光学组件、背光模组以及显示装置的制作方法

1.本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种光学组件、背光模组以及显示装置。


背景技术：

2.目前液晶显示装置依据光源的位置主要分为侧入式和直下式。侧入式显示装置的光源设置在侧边缘，使用导光板将光源发出的光线导向光学膜片中，以使显示装置的整体画面均匀，但是，受限于光源数量以及系统散热的限制，侧入式显示装置的整体亮度难以提高；而直下式显示装置的光源阵列排布在液晶玻璃的底部，便可提高直下式显示装置的整体亮度，但是，光源对应位置的亮度与非光源对应位置的亮度不一致，导致直下式显示装置的整体画面不均匀。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种光学组件，旨在解决侧入式显示装置的整体亮度不高、以及直下式显示装置的整体画面不均匀的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出的一种光学组件，包括：
5.导光板，所述导光板的底部开设有贯穿至顶部的至少一避让孔；
6.至少一第一光源，所述第一光源设于所述导光板的底部，且每一所述第一光源与一所述避让孔相对设置；以及
7.至少一第二光源，所述第二光源设于所述导光板的侧边缘，且所述第二光源的发光面朝向所述导光板的侧边缘设置。
8.在本发明的一实施例中，导光板内形成有配光结构。
9.在本发明的一实施例中，所述配光结构设有多个，多个所述配光结构间隔设置。
10.在本发明的一实施例中，所述避让孔的横截面面积大于所述第一光源的横截面面积。
11.在本发明的一实施例中，所述导光板的顶部设有至少一分光结构，每一所述第一光源与一所述分光结构相对设置。
12.在本发明的一实施例中，所述分光结构的底部具有槽体，每一所述槽体与一所述避让孔相对设置，且所述槽体的横截面面积小于所述避让孔的横截面面积，并大于所述第一光源的横截面面积。
13.在本发明的一实施例中，所述分光结构的顶部具有朝向所述第一光源的方向凹设的弧形区域，用于反射所述第一光源发出的光线。
14.在本发明的一实施例中，所述分光结构的顶部具有朝远离所述第一光源的方向凸设的弧形区域，用于折射所述第一光源发出的光线。
15.本发明还提出一种背光模组，包括：
16.背板；
17.中框，所述中框环绕所述背板设置，并与所述背板围合形成有安装槽；
18.光学组件，所述光学组件设于所述安装槽内，且所述光学组件的出光侧朝向所述安装槽的槽口设置；以及
19.扩散板，所述扩散板设于所述安装槽内，并位于所述光学组件的背向所述安装槽槽底的一侧；
20.其中，光学组件包括：
21.导光板，所述导光板的底部开设有贯穿至顶部的至少一避让孔；
22.至少一第一光源，所述第一光源设于所述导光板的底部，且每一所述第一光源与一所述避让孔相对设置；以及
23.至少一第二光源，所述第二光源设于所述导光板的侧边缘，且所述第二光源的发光面朝向所述导光板的侧边缘设置。
24.在本发明的一实施例中，所述导光板的顶部设有至少一分光结构，每一所述第一光源与一所述分光结构相对设置；定义所述光学组件的导光板至所述扩散板之间的距离为l；
25.其中，当l≤25mm时，所述分光结构的的顶部具有朝向所述第一光源的方向凹设的弧形区域，用于反射所述第一光源发出的光线；
26.当l＞25mm时，所述分光结构的的顶部具有朝远离所述第一光源的方向凸设的弧形区域，用于折射所述第一光源发出的光线。
27.本发明还提出一种显示装置，包括显示面板和如上所述的背光模组，所述显示面板设于所述扩散板的背向所述光学组件的一侧。
28.本发明的光学组件，通过在导光板的底部和侧边缘分别设置有至少一第一光源和至少一第二光源；便可在导光板的底部设置相应数量的第一光源，而不受空间的限制，从而保证光学组件的整体亮度，进而保证显示装置的整体亮度；同时，第二光源发出的光线可通过导光板的侧边缘进入导光板中，光线入射到导光板中并往各个角度扩散，然后由导光板的顶部射出，便可有效保证光学组件的出光均匀性，进而有效保证显示装置的整体画面的均匀性。因此，本发明的技术方案便解决了侧入式显示装置的整体亮度不高、以及直下式显示装置的整体画面不均匀的问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
30.图1为本发明光学组件一实施例的分解图；
31.图2为本发明光学组件一实施例的分解图；
32.图3为本发明光学组件另一实施例的部分结构分解图；
33.图4为本发明光学组件一实施例中导光板的结构示意图；
