CN108227305A - 背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种背光模组及显示装置，属于显示技术领域。所述背光模组包括：多个光源和量子点膜片，光源发出的激励光激发量子点膜片产生激发光，背光模组还包括立体反射片，立体反射片包括阵列设置的多个空腔，空腔由底面和侧面组成，光源位于空腔的底面；光源和量子点膜片之间配置有部分透射和部分反射激励光的光学层；其中，光源到光学层的高度H与空腔长边的长度P的比值H/P为0.1≤H/P≤0.25时，光学层对激励光的单次透过率m满足0.05≤m≤0.6。本申请解决了背光模组的各个出光区域发出的光存在混色，各个出光区域之间的对比度较低的问题，提高了各个出光区域之间的对比度。本申请用于提供背光。

Description

背光模组及显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别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，人们对显示装置的要求越来越高。显示装置包括背光模组，背光模组中各个出光区域的对比度对于显示装置的显示效果来说至关重要。

相关技术中，背光模组包括：基板，以及依次设置在基板上的发光层和量子点膜片。其中，发光层包括多个发光二极管(英文：Light Emitting Diode；简称：LED)，采用直下式LED背光模组，将背光划分为多个独立的控制单元。根据每个区域的图像亮度实时调制每个背光分区所对应的背光亮度，量子点膜片包括与多个LED一一对应的多个出光区域。每个LED均可以向其对应的出光区域发出蓝光。需要说明的是，每个出光区域中设置有红色量子点材料和绿色量子点材料，且红色量子点材料和绿色量子点材料能够在蓝光的激发下向各个方向发出红光与绿光，使得每个出光区域发出红绿蓝三种颜色的光。

需要说明的是，背光分区理想状态下，每个背光分区可独立照亮其背光区域，但实际上，相邻出光区域亮度会有一定影响，导致背光模组的各个出光区域之间的对比度偏低。

发明内容

本申请提供了一种背光模组及显示装置，可以解决各个出光区域之间的对比度较低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种背光模组，所述背光模组包括：多个光源和量子点膜片，所述光源发出的激励光射向所述量子点膜片，并激发所述量子点膜片产生激发光，所述激发光与所述激励光混合成白色背光，其特征在于：所述背光模组还包括立体反射片，所述立体反射片包括阵列设置的多个空腔，所述空腔由底面和侧面组成，所述光源位于所述空腔的底面；所述光源和所述量子点膜片之间配置有部分透射和部分反射所述激励光的光学层；其中，所述光源到所述光学层的高度H与所述空腔长边的长度P的比值H/P为0.1≤H/P≤0.25时，所述光学层对所述激励光的单次透过率m满足0.05≤m≤0.6。

第二方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述背光模组。

本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请提供了一种背光模组及显示装置，背光模组包括立体反射片，立体反射片包括阵列设置的多个空腔，空腔由底面和侧面组成，光源位于空腔的底面，在光源和量子点膜片之间配置有部分透射和部分反射所述激励光的光学层，其中，光源到光学层的高度H与空腔长边的长度P的比值H/P和光学层对激励光的单次透过率m满足限定关系。这样一来，光源发出的光在立体反射片和光学层的作用下，仅射向量子点膜片上该光源对应的出光区域而产生激发光，不会存在被光源所在面反射至量子点膜片上的其他出光区域，减少了光源(如LED)的照射范围，实现对光源的光斑的收敛，同时，光学层的存在提高了立体反射片单个混光腔出射光的均匀性，提高了背光模组的各个出光区域之间的对比度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要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申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图；

图2a是本发明实施例提供的一种未使用光学层时的光接受面的示意图；

图2b是本发明实施例提供的一种未使用光学层时光接受面的亮度曲线图；

图3a是本发明实施例提供的一种使用光学层时的光接受面的示意图；

图3b是本发明实施例提供的一种使用光学层时光接受面的亮度曲线图；

图4是本发明实施例提供的一种光学层的反射率关于波长的关系示意图；

图5是相关技术提供的一种背光模组的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种背光模组的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种第二层的反射率关于波长的关系示意图；

