CN108267809A - 导光板、背光源及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导光板、背光源及显示装置,属于显示技术领域。所述导光板具有相互平行的入光面和出光面,所述入光面上设置有网点结构;所述入光面包括:矩阵状排布的多个调光区域,每个所述调光区域上设置有盲孔,所述盲孔用于设置发光单元。本发明解决了相关技术中直下式背光源的厚度较大,无法实现产品的轻薄化的问题。本发明用于背光源。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种导光板、背光源及显示装置。
背景技术
液晶显示器(英文:Liquid Crystal Display;简称:LCD)包括液晶显示面板和设置在液晶显示面板背面的背光源(英文:Back Light),背光源分为直下式背光源和侧入式背光源。现有的背光源可采用局部背光调节(英文:Local Dimming)技术实现亮度分区控制(也即是区域调光),以降低背光源的功耗和提高液晶显示器的显示画面对比度,从而实现高动态范围成像(英文:High Dynamic Range Imaging;简称:HDR)。
相关技术中,可进行区域调光的直下式背光源通常包括光源和沿远离光源方向依次设置的第一层扩散片、第二层扩散片和第三层扩散片,其中,光源可以包括多个矩阵状排布的发光二极管(英文:Light-Emitting Diode;简称:LED),直下式背光源还可以包括位于第二层扩散片和第三层扩散片之间的棱镜膜层,棱镜膜层可以在一定程度上调节LED背光出光的均匀性和出光角度。
但是,由于在直下式背光源中,需要在背光源的厚度方向上设置光源,导致直下式背光源的厚度较大,无法实现产品的轻薄化。
发明内容
本发明实施例提供了一种导光板、背光源及显示装置,可以解决相关技术中直下式背光源的厚度较大,无法实现产品的轻薄化的问题。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种导光板,所述导光板具有相互平行的入光面和出光面,所述入光面上设置有网点结构;
所述入光面包括:矩阵状排布的多个调光区域,每个所述调光区域上设置有盲孔,所述盲孔用于设置发光单元。
可选的,所述入光面上设置有矩阵状排布的多个封闭环形槽;
所述多个调光区域由所述多个封闭环形槽划分得到。
可选的,所述封闭环形槽的深度大于所述导光板的厚度的二分之一。
可选的,所述封闭环形槽呈三棱锥形或四棱锥形。
可选的,所述封闭环形槽内设置有填充介质,所述填充介质的折射率小于所述导光板的折射率。
可选的,所述出光面上设置有匀光结构。
第二方面,提供了一种背光源,所述背光源包括:多个发光单元和第一方面任一所述的导光板;
所述导光板具有相互平行的入光面和出光面,所述入光面上设置有网点结构,所述入光面包括:矩阵状排布的多个调光区域,每个所述调光区域上设置有盲孔;
所述多个发光单元一一对应设置在所述盲孔中。
可选的,所述背光源还包括印制电路板PCB,所述多个发光单元阵列设置在所述PCB上;
所述PCB上设置有所述多个发光单元的一面与所述导光板的入光面贴合设置,以使所述多个发光单元一一对应设置在所述盲孔中。
可选的,所述发光单元为微型蓝光芯片;
所述网点结构和/或所述盲孔中还设置有荧光粉或量子点材料。
第三方面,提供了一种显示装置,所述显示装置包括:第二方面任一所述的背光源。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明实施例提供的导光板、背光源及显示装置,在导光板中,将入光面划分为多个调光区域,并在每个调光区域上设置盲孔以放置发光单元,通过控制每个调光区域中的发光单元可以实现区域亮暗控制。采用该导光板实现的直下式背光源的厚度与侧入式背光源的厚度基本相同,能够实现直下式背光源的轻薄化;且与侧入式背光源相比,一方面,直下式背光源能够实现较小的调光区域,提高显示装置的显示画面的精细程度;另一方面,能够减小不同调光区域之间的相互干扰,更好地实现暗态更暗,从而提高了显示画面的对比度。
附图说明
图1是相关技术中的一种直下式背光源的结构示意图;
图2是相关技术中的一种侧入式背光源的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种导光板的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的另一种导光板的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种背光源的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的一种发光单元的设置示意图。
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,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
