一种背光模组及显示装置

技术领域

本公开涉及背光模组技术领域，特别涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，被广泛的应用于电视、电脑、手机等电子产品中。LCD显示器是一种被动发光显示器，其显示屏本身并不能发光，而是由显示屏背后的背光模组照亮的。

随着人们消费观念的转变，消费者对于液晶显示器的造型更追求轻薄、美观。传统的背光模组根据发光方式不同分为直下式和侧光式两种。侧光式模组相比直下式更加轻薄时尚，符合现代人的时尚追求。

发明内容

本公开实施例提供的一种背光模组，包括：

导光板，所述导光板具有相对设置的第一底面和出光面以及连接所述第一底面和所述出光面的入光面；所述导光板的第一底面设置有多个网点结构，所述网点结构包括与所述第一底面成第一夹角的第一斜面；

背光源，位于所述入光面的一侧，所述背光源用于发出光线，且所述背光源发出的光线入射至所述第一斜面，所述背光源发出的光线与所述水平线之间的夹角为第二夹角；

第一棱镜层，位于所述导光板的出光面的一侧，所述第一棱镜层具有与所述入光面平行设置的多条第一棱镜；所述第一棱镜包括：与所述第一底面平行设置的第二底面，以及与所述第二底面连接的第二斜面；所述第二斜面与所述第二底面的夹角为第一顶角；其中，

所述第一顶角为锐角，所述第一夹角、所述第二夹角和所述第一顶角满足：所述背光源发出的光线入射至所述第一斜面后反射至所述第一棱镜的第二斜面，反射至所述第一棱镜的第二斜面的入射光线与所述第二斜面的法线之间的第一入射角为布鲁斯特角。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，所述第一夹角为锐角，所述第二夹角为锐角，所述第一顶角等于所述入射光线透过所述第二斜面的折射光线的折射角，所述第一夹角＝所述第一入射角-所述第二夹角/2。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，仅位于所述导光板中心位置的网点结构满足：所述第一顶角等于所述入射光线透过所述第二斜面的折射光线的折射角，且所述第一夹角＝所述第一入射角-所述第二夹角/2，且所有所述网点结构相同。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，所述第一顶角与所述第一入射角之和为90°。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，所述第一棱镜还包括连接所述第二斜面和所述第二底面的第三斜面，所述第三斜面和所述第二底面之间的夹角为第二顶角，所述第二顶角等于所述第一顶角。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，靠近所述背光源的网点结构的密度小于远离所述背光源的网点结构的密度。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，沿所述背光源指向远离所述背光源的方向，所述网点结构的密度具有增大趋势。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，还包括位于所述第一棱镜层远离所述导光板一侧的第二棱镜层，所述第二棱镜层具有多条平行设置的第二棱镜，所述第一棱镜和所述第二棱镜交叉设置，且所述第一棱镜和所述第二棱镜的结构相同。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，还包括：位于所述导光板和所述第一棱镜层之间的第一缓冲层，以及位于所述第二棱镜层背离所述导光板一侧的第二缓冲层；所述第一缓冲层与所述导光板和所述第一棱镜层接触的表面、所述第二缓冲层与所述第二棱镜层接触的表面、所述第二缓冲层背离所述第二棱镜层的表面均具有保护粒子。

可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，还包括位于所述导光板的第一底面一侧的反射层。

相应地，本公开实施例还提供了一种显示装置，包括上述任一项所述的背光模组。

本公开的有益效果如下：

本公开实施例提供的一种背光模组及显示装置，通过设置第一棱镜的第一顶角、网点结构的第一斜面与导光板的第一底面构成的第一夹角以及背光源发出的光线与水平线之间的夹角为第二夹角，使得第一夹角、第二夹角和第一顶角满足：背光源发出的光线入射至第一斜面后反射至第一棱镜的第二斜面，反射至第一棱镜的第二斜面的光线与第二斜面的法线之间的第一入射角为布鲁斯特角，这样从第二斜面透射的光线的S光和P光强度差异最大，可以使第一棱镜具有大于0的偏振度，相比现有技术中棱镜的偏振度为0，一般至少有50％的光线被偏光吸收；而本公开实施例通过背光源发光角度、网点结构的第一斜面倾斜角度以及第一棱镜的第一顶角的配合，可以使得第一棱镜具有大于0的偏振度，使得从第一棱镜透射的光有更高的利用率，从而提升背光模组的出光效率。

