CN111474624A - 背光结构及lcd显示模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光结构及LCD显示模组，背光结构包括：导光板；多个光源；第一棱镜片，第一棱镜片与导光板层叠设置且间隔开，第一棱镜片包括第一基板和多个第一凸起；第二棱镜片，第二棱镜片与第一棱镜片层叠设置且间隔开，第二棱镜片位于第一棱镜片的远离导光板的一侧，第二棱镜片包括第二基板和多个第二凸起，第二基板的靠近第一棱镜片的表面上设有雾度层。根据本发明的背光结构，可以有效的改善雾度层经过光学系统放大之后的颗粒感现象，提高了画面品质。另外第二棱镜片上的第二凸起位于第二基板的远离第一棱镜片的一侧，便于雾度层的设置，且通过设置第一棱镜片和第二棱镜片两个棱镜片可以使得光线的最终射出角度满足需求，且结构简单。

Description

背光结构及LCD显示模组

技术领域

本发明涉及LCD显示模组技术领域，尤其是涉及一种背光结构及LCD显示模组。

背景技术

相关技术中，指向型背光，由于具有出光亮度视角、正向光亮度可调等方面的优势，近些年在车载高亮度显示、笔记本防窥显示、VR(Virtual Reality，虚拟现实技术)高亮度显示等方面得到越来越多的应用。逆棱镜和匹配的LGP(导光板)是最常用的指向型背光方案，经常会通过引入雾度的方式来使得光线匀化，并起到遮蔽膜材表面不良、瑕疵的作用。在逆棱镜和匹配LGP的指向型背光中，雾度层靠近入眼侧，雾度层为微米、亚微米级的不平坦层来实现光线在一定角度的整体发散，从而起到匀化光线，降低棱镜片、LGP等表面瑕疵的可视程度，使得画面品质提升。这种指向型背光应用到具有光学放大功能的光学目视系统(例如VR)中时，光线从雾度层表面的形貌出射发散并得到放大，但由于靠近人眼侧，使得画面光线强度更接近雾度层表面形貌，画质的颗粒感严重。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种背光结构，所述背光结构可以有效的改善雾度层经过光学系统放大之后的颗粒感现象。

本发明还提出一种LCD显示模组，所述LCD显示模组包括上述背光结构。

根据本发明实施例的背光结构，包括：导光板；多个光源，多个所述光源设在所述导光板的侧面且沿所述导光板相应的侧壁的长度方向间隔分布；第一棱镜片，所述第一棱镜片与所述导光板层叠设置且间隔开，所述第一棱镜片包括第一基板和多个第一凸起，多个所述第一凸起设在所述第一基板的远离所述导光板的一侧，每个所述第一凸起沿多个所述光源的排布方向延伸，多个所述第一凸起的排布方向与所述第一凸起的延伸方向垂直；第二棱镜片，所述第二棱镜片与所述第一棱镜片层叠设置且间隔开，所述第二棱镜片位于所述第一棱镜片的远离所述导光板的一侧，所述第二棱镜片包括第二基板和多个第二凸起，多个所述第二凸起设在所述第二基板的远离所述第一棱镜片的一侧，每个所述第二凸起的延伸方向与所述第一凸起相同，多个所述第二凸起的排布方向与多个所述第一凸起的排布方向相同，所述第二基板的靠近所述第一棱镜片的表面上设有雾度层。

根据本发明实施例的背光结构，通过使得雾度层设在第二棱镜片的靠近第一棱镜片的一侧，可以使得雾度层位于第二棱镜片的远离人眼的一侧，从而使得光线经过雾度层后分散的程度较好，可以有效的改善雾度层经过光学系统放大之后的颗粒感现象，提高了画面品质。另外第二棱镜片上的第二凸起位于第二基板的远离第一棱镜片的一侧，便于雾度层的设置，且通过设置第一棱镜片和第二棱镜片两个棱镜片可以使得光线的最终射出角度满足需求，且结构简单。

