CN102913825B - 一种发光单元、背光模组及显示装置 - Google Patents

一种发光单元、背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种发光单元，包括背板和设置在所述背板上的光源，所述光源包括多个子光源，其中，所述发光单元还包括有设置在子光源之间的光反射结构，所述光反射结构用于将照射于所述光反射结构上的光反射到所述发光单元的出光方向。相应地，提供一种包括所述发光单元的背光模组以及包括所述背光模组的显示装置。本发明所述背光模组既能改善Hotspot现象，又能防止发光单元中的光源与导光板直接接触。

Description

一种发光单元、背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及显示器制造技术领域，具体涉及一种发光单元、包括所述发光单元的背光模组、以及包括所述背光模组的显示装置。
背景技术
液晶显示器因具有体积小、功耗低、辐射低等特点，已在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。在液晶显示器中，由于液晶本身并不发光，其只对光线进行调控，为了使液晶显示器的屏幕上显示图像，需要为显示面板（Panel）配置背光模组（BLU，Back Light Unit）。
一般来说，根据背光模组中光源分布位置的不同可将背光模组分为侧入式背光模组和直下式背光模组，其中，侧入式背光模组中的光源位于显示面板的侧面，直下式背光模组中的光源位于显示面板的底部。由于侧入式背光模组具有成本低、尺寸薄等优势而在业内被广泛地应用。
如图1所示，现有的侧入式背光模组一般包括导光板1（LGP，Light Guide Plate）、光源以及光学膜组（图中未示出），所述光源包括多个排列成一行的子光源2。其中，所述子光源2采用LED（Light Emitting Diode，发光二极管）时，一方面，由于LED发光角度等自身条件的限制而在导光板1上产生Hotspot现象（即亮暗不均现象）并形成暗区（如图1中导光板1上虚线圈中所示黑色三角区域），因此为保证背光模组的亮度，光源中一般会采用数量较多的LED（以14寸屏幕的显示装置为例，其背光模组中至少需40个依次水平设置在导光板长边侧面上的LED），不过采用较多的LED时虽然可以满足背光模组的亮度要求，但会使得背光模组的功耗和成本增大；另一方面，为了减少LED的使用数量，以降低背光模组的功耗和成本，可以采用功率较大的LED，但LED在工作时会发热并使得导光板在靠近该LED的一侧膨胀，尤其在采用大功率的LED时会加剧导光板在靠近该LED的一侧的膨胀速度，进而使得导光板的侧面因膨胀而直接与该LED接触，并导致接触侧的导光板受热融化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种既能改善Hotspot现象又能防止光源与导光板直接接触的发光单元、包括所述发光单元的背光模组、以及包括所述背光模组的显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案：
所述发光单元包括背板和设置在所述背板上的光源，所述光源包括多个子光源，其中，所述发光单元还包括有设置在子光源之间的光反射结构，所述光反射结构用于将照射于所述光反射结构上的光反射到所述发光单元的出光方向。
优选地，所述光反射结构包括基底和覆盖在所述基底上的反光膜层，所述反光膜层覆盖在基底远离背板的一侧的表面上。
优选地，所述基底所采用的材料的折射率为1.4~1.8；所述基底所采用的材料为透明材料。
优选地，所述反光膜层中分散设置有扩散粒子。
优选地，所述基底远离背板的一侧的表面形状为圆弧形或多棱形。
优选地，所述光反射结构在垂直于所述背板的方向的高度比其相邻子光源中最高的子光源高。
优选地，所述光反射结构在垂直于所述背板的方向的高度比其相邻子光源中最高的子光源高0.6mm~1.0mm。
优选地，所述基底的材质为热缩材料，且所述热缩材料在处于最大缩进状态时，其在垂直于所述背板的方向上的高度比其相邻子光源中最高的子光源高。
优选地，所述子光源采用发光二极管或电致发光片。
本发明同时提供一种背光模组，其包括导光板和上述发光单元。
优选地，所述光反射结构不与所述导光板接触。
本发明同时还提供一种包括上述背光模组的显示装置。
有益效果：
1）本发明所述发光单元由于在子光源之间设置有光反射结构，使得所述子光源所发射的光线经光反射结构反射后更加均匀，并进入导光板上的暗区中，以避免导光板上暗区的出现，极大地改善了Hotspot现象，且提升了该发光单元以及包含该发光单元的背光模组所应用的显示装置的画面品质；
2）本发明所述发光单元中的光反射结构在垂直于背板的方向上的高度比其相邻子光源中最高的子光源高（例如高0.6mm~1.0mm），可在导光板受热膨胀时有效防止光源与导光板直接接触，进而避免导光板因接触光源而受热融化；
3）本发明所述发光单元中光反射结构的基底可采用热缩材料制成，故当背光模组中的导光板在靠近子光源的一侧受热膨胀时，热缩材料也因受热收缩，使得导光板与光反射结构之间能够保持一定的间距，因而在导光板受热膨胀时也能保证子光源发出的光线经相邻的光反射结构反射后得到均匀的光线，并进入导光板上的暗区中，有利于改善Hotspot现象；同时，由于所述热缩材料在处于最大缩进状态时，其在垂直于背板的方向上的高度比其相邻子光源中最高的子光源高，因而即使导光板受热膨胀过大时，也能够保证导光板不会与光源直接接触。
