CN105425452A - 背光模组及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组及显示装置。本发明背光模组，包括：背板、固定设置于背板上的背光源、位于背光源上方的光学膜片；其中，背光源包括发光器件和透镜；透镜的表面上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，用于分别在涂覆红色光学材料的区域透射红光、涂覆绿色光学材料的区域透射绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射蓝光。本发明在背光源的透镜的表面上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，使得在涂覆红色光学材料的区域透射窄光谱的红光、涂覆绿色光学材料的区域透射窄光谱的绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射窄光谱的蓝光，最终通过透镜表面窄光谱的红绿蓝三色光混出白光，输出的红绿蓝光光谱，重叠范围较少，可以产生高色域的背光光谱。

Description

背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示装置得到了广泛的应用。液晶显示装置是由液晶面板、机构框架、光学部件及一些电路板等组成。由于液晶本身不发光，需要配置一些背光源才能显示出画面。其中，背光模组用于为液晶显示装置提供亮度及分布均匀的背光源，使液晶显示装置能正常的显示画面。
背光模组按照光源入光位置不同可分为侧入式背光模组和直下式背光模组，其中，直下式背光模组是指光源如发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)在背光模组的背部阵列放置，发出的光线透过导光板、增光片等光学膜片形成均匀分布的面背光源。侧入式背光模组是指光源在背光模组的侧边，光线入射到导光板，通过导光板和光学膜片后转成均匀分布的面背光源。
目前，目前市场上最常见的液晶电视的色域范围一般是68％-72％，其色域范围不能非常完美的体现色彩效果。随着电子产品的发展，消费者对电视的画质要求越来越高，提高背光模组的色域范围成为行业内的发展趋势。
发明内容
本发明提供一种背光模组及显示装置，以提高LED背光显示设备的色域范围。
第一方面，本发明提供一种背光模组，包括：
背板、固定设置于所述背板上的背光源、位于所述背光源上方的光学膜片；
其中，所述背光源包括发光器件和透镜；所述透镜的表面上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，用于分别在涂覆红色光学材料的区域透射红光、涂覆绿色光学材料的区域透射绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射蓝光。
第二方面，本发明提供一种显示装置，包括：
如第一方面中所述的背光模组和显示面板；
其中，显示面板设置于背光模组上方。
本发明背光模组及显示装置，在背光源的透镜的表面上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，用于分别在涂覆红色光学材料的区域透射红光、涂覆绿色光学材料的区域透射绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射蓝光，本发明中通过将透镜的表面涂覆上红色、绿色和蓝色三种光学材料，使得在涂覆红色光学材料的区域透射窄光谱的红光、涂覆绿色光学材料的区域透射窄光谱的绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射窄光谱的蓝光，最终通过透镜表面窄光谱的红绿蓝三色光混出白光，输出的红绿蓝光光谱，重叠范围较少，可以产生高色域的背光光谱。
附图说明
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明背光模组一实施例的结构示意图；
图2为普通背光光谱示意图；
图3为高色域背光光谱示意图；
