CN105068315B - 蓝光led直下式背光模组和液晶显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蓝光LED直下式背光模组和液晶显示屏,其中,蓝光LED直下式背光模组包括LED光源、反射片及量子点薄膜,所述LED光源包括蓝光LED灯珠,所述蓝光LED灯珠设于所述反射片上,所述量子点薄膜设于蓝光LED灯珠上方,所述反射片的边缘位置设有黄色网点,所述黄色网点用以散射所述蓝光LED灯珠射到所述黄色网点上的蓝光。本发明技术方案改善了使用蓝光LED直下式背光模组的液晶显示屏由于混光距离较短而产生的边缘出现蓝色的亮框的现象。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域,特别涉及一种蓝光LED直下式背光模组和液晶显示屏。
背景技术
目前现有的液晶显示屏的背光模组按背光源的不同分为直下式背光模组和侧入式背光模组两大类。平面显示装置正在向轻薄化发展,随着显示装置厚度的降低,直下式背光模组的混光距离也相应变短,混光距离的变短会使混光的效果受到影响,最直观的表现就是,点亮使用混光距离较短的直下式背光模组的液晶显示屏后,液晶显示屏的边缘位置的亮度会明显较高,产生边缘亮框问题。
采用蓝光LED作为背光源可以有效提升本光模组的亮度,通过量子点薄膜将蓝光转化成白光,可以将显示颜色占NTSC色域的比例从75%提升到100%,给消费者带来更好的视觉效果,因此蓝光LED背光模组会逐渐成为行业趋势;但使用蓝色的LED作为光源的时候,混光距离较短的液晶显示屏的也会产生边缘亮框问题,而且边缘亮框呈蓝色,十分影响显示效果。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种蓝光LED直下式背光模组,旨在改善使用蓝光LED直下式背光模组的液晶显示屏由于混光距离较短而产生的边缘出现蓝色的亮框的现象。
为实现上述目的,本发明提出的蓝光LED直下式背光模组,包括LED光源、反射片及量子点薄膜,所述LED光源包括蓝光LED灯珠,所述蓝光LED灯珠设于所述反射片上,所述量子点薄膜设于蓝光LED灯珠的上方,所述反射片的边缘位置设有黄色网点,所述黄色网点用以散射所述蓝光LED灯珠射到所述黄色网点上的蓝光。
优选地,所述黄色网点由调配油墨通过丝印方式形成到所述反射片上,所述调配油墨由黄色油墨和白色油墨调配得到。
优选地,所述黄色网点的排布位置由Gtools lgp、Lighttools(lts)或者Mathcad光学设计软件根据反射片形成网点的开口率a计算得到,其中a由下述公式计算得到:
a=S×Φ1(x,y)/D(x,y)b*L(x,y),其中a的定义是单位面积内黄色网点面积除以整个反射片网点区域面积;S为(x,y)处一个网点的面积;D为(x,y)处设置黄色网点的网格面积;Φ1(x,y)为(x,y)处目标光通量;L(x,y)为无黄色网点时光源照射在(x,y)处的亮度;b为照度转换为光通量的转换系数。
优选地,所述LED光源还包括PCB板,所述蓝光LED灯珠的数量为数个,数个所述蓝光LED灯珠阵列排布并电性连接于所述PCB板,所述反射片对应数个所述蓝光LED灯珠的位置开设通孔,所述反射片设于所述PCB板上,所述蓝光LED灯珠由所述通孔伸出以设于所述反射片上方。
优选地,所述的蓝光LED直下式背光模组还包括设于所述量子点薄膜上方的扩散板和设于扩散板上方的光学膜片组。
优选地,所述反射片为一体式反射片。
优选地,所述反射片为分体式反射片,所述分体式反射片包括主反射片及设于围绕主反射片设置的辅助反射片,所述黄色网点设于所述辅助反射片上。
优选地,所述主反射片呈矩形设置,所述辅助反射片有四片,四片所述辅助反射片分别与所述主反射片的四条边拼接设置。
本发明还提出一种液晶显示屏,包括蓝光LED直下式背光模组,所述蓝色LED直下式背光模组包括LED光源、反射片及量子点薄膜,所述LED光源包括蓝光LED灯珠,所述蓝光LED灯珠设所述反射片上,所述量子点薄膜设于蓝光LED灯珠上方,所述反射片的边缘位置设有黄色网点。
本发明技术方案在反射片的边缘位置设置黄色网点,根据光源互补原理,蓝色的光经过黄色网点反射后呈白色,同时黄色网点还可以将部分光线吸收和散射,降低反射光的亮度,因此可以有效改善使用蓝光LED直下式背光模组的液晶显示屏由于混光距离较短而产生的边缘出现蓝色的亮框的现象,从而提高光学品味,改善显示效果。