根据本发明的一些实施例，所述第一基板的厚度为d1，所述第二基板的厚度为d2，d1≥65μm，d2≥65μm。

在本发明的一些实施例中，d1+d2≤250μm。

在本发明的一些实施例中，所述第一基板的厚度和所述第二基板的厚度满足：d1＝d2。

根据本发明的一些实施例，所述第一凸起的横截面为三角形，且存在一条边位于所述第一基板的远离所述导光板的表面上，所述第二凸起的横截面为三角形，且存在一条边位于所述第二基板的远离所述第一棱镜片的表面上。

在本发明的一些实施例中，所述第一凸起包括靠近所述光源的第一面和远离所述光源的第二面，所述第二凸起包括靠近所述光源的第三面和远离所述光源的第四面，从所述导光板射出的光线进入所述第一棱镜片后，从所述第二面射出并射入所述第二棱镜片上，再从所述第四面射出，所述第一面与所述第一基板的角度为β，所述第二面与所述第一基板的角度为α，所述第三面与所述第二基板的角度为α1，所述第三面与所述第二基板的角度为α2，进入所述第一棱镜片的光线的入射角为θ2，对应的折射角为θ3，从所述第一棱镜片射出的光线的出射角为θ4，对应的折射角为θ5，进入所述第二棱镜片的光线的入射角为θ6，对应的折射角为θ7，从所述第二棱镜片射出的光线的出射角为θ8，对应的折射角为θ9，其中，α1和β为设定角度，所述第一面和所述第二面之间的棱线为第一棱线，所述第三面和所述第四面之间的棱线为第二棱线，相邻的两个所述第一棱线之间的距离为第一设定值，相邻的两个所述第二棱线之间的距离为第二设定值，所述第一棱线距离所述第一基板的高度值为第一设定高度值，所述第二棱线距离所述第二基板的高度值为第二设定高度值。

在本发明的一些实施例中，所述第一设定值为24μm。

在本发明的一些实施例中，所述第二设定值为16～18μm。

在本发明的一些实施例中，所述β为90°～θ3。

在本发明的一些实施例中，所述α1为90°～θ7。

在本发明的一些实施例中，所述雾度层的雾度为20％～40％。

在本发明的一些实施例中，所述光源为LED灯。

根据本发明实施例的LCD显示模组，包括上述背光结构。

根据本发明实施例的LCD显示模组，通过使得雾度层设在第二棱镜片的靠近第一棱镜片的一侧，可以使得雾度层位于第二棱镜片的远离人眼的一侧，从而使得光线经过雾度层后分散的程度较好，可以有效的改善雾度层经过光学系统放大之后的颗粒感现象，提高了画面品质。另外第二棱镜片上的第二凸起位于第二基板的远离第一棱镜片的一侧，便于雾度层的设置，且通过设置第一棱镜片和第二棱镜片两个棱镜片可以使得光线的最终射出角度满足需求，且结构简单。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的背光结构的立体图；

图2是根据本发明实施例的背光结构的主视图；

图3是根据本发明实施例的背光结构的第一棱镜片的部分结构示意图；

图4是根据本发明实施例的背光结构的第二棱镜片的部分结构示意图；

图5是根据本发明实施例的背光结构的主视图及光线路径示意图；

图6是根据本发明实施例的背光结构的主视图及多路光线路径图。

图7是根据本发明实施例的背光结构的导光板射出的光线示意图；

图8是根据本发明实施例的背光结构的第一棱镜片射出的光线示意图；

图9是根据本发明实施例的背光结构的第二棱镜片射出的光线示意图。

附图标记：

背光结构100，

导光板1，

光源2，

第一棱镜片3，第一基板31，第一凸起32，第一面321，第二面322，第一棱线323，

第二棱镜片4，第二基板41，第二凸起42，第三面421，第四面422，第二棱线423，

雾度层5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的背光结构100。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的背光结构100，包括导光板1、多个光源2、第一棱镜片3和第二棱镜片4。

具体而言，如图1和图2所示，多个光源2设在导光板1的侧面且沿导光板1相应的侧壁的长度方向间隔分布，例如，在图1所示的示例中，多个光源2设在导光板1的左侧且沿导光板1的左侧壁的长度方向(如图1所示的前后方向)间隔排布。多个光源2的光线从导光板1的相应的侧壁射入导光板1中，在导光板1的作用下光线从导光板1的正面，如图1所示的上面均匀射出。

