CN107748468A

CN107748468A - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN107748468A
Application number: CN201711241520.1A
Authority: CN
Inventors: 李富琳; 宋志成; 刘卫东
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2018-03-02

Abstract

本发明公开了一种背光模组，属于液晶显示技术领域。所述背光模组包括：LED灯源、角度选择片，角度选择片位于LED灯源出光侧；角度选择片包括叠加设置的多层膜片。膜厚和折射率依据光程差与光源波长的关系设计，使第一角度光线光程差是光源波长的半整数倍，第二角度光线光程差是光源波长的整数倍。背光光源发射的光线中，第一角度光线透过角度选择片发散出去，第二角度光线被反射再重新经过角度选择片，直到成为第一角度为止。本发明通过设计角度选择片，将背光光源发射的光线转化为预设角度的小角度背光，该小角度背光能够完全进入对应的量子点单元中，因此能够提高出光准直度，防止量子点液晶面板像素间的串扰。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种背光模组和液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置是由液晶面板、机构框架、光学部件及电路板组成的。由于液晶本身不发光，需要配置一些背光源才能显示画面。背光模组用于为液晶显示装置提供亮度和分布均匀的背光源，使液晶显示装置正常地显示画面。

现有背光模组技术中，背光模组通常采用量子点技术实现高色域显示。所述液晶面板主要由液晶层和量子点颜色转换层构成，量子点转换层由多个三色量子点像素构成，这样，以显示绿光为例，所述绿色量子点单元对应的所述液晶盒液晶单元处于开的状态，所述红色量子点单元和所述蓝色量子点单元对应的所述液晶单元处于关闭状态。然而若所述背光源出光角度较大，蓝光透过所述绿色量子点单元对应的所述液晶单元，仍可照射到所述红色量子点单元1和所述蓝色量子点单元上，所述红色量子点单元有红色量子点材料，接收蓝光后转化成红光，蓝色背光从蓝色量子点单元直接透过，使得在显示绿色时，有红光和蓝光产生，降低了绿光的色纯度。同理红光和蓝光也会存在颜色串扰的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种液晶显示装置，能够解决上述相关技术中背光模组出光角度大导致的量子点面板像素串扰的问题。本发明技术方案如下：

一方面，本发明提供一种液晶显示装置，包括背光模组和液晶面板，所述液晶面板包括液晶层和量子点颜色转换层，所述液晶层包括依次排布多个液晶单元，所述量子点转换层包括依次顺序排布基色量子点单元，其中，所述基色量子点单元与所述液晶单元对应设置，所述背光模组包括光源、匀光性光学组件和由多层膜片形成角度选择片；所述光源用于发射激励光线；以及在所述光源出射方向上依次所述匀光性光学组件，用于对所述光源发出光线进行匀光处理；在所述匀光性光学组件的出光侧设置所述角度选择片，用于将从所述匀光性光学组件出射光线汇聚于轴向方向上。

