的结构示意图;
29.图4为本技术的实施例提供的一种背光模组的结构示意图;
30.图5为本技术的实施例提供的一种支撑装置的结构示意图;
31.图6为本技术的实施例提供的另一种支撑装置的结构示意图;
32.图7为本技术的实施例提供的再一种支撑装置的结构示意图;
33.图8为本技术的实施例提供的另一种支撑装置的结构示意图;
34.图9为凹透镜的光学原理示意图;
35.图10为本技术的实施例提供的一种透镜的结构示意图;
36.图11为本技术的实施例提供的一种调光装置的结构示意图;
37.图12为本技术的实施例提供的另一种调光装置的结构示意图;
38.图13为本技术的实施例提供的一种折射面的结构示意图;
39.图14为本技术的实施例提供的一种反光结构的结构示意图。
40.图中:
41.10、背板;20、电路板;30、发光元件;40、支撑装置;50、导光板;60、显示面板;70、透镜;80、反光结构;90、反射膜层;701、第一折射面;702、第二折射面;703、粗糙结构;401、半套体;402、套体;403、支撑柱。
具体实施方式
42.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
43.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
44.如图1所示,现有的一种背光模组主要由背板结构两端的支撑柱支撑导光板,留出导光板与led灯之间的混光距离a,由于显示器为竖直摆放,而导光板支撑柱只有两端,故导光板中心在重力的作用下会弯曲下垂,导致混光距离a宽度不均匀,如图2所示。
45.如图3所示,现有的另一种背光模组取消背板结构两端支撑柱支撑导光板,采用pcb板上smt的挡块支撑导光板,留出导光板与led灯之间的混光距离a。由于侧入式pcb板的长度有限,需要排布的led颗数多,灯与灯之间的间隙较小,能预留出来smt挡块的空间有
限,所以挡块摆放的数量不多,起到的作用不明显。
46.而且入光侧积累的热量高,靠近入光侧的导光板易软化下垂,容易使导光板压坏led灯珠;由于侧入式pcb板的宽度有限,所以pcb板的电路走线需从挡块下通过,挡块支撑导光板,由于数量少,挡块面积小,受力点少,受力大,容易压断挡块下的电路走线,导致lb死灯。
47.pcb:printed circuit board,中文名称为印刷电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气相互连接的载体。
48.smt:surface mounted technology,指的是表面组装技术,也被称为表面贴装或者是表面安装技术,是在印刷电路板的基础上进行加工的系列工艺流程的简称,是在电子组装行业里流行的一种技术和工艺。
49.lgp:light guide plate,导光板,光学级的亚克力/pc板材,板材表面设计有网点,用于破坏光的全反射,将线光源转化为均匀的面光源。
50.请详见图4,本技术提供了一种背光模组,包括:
51.背板10;
52.设置于所述背板10上的电路板20;
53.设置于所述电路板上的发光元件30和支撑装置40;
54.以及被所述支撑装置40支撑的导光板50;
55.其中,所述支撑装置40至少部分环绕所述发光元件50。
56.本技术实施例中,本技术提供的背光模组所采用的是侧入式背光模组。其中,发光元件选用led光源,电路板选用pcb板。
57.侧入式背光模组,即将led元器件设置在相对显示区域的侧边上,利用导光板50与led光源之间的间隙(混光距离a)及导光板50侧边的微机构将led所发出的点光源转换为线光源进入导光板50内部,再经由导光板50底部的光学网点(破坏进入导光板50内部光线的全反射)将线光源装换为垂直于导光板50的出射的面光源,然后通过导光板50上方的光学膜片,对光进行扩散、雾化、聚集,形成稳定的背光光源加以使用。
58.侧入式背光模组的可视区画面均匀性有两个主要决定因素:导光板50底部的光学网点布局和led光源与导光板50之间的混光间隙(a)的大小均匀性。
59.混光距离(a)的大小影响入光导光板50(light guide plate,lgp)的光通量,距离大的区域,亮度衰减越多,光源led入光导光板50的光通量越少,导致该区域的出屏亮度下降,距离小的区域,亮度衰减越少,光源led入光导光板50的光通量越多,该区域的出屏亮度高于距离大的区域,由此可知,入光侧的间隙(a)的距离不均,将导致背光模组的可视区画面均匀性降低。
