CN105353557A - 背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种背光模组及显示装置。该背光模组包括光源、导光板和反射层，导光板具有入光面、第一出光面、三个漏光面和与第一出光面平行的第二出光面，光源与入光面对应设置，且反射层与第二出光面对应设置，背光模组还包括：光转换层，设置在至少一个漏光面上，用于将从至少一个漏光面射出的出射光转换为白光。从而能够通过将从至少一个漏光面射出的出射光通过颜色互补使其颜色变为白色，进而有效地减少了背光模组中蓝光的泄露，并且保证了从导光板的第一出光面射出的大部分光均为蓝光，蓝光再进一步转换为白光，从而提高了背光模组的亮度和色度均匀度。

Description

背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

背光模组主要包括直下式模组和侧入式模组。传统侧入式模组通过导光板将白光光源的光线装换成均匀的面光源出射，但是导光板和光源入射面相对的三个侧表面会有部分光线漏出，从而导致背光模组的亮度和色度均匀度下降。对此，现有技术中通常通过设置黑色的遮蔽胶来解决上述问题，也可以通过涂覆油墨材料，利用油墨对光的吸收和反射作用来解决上述问题。

另一方面，现有的显示器件应用白光发光二极管，其色域一般达到约为NTSC60～80％，随着消费者对于画面质量要求的提升，要求画面有更生动鲜艳的表现，现有技术表现的色域范围已无法满足需求，因此如何扩宽液晶显示器的色域，使其能够满足人们对色彩的要求，一直是研究者们关注的热点。

量子点一种具有尺寸小于激子玻尔半径的结晶结构的纳米半导体材料，可以通过调整粒子的粒径，获得不同的发射波长，其具有发射光谱窄且光谱连续的特点，搭配彩色滤光片，可表现出NTSC100％或更高的色域。

当设置量子点膜作为背光模组的光转换层时，可以采用蓝光LED作为光源，使蓝光在量子点膜中被转换为白光进行出射。然而，在实际应用中同样会由于侧边蓝光的泄露导致背光模组的亮度和色度均匀度下降。

为了减少蓝光泄露带来的影响，现有技术中提供了一种背光模组，包括蓝光光源、导光板、光转换层和反射层，光源与导光板的入光面对应设置，光转换层设置在导光板的各漏光面上，且反射层设置于各光转换层上。然而，上述背光模组虽然有效地减少了蓝光的泄露，但背光模组的色度均匀度没有得到有效地提高，从而导致背光模组的发光性能较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种背光模组及显示装置，以解决现有技术中的背光模组亮度均匀度和色度均匀度较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种背光模组，包括光源、导光板和反射层，导光板具有入光面、第一出光面、三个漏光面和与第一出光面平行的第二出光面，光源与入光面对应设置，且反射层与第二出光面对应设置，背光模组还包括：光转换层，设置在至少一个漏光面上，用于将从至少一个漏光面射出的出射光转换为白光。

进一步地，光转换层包括光转换材料，光转换材料包括量子点和/或非量子点荧光材料。

进一步地，量子点为由碳、硅、锗、锡、铅、镉、锌、硫、硒、碲、硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷、锑、氯、溴、碘、钾、铷和铯中的一种或多种元素组成的纳米半导体材料。

进一步地，非量子点荧光材料为荧光粉。

进一步地，光转换层的厚度为10～200μm。

进一步地，导光板的厚度≤1mm。

进一步地，背光模组还包括与第一出光面对应设置的量子点膜。

进一步地，光源为蓝光光源。

进一步地，背光模组还包括：增亮膜，设置于量子点膜的远离导光板的一侧。

根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置，包括背光模组，背光模组为上述的背光模组。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种包括光源、导光板和反射层的光转换层的背光模组，导光板具有入光面、第一出光面、三个漏光面和与第一出光面平行的第二出光面，由于该光转换层设置于导光板的至少一个漏光面上，从而能够通过将从至少一个漏光面射出的出射光通过颜色互补使其颜色变为白色，进而有效地减少了背光模组中蓝光的泄露，并且由于反射层仅与第二出光面对应设置，从而使大部分白光直接从光转换层射出，而不返回导光板中进行传导，保证了从导光板的第一出光面射出的大部分光均为蓝光，蓝光再进一步转换为白光，从而提高了背光模组的亮度和色度均匀度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施方式所提供的背光模组的剖面结构的分解示意图；