可选的，所述角度选择片由折射率范围为1.3～1.6的聚合物材料的多层膜片层积形成，且相邻膜片之间折射率不同，且厚度范围为164nm～1175nm。

可选的，所述多层膜片中至少一层采用厚度范围为1100nm～1175nm聚六氟丙烯氧化物组成。

可选的，任一层所述膜片中聚合物材料选取聚醋酸盐、聚(甲基丙烯酸)钠盐、聚醋酸盐、聚乙烯和羟丙基纤维素中一种。

可选的，所述聚合物材料为聚醋酸盐的膜片，其物理厚度范围为878nm～ 938nm；或，

所述聚合物材料为聚(甲基丙烯酸)钠盐的膜片，其物理厚度范围为707nm～755nm；或，

所述聚合物材料为聚醋酸盐的膜片，其物理厚度范围为560nm～598nm；或，

所述聚合物材料为聚乙烯的膜片，其物理厚度范围为364nm～389nm；或，

所述聚合物材料为羟丙基纤维素的膜片，其物理厚度的范围为164nm～176 nm。

可选的，所述多层膜片折射率高低间隔设置，层积顺序不固定。

可选的，在所述角度选择片的出光侧设置反射性偏光膜。

本发明的技术效果是：

本发明提供的一种背光模组，包括LED光源与角度选择片，所述角度选择片包括叠加设置的多层的膜片，所述膜片由折射率范围在1.3～1.6的聚合物材料层积后形成，并且相邻膜片之间折射率不同。所述多层膜片的至少一层为聚六氟丙烯氧化物，折射率为1.3，厚度范围为1100nm～1175nm时，对应LED光源波长范围为440nm～470nm。所述膜片可以对透射光与反射光的能量重新分配。根据光程差和入射波长的关系，所述膜片厚度和折射率满足θ＝0°的入射光光程差为入射光波长的半整数倍，且满足θ＝30°入射光光程差为入射光波长的整数倍，此时θ＝0°入射光全部透射，θ＝30°入射光全部反射。在要选择的角度确定的情况下，如果确定膜片的材料，则折射率确定，膜片的厚度只与入射波长有关。多层所述膜片对应多个预设角度。如此多次筛选，从而使背光模组的出光角度在预设角度范围内，光线实现了小角度出射，进而改善了液晶显示装置在呈现画面时，因背光模组出光准直度不够而导致的量子点面板像素串扰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例和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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是液晶模组背光发光示意图；

图2a是本发明实施例一提供的直下式背光模组结构示意图；

图2b是本发明实施例一提供的角度选择片的结构示意图；

图2c是图2a直下式背光模组的光路示意图；

图3是本发明实施例二提供的测光式背光模组结构示意图；

图4是本发明实施例一的提供的一种液晶显示装置的结构示意图；

附图标号：

10背光模组 20液晶面板 110LED背光源

21液晶层 22量子点颜色转换层 211液晶单元

221红色量子点单元 222绿色量子点单元 223蓝色量子点单元

30实施例一背光模组

300背板 310LED光源 320扩散板

330棱镜膜 340角度选择片

40实施例二的背光模组

400背板 410LED光源 420导光板

430棱镜膜 440角度选择片

60背光模组 70液晶面板 71液晶层

72量子点颜色转换层 711液晶单元 721红色量子点单元

722绿色量子点单元 723蓝色量子点单元

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。显然，所述实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造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。

实施例一：

如图1所示，液晶显示器包括背光模组10和液晶面板20。液晶面板20包括液晶层21和量子点颜色转换层22，液晶层21包括依次排布的多个液晶单元 211，量子点转换层22包括依次顺序排布的红色量子点单元221、绿色量子点单元222和蓝色量子点单元223，其中每一个量子点单元均与一个液晶单元211对应设置。

可选的，蓝色量子点单元223不设置量子点材料，蓝色背光直接透过；绿色量子点单元222设置绿色量子点材料，红色量子点单元221设置红色量子点材料。背光模组110采用蓝色背光，蓝光照射在红绿蓝三量子点单元上，蓝色光源从蓝色量子点单元223直接透过发射蓝光，绿色量子点单元222中的绿色量子点材料吸收蓝光转换成绿光，红色量子点单元143中的红色量子点材料吸收蓝光转换成红光。可选的，图2a是本发明实施例一中一种背光模组结构示意图，如图2a所示，本发明提供了一种直下式背光模组30，背板300，其中，背板300由底板及连接于底板周边且与底板呈倾斜夹角的侧边侧板，光源310用于发射激励光线，如：440nm～470nm范围的蓝光，在光源310出光方向上依次设置扩散板320和棱镜膜330的匀光性光学组件，用于对光源310发出光线进行匀光处理，在棱镜膜330出光侧设置由多层膜片形成角度选择片340，用于将从扩散板出射光线汇聚于轴向方向上。

本实施例中角度选择片340由叠加设置的多层膜片组成。

可选的，在角度选择片340的出光侧设置反射型偏光膜，保证背光出射的光为偏振光。符合预设偏振状态的光线直接透过，不符合预设偏振状态的光线被反射，经过角度选择片和反射型偏光膜的多次循环筛选，保证最终出射的光线为小角度偏振光。

可选的，角度选择片由折射率范围为1.3～1.6的聚合物材料的多层膜片层积形成，且相邻膜片之间折射率不同，且厚度范围为164nm～1175nm。

预设θ₀～θ_k(k＝1,2,3…)为整个背光出光的角度范围，角度从θ₀到θ_k顺次增大。其中θ₀为最小角度，θ_k为最大角度。现将角度范围分成两部分，其中θ₀～θ_j(0<j<k， j,k＝1,2,3...)为允许透过的小角度范围，即第一角度光；θ_j+1～θ_k(0<j<k,j,k＝1,2,3...) 为不被允许透过的大角度范围，即第二角度光。具体的，对于确定的入射光，其波长是确定的。一般情况下，入射波长一般在纳米数量级。以蓝光为例，它的波长在440nm～470nm之间，相应的每层膜片的厚度也应在百纳米数量级。所以多层膜片叠加在一起的角度选择片不会影响背光模组的整体厚度。