第一棱镜片3与导光板1层叠设置且间隔开，第一棱镜片3包括第一基板31和多个第一凸起32，多个第一凸起32设在第一基板31的远离导光板1的一侧，每个第一凸起32沿多个光源2的排布方向延伸，多个第一凸起32的排布方向与第一凸起32的延伸方向垂直，第一棱镜片3可以将导光板1射出的光线向垂直于导光板1的方向偏转一定角度。第二棱镜片4与第一棱镜片3层叠设置且间隔开，第二棱镜片4位于第一棱镜片3的远离导光板1的一侧，第二棱镜片4包括第二基板41和多个第二凸起42，多个第二凸起42设在第二基板41的远离第一棱镜片3的一侧，每个第二凸起42的延伸方向与第一凸起32相同，多个第二凸起42的排布方向与多个第一凸起32的排布方向相同，第二棱镜片4可以将从第一棱镜片3出射的光线按照需要的光线方向进行偏转。

如图1所示，第二基板41的靠近第一棱镜片3的表面上设有雾度层5，由此可以使得雾度层5位于第二棱镜片4的远离人眼的一侧，相对雾度层5位于近眼侧，光线在固定的接收面上发散程度较小。由此可避免常规逆棱镜雾度层在近眼侧引起的光线匀化不够，光线经过放大系统后接近本身的轮廓，从而引起画质的颗粒粗糙现象。本申请雾度层5远离人眼侧，光线经过雾度层5之后分散的程度即均匀化作用较好。

其中，导光板1、第一基板31和第二基板32可以平行设置。

根据本发明实施例的背光结构100，通过使得雾度层5设在第二棱镜片4的靠近第一棱镜片3的一侧，可以使得雾度层5位于第二棱镜片4的远离人眼的一侧，从而使得光线经过雾度层5后分散的程度较好，可以有效的改善雾度层5经过光学系统放大之后的颗粒感现象，提高了画面品质。另外第二棱镜片4上的第二凸起42位于第二基板41的远离第一棱镜片3的一侧，便于雾度层5的设置，且通过设置第一棱镜片3和第二棱镜片4两个棱镜片可以使得光线的最终射出角度满足需求，且结构简单。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，第一基板31的厚度为d1，第二基板41的厚度为d2，d1≥65μm，d2≥65μm。由此可以使得光线更好的实现偏转，满足背光结构100光线出光角度的需求。

进一步地，d1+d2≤250μm。相关技术中，VR用LCD，1000ppi是主流的分辨率水平，逆棱镜基材厚度一般为250um才不至于引起10倍放大镜下可见的摩尔纹。在本申请中，使得d1+d2≤250μm，可以使得本申请的背光结构100相对现有技术的背光结构厚度以及宏观尺寸改变较小，避免应用此背光结构100的设备尺寸增大。

可选地，第一基板31的厚度和第二基板41的厚度满足：d1＝d2。由此可以简化第一基板31和第二基板41的加工工艺，提高生产效率。当然，本发明不限于此，第一基板31的厚度和第二基板41的厚度还可以不同，例如第一基板31的厚度大于第二基板41的厚度，或者第一基板31的厚度小于第二基板41的厚度。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，第一凸起32的横截面为三角形，且存在一条边位于第一基板31的远离导光板1的表面上，第二凸起42的横截面为三角形，且存在一条边位于第二基板41的远离第一棱镜片3的表面上。由此便于光线经过第一凸起32和第二凸起42的表面射出并发生偏转，从而满足背光结构100出光角度的需求。

进一步地，如图2-图4所示，第一凸起32包括靠近光源2的第一面321和远离光源2的第二面322，第二凸起42包括靠近光源2的第三面421和远离光源2的第四面422，从导光板1射出的光线进入第一棱镜片3后，从第二面322射出并射入第二棱镜片4上，再从第四面422射出，第一面321与第一基；62板31的角度为β，第二面322与第一基板31的角度为α，第三面421与第二基板41的角度为α1，第三面421与第二基板41的角度为α2，进入第一棱镜片3的光线的入射角为θ2，对应的折射角为θ3，从第一棱镜片3射出的光线的出射角为θ4，对应的折射角为θ5，进入第二棱镜片4的光线的入射角为θ6，对应的折射角为θ7，从第二棱镜片4射出的光线的出射角为θ8，对应的折射角为θ9，