图2示出了图1所提供的背光模组中a部分的俯视结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中当光源发射蓝光时，导光板侧面漏出的蓝光会对背光模组的亮度和色度均匀度产生影响。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种背光模组，如图1和图2所示，包括光源10、导光板30和反射层60，导光板30具有入光面、第一出光面、三个漏光面和与第一出光面平行的第二出光面，光源10对应于导光板30的入光面设置，且反射层60与第二出光面对应设置，背光模组还包括：光转换层20，设置在至少一个漏光面上，用于将从至少一个漏光面射出的出射光转换为白光。

上述背光模组中由于该光转换层设置于导光板的至少一个漏光面上，从而能够通过将从至少一个漏光面射出的出射光通过颜色互补使其颜色变为白色，进而有效地减少了背光模组中蓝光的泄露，并且由于反射层仅与第二出光面对应设置，从而使大部分白光直接从光转换层射出，而不返回导光板中进行传导，保证了从导光板的第一出光面射出的大部分光均为蓝光，蓝光再进一步转换为白光，从而提高了背光模组的亮度和色度均匀度。

在本发明上述背光模组中，上述光源可以为现有技术中的常用光源，包括蓝光以及除蓝光以外的各色光。并且，本发明的上述背光模组可应用于任意尺寸的显示设备中。优选地，本发明的上述背光模组应用于小尺寸的显示设备中，如手机。此时，背光模组中的导光板的厚度可以≤1mm。导光板具有上述优选范围的厚度值能够使背光模组具有较小的尺寸，从而使上述背光模组能够适用于手机等小尺寸设备中，且导光板的厚度的改变并不影响背光模组的色度均匀度。

在本发明上述背光模组中，上述光转换层20还可以为设置有光转换材料的胶粘层，光转换材料包括量子点和/或非量子点荧光材料。由于量子点和非量子点荧光材料能够将蓝光转换为白光，从而通过将具有量子点和/或非量子点荧光材料的光转换层20设置于漏光面上，能够有效地将从导光板30的第一出光面射出的光中的蓝光转换为白光，从而避免了蓝光泄露的问题。

上述量子点为由碳、硅、锗、锡、铅、镉、锌、硫、硒、碲、硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷、锑、氯、溴、碘、钾、铷、和铯中的任一种或多种元素组成的纳米半导体材料；上述非量子点荧光材料可以为现有技术中常用的荧光粉。本领域技术人员可以依据发光的波长去选择非量子点荧光材料和量子点，以实现将出射光互补为白色的效果，如当蓝色光源时，可以选择红绿荧光粉、黄色荧光粉、红绿量子点和/或黄色量子点，但并不限于前述组合。利用上述量子点和/或非量子点荧光材料将蓝光互补成白色，从而避免了蓝光泄露的问题，进而提升了背光模组的亮度和色度均匀度。

上述光转换层20可以设置在多个漏光面上。更为优选地，光转换层20设置在三个漏光面，如图2所示。设置于漏光面的光转换层20能够将更多的从导光板漏出的出射光转换为白光，从而进一步避免了蓝光泄露的问题。

在本发明上述背光模组中，光转换层20的厚度可以根据实际需求进行设定，且各光转换层20的浓度可以相同也可以不同。一方面，在浓度确定的条件下可以调节光转换层20的厚度并选取优化值，以得到合适的色度均匀度；另一方面，也可以在光转换层20的厚度确定的情况下通过调节浓度的大小，以得到合适的色度均匀度；上述光转换层20的浓度还可以结合漏光强进行调节，在厚度确定的情况下，光强越大则浓度越大。

