本發(fā)明涉及液晶電視背光領(lǐng)域，尤其涉及一種背光模組及液晶顯示裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有背光模組可以分為直下式和側(cè)入式背光模組，其中，側(cè)入式背光模組中，由于LED光源位于背光模組的邊緣，因此需要增加導(dǎo)光板，使部分光路在導(dǎo)光板表面發(fā)生全反射，同時在導(dǎo)光板下表面設(shè)置網(wǎng)點，控制光路的反射角度，進(jìn)而將側(cè)面的點/線光源轉(zhuǎn)化為均勻的面光源；但增加導(dǎo)光板也造成側(cè)入式背光模組工藝難度加大。首先，由于導(dǎo)光板受溫度影響較為明顯，導(dǎo)致其入光面的光學(xué)結(jié)構(gòu)處理非常復(fù)雜；其次，導(dǎo)光板下表面需設(shè)置用于改變光路反射角度的網(wǎng)點，該網(wǎng)點的設(shè)計與印刷工藝比較復(fù)雜，且使用油墨印刷也會帶來偏色現(xiàn)象；同時，導(dǎo)光板的設(shè)置還可能帶來可靠性問題，如在振動試驗過程中的磨傷問題、高溫試驗的擠燈問題等。

然而，側(cè)入式背光模組中，如果不使用導(dǎo)光板，則LED光源出射的背光中，大部分光路會從光源的近光端出射，而只有很少的光路能到達(dá)遠(yuǎn)光端，導(dǎo)致近光端光路集中，亮度較高，而遠(yuǎn)光端光路較少，亮度較暗，進(jìn)而LED光源出射的點/線光源不能有效轉(zhuǎn)化為均勻的面光源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明申請?zhí)峁┮环N背光模組及液晶顯示裝置，在無導(dǎo)光板的側(cè)入式背光模組中，通過在LED光源出光處設(shè)置一種新型結(jié)構(gòu)的光學(xué)器件，進(jìn)而實現(xiàn)大部分LED光源出射的光能實現(xiàn)一定程度的準(zhǔn)直出射，并傳播到遠(yuǎn)光端。

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N背光模組，包括背板，位于所述背板上表面的反射組件，與所述反射組件相對設(shè)置的擴(kuò)散板，所述背板包括背板立邊，其特征在于，所述背光模組還包括：

設(shè)置在所述背板立邊上的發(fā)光器件，所述發(fā)光器件包括：LED光源和光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡包括底面、與所述底面相對的弧面，與所述弧面相交的立面，及連接所述底面與所述立面的斜面；其中，所述光學(xué)透鏡中，所述底面包括用于容納所述LED光源的凹槽，且所述弧面、立面及斜面用于準(zhǔn)直所述LED光源射出的光線。

進(jìn)一步的，所述弧面的曲率半徑小于所述LED光源的表面中心與所述弧面頂點的距離。

進(jìn)一步的，所述弧面包括第一弧面和第二弧面，且所述第二弧面分別與所述第一弧面、所述立面相交。

進(jìn)一步的，所述第二弧面的曲率半徑大于所述第一弧面的曲率半徑。

進(jìn)一步的，所述斜面傾角不大于50°。

進(jìn)一步的，所述凹槽為矩形凹槽。

進(jìn)一步的，所述背板還包括背板斜邊，且所述背板斜邊用于反射從所述光學(xué)透鏡中出射的光路。

第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N液晶顯示裝置，包括顯示面板及上述第一方面任一背光模組，其中，所述背光模組與所述顯示面板相對，且所述顯示面板位于所述背光模組的上表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實施例所提出的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果包括：