根据折射原理得出

sinθ3＝sinθ2/n (1)

θ4＝θ3-α (2)

sinθ5＝n*sinθ4 (3)

θ6＝θ5+α (4)

sinθ6＝n*sinθ7 (5)

θ8＝α2-θ7 (6)

sinθ9＝n*sinθ8 (7)

其中，n为棱镜材料的折射率，α1和β为设定角度，第一面321和第二面322之间的棱线为第一棱线323，第三面421和第四面422之间的棱线为第二棱线423，相邻的两个第一棱线323之间的距离为第一设定值，相邻的两个第二棱线423之间的距离为第二设定值，第一棱线323距离第一基板31的高度值为第一设定高度值，第二棱线423距离第二基板41的高度值为第二设定高度值。

光线最终的出射角度为θ9，当θ9＝α2时，光线垂直棱镜面出射，由此可根据需求的出光角度方向调整对应的α2，以实现等同非渐变逆棱镜背光出光效果和渐变逆棱镜背光的出光效果。

另外，在导光板1的材质确定后，θ2可以确定，通过第一设定值、第一设定高度值、β和上述(1)-(7)可以得到α，从而可以合理设置第一凸起32，从而满足背光结构100出光角度的要求。另外，为了避免杂光太多，如图5所示的最右侧光线，可选地，β可以为90°～θ3，可以理解的是，β可以在90°和θ3之间变化，可以选取90°和θ3之间的一个角度值。由此可以更好的保证出光角度满足需求。

另外，根据第二设定值、第二设定高度值、α1、α和上述(1)-(7)可以得到α2，从而可以合理设置第二凸起42，从而满足背光结构100出光角度的要求。另外，为了避免杂光太多，如图5所示的最左侧光线，可选地，α1可以为90°～θ7，可以理解的是，α1可以在90°和θ7之间变化，可以选取90°和θ7之间的一个角度值。由此可以更好的保证出光角度满足需求。

可选地，第一设定值为24μm。第二设定值为16～18μm。由此可以避免引起摩尔纹现象。其中，第二设定值可以为16.5μm、17μm或17.5μm等。

另外，当第一设定值为24μm时，为了第一棱镜片3和第二棱镜片4的高度和常规逆棱镜高度保持相同，并根据上述公式计算出的棱镜的倾角α＝30°左右；根据α＝30°以及垂直出射时，根据公式(1)-(7)求出的α2＝56°左右。

需要说明的是，根据公式(1)-(7)求出的合适的解均为本方案的设计思路。

可选地，雾度层5的雾度为20％～40％。由此可以提高光线经过雾度层5后的分散的均匀性，提高画面品质。

可选地，光源2为LED灯。LED灯具有节能、寿命长、可以工作在高速状态、抗震性能好等优点，从而可以提高背光结构100的寿命及工作的可靠性。

下面参考图7-图9描述根据本发明实施例的背光结构100的光线偏转，其中以θ9和α2相同为例进行说明。

图7为光线经过导光板1后的追际结果；图8为光线经过第一棱镜片3之后的出光结果，将导光板1出射的光线向垂直于导光板1的方向偏转了一定角度；图9为光线经过第二棱镜片4之后的出光结果，光线基本垂直导光板1出射。

根据本发明实施例的LCD显示模组，包括上述背光结构100和LCD显示屏，LCD显示屏和背光结构100层叠设置，LCD显示屏位于第二棱镜片4的远离第一棱镜片3的一侧，背光结构100可以为LCD显示屏提供光源。