34.图5为本发明光学组件一实施例中导光板的结构示意图；
35.图6为本发明背光模组一实施例的分解图；
36.图7为本发明背光模组一实施例的剖视图；
37.图8为本发明显示装置一实施例的分解图。
38.附图标号说明：
[0039][0040][0041]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0042]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0044]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0045]
本发明提出一种光学组件10，旨在解决侧入式显示装置1000的整体亮度不高、以及直下式显示装置1000的整体画面不均匀的问题。
[0046]
以下将就本发明光学组件10的具体结构进行说明：
[0047]
结合参阅图1至图3，在本发明光学组件10的一实施例中，该光学组件10包括导光板11、至少一第一光源13以及至少一第二光源14；所述导光板11的底部开设有贯穿至顶部的至少一避让孔112；所述第一光源13设于所述导光板11的底部，且每一所述第一光源13与一所述避让孔112相对设置；所述第二光源14设于所述导光板11的侧边缘，且所述第二光源
14的发光面朝向所述导光板11的侧边缘设置。
[0048]
可以理解的是，本发明的光学组件10，通过在导光板11的底部和侧边缘分别设置有至少一第一光源13和至少一第二光源14；便可在导光板11的底部设置相应数量的第一光源13，而不受空间的限制，从而保证光学组件10的整体亮度，进而保证显示装置1000的整体亮度；同时，第二光源14发出的光线可通过导光板11的侧边缘进入导光板11中，光线入射到导光板11中并往各个角度扩散，然后由导光板11的顶部射出，便可有效保证光学组件10的出光均匀性，进而有效保证显示装置1000的整体画面的均匀性。因此，本发明的技术方案便解决了侧入式显示装置1000的整体亮度不高、以及直下式显示装置1000的整体画面不均匀的问题。
[0049]
另外，通过使每一个第一光源13的发光面朝向一个避让孔112设置，以保证每一个第一光源13发出的光线中，大部分光线可穿过一个避让孔112而射出，而其他光线则通过避让孔112的孔壁而进入导光板11中，便可充分利用第一光源13的光能，以减少光能损失。
[0050]
需要说明的是，通过在导光板11的底部和侧边缘分别设置有至少一第一光源13和至少一第二光源14，以构成光学组件10，如此，本发明的光学组件10即相当于将原来的侧入式光学结构与原来的直下式光学结构进行结合，便克服了侧入式显示装置1000的整体亮度不高、以及直下式显示装置1000的整体画面不均匀的问题。
[0051]
具体地，导光板11的制备过程是利用光学级的亚克力或聚碳酸酯板材，然后用具有极高折射率且不吸光的高科技材料，在光学级的板材底面用激光雕刻、v型十字网格雕刻、uv网版印刷技术印上导光点。
[0052]
并且，本发明的光学组件10还包括第一光源电路板15和第二光源电路板16，第一光源电路板15设于导光板11的底部，并与第一光源13电连接，第二光源电路板16设于第二光源14的背向导光板11的一侧，并与第二光源14电连接。
[0053]
光学组件10还包括散热件17，散热件17部分设于第二光源电路板16背向第二光源14的一侧，以对第二光源14和第二光源电路板16进行散热，并且，散热件17部分设于第一光源电路板15背向导光板11的一侧，以随第一光源13和第一光源电路板15进行散热。
[0054]
进一步地，结合参阅图2和图3，在本发明光学组件10的一实施例中，所述避让孔112的横截面面积大于所述第一光源13的横截面面积；如此设置，便可保证每一个第一光源13发出的光线中，尽可能多的光线可直接穿过一个避让孔112而射出，以充分利用第一光源13的光能，从而减少光能损失。
[0055]
进一步地，结合参阅图4，在本发明光学组件10的一实施例中，导光板11内形成有配光结构111；如此设置，进入导光板11的光线中，有部分光线可避免配光结构111而直接穿过导光板11，而部分光线可在配光结构111与导光板11的临界面上发生反射或折射，并可在导光板11的内部发生多次反射或折射后，再通过导光板11的顶部出光，以对光线进行重新分配，从而增加导光板11的出光角度，以进一步提升光学组件10的出光均匀性，便可进一步提升显示装置1000的整体出光均匀性。
[0056]
