CN107504402A - 背光光源和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光光源和显示装置。该背光光源包括：电路板；LED颗粒，其中，LED颗粒包括相对设置的固定面和发光面，固定面固定在电路板上，背光光源具有至少两个在第一方向上依次排列的光源区，每个光源区内设置有多颗LED颗粒；以及光阻隔片，光阻隔片设置于LED颗粒发光面远离电路板的一侧。通过本发明，光阻隔片将每个光源区的产生的光线尽可能地限定在自身光源区所在的区域内，而减小或避免对其他光源区产生影响，从而提高显示装置的对比度。

Description

背光光源和显示装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种背光光源和显示装置。

背景技术

平视显示器(Head Up Display，HUD)，是目前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器。平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯，降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识(Situation Awareness)的掌握。因为HUD的方便性以及能够提高行驶安全，汽车等其他交通工具也纷纷跟进安装。

HUD通过其背光光源产生光线，经过其显示面板形成画面，画面经过平面镜及曲面镜反射投影到媒介上，可以使汽车前档形成驾驶员平视可见的画面。因为要在户外环境以及两次反射后画面还能清晰可见，因此需要HUD的显示面板有高的对比度以及亮度，这就要求背光光源需要有很高的亮度。为了实现高亮度，通常背光光源的功耗较大，而为了降低背光光源的功耗，现有技术提出一种局部背光调节的技术，使得背光光源中的LED颗粒可根据图像的明暗进行调节，显示画面中高亮的部分对应部分的背光光源的亮度可以达到最大，而同时黑暗的部分可以降低背光光源的亮度，甚至关闭。

但是，现有技术中局部背光调节时，相邻的局部之间亮暗相互影响，降低HUD的显示面板的对比度，因此，提供一种背光光源和显示装置，以提高HUD的显示面板的对比度，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种背光光源和显示装置，解决了上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种背光光源。

该背光光源包括：电路板；LED颗粒，其中，所述LED颗粒包括相对设置的固定面和发光面，所述固定面固定在所述电路板上，所述背光光源具有至少两个在第一方向上依次排列的光源区，每个所述光源区内设置有多颗所述LED颗粒；以及光阻隔片，所述光阻隔片设置于所述LED颗粒发光面远离所述电路板的一侧，其中，所述光阻隔片包括在所述第一方向上依次排列且在第二方向上延伸的第一肋状阻隔单元，其中，所述第二方向与所述第一方向交叉，且所述第一方向与所述第二方向均与所述电路板所在的平面平行。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种显示装置。

本发明提供的显示装置包括本发明提供的任意一种背光光源。

与现有技术相比，本发明的背光光源和显示装置，实现了如下的有益效果：

通过在背光光源中LED颗粒发光的一侧设置光阻隔片，通过光阻隔片减少各个光源区之间的光线影响，减少发光的光源区的光线入射至不发光的光源区，从而提高显示装置的对比度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为相关技术中所述的背光光源的俯视图；

图2为相关技术中所述的背光光源的剖视图；

图3为本发明实施例中一种背光光源的俯视图；

图4为本发明实施例中一种背光光源的剖视图；

图5为本发明实施例中一种背光光源的光路示意图；

图6为本发明实施例中另一种背光光源的俯视图；

图7和图8分别为本发明实施例中另一种背光光源的剖视图；

图9为本发明实施例中一种背光光源的光阻隔片的立体图；

图10为本发明实施例中另一种背光光源的光阻隔片的立体图；

图11为本发明实施例中又一种背光光源的剖视图；

图12为本发明实施例中又一种背光光源的剖视图；

图13为本发明实施例中一种背光光源的爆炸图；

图14为本发明实施例中一种背光光源的光阻隔片的第一肋状阻隔单元的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明涉及一种底发光的显示装置以及该显示装置的背光光源，其中，为了降低背光光源所产生的功耗，本发明中的显示装置采用局部背光调节的技术，将背光光源划分为多个光源区，每个光源区独立控制，使得显示画面中高亮的部分对应的光源区具有较高的亮度，显示画面中较暗的部分对应的光源区中的部分或全部LED颗粒关闭而具有相对较低的亮度。具体地，图1为相关技术中所述的背光光源的俯视图，图2为相关技术中所述的背光光源的剖视图，其中，图2为图1中沿切线A-A得到的剖面。如图1和图2所示，背光光源包括电路板10'和LED颗粒20'，LED颗粒20'固定在电路板10'上，背光光源具有至少两个光源区PA'，每个光源区PA'中有至少一个LED颗粒20'，发明人研究发现，当一个光源区PA'内的LED颗粒20'被点亮时，部分光线会进入附近的另一个光源区PA'内，从而导致两个光源区PA'之间的明暗对比度降低。