根据本发明实施例的LCD显示模组，通过使得雾度层5设在第二棱镜片4的靠近第一棱镜片3的一侧，可以使得雾度层5位于第二棱镜片4的远离人眼的一侧，从而使得光线经过雾度层5后分散的程度较好，可以有效的改善雾度层5经过光学系统放大之后的颗粒感现象，提高了画面品质。另外第二棱镜片4上的第二凸起42位于第二基板41的远离第一棱镜片3的一侧，便于雾度层5的设置，且通过设置第一棱镜片3和第二棱镜片4两个棱镜片可以使得光线的最终射出角度满足需求，且结构简单。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种背光结构，其特征在于，包括：

导光板；

多个光源，多个所述光源设在所述导光板的侧面且沿所述导光板相应的侧壁的长度方向间隔分布；

第一棱镜片，所述第一棱镜片与所述导光板层叠设置且间隔开，所述第一棱镜片包括第一基板和多个第一凸起，多个所述第一凸起设在所述第一基板的远离所述导光板的一侧，每个所述第一凸起沿多个所述光源的排布方向延伸，多个所述第一凸起的排布方向与所述第一凸起的延伸方向垂直；

第二棱镜片，所述第二棱镜片与所述第一棱镜片层叠设置且间隔开，所述第二棱镜片位于所述第一棱镜片的远离所述导光板的一侧，所述第二棱镜片包括第二基板和多个第二凸起，多个所述第二凸起设在所述第二基板的远离所述第一棱镜片的一侧，每个所述第二凸起的延伸方向与所述第一凸起相同，多个所述第二凸起的排布方向与多个所述第一凸起的排布方向相同，所述第二基板的靠近所述第一棱镜片的表面上设有雾度层。

2.根据权利要求1所述的背光结构，其特征在于，所述第一基板的厚度为d1，所述第二基板的厚度为d2，d1≥65μm，d2≥65μm。

3.根据权利要求2所述的背光结构，其特征在于，d1+d2≤250μm。

4.根据权利要求2所述的背光结构，其特征在于，所述第一基板的厚度和所述第二基板的厚度满足：d1＝d2。

5.根据权利要求1所述的背光结构，其特征在于，所述第一凸起的横截面为三角形，且存在一条边位于所述第一基板的远离所述导光板的表面上，所述第二凸起的横截面为三角形，且存在一条边位于所述第二基板的远离所述第一棱镜片的表面上。

6.根据权利要求4所述的背光结构，其特征在于，所述第一凸起包括靠近所述光源的第一面和远离所述光源的第二面，所述第二凸起包括靠近所述光源的第三面和远离所述光源的第四面，从所述导光板射出的光线进入所述第一棱镜片后，从所述第二面射出并射入所述第二棱镜片上，再从所述第四面射出，所述第一面与所述第一基板的角度为β，所述第二面与所述第一基板的角度为α，所述第三面与所述第二基板的角度为α1，所述第三面与所述第二基板的角度为α2，进入所述第一棱镜片的光线的入射角为θ2，对应的折射角为θ3，从所述第一棱镜片射出的光线的出射角为θ4，对应的折射角为θ5，进入所述第二棱镜片的光线的入射角为θ6，对应的折射角为θ7，从所述第二棱镜片射出的光线的出射角为θ8，对应的折射角为θ9，其中，α1和β为设定角度，所述第一面和所述第二面之间的棱线为第一棱线，所述第三面和所述第四面之间的棱线为第二棱线，相邻的两个所述第一棱线之间的距离为第一设定值，相邻的两个所述第二棱线之间的距离为第二设定值，所述第一棱线距离所述第一基板的高度值为第一设定高度值，所述第二棱线距离所述第二基板的高度值为第二设定高度值。

7.根据权利要求6所述的背光结构，其特征在于，所述第一设定值为24μm。

8.根据权利要求6所述的背光结构，其特征在于，所述第二设定值为16～18μm。

9.根据权利要求6所述的背光结构，其特征在于，所述β为90°～θ3。

10.根据权利要求6所述的背光结构，其特征在于，所述α1为90°～θ7。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的背光结构，其特征在于，所述雾度层的雾度为20％～40％。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的背光结构，其特征在于，所述光源为LED灯。

13.一种LCD显示模组，包括根据权利要求1-12中任一项所述的背光结构。

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