图8是本发明实施例提供的一种第一层的反射率关于波长的关系示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种第一层的反射率关于波长的关系示意图；

图10是本发明实施例提供的又一种背光模组的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

随着显示技术的发展，人们对显示装置的显示效果的要求越来越高，若显示装置中背光模组的各个出光区域之间的对比度较高，则显示装置可以有较好的显示效果。本发明实施例提供了一种各个发光区域之间的对比度较高的背光模组。

图1是本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图。如图1所示，背光模组10可以包括：多个光源101与量子点膜片102，光源101发出的激励光射向量子点膜片102，并激发量子点膜片102产生激发光，该激发光与光源101发出的激励光可以混合成白色背光。

背光模组10还包括立体反射片103，立体反射片103包括阵列设置的多个空腔103h，空腔103h由底面1031和侧面1032构成。立体反射片103用于对光源101发出的激励光进行反射。

光源101与量子点膜片102之间还设置有光学层104，该光学层104对光源发出的激励光进行部分反射和部分透射，即光学层对激励光具有一定的透过率。立体反射片的反射作用和光学层的部分反射作用使得光源发出的激励光在空腔内会发生多次反射混光，使得出射光更加均匀。

为了保证出射光的均匀性以满足显示的需要，在本发明的实施例中，光源101到光学层104的高度H与空腔103长边的长度P的比值H/P为0.1≤H/P≤0.25时，光学层104对激励光的单次透过率m满足0.05≤m≤0.6。研究表明光源到光学层的高度H与空腔长边的长度P的比值H/P和光学层对激励光的单次透过率m满足上述限定关系时，立体反射片单个混光腔出射光的均匀性良好，满足显示装置的显示需求，不满足上述限定关系的情况下，出射光的均匀性较差，无法达到显示要求。

示例性地，当光源到光学层的高度H与空腔长边的长度P的比值H/P和光学层对激励光的单次透过率m分别取以下数值：H/P为0.1时，m取0.05；H/P为0.2时，m取0.25；H/P为0.25时，m取0.6时，在立体反射片和光学层的复合作用下，从立体反射片单个混光腔的出射光较为均匀，达到显示装置的显示要求。

示例的，光源101可以为发光二极管(英文：Light Emitting Diode；简称：LED)，光源101可以发出蓝光，该多个光源均可以设置在光源所在面A上，量子点膜片102中可以设置有量子点材料，该量子点材料可以由红色量子点材料和绿色量子点材料组成(图1中未标出量子点材料)，红色量子点材料可以在光源101发出的蓝光的激发下发出红光，绿色量子点材料可以在该蓝光的激发下发出绿光。

量子点膜片102可以包括与多个光源101一一对应的出光区域，当需要控制量子点膜片102的某出光区域发光时，可以控制该出光区域对应的光源101发出蓝光，进而使得该出光区域在该蓝光的激发下产生激发光。若每个光源发出的蓝光仅射向该光源对应的出光区域，则各个光源发出的光不会互相干扰，进而可以提高各个出光区域之间的对比度。

如图1所示，光源101放置在空腔103h的底面，光源发出的激励光在空腔侧面的反射作用下照射在光源所在区域的光学层104上，对光源的光斑进行收敛，减少了光源的照射范围，进一步地，因光学层104具有部分反射性，将激励光中的一部分反射至空腔底面或侧面，此部分光线再经过多次反射，反射过程中光线的角度发生改变，由此通过使激励光多次在立体反射片的空腔内进行混光，从而提高了立体反射片单个混光腔出射的均匀性。