基于此，本发明通过在LED颗粒发光面一侧设置光阻隔片，通过光阻隔片将每个光源区的产生的光线尽可能地限定在自身光源区所在的区域内，而减小或避免对其他光源区产生影响，从而提高显示装置的对比度，适用于HUD。具体地，以下将对本发明提供的背光光源和显示装置的实施例进行详细描述。

本发明实施例提供一种背光光源，图3为本发明实施例中一种背光光源的俯视图，图4为本发明实施例中一种背光光源的剖视图，其中，图4为沿图3中切线B-B得到的剖面，如图3和图4所示，该背光光源包括：电路板10；多个LED颗粒20以及光阻隔片30。

其中，多个LED颗粒20固定在电路板10上，各个LED颗粒20彼此之间互不接触、存在用于散热空隙，避免过热影响LED颗粒20的寿命和性能，具体地，每个LED颗粒20包括相对设置的固定面201和发光面202，固定面201固定在电路板10上，实现LED颗粒20与电路板10的固定，控制信号通过电路板10发送至LED颗粒20，通过控制信号点亮或关闭LED颗粒20，控制信号能够同时点亮或关闭一个或多个LED颗粒20。

背光光源具有至少两个在第一方向a上依次排列光源区，其中，光源区包括第一光源区PA1和第二光源区PA2，每个光源区PA内均设置有多颗LED颗粒20，两个不同的光源区PA的大小可以相同也可以不相同，各LED颗粒20可以在光源区内成如图3所示的矩阵规律排布，或者以其他方式排布，本发明对此并不限定。

光阻隔片30设置于LED颗粒20发光面202远离电路板10的一侧，且光阻隔片30包括在第一方向a上依次排列、在第二方向上b延伸的第一肋状阻隔单元301，其中，第二方向b与第一方向a交叉，且第一方向a与第二方向b均与电路板10所在的平面平行。

光阻隔片30一层整体覆盖背光光源的各LED颗粒的发光面，使得LED颗粒20经由发光面202射出的光线，先经过光阻隔片30，然后射向显示面板。具体地，图5为本发明实施例中一种背光光源的光路示意图，如图5所示，背光光源01产生的光线入射至显示面板02。背光光源01的LED颗粒20位于第一光源区PA1，发光角度为α，α可选为110度至120度之间。假设某一时刻第一光源区PA1对应的显示画面需要显示内容，第一光源区PA1中的LED颗粒全部点亮，第二光源区PA1对应的显示画面不需要显示内容，第二光源区PA2中的LED颗粒全部关闭。

若背光光源01不设置光阻隔片30，LED颗粒20发出的光线中的第一光线L1和第二光线L2会射入第二光源区PA2，使得第二光源区PA2也会有一定的亮度，影响显示的对比度。当背光光源设置光阻隔片30，且光阻隔片30的各个第一肋状阻隔单元301在光源区的排列方向上依次设置，也就是说，在第一光源区PA1的LED颗粒20与第二光源区之间，存在第一肋状阻隔单元301，使得LED颗粒20的第一光线L1和第二光线L2被第一肋状阻隔单元301阻隔，而不会射入第二光源区PA2，从而避免第一光源区PA1中LED颗粒的光线对第二光源区PA2的影响，达到提升对比度的目的。

其中，可选地，将第一肋状阻隔单元301设置于相邻的LED颗粒之间的间隙处，而不与LED颗粒相交，能够避免第一肋状阻隔单元301遮挡LED颗粒的发光面而降低LED颗粒的亮度。可选地，第一肋状阻隔单元301的延伸方向(也即第二方向b)与光源区PA的排列方向(也即第一方向a)垂直，能够将第一肋状阻隔单元301设置于两个光源区之间的间隙处，避免第一肋状阻隔单元301在其延伸方向上同时经过两个光源区，从而避免两个光源区之间光线的影响。