优选地，光转换层20的厚度为10～200μm。光转换层20的厚度如果较大，则会导致背光模组的尺寸较大，且导致光转换层中量子点和/或非量子点荧光材料的含量过高，从而导致成本的浪费，采用上述优选的厚度范围的光转换层20不仅能够有效地将从至少一个漏光面射出的出射光中的蓝光转换为白光，还能够有效地降低背光模组的制备成本。并且，优选地，各光转换层20中光转换材料的浓度不同。即上述各光转换层20中光转换材料的浓度根据光转换层20的厚度以及实际从各漏光面射出的光强进行设定。

在本发明上述背光模组中，背光模组还可以包括与第一出光面对应设置的量子点膜40。上述量子点膜40用于将蓝光转换为白光，此时，将光源10的出射光设定为蓝光，一方面，由于在至少一个漏光面上设置光转换层20，从而使从导光板30的漏光面进入光转换层20的蓝光激发光转换材料而发出黄光，蓝光和黄光混合形成白光，进而有效地减少了背光模组中蓝光的泄露，并且由于反射层60仅与第二出光面对应设置，从而使大部分白光直接从光转换层20射出，而不返回导光板30中进行传导，保证了从导光板30的第一出光面射出并进入量子点膜40的大部分光均为蓝光，提高了量子点膜中的光转换效率，进而提高了背光模组的亮度和色度均匀度；另一方面，由于蓝光的危害低，节能，且色域高，采用蓝光作为光源10还能够降低背光模组的能耗。

在本发明上述背光模组中，背光模组中的反射层60用于将从导光板30对应于反射层60一侧的出射光反射回导光板30中，从而提高了背光模组的出光效率。背光模组还可以包括：增亮膜50，设置于量子点膜40的远离导光板30的一侧。上述增亮膜50用于将从量子点膜40出射的光进行汇聚，从而提高了背光模组的出光亮度；上述增亮膜可以根据现有技术进行设定。优选地，增亮膜包括层叠设置的两层棱镜层，用于将从量子点膜40出射的更多的光进行汇聚。

根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置，包括背光模组，且背光模组为上述的背光模组。由于上述背光模组包括光源、导光板、反射层和光转换层，导光板包括第一出光面、多个漏光面、与光源对应的入光面和与反射层对应的第二出光面，且该光转换层设置于导光板的至少一个漏光面上，从而能够将从至少一个漏光面射出的出射光中的蓝光转换为白光，进而通过减少了背光模组中蓝光的泄露，提升了背光模组的亮度和色度均匀度。

下面将结合实施例和对比例进一步说明本申请提供的背光模组。

实施例1

本实施例提供的背光模组包括蓝光光源、导光板和反射层，导光板具有入光面、第一出光面、三个漏光面和与第一出光面平行的第二出光面，光源与导光板的入光面对应设置，且反射层与导光板的第二出光面对应设置，背光模组还包括设置在一个漏光面上的光转换层，光转换层包括光转换材料，光转换材料为CdSe/ZnS核壳量子点，光转换层的基材为聚丙烯酸酯，量子点的粒径为10nm，光转换层中量子点的重量百分比为8％，光转换层的厚度为200μ0，且导光板的厚度为4mm。

实施例2

本实施例提供的背光模组与实施例1具有以下区别，其他均与实施例1相同：

光转换层设置在每个漏光面上，光转换层中的光转换材料为YAG荧光粉，光转换层的基材为硅胶，光转换层中荧光粉的重量百分比为8％，光转换层的厚度为200μ0，且导光板的厚度为4mm。

实施例3

本实施例提供的背光模组与实施例1具有以下区别，其他均与实施例1相同：

光转换层设置在每个漏光面上，CdSe/ZnS核壳量子点的粒径为10nm，光转换层中量子点的重量百分比为15％，光转换层的厚度为100换层，且导光板的厚度为1mm。