以下是相同条件下，未使用光学层和使用光学层时光照均匀性的效果对照分析。

图2a为未使用光学层时的光接受面示意图，图2a中的坐标系可以为该光接受面上建立的坐标系。图2b为未使用光学层时的光接受面的亮度曲线图，图2b中共示出了两条亮度曲线(分别为亮度曲线x1和亮度曲线y1)，亮度曲线x1对应图2a中的线段a1，亮度曲线y1对应图2a中的线段b1。该亮度曲线图的横坐标用于指示光接受面上的位置，该亮度曲线图的纵坐标为该位置的亮度。示例的，亮度曲线x1上的某一点的横坐标用于指示图2a中线段a1中与该横坐标相同的横坐标所指示的点，亮度曲线y1上的某一点的横坐标用于指示图2a中线段b1中纵坐标与该横坐标相同的点。

图3a为使用光学层(光源到光学层的高度H与立体反射片的空腔长边的长度P的比值H/P为0.1≤H/P≤0.25，光学层对激励光的单次透过率m满足0.05≤m≤0.6)时的光接受面示意图，图3a中的坐标系可以为该光接受面上建立的坐标系。图3b为使用光学层时的光接受面的亮度曲线图，图3b中共示出了两条亮度曲线(分别为亮度曲线x2和亮度曲线y2)，亮度曲线x2对应图3a中的线段a2，亮度曲线y2对应图3a中的线段b2。该亮度曲线图的横坐标用于指示光接受面上的位置，该亮度曲线图的纵坐标为该位置的亮度。示例的，亮度曲线x2上的某一点的横坐标用于指示图3a中线段a2中与该横坐标相同的横坐标所指示的点，亮度曲线y2上的某一点的横坐标用于指示图3a中线段b2中纵坐标与该横坐标相同的点。

对比图2a与图3a以及图2b与图3b可以看出，x2与y2之间的差距小于x1与y1之间的差距，明显地，在立体反射片和光学层的配合作用下，出射光具有良好的均匀性，提高了背光模组各个出光区域的对比度。需要说明的是，图2b与图3b中的E+004表示10⁴，示例的，图2b中的1.2E+004表示12000，2.8E+004表示28000。

可选的，立体反射片103的空腔顶部与光学层104之间预留一定的间隔，以此来保证空腔顶部对应区域的光线分布均匀，避免在此区域出现暗斑，保证背光模组各个出光区域的对比度。

综上所述，本发明实施例提供的背光模组包括立体反射片，立体反射片包括阵列设置的多个空腔，空腔由底面和侧面组成，光源位于空腔的底面，在光源和量子点膜片之间配置有透射部分激励光和反射另一部分激励光的光学层，其中，光源到光学层的高度H与空腔长边的长度P的比值H/P和光学层对激励光的单次透过率m满足限定关系。这样一来，光源发出的光在立体反射片和光学层的作用下，仅射向量子点膜片上该光源对应的出光区域而产生激发光，不会存在被光源所在面反射至量子点膜片上的其他出光区域，减少了光源的照射范围，实现对光源的光斑的收敛，同时，光学层的存在提高了立体反射片单个混光腔出射的均匀性，提高了背光模组的各个出光区域之间的对比度。

进一步地，因量子点膜中的红色量子点材料和绿色量子点材料能够在蓝光的激发下向各个方向发出红光与绿光，使得出光区域发出的红光和绿光中会存在射向发光层的一部分光，进而通过发光层反射至其他出光区域，从而使得各个出光区域发出的光存在混色，进一步导致背光模组的各个出光区域之间的对比度偏低。

故在本发明的另一实施例中，光学层104还用于反射激发光的后向散射光，具体的为反射红光和绿光。

本发明实施例中，蓝光的波长范围可以为440纳米～450纳米，红光的波长范围可以为620纳米～660纳米，绿光的波长范围可以为525纳米～545纳米。

图4为光学层的反射率关于波长的关系示意图，由图4可知，光学层对于量子点膜片发出的绿光(假设绿光的波长范围为525纳米～545纳米)与红光(假设红光的波长范围为620纳米～660纳米)的反射率约为100％，对于LED发出的蓝光的反射率约为50％。需要说明的是，本发明实施例仅以光学层对蓝光的反射率为50％为例，实际应用中该反射率可以调节，反射率的选择可依据上述透过率与H/P比值的关系来确定，以此保证出光区域的出光的均匀性。