附图说明

图1为本公开实施例提供的一种背光模组的结构示意图；

图2为图1中局部放大示意图；

图3为本公开实施例提供的又一种背光模组的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且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。

本公开实施例提供的一种背光模组，如图1和图2所示，图1为背光模组的截面示意图，图2为图1的局部放大示意图，该背光模组包括：

导光板1，导光板1具有相对设置的第一底面11和出光面12以及连接第一底面11和出光面12的入光面13；导光板1的第一底面11设置有多个网点结构14，网点结构14包括与第一底面11成第一夹角的第一斜面15，第一夹角与图2中的θ1是同位角，因此用θ1表示第一夹角；

背光源2，位于入光面13的一侧，背光源2用于发出光线L1，且背光源2发出的光线L1入射至第一斜面15，背光源2发出的光线L1与水平线L之间的夹角为第二夹角θ2；

第一棱镜层3，位于导光板1的出光面12的一侧，第一棱镜层3具有与入光面13平行设置的多条第一棱镜31；第一棱镜31包括：与第一底面11平行设置的第二底面311，以及与第二底面311连接的第二斜面312；第二斜面312与第二底面311的夹角为第一顶角α1；其中，

第一顶角α1为锐角，第一夹角θ1、第二夹角θ2和第一顶角α1满足：背光源2发出的光线L1入射至第一斜面15后反射至第一棱镜31的第二斜面312，反射至第一棱镜31的第二斜面312的入射光线L2与第二斜面312的法线F1之间的第一入射角β1为布鲁斯特角。

需要说明的是，图1中的所有第一棱镜31的结构相同，图1中具有多种箭头的第一棱镜31只是为了示意性说明各光线而放大的结构，图2则是为了清楚的示意各光线和角度而放大的示意图。

具体地，一束自然光可以被反射界面分解为S光和P光，其中S光垂直振动于界面，P光平行振动于界面；不同的入射角、界面折射率差，S光和P光会有不同的反射率、折射率。如图1和图2所示，入射光线L2入射至第二斜面312后，折射光线L3与法线F1的夹角即折射角为β2，当第一入射角β1为布鲁斯特角，满足β1+β2＝90°，即第一入射角β1与折射角β2互为余角时，反射光线L4不存在P分量，反射光线L4平行于水平线L，此时S光反射率Rs和P光反射率Rp相差最大，且Rp＝0。根据折射定律公式n1sinβ1＝n2sinβ2，n1为第一棱镜层3的折射率，n2为空气的折射率，例如第一棱镜层3的折射率为1.38，空气的折射率为1，则由公式n1sinβ1＝n2sinβ2和公式β1+β2＝90°可以计算得到β1约为36°，β2＝54°。对于本公开实施例的背光模组来说，光线L1从背光源2出发，经过导光板1等，再透过第一棱镜层3向上射出(折射光线L3)，对于第一棱镜层来说折射光线L3是透射光，因此本公开实施例分析透射光(折射光线L3)的偏振度。具体地，根据菲涅尔公式

本公开实施例提供的上述背光模组，通过设置第一棱镜的第一顶角、网点结构的第一斜面与导光板的第一底面构成的第一夹角以及背光源发出的光线与水平线之间的夹角为第二夹角，使得第一夹角、第二夹角和第一顶角满足：背光源发出的光线入射至第一斜面后反射至第一棱镜的第二斜面，反射至第一棱镜的第二斜面的光线与第二斜面的法线之间的第一入射角为布鲁斯特角，这样从第二斜面透射的光线的S光和P光强度差异最大，可以使第一棱镜具有大于0的偏振度，相比现有技术中棱镜的偏振度为0，一般至少有50％的光线被偏光吸收，而本公开实施例通过背光源发光角度、网点结构的第一斜面倾斜角度以及第一棱镜的第一顶角的配合，可以使得第一棱镜具有大于0的偏振度，使得从第一棱镜透射的光的利用率更大，从而提升背光模组的出光效率。

