背光装置及反射式显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示领域，具体地，涉及背光装置及反射式显示装置。

背景技术：

反射式液晶显示器是一种利用环境光或外置光源提供显示所需亮度的装置。当环境光进入显示屏后，通过液晶显示基板内部的反射层实现光线的反射，从而实现反射式显示。由于经过反射后的光会过滤掉大量的高能量穿透性强的光谱(能量高穿透性强的光基本上不反射)，因此，经过反射后的光对眼睛无害。由此，反射式液晶显示器具有节能、护眼的优点。与反射式液晶显示器工作原理相同的装置还有电子墨水显示器，其由电子纸以及电子墨水构成。其中，电子墨水由无数微小的透明颗粒组成。通过调整颗粒内的染料和微型粒子的颜色，便可以使电子墨水展现出色彩和图案。上述反射式显示装置，在黑暗环境中，需外加光源(背光装置)才能够实现显示。

然而，目前基于反射式显示装置的背光装置仍有待改进。

技术实现要素：

本实用新型是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前，反射式显示装置多存在显示效果较差的问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于反射式显示装置的背光来源不稳定导致的。具体的，反射式显示装置主要是利用环境光或外置光源提供其所需的亮度，而当无环境光或外置光源时，就会导致反射式显示装置无背光来源，因此无法实现显示。此外，发明人发现，反射式显示装置的显示屏表面为类镜面显示，光线在入射及出射时会在显示屏表面发生散射，因而会降低光效，进而影响整体的亮度以及显示视角，导致显示装置的显示效果较差。

本实用新型旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种背光装置。该背光装置包括：固定框，所述固定框的内侧壁具有凹槽，所述凹槽侧壁的至少一部分为反射面；平凸镜，所述平凸镜的凸面朝向所述凹槽设置，所述平凸镜与所述凹槽限定出密闭空间；以及光源，所述光源设置在所述密闭空间中的所述凹槽的底部，所述光源的出光侧朝向所述平凸镜。由此，该背光装置具有以下优点的至少之一：结构简单；具有较高的出射光效率；出射光较均匀。

具体的，所述凹槽具有两个侧壁，所述两个侧壁分别为第一反射面以及第二反射面，所述第一反射面以及所述第二反射面的至少一部分为斜面。由此，可以实现对光线的反射。

具体的，所述斜面的角度被设置为能够反射所述光源未直接照射至所述平凸镜上的光并反射至所述平凸镜上。由此，可以使光源发出的光全部照射到平凸镜上，提高光线的利用率。

具体的，所述第一反射面中所述斜面的角度大于所述第二反射面中所述斜面的角度，所述第一反射面中所述斜面的角度为153-183度，所述第二反射面中所述斜面的角度为135-165度。由此，可以进一步提高光线的利用率。

具体的，所述平凸镜的凸面具有注入口，所述第一反射面靠近所述平凸镜的所述注入口，所述第一反射面具有平面部以及斜面部，所述平面部靠近所述注入口，且所述平面部的厚度与所述注入口的厚度相等。由此，可以使凹槽与平凸镜之间形成密闭空间。

具体的，所述注入口的厚度为0.3-0.5mm。由此，可以不影响平凸镜的使用功能。

具体的，所述平凸镜到所述光源的距离为0.25-1mm。由此，可以使出射光具有均匀性。

在本实用新型的另一方面，本实用新型提出了一种反射式显示装置。具体的，该反射式显示装置包括：显示模组；以及背光装置，所述背光装置为前面所述的。由此，在无外界光源的条件下，该反射式显示装置不仅能实现正常显示，还能使画面具有均匀性。

具体的，所述背光装置朝向所述显示模组的显示面设置。由此，背光装置射出的光可以进入到显示模组中，进而使反射式显示装置在无外界光源的条件下也能实现正常显示。

具体的，所述显示模组为液晶显示模组或电子墨水显示模组。由此，可以使反射式液晶显示装置或电子墨水显示装置，在无外界光源的条件下也能实现正常显示。

附图说明

本实用新型的上述和/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显示了根据本实用新型一个实施例的背光装置的结构示意图；