目前,可进行区域调光的直下式背光源如图1所示,包括光源101和远离光源101方向依次设置的第一层扩散片102、第二层扩散片103和第三层扩散片104,其中,光源101可以包括多个矩阵状排布的LED,直下式背光源还可以包括位于第二层扩散片103和第三层扩散片104之间的棱镜膜层105,棱镜膜层可以在一定程度上调节LED背光出光的均匀性和出光角度。由于目前的直下式背光源,需要在背光源的厚度方向上设置光源,导致直下式背光源的厚度较大,无法实现产品的轻薄化。
由于目前的直下式背光源的厚度较大,因此相关技术中小尺寸的液晶显示器通常使用侧入式背光源实现HDR。目前的侧入式背光源一般包括导光板以及设置在导光板的至少两个侧面的LED阵列,其中,该至少两个侧面包括导光板的相邻两个侧面。图2是相关技术中的一种侧入式背光源的结构示意图,如图2所示,该侧入式背光源包括导光板201和设置在导光板201相邻两个侧面的多个LED202,当控制区域M显示亮态时,需要同时点亮区域M对应的两个LED,而LED发光时,会使得导光板中整排区域都显示亮态,因此不同区域之间的干扰较为严重;且与直下式背光源相比,目前的侧入式背光源的单位调光区域较大,导致显示装置在显示图像时画面的精细程度较低。
本发明实施例提供了一种导光板,如图3所示,该导光板30具有相互平行的入光面A和出光面B,入光面A上设置有网点结构301。
其中,入光面A包括:矩阵状排布的多个调光区域a,每个调光区域a上设置有盲孔H,盲孔H用于设置发光单元。
需要说明的是,盲孔的深度不小于发光单元的厚度,以使得发光单元可以完全设置在盲孔中,可选盲孔的深度大于发光单元的厚度,以避免在设置发光单元时对发光单元的发光面造成损坏。
综上所述,本发明实施例提供的导光板,可以应用于直下式背光源,在导光板中,将入光面划分为多个调光区域,并在每个调光区域上设置盲孔以放置发光单元,通过控制每个调光区域中的发光单元可以实现区域亮暗控制。采用该导光板实现的直下式背光源的厚度与侧入式背光源的厚度基本相同,能够实现直下式背光源的轻薄化;且与侧入式背光源相比,一方面,直下式背光源能够实现较小的调光区域,提高显示装置的显示画面的精细程度;另一方面,能够减小不同调光区域之间的相互干扰,更好地实现暗态更暗,从而提高了显示画面的对比度。
可选的,入光面上的网点结构可以通过转印或压印的方式形成,本发明实施例对此不做限定。
可选的,如图4所示,盲孔H可以设置在调光区域a的中心位置,也即是盲孔的中心可以与调光区域的中心重合,以使得从每个调光区域出射的光线均匀。
进一步的,如图4所示,入光面上可以设置有矩阵状排布的多个封闭环形槽G;多个调光区域a由该多个封闭环形槽G划分得到,也即是,由封闭环形槽围成的区域即为调光区域。其中,如图4所示,封闭环形槽可以是封闭矩形槽,即每个调光区域可以是矩形区域,实际应用中,调光区域还可以是圆形区域或椭圆形区域等,本发明实施例对调光区域的形状不做限定。
在本发明实施例中,可以通过构图工艺在导光板的入光面上形成横向排布的多个直线槽和纵向排布的多个直线槽,横向排布的多个直线槽和纵向排布的多个直线槽可以交叉形成一个个矩形区域,这些矩形区域即为调光区域。其中,构图工艺包括:光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离。实际应用中,还可以通过其他方式在导光板的入光面上形成封闭环形槽,例如激光刻蚀工艺等,本发明实施例对此不做限定。
可选的,封闭环形槽可以为空气槽,也即是封闭环形槽内可以不设置填充介质;或者,封闭环形槽内可以设置有填充介质,该填充介质的折射率小于导光板的折射率,本发明实施例对填充介质的材料不做限定。需要说明的是,在每个调光区域的周围设置封闭环形槽,且封闭环形槽内的介质的折射率小于导光板的折射率,当点亮某一调光区域中设置的发光单元时,发光单元发出的光线在从调光区域进入封闭环形槽时,基于光的反射原理,光线会在调光区域和封闭环形槽的临界面上发生反射,反射后的光线重回该调光区域,因此封闭环形槽可以进一步减小相邻调光区域之间的光线串扰,更好地实现暗态更暗,以提高显示画面的对比度。
可选的,封闭环形槽的深度可以大于导光板的厚度的二分之一,但封闭环形槽不能贯通导光板,使导光板是一体结构,以保证导光板的结构稳定性。
可选的,封闭环形槽可以呈三棱锥形或四棱锥形,也可以呈其他形状,本发明实施例对封闭环形槽的结构形状不做限定。
进一步的,导光板的出光面上还可以设置有匀光结构。例如,导光板的出光面上可以形成有网点结构,或者,导光板的出光面上可以形成多个圆形微结构凸起,导光板的出光面上的匀光结构可以对光线进一步匀化,实现从导光板中出射的光线的均匀化。实际应用中,导光板的出光面上还可以贴附有扩散片和棱镜膜等光学膜材,以对光线起到进一步匀化作用。
综上所述,本发明实施例提供的导光板,可以应用于直下式背光源,在导光板中,将入光面划分为多个调光区域,并在每个调光区域上设置盲孔以放置发光单元,通过控制每个调光区域中的发光单元可以实现区域亮暗控制。采用该导光板实现的直下式背光源的厚度与侧入式背光源的厚度基本相同,能够实现直下式背光源的轻薄化;且与侧入式背光源相比,一方面,直下式背光源能够实现较小的调光区域,提高显示装置的显示画面的精细程度;另一方面,能够减小不同调光区域之间的相互干扰,更好地实现暗态更暗,从而提高了显示画面的对比度;进一步的,通过设置封闭环形槽划分得到调光区域,可以进一步减小相邻调光区域之间的光线串扰,实现对调光区域的精细控制。