在具体实施时，导光板的网点结构可以采用注塑工艺形成，在此不做限定。

本公开实施例通过第一夹角θ1、第二夹角θ2和第一顶角α1的配合，使得第一入射角β1为布鲁斯特角，实现第一棱镜层具有大于0的偏振度，从而提升背光模组的出光效率。具体地，如图1和图2所示，由于反射光线L4平行于水平线L，反射光线L4与第二斜面312之间的夹角等于α1，入射光线L2的反射角为β1，因此α1+β1＝90°，由于β1+β2＝90°，α1＝β2。由于入射光线L2相对于光线L1为第一斜面15的折射光线，入射光线L2与光线L的夹角为θ3，因此光线L1与第一斜面15的法线F2的夹角θ4满足：2θ4＝180°-θ2-θ3，入射光线L2与折射光线L3的反向延长线的夹角为θ5，由于光线L4与折射光线L3的反向延长线垂直，因此θ5＝90°-2β1，因此θ3＝90°-θ5＝90°-(90°-2β1)＝2β1，所以2θ4＝180°-θ2-2β1，所以

在具体实施时，如图1和图2所示，由于背光源2发射的光线L1至导光板2的不同位置，不同发射光线L1与水平线L的夹角不同，若想背光源2出射的光线L1入射至第一斜面15后反射至第二斜面312的第一入射角β1都满足布鲁斯特角，就需要设计每一第一棱镜31的网点结构14的第一斜面15与水平线L的夹角，制作成本较高可能难以量产，因此可以设置导光板2中心位置的网点结构14满足上述布鲁斯特角即可实现提高背光模组的出光率，因此在本公开实施例提供的上述背光模组中，仅位于导光板2中心位置的网点结构14满足：第一顶角(α1)等于入射光线透过L2第二斜面312的折射光线L3的折射角(β2)，且第一夹角(θ1)＝第一入射角(β1)-第二夹角(θ2)/2，且所有网点结构14相同。

需要说明的是，图1中导光板14的结构仅是示意性说明，不代表左侧起第三个网点结构14满足布鲁斯特角条件，实际制作时，是以位于导光板2中心位置的网点结构14满足布鲁斯特角条件。

在具体实施时，如图1和图2所示，为了进一步提高背光模组的出光率，需要尽可能的使得折射光线L3垂直出射，即折射光线L3和反射光线L4垂直，由于反射光线L4与第二斜面312之间的夹角等于α1，因此折射光线L3与第二斜面312之间的夹角等于β1，因此，在本公开实施例提供的上述背光模组中，第一顶角α1与第一入射角β1之和为90°，这样可以进一步提高背光模组的出光率。

在具体实施时，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1和图2所示，第一棱镜31还包括连接第二斜面312和第二底面311的第三斜面313，第三斜面313和第二底面311之间的夹角为第二顶角α2，由于反射光线L4入射至第三斜面313后会再次反射和折射，例如反射光线L5，反射光线L5会入射至导光板1再次发生反射(即反射光线L6)，为了使得反射光线L5能够被重复利用以提高背光模组的出光率，就需要反射光线L6平行于入射光线L2，这样反射光线L6入射至第一棱镜31的第二斜面312时也满足入射角为布鲁斯特角，从而进一步提高背光模组的出光效率。若反射光线L6平行于入射光线L2，则反射光线L6与法线F3之间的夹角为θ5，则反射光线L5入射至导光板1的入射角为θ5，由于θ5＝90°-2β1，所以反射光线L4与反射光线L5之间的夹角为2β1，即反射光线L4的入射角为β1，所以第二顶角α2＝90°-β1，由于α1＝90°-β1，因此第二顶角α2等于第一顶角α1，即当α2＝α1时，满足反射光线L6平行于入射光线L2，可以使得反射光线L5能够被重复利用以提高背光模组的出光率。