图2显示了根据本实用新型另一个实施例的背光装置的结构示意图；

图3显示了根据本实用新型另一个实施例的背光装置的结构示意图；

图4显示了LED光强分布图；

图5显示了根据本实用新型一个实施例的背光装置的结构示意图；

图6显示了根据本实用新型一个实施例的背光装置部分结构的光路分布图；

图7显示了根据本实用新型一个实施例的背光装置的光路分布图；

图8显示了根据本实用新型一个实施例的背光装置部分结构的画面模拟效果图；

图9显示了根据本实用新型一个实施例的背光装置的画面模拟效果图；以及

图10显示根据本实用新型一个实施例的反射式显示装置的结构示意图。

附图标记说明：

100：固定框；200：平凸镜；210：注入口；300：光源；310：印刷线路板；400：凹槽；410：第一反射面；411：斜面部；412：平面部；420：第二反射面；1000：背光装置；2000：显示模组。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种背光装置。根据本实用新型的实施例，参考图1，该背光装置包括：固定框100、平凸镜200以及光源300。其中，固定框100的内侧壁具有凹槽400，凹槽400侧壁的至少一部分为反射面，平凸镜200的凸面朝向凹槽400设置，且平凸镜200与凹槽400限定出密闭空间，光源300设置在密闭空间中的凹槽400的底部，且光源300的出光侧朝向平凸镜200。由此，该背光装置具有以下优点的至少之一：结构简单；具有较高的出射光效率；出射光较均匀。

为了便于理解，下面首先对根据本实用新型实施例的背光装置的工作原理进行简单说明：

如前所述，反射式显示装置主要是利用环境光以及外置光源为其提供所需的亮度，当无外界光源时，反射式显示装置则无法实现显示。根据本实用新型的实施例，将该背光装置用于反射式显示装置中，也即是说，将该背光装置与反射式显示装置的显示面进行贴合，可以通过调节背光装置中反射面的角度及平凸镜的曲率半径，使背光装置投射出均匀的光线，该光线进入显示屏后，可以使反射式显示装置实现显示，且显示画面具有均匀性。由此，在无外界光源的条件下，可以利用该背光装置使反射式显示装置实现显示，并提高显示效果。

下面根据本实用新型的具体实施例，对该背光装置的各个结构进行详细说明：

根据本实用新型的实施例，凹槽400具有两个侧壁，两个侧壁均为反射面。根据本实用新型的实施例，反射面可以是由金属材料构成的，并在内部喷涂反射层。关于反射层的具体材料不受特别限制，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择。例如，根据本实用新型的实施例，反射层可以为金属银层、有机树脂反射粒子以及PET基材反射片的至少之 一。由此，可以通过反射面对光线进行反射。

根据本实用新型的实施例，参考图2，反射面包括第一反射面410以及第二反射面420，且第一反射面410以及第二反射面420的至少一部分为斜面。根据本实用新型的具体实施例，第一反射面410以及第二反射面420可以均为斜面。由此，可以提高对光线的反射效率。本领域技术人员能理解的是，该背光装置中的平凸镜200，具有均光的功能。而由于通常光源300为面光源，其发出的光不能够全部直接照射至平凸镜200之后射出。由此，可以在凹槽400的侧壁上设置具有反光功能的反射面，并调整反射面中斜面的角度，使其可以将不能够直接入射至平凸镜200的光，经过反射后入射至平凸镜200并进行均光。由此，可以进一步提高该背光装置的出光效率。

根据本实用新型的实施例，该背光装置还可以具有控制光源300发光的印刷线路板310。根据本实用新型的实施例，可以将印刷线路板310设置在凹槽400中，且与光源300相连，凹槽400的底部可以具有与印刷线路板310相适应的形状，以便提高该背光装置的空间利用效率。位于凹槽400侧壁上的第一反射面410以及第二反射面420可以覆盖未与印刷线路板310接触的全部侧壁表面。由于印刷线路板310不具有发光功能，进而可以在保证反射效率的前提下，节省用于制备第一反射面以及第二反射面的材料成本。关于光源的具体类型不受特别限制，本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如，可以为点光源，还可以为面光源。根据本实用新型的实施例，光源300可以为LED灯。

根据本实用新型的实施例，参考图3，第一反射面410还可以包括斜面部411以及平面部412。由此，在保证反射面对光线的反射效率的情况下，可以减小第一反射面的厚度，进而避免了背光装置的厚度过大。本领域技术人员能够理解的是，在制备平凸镜200的过程中，为了使光学颗粒注入平凸镜200中，会在平凸镜200的端部形成注入口210，注入口210处的平凸镜对光不起匀光作用，因此，可以将凹槽400与注入口210一侧的侧壁，设置的与注入口210等厚，利用凹槽400的侧壁封闭注入口210。根据本实用新型的实施例，第一反射面410的平面部412靠近平凸镜200的注入口210，具体的，平面部412与注入口210相连接，且平面部412的厚度与注入口210的厚度相等。一方面可以使凹槽与平凸镜之间形成密闭空间，另一方面由于注入口处的平凸镜对光线不起匀光作用，由此可以使平面部挡住注入口，提高平凸镜对光线的折射效率。根据本实用新型的实施例，注入口的厚度可以为0.3-0.5mm(如图5中所示出的d)。由此，根据注入口的厚度以及斜面部的角度，可以确定斜面部与平面部的相交点。根据本实用新型的实施例，斜面部411以及平面部412的具体面积不受特别限制，只要保证平面部412靠近平凸镜200一端的厚度与注入口210相等，以及斜面部411的角度可以实现反射功能即可。需要说明的是，在本实用新型中，“斜面部411的角度”、“反射面的角度”、“斜面的角度”等术语中，所限定的“角 度”特指上述斜面与垂直于平凸镜200平面侧方向的夹角。