附图说明
图1为本发明蓝光LED直下式背光模组一实施例的结构示意图;
图2为图1中蓝光LED直下式背光模组的反射片结构示意图;
图3为本发明蓝光LED直下式背光模组另一实施例的反射片的结构示意图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
100 | LED光源 | 200或200’ | 反射片 |
300 | 量子点薄膜 | 400 | 扩散板 |
500 | 光学膜片组 | 120 | 蓝光LED灯珠 |
140 | PCB板 | 220 | 黄色网点 |
240 | 通孔 | 210 | 主反射片 |
230 | 辅助反射片 |
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
下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提出一种蓝光LED直下式背光模组,改善使用蓝光LED直下式背光模组的液晶显示屏由于混光距离较短而产生的边缘出现蓝色的亮框的现象。
请参阅图1和图2,以LED光源100指向量子点薄膜300的方向为上方,此时提到的上方、下方均是相对位置,在实际应用中,LED光源100与量子点薄膜300可能为前后设置。在本发明实施例中,该蓝光LED直下式背光模组,包括LED光源100、反射片200及量子点薄膜300,LED光源100包括蓝光LED灯珠120,蓝光LED灯珠120设反射片200上,量子点薄膜300设于蓝光LED灯珠120上方,反射片200的边缘位置设有黄色网点220,所述黄色网点220用以散射所述蓝光LED灯珠120射到所述黄色网点220上的蓝光。
如果不设置黄色网点220,蓝光LED直下式背光模组容易出现边缘蓝色亮框的情况,且在小混光距离(混光距离小于等于18mm)的背光模组中,边缘亮框现象最为显著,会严重影响光学品味;因此在本发明中针对蓝色的边缘亮框,在反射片200的边缘位置使用油墨丝印黄色网点220,根据光源互补原理,蓝色的光经过黄色网点220反射后呈白色,同时黄色网点220还可以将部分光线吸收和散射,降低反射光的亮度,因此可以有效改善使用蓝光LED直下式背光模组的液晶显示屏由于混光距离较短而产生的边缘出现蓝色的亮框的现象。
优选地,黄色网点220由调配油墨通过丝印方式形成到反射片200上,调配油墨由黄色油墨和白色油墨调配得到。黄色网点220通过丝印到反射片200上,操作简单,调配油墨由黄色油墨和白色油墨调配得到,其中黄色油墨是指印刷三原色的黄色油墨,通过黄色油墨和白色油墨和调配,得到黄色深浅合适的调配油墨,印刷得到相应的黄色网点220。
黄色网点220的排布位置会影响改善效果,优选地,黄色网点220的排布位置由Gtools lgp、Lighttools(lts)或者Mathcad光学设计软件根据反射片形成网点的开口率a计算得到,其中a由下述公式计算得到:
a=S×Φ(x,y)/D(x,y)b*L(x,y),其中a的定义是单位面积内黄色网点220面积除以整个反射片网点区域面积;S为(x,y)处一个网点的面积;D为(x,y)处设置黄色网点220的网格面积;Φ(x,y)为(x,y)处无黄色网点220时的光通量;L(x,y)为无黄色网点220时光源照射在(x,y)处的亮度;b为照度转换为光通量的转换系数。
该公式的原理如下:
定义反射片200上的网点填充密度函数x,y为:f(x,y)=D(x,y)/S(1),其中S为(x,y)处一个网点的面积,D(x,y)为(x,y)处设置的黄色网点220的网格面积。
设(x,y)处无黄色网点220之前的光通量为Φ(x,y),(x,y)处形成黄色网点220后的光通量为Φ1(x,y),Φ1(x,y)即为目标光通量,定义a为反射片形成网点的开口率,该开口率是一个小于等于1的小数,其值数学定义是由单位面积内网点面积除以整个反射片网点区域面积。
当LED光源100一定、反射片200尺寸一定时,Φ1(x,y)应该反比于(x,y)处反射片200网点的填充密度函数f(x,y),即f(x,y)越大,表示(x,y)处对应的网点越多,那么透过网点的光通量Φ1越少,表示(x,y)处相对越暗,即有Φ1(x,y)=a*Φ(x,y)*f(x,y)(2)。