具体地，导光板11在注塑成型工艺中可采用物理或化学的方法形成气泡，从而在导光板11的内部形成配光结构111，例如，可通过双向拉伸工艺，致使导光板11的内部形成配光结构111，此时，配光结构111可为空洞结构；当然，在其他实施例中，配光结构111也可为油墨黑点等结构。
[0057]
进一步地，结合参阅图4，在本发明光学组件10的一实施例中，所述配光结构111设有多个，多个所述配光结构111间隔设置；如此设置，当光线进入导光板11后，便可使更多的光线通过配光结构111与导光板11的临界面进行反射或折射，并可提高光线在导光板11中进行反射或折射的系数，从而提高光线的反射率和折射率，以进一步增加导光板11的出光角度。
[0058]
进一步地，结合参阅图4，在本发明光学组件10的一实施例中，所述配光结构111的体积占所述导光板11的体积的8％～10％；由于配光结构111的体积占导光板11的体积过小时，无法保证进入导光板11中的大部分光线可通过配光结构111与导光板11的临界面进行二次分光，从而无法有效增加导光板11的出光角度；而当配光结构111的体积占导光板11的体积过大时，导光板11的自身支撑强度不足，容易发生形变而影响使用效果；因此，通过将配光结构111的体积占导光板11的体积设置在8％～10％之间，便可有效避免上述问题。
[0059]
进一步地，结合参阅图4和图5，在本发明光学组件10的一实施例中，定义所述配光结构111在所述导光板11厚度方向上的宽度为m1，则满足条件：0.05mm≤m1≤0.15mm；由于配光结构111在导光板11厚度方向上的宽度过小时，一方面，不便于配光结构111的形成，另一方面，无法保证进入导光板11中的大部分光线可通过配光结构111与导光板11的临界面进行二次分光；而当配光结构111在导光板11厚度方向上的宽度过大时，在运输或使用过程中，导光板11容易发生形变甚至断裂而影响使用效果；因此，通过将配光结构111在导光板11厚度方向上的宽度设置在0.05mm～0.15mm之间，便可有效避免上述问题。
[0060]
进一步地，结合参阅图4，在本发明光学组件10的一实施例中，定义所述配光结构111在所述导光板11长度方向上的宽度为m2，则满足条件：0.1mm≤m2≤0.3mm；同样的，由于配光结构111在导光板11长度方向上的宽度过小时，一方面，不便于配光结构111的形成，另一方面，无法保证进入导光板11中的大部分光线可通过配光结构111与导光板11的临界面进行二次分光；而当配光结构111在导光板11长度方向上的宽度过大时，在运输或使用过程中，导光板11容易发生形变甚至断裂而影响使用效果；因此，通过将配光结构111在导光板11长度方向上的宽度设置在0.1mm～0.3mm之间，便可有效避免上述问题。
[0061]
同样地，结合参阅图5，在本发明光学组件10的一实施例中，定义所述配光结构111在所述导光板11宽度方向上的宽度为m3，则满足条件：0.1mm≤m3≤0.3mm；同样的，由于配光结构111在导光板11宽度方向上的宽度过小时，一方面，不便于配光结构111的形成，另一方面，无法保证进入导光板11中的大部分光线可通过配光结构111与导光板11的临界面进行二次分光；而当配光结构111在导光板11宽度方向上的宽度过大时，在运输或使用过程中，导光板11容易发生形变甚至断裂而影响使用效果；因此，通过将配光结构111在导光板11宽度方向上的宽度设置在0.1mm～0.3mm之间，便可有效避免上述问题。
[0062]
结合参阅图4和图5，在本发明光学组件10的一实施例中，定义所述导光板11的厚度为h，则满足条件：1mm≤h≤3mm；由于导光板11的厚度过小时，一方面，第二光源14发出的光线无法充分由导光板11的侧边缘进入导光板11中，另一方面，无法对进入导光板11内部的光线进行充分扩散，进而无法保证光学组件10的出光均匀性；而当导光板11的厚度过大时，则导致光学组件10的整体厚度过大，进而导致显示装置1000的整体厚度过大，不利于小型化设计；因此，通过将导光板11的厚度设置在1mm～3mm之间，便可有效避免上述问题。
[0063]
结合参阅图2和图3，在本发明光学组件10的一实施例中，所述导光板11的顶部设
有至少一分光结构12，每一所述第一光源13与一所述分光结构12相对设置。
[0064]
如此设置，通过在导光板11的顶部设置有与第一光源13相对设置的分光结构12，如此，第一光源13发出的光线可进入分光结构12，然后通过分光结构12反射或折射第一光源13发出的光线，以通过分光结构12对光线进行二次分光，便扩大了光学组件10的出光角度，进一步保证了光学组件10的出光均匀性，进而有效提升显示装置1000的显示效果。