本發(fā)明申請?zhí)峁┑囊环N背光模組及液晶顯示裝置，其中，該背光模組為無導(dǎo)光板側(cè)入式背光模組中，包括用于提供背光的LED光源，及用于使一定角度內(nèi)LED背光準(zhǔn)直出射的光學(xué)透鏡。該光學(xué)透鏡包括底面、與底面相對的弧面，位于該弧面兩側(cè)且與該弧面相連的立面，及連接底面與立面的斜面，其中，弧面、立面及斜面均用于出射LED光源發(fā)出的光。LED光源出射的光路中，較小出射角度范圍內(nèi)的光路直接經(jīng)弧面出射，由于透鏡的折射率大于空氣，則從透鏡表面射入空氣時，且其折射角小于入射角，光路會向水平方向偏折，即該光路的出射角度減小，該光路實現(xiàn)一定程度的準(zhǔn)直出射；而較大出射角度的光路，經(jīng)斜面發(fā)生全反射，進(jìn)而分別從與斜面相連的立面出射，其出射角度減小，即該光路也能實現(xiàn)一定程度的準(zhǔn)直出射。因此，本申請?zhí)峁┑膫?cè)入式背光模組，能夠在不使用導(dǎo)光板的前提下，將大部分光路以一定的準(zhǔn)直角度傳播到光源的遠(yuǎn)光端，使其在遠(yuǎn)光端出射。

附圖說明

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的介紹，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。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中直下式背光模組中發(fā)光器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請實施例中提供的一種背光模組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請實施例中提供的一種發(fā)光器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請實施例中光學(xué)透鏡中光路出射示意圖；

圖5為本申請實施例中光學(xué)透鏡弧面光路出射示意圖；

圖6為本申請實施例中光學(xué)透鏡弧面全反射光路示意圖；

圖7為本申請實施例中光學(xué)透鏡斜面光路出射示意圖；

圖8為本申請實施例中光學(xué)透鏡曲率半徑變化對應(yīng)的光路變化示意圖；

圖9為本申請實施例中提供的一種光學(xué)透鏡立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本申請實施例中提供的又一種光學(xué)透鏡立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本申請實施例提供的背光模組的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本申請實施例中提供的又一種光學(xué)器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本申請實施例中光學(xué)透鏡曲率半徑變化對應(yīng)的光路變化示意圖二；

圖14為本申請實施例中光學(xué)透鏡中不同曲率弧面對應(yīng)的光路示意圖。

具體實施方式

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(jìn)行清除、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是發(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(hù)范圍。

下面，通過具體實施例對本申請所示的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，下面這幾個具體的實施例可以相互結(jié)合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例中不再贅述。

實施例1

現(xiàn)有直下式背光模組中，光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)如圖1所示，光學(xué)器件100包括LED光源110、光學(xué)透鏡120及PCB板130，其中LED光源110設(shè)置在PCB板上，并用于提供背光光源，且光學(xué)透鏡120固定連接在PCB板130上。其中，光學(xué)透鏡120用于對LED光源出射的光路進(jìn)行擴(kuò)散，使LED光源提供的背光以更大角度出射，背光光路出射范圍增大，進(jìn)而能更均勻地從顯示區(qū)域內(nèi)出射。

顯然，若將現(xiàn)有直下式背光模組的光學(xué)器件直接用于無導(dǎo)光板的側(cè)入式背光模組中，其大部分光路仍會從光源近光側(cè)出射，不能使背光模組側(cè)面點/線光源轉(zhuǎn)化為均勻的面光源。

本申請實施例1提供一種背光模組，該背光模組為無導(dǎo)光板的側(cè)入式背光模組。如圖2所示，背光模組200包括背板210，位于背板210上表面的反射組件220，與反射組件220相對設(shè)置的擴(kuò)散板230，背板210包括背板立邊211。進(jìn)一步的，如圖2和3所示，背光模組200還包括：

設(shè)置在背板立邊211上的發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括：光學(xué)透鏡240和LED光源250，光學(xué)透鏡240包括底面241、與底面241相對的弧面242，位于弧面242兩側(cè)、且與弧面242相交的立面243，及連接底面241與立面243的斜面244；其中，光學(xué)透鏡240中，底面241包括用于容納LED光源250的凹槽，且弧面242、立面243及斜面244用于準(zhǔn)直LED光源250射出的光線。