图4为背光光谱对应的红绿蓝光色坐标示意图；
图5为网点排布示意图一；
图6为网点排布示意图二；
图7为本发明背光模组实施例的光线传播示意图；
图8为现有的背光源的光强示意图；
图9为本发明背光模组另一实施例的结构示意图；
图10为本发明显示装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
本发明实施例的背光模组可以应用于显示装置中，主要针对现有的背光模组采用量子光学膜成本相对较高的问题进行改进，本发明下述实施例中以直下式背光模组为例进行说明。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明背光模组一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的背光模组10，包括：
背板1、固定设置于背板1上的背光源2、位于背光源2上方的光学膜片3；
其中，背光源2包括发光器件和透镜；透镜的表面上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，用于分别在涂覆红色光学材料的区域透射红光、涂覆绿色光学材料的区域透射绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射蓝光。
具体来说，本发明中采用在背光源2的发光器件上方的透镜表面涂覆红色、绿色和蓝色三种光学材料，每种颜色的光都有相对应的波长与之对应，当白光照射在某颜色的光学材料上只会反射相同颜色的光线并吸收其他波长的光线，因此在透镜表面上涂覆红色、绿色和蓝色三种光学材料，会以此透射红、绿、蓝三色光，进而过滤了除红绿蓝三色之外的其他波长或颜色的光线。为达到最优的显示效果以及最大的利用光能量，可以按照实际情况将红色、绿色、蓝色三种光学材料涂覆在透镜表面。
本实施例提供的背光模组，在背光源的透镜的表面上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，用于分别在涂覆红色光学材料的区域透射红光、涂覆绿色光学材料的区域透射绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射蓝光，通过透射的红绿蓝三色光混出白光。
图2为普通背光光谱示意图。图3为高色域背光光谱示意图。图4为背光光谱对应的红绿蓝光色坐标示意图。图5为网点排布示意图一。图6为网点排布示意图二。
在实际应用中，在透镜的表面涂覆光学材料，具体可以通过如下方式实现：
透镜的表面上包括：多个网点单元；每个网点单元相邻设置；每个网点单元包括：三个网点，三个网点分别涂覆红色光学材料、绿色光学材料和蓝色光学材料。
具体来说，为产生窄光谱的红绿蓝三色光线，需在整个透镜表面全部涂覆上光学材料。具体可以将透镜的表面划分为多个网点单元，每个网点单元相邻设置，紧密贴合在一起，每个网点单元可以包括三个网点，网点的形状可以为方形或其它多边形，如图5所示，每个网点形状为长方形，单个网点颜色排列顺序可为：红绿蓝、绿蓝红、蓝红绿等，如图6所示，每个网点形状为正六边形。多个网点单元为以单个网点单元交叉分布组合而成。
现有的背光模组中一部分会采用蓝光芯片激发黄粉产生背光，因而背光光谱只在蓝光和黄光波段有波峰，如图2所示，经过面板颜色过滤后绿光和红光光谱半波宽较宽，蓝光与绿光及绿光与红光的光谱重叠部分较多，具体来说，例如蓝光的半波宽为20nm，峰值对应450nm；绿光的半波宽为60nm，峰值对应535nm；红光的半波宽为100nm，峰值对应650nm，可见绿光与红光的光谱重叠部分较多；如图3所示，高色域的背光光谱在红绿蓝三种光的波段均有波峰，背光光谱在经过面板颜色过滤时，颜色滤波器的重叠部分正好处于背光光谱的波谷位置，因而输出的红绿蓝三种光的光谱重叠范围也较少，具体来说，例如蓝光的半波宽为20nm，峰值对应450nm；绿光的半波宽为30nm，峰值对应525nm；红光的半波宽为30nm，峰值对应630nm，可见光谱重叠范围也较少。输出的红绿蓝光光谱，重叠范围越多，如图4所示，绿光色坐标会向蓝光和红光方向拉近，即外围的三角形的最上面的顶点会移动到中间三角形的最上面顶点的位置，同样红光色坐标会向绿光方向拉近，即外围的三角形的右下角的顶点会移动到中间三角形的右下角顶点的位置，红绿蓝光色坐标围成的三角形面积越小，色域覆盖范围也就越少。