本领域技术人员能够理解的是，面光源具有一定的发光角度，具体的发光角度由具体的发光源而定。根据本实用新型的实施例，光源300为面光源，光源300的发光角度由其具体的光源类型而定。根据本实用新型的实施例，光源300的发光角度为0-180度。根据本实用新型的实施例，光源300与平凸镜200存在角度关系(如图3中的虚线所示)，在两条虚线范围内的光线能够直接照射至平凸镜200上，在两条虚线范围外的光线则需要通过反射面进行反射，然后再照射至平凸镜200上。根据本实用新型的实施例，第一反射面410的具有斜面部411，第二反射面420为斜面，斜面部411以及第二反射面420的角度被设置为能够反射光源未直接照射至平凸镜200上的光并反射至平凸镜200上。也即是说，通过斜面部411以及第二反射面420反射角度大于两条虚线之间角度的光线，并使该部分光线照射至平凸镜200上。由此，可以使光源发出的全部光都照射至平凸镜上，提高光线的利用率。由此，可以根据光源的发光角度来设计反射面的斜面的角度。

根据本实用新型的实施例，参考图4，当光源300为LED灯时，正视角角度的发光强度最大，部分光线垂直入射至平凸镜200，透过平凸镜200后平行射出，侧视角角度的发光强度较弱，光线到达第一反射面410以及第二反射面420后发生反射及散射，然后入射至平凸镜200。根据本实用新型的实施例，为了使出射光线更加均匀，以及避免应用该背光装置的显示装置的入光侧光强较强而出现的入光侧亮边现象，将第一反射面410以及第二反射面420的角度进行调整，设置为不同的反射角，且第一反射面410的角度大于第二反射面420的角度。也即是说，斜面部411的角度大于第二反射面420的角度。由此，光源发出的侧视角光线经过第一反射面以及第二反射面反射，再通过平凸镜进行二次折射后，可以使侧视角光线的出光角更小。也即是说，侧视角光线的光程更长，从而可以降低入光侧直接射入应用该背光装置的显示装置的显示屏的光强，实现显示装置近光端以及远光端光强的均匀分布。

根据本实用新型的实施例，第一反射面410的斜面部411的角度可以为153-183度(如图5中所示出的α)，第二反射面420的斜面的角度可以为135-165度(如图5中所示出的β)。由此，可以使出射光线更加均匀，并且可以避免应用该背光装置的显示装置的入光侧光强较强而出现的入光侧亮边现象。

本领域技术人员能够理解的是，平凸镜200可以改变射入其中的光线的传播路径，具体的，平凸镜200具有准直及聚焦作用。根据本实用新型的实施例，可以通过调节平凸镜200的曲率半径(如图5中所示出的R)使光线均匀的射出。根据本实用新型的实施例，平凸镜200的曲率半径可以通过平凸镜200与光源300之间的距离以及固定框100的尺寸而确定。当平凸镜200与光源300之间的距离较小时，则会导致平凸镜200的曲率半径较小， 也即是说，平凸镜200的弯曲度较大，曲率半径较小的平凸镜200会导致应用该背光装置的显示装置的部分显示屏无光线透过，进而使该部分显示屏无显示。当平凸镜200与光源300之间的距离较大时，则会导致平凸镜200的曲率半径较大，也即是说，平凸镜200的弯曲度较小，曲率半径较大的平凸镜200会使出射光的光程较长，从而使入射到应用该背光装置的显示装置的光强较弱，影响显示装置的亮度。根据本实用新型的实施例，平凸镜200到光源300的距离可以为0.25-1mm(如图5中所示出的L)。需要说明的是，“平凸镜200到光源300的距离”指的是平凸镜200的弧度最大的凸面与光源300发光面之间的距离。