[0065]
分光结构12为可对光线进行二次分光的光学透镜，材质可为聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯等透光材料中的一种。
[0066]
分光结构12可一体成型在导光板11的顶部，当然，也可使用光学胶粘接在导光板11的顶部。
[0067]
进一步地，结合参阅图2和图3，在本发明光学组件10的一实施例中，所述分光结构的底部具有槽体，每一所述槽体与一所述避让孔相对设置，且所述槽体的横截面面积小于所述避让孔的横截面面积，并大于所述第一光源的横截面面积。
[0068]
如此设置，第一光源13发出的光线中，便有大部分光线穿过避让孔112而射入分光结构12的槽体中，光线再通过槽体的槽壁进入分光结构12中，便增大了分光结构12的入光面的面积，使得光线在槽体槽壁处发生折射或反射，然后再通过分光结构12进行分光，如此，便扩大了分光结构12的入光角度，从而扩大了分光结构12的出光角度，进而可进一步保证光学组件10的出光均匀性。
[0069]
进一步地，结合参阅图2，在本发明光学组件10的一实施例中，所述分光结构12的顶部具有朝向所述第一光源13的方向凹设的弧形区域，用于反射所述第一光源13发出的光线。
[0070]
如此设置，相比于平面设置，通过使分光结构12的顶部具有朝向第一光源13的方向凹设的弧形区域，便增加了分光结构12的面积，第一光源13发出的光线经过分光结构12顶部的弧形区域后，便可在该弧形区域发生反射，使得由该区域出射的光线的角度得以增加，进而进一步扩大了光学组件10的出光角度；另外，本发明的光学组件10应用于背光模组100中，当导光板11与扩散板40之间的距离过小时，容易导致背光模组100的出光均匀性差，进而导致显示装置1000的出光均匀性差，如此，通过使分光结构的顶部具有朝向第一光源13的方向凹设的弧形区域，此时，第一光源13发出的光线到达弧形区域后，便有大部分光线在弧形区域与外界的临界面之间发生反射，以反射回第一光源13的底部，然后通过位于第一光源13底部处的反射片50进行反射后再由导光板11或分光结构12的其他区域出射，便可有效扩大光学组件10的出光角度，如此，便可在保证光学组件10整体亮度的同时，减少第一光源13的使用数量，进而降低制造成本。
[0071]
结合参阅图3，在本发明光学组件10的另一实施例中，所述分光结构的顶部具有朝远离所述第一光源的方向凸设的弧形区域，用于折射所述第一光源发出的光线。
[0072]
如此设置，同样的，相比于平面设置，通过使分光结构12的顶部具有朝远离第一光源13的方向凸设的弧形区域，便同样增加了分光结构12的面积，第一光源13发出的光线经过分光结构12顶部的弧形区域后，便可在该弧形区域发生折射，使得由该区域出射的光线的角度得以增加，进而进一步扩大了光学组件10的出光角度；另外，由于第一光源13所出射的光线会呈现正面强而集中、侧面弱而分散的状态，从而导致光学组件10的出光不均匀；基于此，通过使分光结构12的顶部具有朝远离第一光源13的方向凸设的弧形区域，且第一光
源13与该弧形区域相对，如此，第一光源13发出的光线中，正面强而集中的光线到达弧形区域后便有大部分光线在弧形区域处发生折射，以使光线向侧面扩散，便扩大了光线的出射角度，进而有效扩大光学组件10的出光角度，并且，还缓解了光线呈现正面强而集中、侧面弱而分散的状态。
[0073]
示例性的，弧形区域所在的表面可为锥形面或球形面等等。
[0074]
当然，在其他实施例中，分光结构12的顶部也可具有凹凸不平的弧形区域，同样的，相比于平面设置，通过使分光结构12的顶部具有凹凸不平的弧形区域，便同样增加了分光结构12的面积，第一光源13发出的光线经过分光结构12顶部的弧形区域后，便可在该弧形区域发生反射和折射，使得由该区域出射的光线的角度得以增加，进而进一步扩大了光学组件10的出光角度。
[0075]
需要说明的是，所述分光结构12具有出光面121，所述出光面121具有相连接的第一出光区域1211和第二出光区域1212，所述第一出光区域1211环绕所述第二出光区域1212设置，并连接所述导光板11的顶部，所述第二出光区域1212为弧形区域，且所述第一出光区域1211和所述第二出光区域1212均朝向所述第一光源13的发光面设置，用于接收并反射或折射所述第一光源13发出的光线。其中，第二出光区域1212对应的是分光结构顶部处凹设或凸设的弧形区域。
[0076]