60.需要说明的是,在本技术实施例中示意出了一种侧入式背光模组的结构,其中,侧入式背光源可以设置在显示区域周边的任一边缘位置,本技术中不限制背光源的设置方向及设置位置,无论哪种方式的设置均属于本技术的保护范围内。
61.在一些实施例中,如图5所示,所述支撑装置40包括半套体401,所述支撑柱用于对所述导光板50进行支撑,所述半套体部分环绕所述发光元件30。所述半套体的截面可以为直角形、圆形或者其他形状,本技术实施例中并不限制半套体的截面形状,且环绕所述发光元件30的尺寸大小,在本技术中也并未进行具体限制,在应用时,可以根据显示区域的尺寸
或发光元件30的数量进行调整。
62.需要说明的是,本技术实施例中半套体可以环绕所述发光元件30任一方向的部分位置,在考虑到本技术以下实施例部分对于反射结构的设置,半套体可设置在发光元件30靠近显示面板60的一侧位置处。
63.在一些实施例中,如图6所示,所述支撑装置40包括套体402,所述支撑柱用于对所述导光板50进行支撑,所述套体环绕所述发光元件30。需要说明的是,套体的截面形状可以为圆形、方形或其他形状,套体的尺寸大小可以与发光元件30的尺寸相同,匹配发光元件30led的封装尺寸直接卡合套装在led灯源上,套体的尺寸大小可以不匹配led尺寸,用胶粘贴固定在pcb板上。在本技术中也并未进行具体限制,在应用时,可以根据显示区域的尺寸或发光元件30的数量进行调整。
64.在一些实施例中,如图7、8所示,所述支撑装置40包括环绕所述发光元件30设置的多个支撑柱403,所述支撑柱用于对所述导光板50进行支撑。需要说明的是,所述支撑柱的数量可以为两个、三个、四个或多个,支撑柱的设置位置可以相对于发光元件30的尺寸进行调整,在本技术中也并未进行具体限制,在应用时,可以根据显示区域的尺寸或发光元件30的数量进行调整。
65.本技术实施例中通过支撑装置40取代现有的导光板50的支撑柱或支撑挡块,更好的支撑导光板50,使导光板50与led之间的混光距离a更加均匀,从而使出屏的均匀性得到更好的提高。
66.另外,在所述支撑装置40上沿所述发光元件30的光路方向上设置有调光装置。所述调光装置包括沿支撑导光板50方向设置的若干透镜70。
67.如图4中,导光板50内部的虚线框内d区表示为导光板50网点分布区域,f1箭头线条表示为现有技术中未设置调光装置的光线方向,f2箭头线条表示为本技术实施例中提供的经过调光装置进行二次配光后的光线方向。
68.本技术的背光模组中通过增加了调整装置进行二次配光,扩大了led的开光角,加强了led间的混光,所以led之间的间距可以拉大,从而减少光源led的颗数,进而减少热量堆积,避免或降低热熔导光板50的风险。
69.需要说明的是,本技术实施例中对于方向的设置,如图4所示,沿支撑导光板50的方向为z轴方向,沿led灯阵列的方向为x轴方向,显示面板60设置在导光板50的上方即y轴方向。在一些实施例中,x轴、y轴、z轴的方向和可以互换。
70.在本技术实施例中,所述透镜70包括靠近所述发光元件30的第一折射面701和远离所述发光元件30的第二折射面702,其中第一折射面701和第二折射面702中至少一个为曲面。透镜的材料可以为透明pmma(甲基丙烯酸甲酯),或其他高透光率材料。
71.如图9所示,led灯源发出来的光线,灯珠垂直正视角的发光强度最强,在通过透镜70的第一折射面701和第二折射面702这两个曲面后,把垂直正视角的最强光做二次折射使穿出透镜的光线往大角度折射出去,借通过对这两个曲面的弧度曲率的控制与设计,可将原本led的点光源发散开来,增强混光效果,使入光侧的所有点光源混光成均匀的一条线光源入射导光板50。
72.在一个实施例中,所述第一折射面701和所述第二折射面702均为曲面,所述第一折射面701的曲面弯折方向由发光元件30指向导光板50方向,第二折射面702的曲面弯折方
向由导光板50指向发光元件30方向。两个曲面构成凹透镜,特点为中心薄,边缘厚,对光具有发散作用。
73.在一个实施例中,如图10所示,所述第一折射面701和所述第二折射面702中一个为曲面,另一个为平面。例如,第一折射面701为曲面,所述第一折射面701的曲面弯折方向由发光元件30指向导光板50方向,第二折射面702为平面。在具体设置时,还可以包括其它规律遵循凹透镜原理的形式。其实际实现时,为了更好的进行二次配光,扩大led的开光角度,本实施例中对两个折射面的弧度曲率不做限定,其遵循的原则为能够将接收到的led光线大角度折射出透镜,扩大开光角度即可。