示例的，角度选择片为六层膜片。图2b是本实施例中，角度选择片340的结构示意图。如图2b所示，光在角度选择片的入射面的入射角度为θ，根据折射定律，光线在第一界面折射后的光线角度θ'＝arcsin(sinθ/n₁)，则

在第一界面与在第二界面反射光线的光程差为：

在第二界面与在第三界面反射光线的光程差为：

在第三界面与在第四界面反射光线的光程差为：

在第四界面与在第五界面反射光线的光程差为：

在第五界面与在第六界面反射光线的光程差为：

在第六界面反射光线的光程差为：

为使θ₀～θ_j(0<j<k)范围内光出射，θ_j+1～θ_k(0<j<k,j,k＝1,2,3...)范围内光反射，则要保证角度选择片使θ₀～θ_j(0<j<k)范围内光增透，增透的最小角度取值为0°，θ_j+1～θ_k(0<j<k,j,k＝1,2,3...)范围内光增反，增反的最大角度取值为90°。选允许透过的角度为0°时，角度选择片340的第一层膜片满足：

角度选择片340的第二层膜片满足：

2n₂d₂＝(0.5+m)·λ(m＝1,2,3…)；

角度选择片340的第三层膜片满足：

2n₃d₃＝(0.5+m)·λ(m＝1,2,3…)；

角度选择片340的第四层膜片满足：

2n₄d₄＝(0.5+m)·λ(m＝1,2,3…)；

角度选择片340的第五层膜片满足：

2n₅d₅＝(0.5+m)·λ(m＝1,2,3…)；

角度选择片340的第六层膜片满足：

2n₆d₆＝(0.5+m)·λ(m＝1,2,3…)；

其中，第一层膜片位于角度选择片的入光侧，最后一层膜片位于角度选择片的出光侧。

本发明一般取不允许透过的最小角度θ_j+1，满足θ_j+1≥30°多层膜采用聚合物材料层积而成，其折射率范围在1.3～1.8之间(一般要考虑的是折射率＞1.3)，那么θ取不同角度时，为了保证上式成立，则：

若θ＝30°，则需要保证m取值≥6；

若θ＝35°，则需要保证m取值≥5；

若θ＝40°，则需要保证m取值≥4；

若θ＝45°，则需要保证m取值≥3；

若θ＝65°，则需要保证m取值≥2；

若θ＝85°，则需要保证m取值≥1；

预设不允许通过的角度为30°，取m＝6：n₁＝1.3，选取对应该折射率的聚合物为聚六氟丙烯氧化物，蓝光波长的范围440nm～470nm，则该膜层的厚度范围为1100nm≤d₁≤1175nm。

预设不允许通过的角度为35°，取m＝5：n₂＝1.3768，选取对应该折射率的聚合物为聚醋酸盐，蓝光波长的范围440nm～470nm，则该膜层的厚度范围为 878nm≤d₂≤938nm。

预设不允许通过的角度为40°，取m＝4：n₃＝1.4，选取对应该折射率的聚合物为聚甲基丙烯酸，蓝光波长的范围440nm～470nm，则该膜层的厚度范围为 707nm≤d₃≤755nm。

预设不允许通过的角度为45°，取m＝3：n₄＝1.3728，选取对应该折射率的聚合物为聚醋酸盐，蓝光波长的范围440nm～470nm，则该膜层的厚度范围为 560nm≤d₄≤598nm。

预设不允许通过的角度为65°，取m＝2，n₅＝1.5105，选取对应该折射率的聚合物聚乙烯，蓝光波长的范围440nm～470nm，则该膜层的厚度范围为364nm ≤d5≤389nm。

预设不允许通过的角度为85°，取m＝1，n₆＝1.3365，选取对应该折射率的聚合物，蓝光波长的范围440nm～470nm，则该膜层的厚度范围为164nm≤d1≤ 176nm。

其中，角度选择片340的材质可选但不仅限于聚醋酸盐、聚(甲基丙烯酸), 钠盐、聚醋酸盐、聚乙烯、羟丙基纤维素等。

图2c为实施例一的光路示意图，310为LED光源，320为扩散板，330为棱镜膜，主要作用是改善光的角分布，它可以将从扩散板射出的均匀地向各个角度发散的光汇聚到轴向角度上，也就是正视角度上，在不增加出射总光通量的情况下提高轴向亮度；340为角度选择片。光从LED出射的光线为大角度光线，经过扩散板后，光变成面光源，均匀投射到棱镜膜上，再透过棱镜膜让光线更多的集中在较小角度光线，再经过本发明所述的角度选择片将不需要的大角度光线反射，需要的小角度光线透过，被反射的大角度光线，经过散射后角度方向改变，小角度出射大角度部分再次循环，最终达到准直出射。