并且，结合图2所示，第一出光区域1211包括平坦区和弧形区，平坦区环绕第二出光区域1212设置，并与第二出光区域1212连接，弧形区环绕平坦区设置，并与平坦区和导光板11的顶部连接，如此，第一光源13发出的光线中，经过第二出光区域1212进行反射的光线可直接穿过平坦区而达到第一光源13底部的反射片50处，以减少光线的能耗；而到达弧形区的光线便可发生折射，以保证分光结构12四周侧面的亮度，进而有效保证光学组件10的出光均匀性。
[0077]
或者，结合图3所示，第一出光区域1211包括平坦区和弧形区，弧形区环绕第二出光区域1212设置，并与第二出光区域1212连接，平坦区环绕弧形区设置，并与弧形区和导光板11的顶部连接，如此，第一光源13发出的光线中，光线便可经过第一出光区域1211的平坦区或弧形区或第二出光区域1212，以对光线进行充分扩散。
[0078]
进一步地，结合参阅图2和图3，在本发明光学组件10的一实施例中，所述第二出光区域1212在预设投影面上的正投影覆盖所述第一光源13在所述预设投影面上的正投影，所述预设投影面为所述导光板11的底部所在的平面。
[0079]
如此设置，通过使第二出光区域1212在预设投影面上的正投影覆盖第一光源13在预设投影面上的正投影，那么，第一光源13发出的光线中，便有大部分的光线到达第二出光区域1212，以通过第二出光区域1212对光线进行有效配光。
[0080]
结合参阅图6和图7，本发明还提出一种背光模组100，该背光模组100包括背板20、中框30、扩散板40、光学膜片以及如前所述的光学组件10，该光学组件10的具体结构详见前述实施例。由于本背光模组100采用了前述所述实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述中框30环绕所述背板20设置，并与所述背板20围合形成有安装槽；所述光学组件10设于所述安装槽内，且所述光学组件10的出光侧朝向所述安装槽的槽口设置；所述扩散板40设于所述安装槽内，并位于所述光学组件10的背向所述安装槽槽底的一侧。
[0081]
本实施例中，在组装过程中，可将光学组件10、扩散板40以及光学膜片均安装至背板20与中框30围合形成的安装槽内，光学组件10出射的光线便可依次穿过扩散板40和光学膜片。
[0082]
并且，本发明的背光模组100还包括反射片50，反射片50设于第二光源14的底部，到达导光板11的部分光线可反射至反射片50处，然后通过反射片50进行二次反射，以对该部分光线进行二次配光，并且，到达分光结构12的部分光线也可反射至反射片50处，然后通过反射片50进行二次反射，以对该部分光线进行二次配光。背光模组100还包括光学膜片设于安装槽内，并位于扩散板40的背向光学组件10的一侧。
[0083]
结合参阅图7，在本发明背光模组100的一实施例中，所述导光板11的顶部设有至少一分光结构12，每一所述第一光源13与一所述分光结构12相对设置；定义所述光学组件10的导光板11至所述扩散板40之间的距离为l；其中，当l≤25mm时，所述分光结构12的顶部具有朝向所述第一光源13的方向凹设的弧形区域，用于反射所述第一光源13发出的光线；当l＞25mm时，所述分光结构12的顶部具有朝远离所述第一光源13的方向凸设的弧形区域，用于折射所述第一光源13发出的光线。
[0084]
由于光学组件10的导光板11至扩散板40之间的距离小于或等于25mm时，容易导致背光模组100的出光均匀性差，进而导致显示装置1000的出光均匀性差，如此，便通过光学结构与外界的临界面之间对大部分光线进行反射，以反射回第一光源13的底部，然后通过位于第一光源13底部处的反射片50进行反射后再由导光板11或分光结构12的其他区域出射，便可有效扩大光学组件10的出光角度；而当光学组件10的导光板11至扩散板40之间的距离大于25mm时，便通过光学结构与外界的临界面之间对大部分光线进行折射，以使光线向侧面扩散，便扩大了光线的出射角度，进而有效扩大光学组件10的出光角度。
[0085]
结合参阅图8，本发明还提出一种显示装置1000，该显示装置1000包括显示面板200和如前所述的背光模组100，该背光模组100的具体结构详见前述实施例。由于本显示装置1000采用了前述所述实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述显示面板200设于所述扩散板40的背向所述光学组件10的一侧。
[0086]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。