同理,Φ(x,y)与无黄色网点时光源照射在(x,y)处的亮度L(x,y)成正比关系,即Φ(x,y)=L(x,y)*Ω*m2,其中Ω表示某一特定方向的单位立体角,m2表示单位面积,在此定义b=Ω*m2,b即为照度转换成光通量的转换系数,其是一个大小一定的向量,该向量的方向可以根据需要进行选取,则Φ(x,y)=b*L(x,y)(3),其中光通量Φ可以通过积分球测得。
由公式(2)(3)得出:Φ1(x,y)=a*b*L(x,y)*f(x,y)(4);
从而由公式(1)(4)得出:a=S×Φ1(x,y)/D(x,y)b*L(x,y)(5)
再将a值输入GTOOLS、LIGHTTOOLS(LTS)或者Mathcad等光学设计软件,运行后即可得到所需的反射片网点的排布位置。
优选地,LED光源100还包括PCB板140,蓝光LED灯珠120的数量为数个,数个蓝光LED灯珠120阵列排布并电性连接于PCB板140,反射片200对应数个蓝光LED灯珠120的位置开设通孔240,反射片200设于PCB板140上,蓝光LED灯珠120由通孔240伸出以设于反射片200上方。PCB板140用于驱动蓝光LED灯珠120,通过在反射片200上设置通孔240,将反射片200设于PCB板140上,蓝光LED灯珠120由通孔240伸出以设于反射片200上方,蓝光LED灯珠发出的光一部分直接进入量子点薄膜300,另一部分经过反射片200反射后进入量子点薄膜300,通过在反射片200上设置通孔240,不影响蓝光LED灯珠120的设置位置,同时还能够防止PCB板140的阻挡,达到更好的反射效果。
优选地,蓝光LED直下式背光模组还包括设于量子点薄膜300上方的扩散板400和设于扩散板400上方的光学膜片组500。通过设置扩散板400,可以让光均匀分布,还可以保护下方的量子点薄膜300、LED光源100和反射片200,光学膜片组500能够折射从扩散板400射出的光线,改善光线的角分布,将光线集中到正视角度上,提高正视角度的出光光通量,提高光线利用率。
优选地,反射片200为一体式反射片。在本实施例中,蓝光LED直下式背光模组为平面直下式背光模组,该反射片200采用一体式,其结构简单,在该反射片200四边丝印黄色网点220即可达到相应效果。
请参阅图3,在本发明的另一实施例中,蓝光LED直下式背光模组为曲面直下式背光模组,反射片200’为分体式反射片,分体式反射片200’包括主反射片210及设于围绕主反射片210设置的辅助反射片230,黄色网点220设于辅助反射片230上。将反射片200’设置成分体式,能够很好的适应蓝光LED直下式背光模组的曲面,达到更好的反射效果。
优选地,主反射片210呈矩形设置,辅助反射片230有四片,四片辅助反射片230与主反射片210的四条边拼接设置。主反射片230对应矩形的液晶显示屏设置设置为矩形,四片辅助反射片230分别设置在主反射片210的四周,安装时,先安装辅助反射片230再安装分体式装配时先装四边,最后装中间,利用主反射片210拼接并压住辅助反射片230靠近主反射片210的侧边来进行定位,达到更好的固定效果。
本发明还提出一种液晶显示屏,该液晶显示屏包括蓝光LED直下式背光模组,该蓝光LED直下式背光模组的具体结构参照上述实施例,由于本液晶显示屏采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
兹提供对比例1的液晶显示屏和实施例1的液晶显示屏并进行测试以说明本发明液晶显示屏的显示效果。
对比例1为未使用蓝光LED直下式背光模组的混光距离为15mm的液晶显示屏,点亮对比例1的液晶显示屏,其四边亮边明显,若使用CA3000等光学亮度计(其测出亮度单位为nit)测量会发现,四边亮度比中间高出约50nit左右,视觉上能很明显分辨出四边蓝亮边。
实施例1为使用蓝光LED直下式背光模组的混光距离为15mm的液晶显示屏,点亮实施例1的液晶显示屏,使用本发明的蓝光LED直下式背光模组后,四边亮边得到很好改善,使用光学亮度计测量,四边和中间只相差10nit左右,视觉上已经察觉不出其差异。
具体测试方法和测试结果如表1所示。
表1
实施例1 | 对比例1 | 测试仪器和/或标准 | |
外观 | 亮度均匀 | 四周有蓝色亮框 | 目测 |