而本发明中通过将透镜的表面分成多个网点单元，每个网点单元包括三个网点，在网点上涂覆上红色、绿色和蓝色三种光学材料，使得在涂覆红色光学材料的区域透射窄光谱的红光，如仅透射600nm-660nm的红光、涂覆绿色光学材料的区域透射窄光谱的绿光，如仅透射495nm-555nm的绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射窄光谱的蓝光，如仅透射430nm-470nm的蓝光，最终通过透镜表面窄光谱的红绿蓝三色光混出白光，输出的红绿蓝光光谱，重叠范围较少，可以产生如图3所示的高色域的背光光谱。
图7为本发明背光模组实施例的光线传播示意图。如图7所示，光线在通过透镜的传播时，透镜将光线(黑色直线)的出射角度加大，使得出射光斑更大。在透镜的表面涂覆上红色、绿色和蓝色光学材料，当发光器件发出的白光光线(图中黑色圆圈标示)，接触到透镜表面涂覆的红色、绿色和蓝色光学材料时，只会让特定波长的光线透过并发生散射现象，其他波长的光线被吸收，如图黑色箭头部分将由窄光谱的红绿蓝三色光线混出白光，具体区域为图中a区域。
图8为现有的背光源的光强示意图。如图8所示，是在温度为25℃时测量的光强，横坐标表示光的辐射角度，纵坐标表示光的相对强度，由于背光源发出的蓝光各个角度的光强并不相同，所以直接将光学膜近距离放置在背光源正上方，会存在部分区域蓝光透过过多及光学膜不同区域激发不均匀的问题，为了解决上述问题，在实际应用中，作为一种可实施的方式，本发明实施例中，远离透镜的中心的网点单元的面积大于靠近透镜的中心的网点单元的面积。
进一步的，透镜的表面上涂覆红色光学材料的网点、涂覆绿色光学材料的网点和涂覆蓝色光学材料的网点的面积不同。
具体来说，对于多个网点单元，可以按照实际情况设置相邻的红绿蓝网点单元的面积大小，确保光线与相邻区域的光线混出均匀的白光，避免某区域内出现过强的单色光。使得在某个区域内的白光是由该区域内所有红光、绿光、蓝光的集合，即如下公式所示：
E白＝ΣE红+ΣE绿+ΣE蓝
考虑白光中的红绿蓝三色光能量不同，因此三色网点在同一区域内网点面积大小也可以不相同。依据各种不同颜色光学的趋势不同，从透镜中心向边缘平滑过渡，网点的大小变化可按照曲线、直线等变化。如中心区域内发出的蓝光较多，边缘区域蓝光较少，红光绿光中心区域较少，边缘区域红光和绿光较多，则在中心区域蓝光网点的面积相对较小，红光和绿光的网点的面积相对较大，需让更多的红光和绿光透过；边缘区域红光和绿光的网点的面积相对较小，蓝光的网点的面积相对较大，需要让更多的蓝光透过。
在实际应用中，作为一种可实施的方式，透镜的表面上涂覆红色光学材料的网点、涂覆绿色光学材料的网点和涂覆蓝色光学材料的网点的网点密度不同；网点密度为透镜的表面的单位区域中所有网点的总面积与单位区域的面积的比值。
涂覆红色光学材料的网点的网点密度为透镜的表面的单位区域中所有涂覆红色光学材料的网点的总面积与单位区域的面积的比值，以此类推。
具体来说，如中心区域内发出的蓝光较多，边缘区域蓝光较少，红光绿光中心区域较少，边缘区域红光和绿光较多，则在中心区域蓝光网点密度相对较小，红光和绿光的网点密度相对较大，需让更多的红光和绿光透过；边缘区域红光和绿光的网点密度相对较小，蓝光的网点密度相对较大，需要让更多的蓝光透过。
在某个区域内如果出现了较强的红光、绿光或蓝光，可以通过调整该区域内的对应颜色光线的网点大小，减少颜色较强光线的亮度，或增加颜色较弱光线的亮度，避免出现白画面过渡不良的现象。通过对网点大小的调整，最终使得混合后的白光能均匀的从背光模组中出射。当局部出现过渡不良的情况时，控制局部网点的面积大小或密度大小，假如中间部分出现红光亮度过高，可以增大绿色、蓝色网点的面积，或增大绿色、蓝色网点的密度；也可减少红色网点的面积或密度。
其中，在实际应用中，发光器件为发光二极管LED。
其中，在实际应用中，透镜的入光面和/或出光面上涂覆有光学材料。
具体来说，因透镜包含出光面和入光面，可以在透镜的入光面或出光面上涂覆有光学材料，进一步的，为了达到最优的效果也可以在透镜出光面和入光面同时涂覆上光学材料。