实施例二

图3是本发明实施例二的背光模组结构示意图，如图3所示，本发明提供了一种测光式背光模组40，包括400为背板，用于支撑固定整个背光模组及散热，410为LED光源，发射440nm～470nm范围的蓝光，420为导光板，430 为棱镜膜，440为本发明所述的角度选择片，所述LED光源410位于所述导光板420的下侧，所述棱镜膜430置于所述导光板420和所述角度选择片440之间，所述角度选择片440位于背光模组的最外侧。

可选的，在所述角度选择片的出光侧设置反射型偏光膜，保证背光出射的光为偏振光。符合预设偏振状态的小角度光线直接透过，不符合预设偏振状态的光线被反射，经过角度选择片和反射型偏光膜的多次循环筛选，保证最终出射的光线为小角度偏振光。

实施例三：

本申请还提供了一种液晶显示装置。包括显示面板和上述任一一种背光模组，其中，背光模组与液晶面板处于相对位置，显示面板位于背光模组上表面；背光模组的结构、功能与作用已在前述实施例中详细说明，此处不再赘述。

参见图4，为本申请实施例一提供的一种液晶显示装置的结构示意图。其中，液晶面板70包括液晶层71和量子点颜色转换层72，液晶层71设置于背光模组60和量子点颜色转换层72之间；其中，液晶层71包括依次排布的多个液晶单元711，量子点颜色转换层72包括依次排布的多个量子点转换组，所述量子点转换组包括可将背光对应转换为红量子点单元721、绿色量子点单元722、蓝色量子点单元723，每个量子点单元与液晶单元611对应设置。

关于本领域的背光模组及其液晶显示装置的其他组成部分已为本领域的技术人员所熟知，可参考本领域的现有技术，在此不做详细的说明。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，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

1.一种液晶显示装置，包括背光模组和液晶面板，所述液晶面板包括液晶层和量子点颜色转换层，所述液晶层包括依次排布多个液晶单元，所述量子点转换层包括依次顺序排布基色量子点单元，其中，所述基色量子点单元与所述液晶单元对应设置，其特征在于，

所述背光模组包括光源、匀光性光学组件和由多层膜片形成角度选择片；

所述光源用于发射激励光线；

以及在所述光源出射方向上依次所述匀光性光学组件，用于对所述光源发出光线进行匀光处理；

在所述匀光性光学组件的出光侧设置所述角度选择片，用于将从所述匀光性光学组件出射光线汇聚于轴向方向上。

2.根据权利要求1的所述液晶显示装置，其特征在于，所述角度选择片由折射率范围为1.3~1.6的聚合物材料的多层膜片层积形成，且相邻膜片之间折射率不同，且厚度范围为164nm~1175 nm。

3.根据权利要求2的所述液晶显示装置，其特征在于，

所述多层膜片中至少一层采用厚度范围为1100 nm~1175 nm聚六氟丙烯氧化物组成。

4.根据权利要求2的所述液晶显示装置，其特征在于，

任一层所述膜片中聚合物材料选取聚醋酸盐、聚(甲基丙烯酸)钠盐、聚醋酸盐、聚乙烯和羟丙基纤维素中一种。

5.根据权利要求2的所述液晶显示装置，其特征在于，

所述聚合物材料为聚醋酸盐的膜片，其物理厚度范围为878 nm~ 938 nm；或，

所述聚合物材料为聚(甲基丙烯酸)钠盐的膜片，其物理厚度范围为707 nm~ 755nm；或，

所述聚合物材料为聚醋酸盐的膜片，其物理厚度范围为560 nm~598 nm；或，

所述聚合物材料为聚乙烯的膜片，其物理厚度范围为364 nm~ 389 nm；或，

所述聚合物材料为羟丙基纤维素的膜片，其物理厚度的范围为164 nm~ 176 nm。

6.根据权利要求5的所述液晶显示装置，其特征在于，所述多层膜片折射率高低间隔设置，层积顺序不固定。

7.根据权利要求2-6任一的所述液晶显示装置，其特征在于，在所述角度选择片的出光侧设置反射性偏光膜。