图5为相关技术中的背光模组的结构示意图。相关技术中，背光模组在发光时可以进行分区动态控制(英文：local dimming，也称为局部调光)，例如仅控制某一个光源发光。背光模组30可以包括设置在基板301上的蓝光光源302，以及设置在蓝光光源302远离基板301的一侧的量子点膜片303。

如图5所示，量子点膜片303在蓝光光源发出的蓝光的激发下预期形成的光斑可以为B1。然而，量子点膜片产生的激发光可以发生后向散射而形成后向散射光，进而射向基板301并在基板301上发生反射，再次射向量子点膜片303，此时量子点膜片形成的光斑可以为B2。由图5可知，实际形成的光斑B2的范围大于预期形成的光斑B1的范围，因此相关技术中的背光模组的各个出光区域之间的对比度较低。

而本发明实施例提供的背光模组中，光学层可以反射量子点膜片产生的激发光，避免了该激发光射向光源所在面，大大的缩短了该激发光后向散射的路径，因此实际形成的光斑与预期形成的光斑差距较小，进而可以提高各个出光区域之间的对比度。

综上所述，本发明实施例提供的背光模组包括立体反射片和光学层，且该立体反射片可使光源的出射光的发射角减小，光学层部分透射和部分反射光源发出的激励光，并反射激发光的后向散射光。这样一来，光源发出的光可以在该立体反射片和光学层的作用下，仅射向量子点膜片上该光源对应的出光区域而产生激发光，并且该激发光中的后向散射光会被光学层反射，而无法射向光源所在面以及被光源所在面反射至量子点膜片上的其他出光区域。从而减少了各个出光区域发出的光的混色，提高了背光模组的各个出光区域之间的对比度。

可选的，图6是本发明实施例提供的另一种背光模组的结构示意图。如图6所示，在图1的基础上，背光模组10还可以包括：设置在量子点膜片102远离光源101一侧的扩散板105。

需要说明的是，扩散板105设置在量子点膜片102远离光源101的一侧，用于使得量子点膜片102产生的激发光(也即是红光与绿光)以及透过量子点膜片102的蓝光均匀混合。另外，若扩散板设置在光学层与量子点膜片之间，则量子点膜片产生的激发光后向散射的传输路径较长，而本发明实施例中将扩散板105设置在量子点膜片102远离光源101的一侧，缩短了量子点膜片102产生的激发光射向光学层104的路径，使得激发光在光学层104发生反射后，形成的光斑较小，进一步减少了各个出光区域之间的混色，提高了出光区域之间的对比度。

本发明实施例中的光学层104可以透射光源101发出一部分的蓝光，并反射光源101发出的另一部分蓝光。立体反射片103为反射片，则该部分被反射的蓝光可以反射至立体反射片103，并在立体反射片103之间进行多次反射，然后射出光学层104，提高了射向量子点膜片102的蓝光的均匀度。

可选的，光学层可为一半透半反层，该层被配置为对蓝光部分透射部分反射，对蓝光激发的红光和绿光进行反射。

可选地，光学层也可包括两层或两层以上，本发明实施例对此不作限定。示例的，当光学层包括多层时，如图6所示，光学层104可以包括：第一层1041与第二层1042，且第一层1041靠近光源101设置，第一层1041可以用于透射光源101发出的一部分蓝光，并反射光源101发出的另一部分蓝光；第二层1042可以远离光源101设置，该第二层1042可以反射量子点膜片102产生的激发光的后向散射光，且透射光源101发出的蓝光。图7示出了该第二层的反射率关于波长的关系，假设光源101发出的蓝光的波长范围为440纳米～450纳米，量子点膜片102中的红色量子点材料在该蓝光的激发下发出的红光的波长范围为620纳米～660纳米，绿色量子点材料在该蓝光的激发下发出的绿光的波长范围为525纳米～545纳米，如图7所示，该第二层能够透射该蓝光，且反射该红光与绿光。