根据本实用新型的实施例，反射面的尺寸需要根据光源以及应用该背光装置的显示装置的显示屏的尺寸确定。根据本实用新型的实施例，反射面的高度可以为2.14-2.34mm(如图5中所示出的H)，第一反射面410的宽度可以为3.42-3.62mm(如图5中所示出的D1)，第二反射面420的宽度可以为2.68-2.88mm(如图5中所示出的D2)。关于背光装置的长度需要根据应用该背光装置的显示装置的显示屏的尺寸确定。

根据本实用新型的实施例，参考图6以及图7，当背光装置中无平凸镜时(如图6所示)，出射光线较杂乱，当背光装置中有平凸镜时(如图7所示)，出射光的传播路径较集中，且为所需入射光的方向。根据本实用新型的实施例，在图6的(1)中，左上角为背光装置中第一反射面上某点处的出射光线的传播路径，右下角为背光装置中第二反射面上某点处的出射光线的传播路径，光源侧视角发出的光经第一反射面以及第二反射面反射后直接照射到显示屏上。在图6的(2)中，上方为对应图6的(1)中第一反射面上某点处的出射光在显示区域的分布，下方为对应图6的(1)中第二反射面上某点处的出射光在显示区域的分布。图7的(1)中，左上角为背光装置中第一反射面上某点处的出射光线的传播路径，该点具有与图6的(1)中第一反射面上的点相同的位置，右下角为背光装置中第二反射面上某点处的出射光线的传播路径，该点具有与图6的(1)中第二反射面上的点相同的位置，光源侧视角发出的光先经第一反射面以及第二反射面反射，再经平凸镜二次折射后照射到显示屏上。在图7的(2)中，上方为对应图7的(1)中第一反射面上某点处的出射光在显示区域的分布，下方为对应图7的(1)中第二反射面上某点处的出射光在显示区域的分布。对比图7以及图6可知，具有平凸镜时出射光的均匀性更好。

根据本实用新型的实施例，参考图8以及图9，当背光装置中无平凸镜时(如图8所示)，画面较杂乱不均匀，当背光装置中有平凸镜时(如图9所示)，画面较均匀。由此，背光装置中设置平凸镜，可以使出射光更均匀，且能使应用该背光装置的显示装置实现均匀显示。

在本实用新型的另一方面，本实用新型提出了一种反射式显示装置。根据本实用新型 的实施例，参考图10，该反射式显示装置包括：显示模组2000以及背光装置1000。根据本实用新型的实施例，背光装置1000为前面描述的背光装置。由此，在无外界光源的条件下，该反射式显示装置不仅能实现正常显示，还能使画面具有均匀性。

根据本实用新型的实施例，背光装置1000朝向显示模组2000的显示面设置。由此，背光装置射出的光可以进入到显示模组中，进而使反射式显示装置在无外界光源的条件下也能实现正常显示。关于背光装置与显示模组的连接方式不受特别限制，本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如，根据本实用新型的实施例，背光装置1000可以是通过双面胶贴合到显示模组2000的显示面上，由此利用简单的方式便可以实现背光装置与显示模组的连接。根据本实用新型的实施例，背光装置1000选择显示模组2000的长边方向入光。

根据本实用新型的实施例，显示模组2000可以为液晶显示模组或电子墨水显示模组。由此，可以使反射式液晶显示装置或电子墨水显示装置，在无外界光源的条件下也能实现正常显示。当显示模组2000为液晶显示模组时，显示模组2000可以包括上偏光片、彩膜、液晶、金属反射层以及阵列基板等结构。

实施例1

将该背光装置应用于反射式液晶显示装置中，反射式液晶显示装置为23.6寸产品，外廓尺寸为538mm×308mm。背光装置通过双面胶与液晶显示模组连接，并选择液晶显示模组的长边方向入光。背光装置包括光源、反射面以及平凸镜。光源采用封装尺寸为4010的LED灯，其发光角度为120度。反射面由金属材料构成，内部喷涂了金属银层。第一反射面的斜面部与光源的角度为168度，第二反射面与光源的角度为150度，由此，可以使该显示装置实现近光端与远光端的光强均匀分布，进而使显示装置实现均匀显示。反射面的整体高度为2.24mm，第一反射面的宽度为3.52mm，第二反射面的宽度为2.78mm，反射面的整体长度为534mm。由此，使背光装置与该显示装置相匹配。平凸镜的曲率半径为2.07，由此，可以利用平凸镜使出射光更加均匀。综上，将该背光装置设置于反射式液晶显示装置中，可以使该显示装置在无外界光源的条件下，也能实现显示，且能提高显示效果。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”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而不是要求本实用新型必须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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。