光學(xué)透鏡240的設(shè)計需要使LED光源250的出射光路由點/線光源轉(zhuǎn)化為均勻的面光源，即保證大部分光路可以經(jīng)過準(zhǔn)直后向光源250遠(yuǎn)光端傳播。由于凸透鏡具有使透射的光路匯聚的效果，因此，在設(shè)計光學(xué)透鏡240時，可參考凸透鏡的結(jié)構(gòu)特點，將光學(xué)透鏡240的正向出光處設(shè)計為凸型弧面(即弧面242)。在LED光源發(fā)出的背光中，出射角度較小的光路會從弧面242透射，通過調(diào)整弧面242的曲率半徑，使一定角度范圍內(nèi)的出射光路能夠在一定的準(zhǔn)直范圍內(nèi)射出。

進(jìn)一步的，當(dāng)出射角度較大時，通過設(shè)置斜面244的傾斜角度，使得一定角度范圍內(nèi)的出射光路經(jīng)斜面244發(fā)生全反射，進(jìn)而全反射后的光路經(jīng)立面243透射出，進(jìn)而使出射角度較大時，一部分光路也能通過全反射及折射在一定的準(zhǔn)直范圍內(nèi)射出。

圖4是本申請實施例1中發(fā)光器件光路分布示意圖。如圖4所示，光學(xué)透鏡240中，僅有小范圍的光路(示意光路a和e)從近光側(cè)一端出射，而大部分光路(示意光路b、c和d)從光學(xué)透鏡中以一定準(zhǔn)直角度范圍出射，并傳播到光源遠(yuǎn)光端。

具體的，光路a射向光學(xué)透鏡240的側(cè)向出光處，由于該光路的入射角度較小，光路a并不會在斜面244上發(fā)生全反射，而是直接在斜面244上發(fā)生折射，進(jìn)而從光學(xué)透鏡240中透出，透出的光路a射入顯示區(qū)域。

類似的，光路e直接從光學(xué)透鏡240中透出，并在背板210上表面的反射組件220上發(fā)生反射，進(jìn)而射入顯示區(qū)域。

進(jìn)一步的，光路b和光路c從光學(xué)透鏡240的正向出光處射出，由于凸透鏡的匯聚作用，光路b和光路c發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)，其光路的出射角度減少，以較小的出射角度向LED光源250遠(yuǎn)光端傳播。

具體的，如圖5所示，角u1是光路b的出射角度，角i是光路b在弧面242的入射角，角j是光路b在該弧面242的出射角，角u2是光路b從光學(xué)透鏡弧面242出射后與水平面的夾角(即光路b透過弧面242的出射角度)。如圖5所示，光路b經(jīng)弧面242出射后其出射角u2小于出射角u1，即光路b的出射角度變小，即光路b能在一定準(zhǔn)直范圍內(nèi)傳向遠(yuǎn)光端。

進(jìn)一步的，光學(xué)透鏡材料一般為PMMA材料，其折射率通常為n1＝1.49，空氣折射率通常為n2＝1.0。由折射定律可知：n1sini＝n2sinj，則當(dāng)入射角i＞arcsin1.0/1.49＝42.6°時，即會在光學(xué)透鏡240表面發(fā)生全反射，光路不會從光學(xué)透鏡240中射出。

進(jìn)一步的，如圖6所示，光學(xué)透鏡正向出光面為單獨的一個弧面時，當(dāng)光路d0經(jīng)斜面244全反射后，射到光學(xué)透鏡的弧面上，由于其入射角較大，則該光路d0會在該弧面上發(fā)生二次全反射，進(jìn)而導(dǎo)致光路d0不會從透鏡中射出，或經(jīng)過多次全反射出射后光能損失較大。因此，在光學(xué)透鏡240正向出光面設(shè)計為中間曲面，兩側(cè)立面的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在斜面上全反射后的光路能夠經(jīng)兩側(cè)的立面射出，以實現(xiàn)更大角度范圍內(nèi)光路的準(zhǔn)直出射。