示例的，图8示出了一种第一层的反射率关于波长的关系，如图8所示，该第一层可以仅对蓝光波段(400纳米～480纳米)的光进行半透半反，并对该蓝光波段之外的其他波长的光进行透射，该蓝光波段(400纳米～480纳米)可以包括本发明实施例中光源发出的蓝光的波长。

又示例的，图9示出了另一种第一层的反射率关于波长的关系，如图9所示，该第一层可以对可见光波段(380纳米～780纳米)内任意波长的光进行半透半反，该可见光波段(380纳米～780纳米)可以包括本发明实施例中光源发出的蓝光的波长。

请继续参考图6，背光模组10还可以包括基板K，且该基板K可以呈凹槽状，光源101可以设置在该凹槽中，也即是该凹槽的底面可以为光源所在面A，光学层104可以设置在基板K上，以对于光学层104以及设置在光学层104之上的其他膜层进行支撑。

综上所述，本发明实施例提供的背光模组包括立体反射片和光学层，且该立体反射片可使光源的出射光的发射角减小，光学层可以透射光源发出的一部分光，并反射激发光的后向散射光和光源发出的另一部分光。这样一来，光源发出的光可以在该立体反射片和光学层的作用下，仅射向量子点膜片上该光源对应的出光区域而产生激发光，并且该激发光中的后向散射光会被光学层反射，而无法射向光源所在面以及被光源所在面反射至量子点膜片上的其他出光区域。从而减少了各个出光区域发出的光的混色，提高了背光模组的各个出光区域之间的对比度。

图10是本发明实施例提供的又一种背光模组的结构示意图。在图1或者图6所示的背光模组10的基础上，背光模组还可以包括光学膜层。示例的，背光模组90在图6的基础上还可以包括设置在扩散板105上的光学膜层106。该光学膜层106可以包括：棱镜膜与反射式偏光增亮膜(英文：Dual Brightness Enhance Film；简称：DBEF)，该光学膜层106能够提高通过该光学膜层106的光的亮度。

本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置可以包括图1、图6和图10任一所示的背光模组。可选的，该显示装置还可以包括液晶显示面板，该背光模组可以用于为液晶显示面板提供背光。

示例的，该显示装置可以为：液晶显示装置、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种背光模组，所述背光模组包括：多个光源和量子点膜片，所述光源发出的激励光射向所述量子点膜片，并激发所述量子点膜片产生激发光，所述激发光与所述激励光混合成白色背光，其特征在于：

所述背光模组还包括立体反射片，所述立体反射片包括阵列设置的多个空腔，所述空腔由底面和侧面组成，所述光源位于所述空腔的底面；

所述光源和所述量子点膜片之间配置有部分透射和部分反射所述激励光的光学层；

其中，所述光源到所述光学层的高度H与所述空腔长边的长度P的比值H/P为0.1≤H/P≤0.25时，所述光学层对所述激励光的单次透过率m满足0.05≤m≤0.6。

2.根据权利要求1所述的背光模组，所述光学层还用于反射所述激发光的后向散射光。

3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述光学层为一半透半反层。

4.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述光学层包括：叠加的第一层与第二层，

所述第一层靠近所述光源，所述第一层用于透射部分所述激励光，并反射部分所述激励光，所述第二层远离所述光源，所述第二层用于反射所述激发光的后向散射光。

5.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括：设置在所述量子点膜片远离所述光源的一侧的扩散板。

6.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，所述光源为蓝光光源，所述量子点膜片中设置有量子点材料，所述量子点材料由红色量子点材料和绿色量子点材料组成。

7.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，所述空腔的顶部与所述光学层之间预留一定的间隔。

8.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1至7任一所述的背光模组。