具体地，前文中计算得到α1＝β2＝54°，因此α2＝54°，因此第一棱镜31得第三顶角α3＝72°。β1＝90°-β2＝36°，则θ5＝90°-2β1＝18°，假设背光源2出射的光线L1与水平线L之间的第二夹角θ2＝2°，所有θ1＝β1-(θ2)/2＝35°，所以θ4＝90°-θ1-θ2＝53°。假设导光板1采用PC材料，设折射率为1.89，则可以计算出导光板1的全反射角约39°，因此θ4大于导光板1的全反射角，不存在透射，满足全反射条件。

需要说明的是，上述计算得到的各个角度值只是本公开以第一棱镜层的折射率为1.38计算得到的，具体实施时，图2中各个角度与第一棱镜层的折射率有关，因此各个角度的具体度数根据第一棱镜层的折射率代入前文中的公式计算。

在具体实施时，由于导光板靠近背光源的位置接收到的背光源发出的光线较强，为了实现背光模组均匀出光，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1所示，靠近背光源2的网点结构14的密度小于远离背光源2的网点结构14的密度。

优选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1所示，沿背光源2指向远离背光源2的方向，网点结构14的密度具有增大趋势。

在具体实施时，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图3所示，还包括位于第一棱镜层3远离导光板1一侧的第二棱镜层4，第二棱镜层4具有多条平行设置的第二棱镜(未示出)，第一棱镜31和第二棱镜交叉设置，且第一棱镜31和第二棱镜的结构相同。

在具体实施时，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图3所示，还包括：位于导光板1和第一棱镜层3之间的第一缓冲层5，以及位于第二棱镜层4背离导光板1一侧的第二缓冲层6；第一缓冲层5与导光板1和第一棱镜层3接触的表面、第二缓冲层6与第二棱镜层4接触的表面、第二缓冲层6背离第二棱镜层4的表面均具有保护粒子100。保护粒子100的设置，一方面可以遮挡导光板1的网点结构14，并且还可以防止膜层被划伤；另一方面可以避免第一棱镜层3与导光板1之间以及第二棱镜层4与第一棱镜层3之间产生吸附现象，吸附会造成膜片间像是浸入了一块一块的水渍，这样光线不再按照棱镜的出射规律出射，造成正视角度上光亮度下降，因此通过变更上层膜片下表面粗糙度(如涂覆保护粒子100)，可以使吸附现象减轻。

需要说明的是，图3中圆形保护粒子100仅是示意性说明第一缓冲层5和第二缓冲层6表面具有的保护粒子100，不代表保护粒子的真实形状，保护粒子100也可以为其它形状。

在具体实施时，为了进一步提高背光源发出的光线的利用率，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图3所示，还可以包括位于导光板1的第一底面11一侧的反射层7。

需要说明的是，如图1-图3所示，背光模组中各膜层在实际制作时是相互接触的，本发明实施例仅是为了示意性说明各膜层的结构。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述背光模组。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述背光模组的实施例，重复之处不再赘述。

在具体实施时，在本公开实施例提供的上述显示装置中，如图4所示，还包括位于图3所示的背光模组出光侧的第一偏光片8、液晶显示面板9和第二偏光片10。第一偏光片8、液晶显示面板9和第二偏光片10的工作原理与现有技术相同，在此不做赘述。

本公开实施例提供的一种背光模组及显示装置，通过设置第一棱镜的第一顶角、网点结构的第一斜面与导光板的第一底面构成的第一夹角以及背光源发出的光线与水平线之间的夹角为第二夹角，使得第一夹角、第二夹角和第一顶角满足：背光源发出的光线入射至第一斜面后反射至第一棱镜的第二斜面，反射至第一棱镜的第二斜面的光线与第二斜面的法线之间的第一入射角为布鲁斯特角，这样从第二斜面透射的光线的S光和P光强度差异最大，可以使第一棱镜具有大于0的偏振度，相比现有技术中棱镜的偏振度为0，一般至少有50％的光被吸收；而本公开实施例通过背光源发光角度、网点结构的第一斜面倾斜角度以及第一棱镜的第一顶角的配合，可以使得第一棱镜具有大于0的偏振度，使得更多的光可以被利用，从而提升背光模组的出光效率。

尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样，倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。