本实施例提供的背光模组，将透镜的表面划分成多个网点单元，在每个网点单元上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，产生窄光谱的红光、绿光和蓝光，最终通过透镜表面窄光谱的红绿蓝三色光混出白光，色域范围较高，而且根据实际情况调整网点的面积大小和密度大小，不会存在光学膜中由于蓝光各个角度的光强不同，从而部分区域蓝光透过过多及光学膜不同区域激发不均匀的问题。
图9为本发明背光模组另一实施例的结构示意图。在上述实施方式的基础上，进一步的，在实际应用中，为了增加背板表面的反射率，本实施例的背光模组，还可以包括：
反射膜；反射膜设置于背板上，且位于背光源下方。
具体来说，在背板上设置反射膜可以增加背板表面的反射率。
进一步的，在实际应用中，为了使背光源发出的光以及经过发射膜发射的光充分散射，实现更柔和、均匀的照射效果，以及为了增加发光效率，本实施例的背光模组10的光学膜片3，包括：
位于背光源2上方的导光板31、位于导光板31上方的扩散板32和位于扩散板32上方的增亮膜33。
具体来说，在反射膜上方设置扩散板32可以使得背光源发出的光以及经过反射膜发射的光充分散射，这样发出的光更柔和、均匀，照射效果较好。
进一步的，本发明中可以采用增亮膜33以增加发光效率。
图10为本发明显示装置一实施例的结构示意图。如图10所示，本实施例的显示装置，包括：
如图1-图9所示实施例中任一项所述的背光模组10和显示面板11；
其中，显示面板11设置于背光模组10上方。
在实际应用中，显示面板可以为薄膜晶体管液晶显示器件(LiquidCrystalDisplay，简称LCD)。
需要说明的是，对于显示装置实施例而言，由于其基本相应于直下式背光模组实施例，所以相关之处参见直下式背光模组实施例的部分说明即可。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：
背板、固定设置于所述背板上的背光源、位于所述背光源上方的光学膜片；
其中，所述背光源包括发光器件和透镜；所述透镜的表面上涂覆有红色、绿色和蓝色三种光学材料，用于分别在涂覆红色光学材料的区域透射红光、涂覆绿色光学材料的区域透射绿光、涂覆蓝色光学材料的区域透射蓝光。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述透镜的表面上包括：多个网点单元；每个所述网点单元相邻设置；每个所述网点单元包括：三个网点，所述三个网点分别涂覆红色光学材料、绿色光学材料和蓝色光学材料。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，远离所述透镜的中心的网点单元的面积大于靠近所述透镜的中心的网点单元的面积。
4.根据权利要求2或3所述的背光模组，其特征在于，所述透镜的表面上涂覆红色光学材料的所述网点、涂覆绿色光学材料的所述网点和涂覆蓝色光学材料的所述网点的面积不同。
5.根据权利要求2或3所述的背光模组，其特征在于，所述透镜的表面上涂覆红色光学材料的所述网点、涂覆绿色光学材料的所述网点和涂覆蓝色光学材料的所述网点的网点密度不同；所述网点密度为所述透镜的表面的单位区域中所有网点的总面积与所述单位区域的面积的比值。
6.根据权利要求2或3所述的背光模组，其特征在于，所述网点的形状为多边形。
7.根据权利要求1-3任一项所述的背光模组，其特征在于，
所述透镜的入光面和/或出光面上涂覆有所述光学材料。
8.根据权利要求1-3任一项所述的背光模组，其特征在于，还包括：
反射膜；所述反射膜设置于所述背板上，且位于所述背光源下方。
9.根据权利要求1-3任一项所述的背光模组，其特征在于，所述光学膜片，包括：
位于所述背光源上方的导光板、位于所述导光板上方的扩散板和位于所述扩散板上方的增亮膜。
10.一种显示装置，其特征在于，包括
如权利要求1至9任一项所述的背光模组、显示面板；
其中，所述显示面板设置于所述背光模组上方。
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