综上所述，在该实施例中，通过在背光光源中LED颗粒发光的一侧设置光阻隔片，通过光阻隔片的设置减少各个光源区之间的光线影响，减少发光的光源区的光线入射至不发光的光源区，从而提高显示装置的对比度。

进一步的，在一种可选的实施例中，图6为本发明实施例中另一种背光光源的俯视图，图7和图8分别为本发明实施例中另一种背光光源的剖视图，其中，图7为图6中沿切线C-C得到的剖面，图8为图6中沿切线D-D得到的剖面，如图6至图8所示，背光光源具有多个光源区PA，多个光源区PA沿第一方向a排列形成至少两个光源行P1，沿第二方向b排列形成至少两个光源列P2，多个光源区PA形成阵列式排布，光源行P1和光源列P2都含有至少一个光源区PA。其中，光源区PA内LED颗粒的数量以及光源行P1和光源列P2内光源区PA的数量，本发明并不做限定，例如参考图6，两个LED颗粒20形成一个光源区PA，两个在第一方向a上相邻的光源区PA形成一个光源行P1，四个在第二方向b上相邻的光源区PA形成一个光源列P2。

光阻隔片30除包括在第一方向a上依次排列且在第二方向b上延伸的多个第一肋状阻隔单元301之外，还包括在第二方向b上依次排列且在第一方向a上延伸的第二肋状阻隔单元302。在第一方向a上，第一肋状阻隔单元301能够避免处于同一光源行P1的相邻光源区PA之间光线的相互影响，在第二方向b上，第二肋状阻隔单元302能够避免处于同一光源列P2的相邻光源区PA之间光线的相互影响。

进一步的，在一种可选的实施例中，图9为本发明实施例中一种背光光源的光阻隔片的立体图，如图9所示，光阻隔片30包括第一光阻隔层31和第二光阻隔层32。其中，第一光阻隔层31包括第一肋状阻隔单元301，第二光阻隔层32包括第二肋状阻隔单元302。

具体的，可以是第一光阻隔层31位于第二光阻隔层32与LED颗粒20之间，也可以是第二光阻隔层32位于第一光阻隔层31与LED颗粒20之间，第一光阻隔层31与第二光阻隔层32相重叠，两个光阻隔层分别制作后重叠设置，制作工艺简单。

进一步的，在另一种可选的实施例中，图10为本发明实施例中另一种背光光源的光阻隔片的立体图，如图10所示，第一肋状阻隔单元301与第二肋状阻隔单元302交叉设置，也即设置于同一层，形成栅格结构。具体的，第一肋状阻隔单元301与第二肋状阻隔单元302交叉设置，形成栅格结构后，可以减小光阻隔片30的厚度，有利于散热，同时有利于减少光阻隔片30对光强度的吸收，减小光亮度的损失。

进一步的，在一种可选的实施例中，图11为本发明实施例中又一种背光光源的剖视图，如图11所示，背光光源还包括：透光罩40，透光罩40设置于LED颗粒20的发光面202与光阻隔片30之间。

具体的，透光罩40的形状并不固定，任何能够将LED颗粒20与光阻隔片30隔离开的罩体都可作为透光罩40，透光罩40不与LED颗粒20直接接触，增加了LED颗粒20的散热空间，避免LED颗粒20过热影响性能和寿命，优选的，透光罩40与光阻隔片30接触的表面为网格状，网格状表面减小了对光线的吸收，减小背光光源的光损。

进一步的，在一种可选的实施例中，透光罩40采用透光材料制成，透光材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅，例如，一种玻璃透光罩40。

具体的，透光罩40采用透光材料制成可以减少对光线的吸收，提高出光效率，透光材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅，这几种材料对可见光的吸收小，而且热膨胀系数小，当LED颗粒20发光发热时，一方面不会因为吸收光线而升温，另一方面不会因为受热而产生明显的变形。

进一步的，在一种可选的实施例中，图12为本发明实施例中又一种背光光源的剖视图，如图12所示，背光光源还包括：散热层50，设置于透光罩40的远离LED颗粒20一侧的表面。