附图说明
图1为现有技术中侧入式背光模组的结构示意图；
图2为本发明实施例2中背光模组的结构示意图；
图3为背光模组的光学模拟图；
其中，图3（a）为图1所示背光模组的光学模拟图；图3（b）为图2所示背光模组的光学模拟图。
图中：1－导光板；2－子光源；3－光反射结构；4－背板。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明发光单元、包括所述发光单元的背光模组、以及包括所述背光模组的显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种发光单元，包括背板、光源及光反射结构。
其中，所述光源包括多个子光源（所述多个子光源可排列成一行），所述光源设置在背板上，所述光反射结构设置在所述子光源之间，用于将照射于所述光反射结构上的光反射到所述发光单元的出光方向。
优选地，所述光反射结构采用多个，且多个所述光反射结构分别设置在相邻两个子光源之间，例如，所述子光源采用n个时，所述光反射结构采用n-1个，n为大于或等于2的正整数。当然，并不是每两个子光源之间必须设置一个光反射结构，本领域技术人员可根据该发光单元的实际应用情况来选择光反射结构的数量及设置位置，例如每隔两个子光源设置一个光反射结构等。
优选地，所述光反射结构包括基底和覆盖在基底上的反光膜层，所述反光膜层覆盖在基底远离背板的一侧的表面上，以使得相邻子光源所发射的光线中照射于所述反射膜层上的部分被反射到所述发光单元的出光方向。
优选地，所述反光膜层中分散设置有扩散粒子，使得相邻子光源所发射的光线中照射于所述反射膜层上的部分经所述扩散粒子后能够更加均匀地扩散，即起到散射和匀光的作用，从而增加了光线的柔和度，以提高发光单元所发射的光线的均匀性。
优选地，所述基底远离背板的一侧的表面形状为圆弧形或多棱形，例如方形、菱形等，更利于将其相邻子光源所发射的光线中照射于所述反光膜层上的部分被反射到所述发光单元的出光方向。当然所述侧面形状也可以采用其他不规则的形状。
优选地，所述基底所采用的材料的折射率为1.4~1.8，所述基底所采用的材料为透明材料。因为相邻子光源所发射的光线中照射于所述反射膜层上的部分不一定会被百分之百地反射，可能会有微少部分光线折射进入所述基底中，为了使这部分折射进入基底的光线不被基底吸收，故优选所述基底为透明基底；而且，为了使这部分折射进入基底的光线在基底中再次发生折射并沿所述发光单元的出光方向折射出所述基底，所述基底材料的折射率采用1.4~1.8。
优选地，所述子光源采用发光二极管（LED，Light EmittingDiode）或电致发光片（EL，electrolliminescent）。
本发明实施例中的发光单元由于在子光源之间设置有光反射结构，使得所述子光源所发射的光线经光反射结构反射后更加均匀，并进入导光板上的暗区中，以避免导光板上暗区的出现，极大地改善了Hotspot现象。
本实施例同时提供一种背光模组，包括导光板和上述发光单元。
优选地，所述发光单元中的光反射结构不与所述导光板接触。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供一种背光模组，所述背光模组包括导光板1和发光单元。
所述发光单元包括背板4、设置在背板4上的多个子光源2以及多个光反射结构3，每个光反射结构3均设置在相邻两个子光源2之间，用于将相邻两个子光源2所发射的光线中照射于其上的部分反射到导光板1上，以使得相邻两个子光源2所发射的光线能够经所述光反射结构3反射后进入导光板1上的暗区中，以避免或最大程度上减轻导光板1上暗区的形成，故极大地改善了Hotspot现象。
优选地，所述子光源2及光反射结构3均不与导光板1接触，因为所述子光源2与导光板1接触后，导光板1会因受热而融化；所述光反射结构3与导光板1接触后，其相邻子光源2所发射的光线中会有一部分因遮挡而无法进入导光板1上的暗区中。
所述光反射结构3包括基底和覆盖在基底上的反光膜层，所述反光膜层覆盖在基底远离背板4一侧的表面上，也即基底靠近导光板1一侧的表面上。所述反光膜层中分散设置有扩散粒子，以使得进入导光板1的光线更加均匀；所述基底采用透明材料，且该透明材料的折射率为1.4~1.8，以使得相邻子光源2所述发射的光线经所述反光膜层反射、经所述基底折射后尽可能全部进入导光板1上的暗区中；所述基底远离背板4的一侧的表面形状为圆弧形或多棱形，以使得相邻子光源2所发射的光线中的更多部分经反光膜层反射后进入导光板1上的暗区中。
本实施例中，所述子光源2采用LED，且所述多个LED排列成行。为防止导光板1与LED发光面接触而使得导光板1受热融化，所述光反射结构3在垂直于所述背板4的方向的高度比其相邻LED中最高的LED高。优选地，所述光反射结构3在垂直于所述背板4的方向的高度比其相邻LED中最高的LED高0.6mm~1.0mm。
优选地，所述基底的材质为透明的热缩材料，所述热缩材料在受热时会收缩，因此导光板1在受热而向LED发光面方向膨胀时，所述热缩材料会沿远离导光板1的方向收缩，以保证导光板1与光反射结构3之间能够保持一定的间距，有利于使其相邻两个LED所发射的光线中照射于所述反光膜层上的部分进入到导光板1上的暗区中；且所述热缩材料在处于最大缩进状态时，其在垂直于所述背板4的方向上的高度比其相邻LED中最高的LED高，以保证导光板1不会与LED发光面直接接触而受热融化。