中部颜色及亮度 | 白色420nit | 白色430nit | CA3000测量 |
边缘颜色及亮度 | 白色400nit | 蓝色385nit | CA3000测量 |
由此可见,将本发明的蓝光LED直下式背光模组应用到液晶显示屏中,能够明显改善由于混光距离较短而产生的边缘出现蓝色的亮框的现象,并且可以通过网点排布位置的设置得到较好的显示效果。
应当说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、““左”、“右”、“竖直”、“水平”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,并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。本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域的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人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。
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,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,包括LED光源、反射片及量子点薄膜,所述LED光源包括蓝光LED灯珠,所述蓝光LED灯珠设于所述反射片上,所述量子点薄膜设于蓝光LED灯珠的上方,所述反射片的边缘位置设有黄色网点,所述黄色网点用以吸收和散射所述蓝光LED灯珠射到所述黄色网点上的蓝光。
2.如权利要求1所述的蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,所述黄色网点由调配油墨通过丝印方式形成到所述反射片上,所述调配油墨由黄色油墨和白色油墨调配得到。
3.如权利要求1所述的蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,所述黄色网点的排布位置由Gtools lgp、Lighttools(lts)或者Mathcad光学设计软件根据反射片形成网点的开口率a计算得到,其中a由下述公式计算得到:
a=S×Φ1(x,y)/D(x,y)b*L(x,y),其中a的定义是单位面积内黄色网点面积除以整个反射片网点区域面积;S为(x,y)处一个网点的面积;D为(x,y)处设置黄色网点的网格面积;Φ1(x,y)为(x,y)处目标光通量;L(x,y)为无黄色网点时光源照射在(x,y)处的亮度;b为照度转换为光通量的转换系数。
4.如权利要求1所述的蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,所述LED光源还包括PCB板,所述蓝光LED灯珠的数量为数个,数个所述蓝光LED灯珠阵列排布并电性连接于所述PCB板,所述反射片对应数个所述蓝光LED灯珠的位置开设通孔,所述反射片设于所述PCB板上,所述蓝光LED灯珠由所述通孔伸出以设于所述反射片上方。
5.如权利要求1所述的蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,还包括设于所述量子点薄膜上方的扩散板和设于扩散板上方的光学膜片组。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,所述反射片为一体式反射片。
7.如权利要求1至5中任意一项所述的蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,所述反射片为分体式反射片,所述分体式反射片包括主反射片及设于围绕主反射片设置的辅助反射片,所述黄色网点设于所述辅助反射片上。
8.如权利要求7所述的蓝光LED直下式背光模组,其特征在于,所述主反射片呈矩形设置,所述辅助反射片有四片,四片所述辅助反射片分别与所述主反射片的四条边拼接设置。
9.一种液晶显示屏,其特征在于,包括如权利要求1至8任一项所述的蓝光LED直下式背光模组。
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