具体的，散热层50覆盖整个透光罩40远离LED颗粒20一侧的表面，散热层50与透光罩40相接触，散热层50增强了透光罩40和光阻隔片30的散热效率，避免了热量累积。

进一步的，在一种可选的实施例中，散热层50为涂布于透光罩40表面的石墨烯涂层。

具体的，石墨烯导热系数高，采用涂布的方式将石墨烯涂覆在透光罩40表面，只需要极少的石墨烯就可以覆盖透明罩40的表面并提供较高的导热效率，涂覆厚度小，对光线的吸收少，而且石墨烯的密度小、重量轻，对透光罩40的负载小。

进一步的，在一种可选的实施例中，图13为本发明实施例中一种背光光源的爆炸图，如图13所示，背光光源还包括：底框60、顶框70和光学膜片组80。

其中，底框60围绕电路板10边缘、包围电路板10设置，在电路板10中部形成设置LED颗粒的腔体；顶框70与底框60远离电路板10一侧的端面相适配；光学膜片组80的边缘夹持在底框60与顶框70之间，LED颗粒20的光线经由光学膜片组80的中部出射。

具体的底框60围绕电路板10，作为电路板10的固定装置，背光光源的各个部分都直接或者间接的与底框60相连接，从而固定为一个整体，防止各个组成之间的相对运动，顶框70与底框60相适配，光学膜片组80的边缘被夹持在底框60和顶框70之间，从而光学膜片组80固定在LED颗粒与顶框70之间，LED颗粒20的光线能够经由光学膜片组80出射。

进一步的，在一种可选的实施例中，光阻隔片30采用丙烯酸树脂和反光材料混合后注塑而成。

具体的，通过采用丙烯酸树脂和反光材料，降低了光隔阻片30对光线的吸收，增强了光线在光阻隔片30内部的反射，增加了出射光的光强，减小由于光阻隔片30的设置而对背光光源亮度的影响。

进一步的，在一种可选的实施例中，图14为本发明实施例中一种背光光源的光阻隔片的第一肋状阻隔单元的示意图，如图14所示，在第一方向a上，相邻的两个第一肋状阻隔单元301之间的间隔D3大于或等于第一长度D1且小于或等于第二长度D2，第一肋状阻隔单元301的厚度D4为0.5mm至1mm，其中，第一长度D1为一个LED颗粒在第一方向a上的长度，第二长度D2为相邻两个LED颗粒20之间的距离与第一长度的D1和，有利于将第一肋状阻隔单元301设置于两个LED颗粒之间，而不对LED颗粒光线在其所在的光源区产生光损，避免第一肋状阻隔单元301的设置降低该光源区的亮度。

在第三方向上c，第一肋状阻隔单元301的高度D5大于或等于第三长度，其中，第三长度采用以下公式计算：[(D2-D1)/2]*(cot15°-cot55°),其中，第三方向c与电路板10所在的平面垂直。

具体的，第一肋状阻隔单元301的高度越高，也即光阻隔片的厚度越厚，对相邻光源区之间光线相互影响的制约作用越好，第一肋状阻隔单元301的高度较低时，且LED颗粒的发光角度较大时，会有部分光线不受第一肋状阻隔单元301的阻挡，而由一个光源区入射至另一光源区，为了避免这一现象，在该实施例中，限定第一肋状阻隔单元301的最小高度，也即，第一肋状阻隔单元301的高度大于或等于第三长度。

其中，第三长度的计算过程如图14所示，(D2-D1)/2为边AB的长度，在三角形ABC中，边BC的长度为[(D2-D1)/2]*cot15°，在三角形ABD中，边BD的长度为[(D2-D1)/2]*cot55°，则CD的长度也即第三长度即为[(D2-D1)/2]*(cot15°-cot55°)。

采用该计算方式计算得到的第三长度，使得两个第一肋状阻隔单元301发出的光线的可视角度为30°且LED颗粒的发光角度为110°时，相邻光源区不会存在光线干扰没有任何光线射出，并且，第三长度可根据LED颗粒的长度(也即第一长度的D1)和LED颗粒之间的间隙调整，以使光阻隔片能够在不同的LED颗粒排布下，都能够有较好的光源区之间光线的阻隔效果。