具體的，如圖7所示，光路d射向光學(xué)透鏡240的側(cè)向出光處，由于光學(xué)透鏡240的折射率大于空氣的折射率，則光路d在斜面244上發(fā)生全反射，進(jìn)而全發(fā)射光路經(jīng)立面243射出。同時，光路d經(jīng)過全反射后，出射角度發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而光路d能夠以較小的出射角度向LED光源250遠(yuǎn)光端傳播。

進(jìn)一步的，如圖7所示，光學(xué)透鏡240中，斜面傾角β＝180-θ-α，則α＝180-θ-β，由于需要保證一定角度內(nèi)的光路在該斜面上發(fā)生全反射，所以α＝180-θ-β＞42.6，計算可得：α<137.4-θ。

假設(shè)該斜面能使LED光源出射的光路中，出射角度大于60°的光路能在斜面發(fā)生全反射，并從光學(xué)透鏡的正向出光處出射，則θ的取值為60-90度，進(jìn)而β＜50°，即斜面244的傾角均不大于50°。

優(yōu)選的，可取斜面傾角為45°，以保證規(guī)定范圍內(nèi)的光路能夠經(jīng)過斜面全反射從正向出光處的平面位置處出射。

進(jìn)一步的，弧面242的曲率半徑小于LED光源250的表面中心到弧面242頂點的距離。需要指出的是，本申請實施例中所指的弧面頂點指弧面上任一點，具體的，圖8是本申請實施例中光路變化隨弧面半徑變化示意圖。如圖8所示，A處為LED光源的表面中心點，點O是弧面的曲率半徑r，點B為弧面242上任一點，則AB為LED光源中心到弧面頂點的距離，且r<AB。光路f(如圖8中實線光路)經(jīng)過弧面242向水平面方向偏折，即光路f出射角度減小，在一定準(zhǔn)直范圍內(nèi)傳向光源遠(yuǎn)光端。若LED光源250位于圖中C處，則r>AB，光路g(如圖8中虛線光路)，則經(jīng)過弧面242向偏離水平面方向發(fā)生偏折，即光路出射角度增大。

優(yōu)選的，弧面242的曲率半徑大于LED光源250中心到弧面242頂點的距離的二分之一，即光源250中心到弧面242頂點的距離不超過弧面242的曲率半徑。當(dāng)弧面曲率半徑較小時，則用于出射光路的弧面面積較小，導(dǎo)致大部分光路不能經(jīng)弧面準(zhǔn)直出射，光路準(zhǔn)直出射效果不理想。

進(jìn)一步的，如圖1所示，現(xiàn)有直下式背光模組中，光學(xué)透鏡120中用于容置LED光源110的凹槽，包括凸型弧面121，其作用是擴(kuò)散LED光源的出射光，而本申請實施例中需要將出射光最大程度地準(zhǔn)直，以傳播到光源遠(yuǎn)光端，故光學(xué)透鏡中用于容置LED光源的凹槽為矩形凹槽。

進(jìn)一步的，圖9是本申請實施例中光學(xué)透鏡一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，光學(xué)透鏡240可以為一長條狀結(jié)構(gòu)，其入光面包括一個貫穿的矩形凹槽，一個光學(xué)透鏡240的凹槽可容置多個LED光源250。

圖10是本申請實施例中光學(xué)透鏡又一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，光學(xué)透鏡240也可以為一四側(cè)均對稱的結(jié)構(gòu)，其側(cè)面均為傾角相同的斜面，在其入光面的中心處設(shè)有一個容納LED光源250的矩形凹槽，一個光學(xué)透鏡240的凹槽僅容納一個LED光源250。

進(jìn)一步的，如圖11所示，背板210還包括背板212，且背板斜邊212用于反射經(jīng)光學(xué)透鏡240中出射的光。LED光源發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)透鏡出射后，大部分光路以一定的角度準(zhǔn)直出射，達(dá)到LED光源的遠(yuǎn)光端，進(jìn)而通過設(shè)置背板斜邊的傾斜角及斜邊長度，使得準(zhǔn)直傳播到遠(yuǎn)光端的光路能均勻從顯示面板出射，使顯示亮度均勻。