优选地，所述热缩材料采用经放射源的辐射作用或化学作用处理后呈网状结构的聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）或聚四氟乙烯（PTFE）制成。具体的，将普通的具有线性结构的高分子材料（如聚乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯等）经电子加速器等放射源的辐射作用或经一定程度的化学作用处理后会变成网状结构，而这种经处理后呈网状结构的高分子材料就成为了具有记忆效应的热缩材料。
图3（a）为现有技术中背光模组的光学模拟示意图，图3（b）为本实施例所述背光模组的光学模拟示意图，且图3（a）与图3（b）中背光模组所包括的LED的数量、位置及分布情况均相同。可见，在不改变背光模组的其他结构、材质的情况下，在相邻两个LED之间增加了包括由透明热缩材料制成的基底及设置在基底上的反光膜层的光反射结构后，Hotspot现象得到了极大地改善。
本实施例还提供一种在现有背光模组结构的基础上制备光反射结构以形成本实施例所述背光模组的方法，包括如下步骤：
1）将透明热缩材料涂覆在衬底上，所述衬底可采用PET（polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯）制成，其厚度小于100μm；
2）将涂覆在衬底上的透明热缩材料的表面压制成圆弧形或多棱形，以形成基底（即所述基底包括衬底和涂覆在衬底上的透明热缩材料）；
3）在基底表面涂覆掺杂有扩散粒子的反射材料，以在基底中的透明热缩材料上（远离衬底的一侧）形成反射膜层；
4）将涂覆有反射材料的基底烘干即形成光反射结构；
5）在所述光反射结构中的衬底另一侧（即未涂覆透明热缩材料的一侧）涂覆光学胶（OCA，Optical Clear Adhesive），然后将多个涂覆有光学胶的光反射结构分别黏贴到相邻两个LED之间，以形成发光单元并进一步形成本实施例所述背光模组。
上述步骤中所述基底包括用于涂覆透明热缩材料和光学胶的衬底，当然，如果所述热缩材料能够与光学胶良好粘合，也可以不需要衬底，也即所述基底只包括透明热缩材料，且所述基底上未涂覆反射材料一侧的侧面上涂覆光学胶，并贴到相邻两个LED之间，以形成发光单元并进一步形成背光模组。
本实施例中的其他结构及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3：
本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括实施例1或2中所述的背光模组。该显示装置由于采用了本发明的发光单元或背光模组，不仅改善了Hotspot现象，提高了显示品质，同时，由于避免了导光板和LED接触导致的受热融化问题，进而能提高显示装置的稳定性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光单元，包括背板和设置在所述背板上的光源，所述光源包括多个子光源，所述发光单元还包括有设置在子光源之间的光反射结构，所述光反射结构用于将照射于所述光反射结构上的光反射到所述发光单元的出光方向；所述光反射结构包括基底和覆盖在所述基底上的反光膜层，所述反光膜层覆盖在基底远离背板的一侧的表面上；
其特征在于，所述基底的材质为热缩材料，且所述热缩材料在处于最大缩进状态时，其在垂直于所述背板的方向上的高度比其相邻子光源中最高的子光源高。
2.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，所述基底所采用的材料的折射率为1.4～1.8；所述基底所采用的材料为透明材料。
3.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，所述反光膜层中分散设置有扩散粒子。
4.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，所述基底远离背板的一侧的表面形状为圆弧形或多棱形。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的发光单元，其特征在于，所述光反射结构在垂直于所述背板的方向的高度比其相邻子光源中最高的子光源高。
6.根据权利要求5所述的发光单元，其特征在于，所述光反射结构在垂直于所述背板的方向的高度比其相邻子光源中最高的子光源高0.6mm～1.0mm。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的发光单元，其特征在于，所述子光源采用发光二极管或电致发光片。
8.一种背光模组，包括导光板，其特征在于，还包括权利要求1-7中任一项所述的发光单元。
9.根据权利要求8中所述的背光模组，其特征在于，所述光反射结构不与所述导光板接触。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的背光模组。
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