实施例4

本实施例提供的背光模组与实施例2具有以下区别，其他均与实施例2相同：

光转换层中YAG荧光粉的重量百分比为20％，光转换层的厚度为10换层，且导光板的厚度为0.4mm。

对比例1

本对比例1提供的背光模组包括与实施例1相同的蓝光光源、导光板和反射层，光源对应于导光板的入光面设置，且反射层设置于导光板的第二出光面的一侧，导光板的厚度为4mm。

对比例2

本对比例提供的背光模组与实施例2具有以下区别，其他均与实施例2相同：

反射层设置于每个光转换层上，光转换层中YAG荧光粉的重量百分比为8％，且光转换层的厚度为200度为，导光板的厚度为4mm。

对上述实施例1至4及对比例1和2提供的背光模组的亮度均匀度以及CIE性能进行测试，测试结果如下表：

其中，CIE-x色度提升百分数＝基准(对比例1中x的偏差值)-CIE-x偏差值/基准(对比例1中x的偏差值)；

CIE-y色度提升百分数＝基准(对比例1中y的偏差值)-CIE-y偏差值/基准(对比例1中y的偏差值)。

从上表可以看出，本申请的实施例1至4中的背光模组的亮度均匀度可以达到81.40～87.30％，CIE-x偏差值可以达到0.0086～0.0144，且CIE-y偏差值可以达到0.0152～0.0277，由于CIE-x，y的偏差值越小代表色度均匀度越好，因此本申请实施例1至4中背光模组的亮度均匀度和色度均匀度均大于对比例1和2中背光模组的亮度均匀度和色度均匀度，且色度均匀度的提升效果显著，色度均匀度提升百分数可以高达60％；并且，比较对比例2和实施例2，CIE-x色度均匀度提升百分数是对比例2接近6倍，CIE-y色度提升百分数是对比例2的5倍多。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、该光转换层设置于导光板的至少一个漏光面上，通过将从至少一个漏光面射出的出射光通过颜色互补使其颜色变为白色，有效地减少了背光模组中蓝光的泄露；

2、选择蓝光作为光源时，由于反射层仅与第二出光面对应设置，从而使大部分白光直接从光转换层射出，而不返回导光板中进行传导，从而保证了从导光板的第一出光面射出并进入量子点膜的大部分光均为蓝光，提高了量子点膜中的光转换效率，进而提高了背光模组的亮度和色度均匀度；

3、由于蓝光的危害低，节能，且色域高，采用蓝光作为光源降低了背光模组的能耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背光模组，包括光源(10)、导光板(30)和反射层(60)，所述导光板(30)具有入光面、第一出光面、三个漏光面和与所述第一出光面平行的第二出光面，所述光源(10)与所述入光面对应设置，且所述反射层(60)与所述第二出光面对应设置，其特征在于，所述背光模组还包括：

光转换层(20)，设置在至少一个所述漏光面上，用于将从所述至少一个漏光面射出的出射光转换为白光。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光转换层(20)包括光转换材料，所述光转换材料包括量子点和/或非量子点荧光材料。

3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，

所述量子点为由碳、硅、锗、锡、铅、镉、锌、硫、硒、碲、硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷、锑、氯、溴、碘、钾、铷和铯中的一种或多种元素组成的纳米半导体材料。

4.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述非量子点荧光材料为荧光粉。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光转换层(20)的厚度为10～200μm。

6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光板(30)的厚度≤1mm。

7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括与所述第一出光面对应设置的量子点膜(40)。

8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述光源(10)为蓝光光源。

9.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括：

增亮膜(50)，设置于所述量子点膜(40)的远离所述导光板(30)的一侧。

10.一种显示装置，包括背光模组，其特征在于，所述背光模组为权利要求1至9中任一项所述的背光模组。