需要指出的是，本申請實施例中的光學(xué)透鏡還可以有多種結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本申請實施例中提供的光學(xué)透鏡的發(fā)光原理設(shè)計出多種不同的結(jié)構(gòu)，此處不做過多贅述。

圖12是本申請實施例1給出的又一種光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，光學(xué)透鏡340，其中，光學(xué)透鏡340包括底面341、與底面341相對的弧面342，位于弧面342兩側(cè)、且與弧面342相交的立面343，及連接底面341與立面343的斜面344，弧面342包括第一弧面342a和第二弧面342b，且第二弧面342b分別與第一弧面342a、立面343相交；其中，光學(xué)透鏡340中，底面341包括用于容納LED光源的凹槽，且弧面342、立面343及斜面344用于準(zhǔn)直LED光源射出的光路。

如圖13所示，點A處為LED光源位置，點P為弧面342的圓心，光路以出射角u射出，在弧面點B處透出并射入空氣，由于其入射角為j(j>42.6°)，光路l在光學(xué)透鏡340的表面發(fā)生全反射；在當(dāng)弧面的圓心由點P移動到點O處，即圓弧的曲率半徑增大時，相應(yīng)的，其入射角由j減小為角i(i<42.6°)，則光路h從光學(xué)透鏡340的表面透射出去。因此，當(dāng)弧面的曲率半徑增大時，更大出射角度范圍內(nèi)的光路能在一定準(zhǔn)直范圍內(nèi)出射。

如圖14所示，光路m和光路n分別是LED光源發(fā)出的不同出光角度下的光路，光路m和n經(jīng)過不同的弧面342a和342b透射出，當(dāng)出射角度增大時，光路從第一弧面342a和第二弧面342b出射，此時，為滿足出射角度較大的光路也能從光學(xué)透鏡表面出射，則可相應(yīng)增大第二弧面342b的曲率半徑；即，第二弧面342b的曲率半徑大于第一弧面342a的曲率半徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實施例所提出的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果包括：

本發(fā)明申請?zhí)峁┑囊环N背光模組及液晶顯示裝置，其中，該背光模組為無導(dǎo)光板側(cè)入式背光模組中，包括用于提供背光的LED光源，及用于使一定角度內(nèi)LED背光準(zhǔn)直出射的光學(xué)透鏡。該光學(xué)透鏡包括底面、與底面相對的弧面，位于該弧面兩側(cè)且與該弧面相連的立面，及連接底面與立面的斜面，其中，弧面、立面及斜面均用于出射LED光源發(fā)出的光。LED光源出射的光路中，較小出射角度范圍內(nèi)的光路直接經(jīng)弧面出射，由于透鏡的折射率大于空氣，則從透鏡表面射入空氣時，且其折射角小于入射角，光路會向水平方向偏折，即該光路的出射角度減小，該光路實現(xiàn)一定程度的準(zhǔn)直出射；而較大出射角度的光路，經(jīng)斜面發(fā)生全反射，進(jìn)而分別從與斜面相連的立面出射，其出射角度減小，即該光路也能實現(xiàn)一定程度的準(zhǔn)直出射。因此，本申請?zhí)峁┑男滦桶l(fā)光器件，能夠?qū)⒋蟛糠止饴芬砸欢ǖ臏?zhǔn)直角度傳播到光源遠(yuǎn)光端，使其在遠(yuǎn)光端出射。

實施例2

本申請實施例2還提供一種液晶顯示裝置，包含液晶面板和上述實施例1中所述的背光模組。其中，背光模組與液晶面板處于相對位置，液晶面板位于背光模組上表面；背光模組的結(jié)構(gòu)、功能與作用已在前述實施例1中詳細(xì)說明，此處不再贅述。

關(guān)于本領(lǐng)域的背光模組及其液晶顯示裝置的其他組成部分已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，可參考本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不做詳細(xì)的說明。

以上具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。