74.需要说明的是,本技术实施例中凹透镜的设置方向是沿所述发光元件30的阵列方向设置,即凹透镜的两厚端沿发光元件30的阵列方向设置。可将阵列的发光元件30的点光源发散开来,增强混光效果,使入光侧的所有点光源混光成均匀的一条线光源入射导光板50。
75.另外还需要说明的是,本技术实施例中示出了在一个支撑装置40上设置有多个透镜的形式,如图11所示,在其他的实施例中,还可以通过一个支撑装置40上设置有一个透镜,通过多个支撑装置40在沿支撑导光板50方式上进行叠加方式,如图12所示,以实现多个透镜的效果。无论是哪种方式实现的多个透镜的叠加方式,均属于本技术的保护范围。
76.在一个实施例中,如图13所示,所述第一折射面701和/或第二折射面702的至少局部为粗糙结构703。其中,所述粗糙结构703包括但不限于锯齿状、花纹或磨砂纹。
77.具体地,两个折射面可局部或者是全部做不规格锯齿状或其他各种花纹、磨砂纹等(不做限制),其遵循的原则为能够使led灯光线入射时,可多角度的发生折射、漫反射等,可以使光线充分混光,在入射导光板50前更加均匀化。
78.在一个实施例中,所述调光装置还包括设置所述支撑装置40靠近光学膜片一侧的反光结构80,所述反光结构80包括反射片或者至少部分表面涂布有反射材料,如图14所示。本技术实施例中通过设置的反光结构80将led入射到该面的光线反射回去,在提高光的利用率的同时,可以消除因led光学投射膜片产生的hotspot灯影现象。
79.在本技术实施例中,调光装置中的透镜主要进行x轴方向的散光,即扩大led灯的x轴方向的开光角度,使led灯与灯之间加强混光;y轴方向的靠近显示面板60的一面涂布高反射率的材料或者设置反射片(反射率>90%),将led入射到该面的光线反射回去,提高光的利用率。
80.y轴方向的背离显示面板60的一面涂布高反射率的材料或者设置反射片(反射率>90%),led入射到该面的光,被反射片反射回去。若led灯在y轴方向的开广角增大后,没有被遮盖吸收或被反射回去,透过上方的膜片,会产生hotspot灯影现象。
81.需要说明的是,在一些实施例中,导光板50的下部设置有反射膜层90,在设置y轴方向的背离显示面板60的一面的反光结构80时,可以将导光板50下部的反射膜层90进行延伸至pcb板的位置,同一可以产生反光效果。本技术实施例中并不限制反光结构80的设置方式,无论是哪种反光结构80都可以实现对led入射该面的光进行反射的效果。
82.本技术提供的背光模组可解决入光侧整个侧边的混光距离a值的间隙不均所带来的均齐性低的问题,保证混光距离a一致,同时取代现有的smt(surface mounted technology)在pcb板(printed circuit boards)上的定位导光板50的挡块(stopper),避
免导光板50撞坏入光侧的光源led灯珠。
83.并且,本技术的另一个功能是对光源led灯,进行二次配光,扩大光源led灯的发光角,增强光源led灯之间的混光,起到增大led灯之间的间距(pitch),并很好解决因pitch增大产生的hotspot灯影问题,达到节约成本的作用,同时因led灯颗数减少,所带来的光源发热量降低,避免热熔导光板。
84.第二方面,本技术提供了一种显示装置,包括以上任一项所述的背光模组。
85.本技术实施例显示装置可以是电视,也可以是pc、智能手机、平板电脑、电子书阅读器、mp3(moving picture experts group audio layer iii,动态影像专家压缩标准音频层面)播放器、mp4(moving picture experts group audio layer iv,动态影像专家压缩标准音频层面)播放器、便携计算机等具有显示功能的显示装置。
86.需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
87.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
88.除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件,也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
89.本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是,根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。