本发明还提供一种显示装置，该显示装置包括显示模组以及本发明中任一背光光源，通过该背光光源向显示模组提供背光。该显示装置具有上述任意一种背光光源所具有的特征和效果，在此不再赘述。

通过上述实施例可知，本发明的背光光源和显示装置，达到了如下的有益效果：

通过在背光光源中LED颗粒发光的一侧设置光阻隔片，通过光阻隔片的设置减少各个光源区之间的光线影响，减少发光的光源区的光线入射至不发光的光源区，从而提高显示装置的对比度。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种背光光源，其特征在于，包括：

电路板；

LED颗粒，其中，所述LED颗粒包括相对设置的固定面和发光面，所述固定面固定在所述电路板上，所述背光光源具有至少两个在第一方向上依次排列的光源区，每个所述光源区内设置有多颗所述LED颗粒；以及

光阻隔片，所述光阻隔片设置于所述LED颗粒发光面远离所述电路板的一侧，其中，所述光阻隔片包括在所述第一方向上依次排列且在第二方向上延伸的第一肋状阻隔单元，其中，所述第二方向与所述第一方向交叉，且所述第一方向与所述第二方向均与所述电路板所在的平面平行。

2.根据权利要求1所述的背光光源，其特征在于，

所述背光光源具有多个所述光源区，多个所述光源区沿所述第一方向排列形成至少两个光源行，沿所述第二方向排列形成至少两个光源列；

所述光阻隔片还包括在所述第二方向上依次排列且在所述第一方向上延伸的第二肋状阻隔单元。

3.根据权利要求2所述的背光光源，其特征在于，

所述光阻隔片包括第一光阻隔层和第二光阻隔层；

所述第一光阻隔层包括所述第一肋状阻隔单元，所述第二光阻隔层包括所述第二肋状阻隔单元。

4.根据权利要求2所述的背光光源，其特征在于，

所述第一肋状阻隔单元与所述第二肋状阻隔单元交叉设置，形成栅格结构。

5.根据权利要求1所述的背光光源，其特征在于，所述背光光源还包括：

透光罩，所述透光罩设置于所述LED颗粒的发光面与所述光阻隔片之间。

6.根据权利要求5所述的背光光源，其特征在于，所述透光罩采用透光材料制成，所述透光材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅。

7.根据权利要求5所述的背光光源，其特征在于，所述背光光源还包括：

散热层，设置于所述透光罩的远离所述LED颗粒一侧的表面。

8.根据权利要求7所述的背光光源，其特征在于，所述散热层为涂布于所述透光罩表面的石墨烯涂层。

9.根据权利要求1所述的背光光源，其特征在于，所述背光光源还包括：

底框，围绕所述电路板边缘、包围所述电路板设置，在所述电路板中部形成设置所述LED颗粒的腔体；

顶框，与所述底框远离所述电路板一侧的端面相适配；

光学膜片组，其中，所述光学膜片组的边缘夹持在所述底框与所述顶框之间，所述LED颗粒的光线经由所述光学膜片组的中部出射。

10.根据权利要求1所述的背光光源，其特征在于，所述光阻隔片采用丙烯酸树脂和反光材料混合后注塑而成。

11.根据权利要求1所述的背光光源，其特征在于，

所述第一方向与所述第二方向垂直。

12.根据权利要求11所述的背光光源，其特征在于，

在所述第一方向上，相邻的两个所述第一肋状阻隔单元之间间隔大于或等于第一长度且小于或等于第二长度，其中，所述第一长度为一个所述LED颗粒在所述第一方向上的长度，所述第二长度为相邻两个所述LED颗粒之间的距离与所述第一长度的和；

在所述第一方向上，所述第一肋状阻隔单元的厚度为：0.5mm至1mm；

在第三方向上，所述第一肋状阻隔单元的高度大于或等于第三长度，其中，所述第三长度采用以下公式计算：[(D2-D1)/2]*(cot15°-cot55°),其中，所述第三方向与所述电路板所在的平面垂直，D2为所述第二长度，D1为所述第一长度。

13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的背光光源。