本发明实施例提供了一种背光源,如图5所示,该背光源包括:多个发光单元40和如图3或图4所示的导光板30。
如图5所示,导光板30具有相互平行的入光面和出光面,入光面包括:矩阵状排布的多个调光区域,每个调光区域上设置有盲孔H,多个发光单元40一一对应设置在盲孔H中。
可选的,如图5所示,背光源还可以包括印制电路板(英文:Printed CircuitBoard;简称:PCB)50,多个发光单元40阵列设置在PCB50上,该PCB50上设置有多个发光单元40的一面与导光板30的入光面贴合设置,以使多个发光单元一一对应设置在盲孔中。其中,多个发光单元可以键合在PCB上,或者,多个发光单元可以成型(英文:molding)在PCB上,通过程序控制驱动发光单元,以点亮发光单元或调节发光单元的亮暗程度,发光单元发出的光线可以从盲孔进入导光板中,并通过导光板的入光面上的网点结构的调制作用使光线从导光板的出光面上出射。
可选的,发光单元可以为LED、封装芯片(英文:Chip Scale Package;简称:CSP)或微型蓝光芯片等,其中,LED和CSP可以发出白光。本发明实施例对发光单元的类型不做限定。当发光单元为微型蓝光芯片时,导光板的网点结构和/或盲孔中还可以设置有荧光粉或量子点材料,该荧光粉可以为红绿混合荧光粉或黄色荧光粉,以使得微型蓝光芯片出射的蓝光与激发荧光粉产生的光可以混合成白光。需要说明的是,本发明实施例提供的荧光粉可以是粉胶混合物,在网点结构和/或盲孔中设置荧光粉后,荧光粉可以粘附在网点结构和/或盲孔中;当在网点结构和/或盲孔中设置量子点材料时,需在网点结构和/或盲孔远离出光面的一侧形成保护膜,以使得网点结构和/或盲孔中的量子点材料隔绝水氧,提高背光源的出光稳定性。
进一步的,背光源还可以包括反射层,反射层设置在PCB靠近导光板的一面上除发光单元所在区域。需要说明的是,反射层可以将从导光板的入光面逸出的光线反射至导光板中,以提高光线利用率。
示例的,本发明实施例以应用于5.5寸的终端的背光源为例进行说明,导光板的厚度为0.32毫米,导光板可以横向和纵向划分为7*12共84个矩形区域,假设封闭环形槽呈三棱锥型,三棱锥的底部宽度可以为0.4~0.6毫米,三棱锥的深度可以为0.16~0.3毫米,则相应的,PCB50上设置的发光单元40的结构可以如图6所示,当将PCB与导光板的入光面贴合时,发光单元可以对应设置在入光面上的盲孔中,使得发光单元不在背光源厚度方向上占用位置,从而使直下式背光源的厚度与侧入式背光源的厚度基本相同。
综上所述,本发明实施例提供的背光源,包括导光板,在导光板中,将入光面划分为多个调光区域,并在每个调光区域上设置盲孔以放置发光单元,通过控制每个调光区域中的发光单元可以实现区域亮暗控制。采用该导光板实现的直下式背光源的厚度与侧入式背光源的厚度基本相同,能够实现直下式背光源的轻薄化;且与侧入式背光源相比,一方面,直下式背光源能够实现较小的调光区域,提高显示装置的显示画面的精细程度;另一方面,能够减小不同调光区域之间的相互干扰,更好地实现暗态更暗,从而提高了显示画面的对比度。
本发明实施例提供了一种显示装置,该显示装置可以包括:如图5所示的背光源。
可选的,本发明实施例提供的显示装置可以为手机、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。
综上所述,本发明实施例提供的显示装置,在背光源的导光板中,将入光面划分为多个调光区域,并在每个调光区域上设置盲孔以放置发光单元,通过控制每个调光区域中的发光单元可以实现区域亮暗控制。采用该导光板实现的直下式背光源的厚度与侧入式背光源的厚度基本相同,能够实现直下式背光源的轻薄化;且与侧入式背光源相比,一方面,直下式背光源能够实现较小的调光区域,提高显示装置的显示画面的精细程度;另一方面,能够减小不同调光区域之间的相互干扰,更好地实现暗态更暗,从而提高了显示画面的对比度。
以上所述仅为本发明的可选实施例,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 (10)
1.一种导光板,其特征在于,所述导光板具有相互平行的入光面和出光面,所述入光面上设置有网点结构;
所述入光面包括:矩阵状排布的多个调光区域,每个所述调光区域上设置有盲孔,所述盲孔用于设置发光单元。
2.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,所述入光面上设置有矩阵状排布的多个封闭环形槽;
所述多个调光区域由所述多个封闭环形槽划分得到。
3.根据权利要求2所述的导光板,其特征在于,
所述封闭环形槽的深度大于所述导光板的厚度的二分之一。
4.根据权利要求2所述的导光板,其特征在于,
所述封闭环形槽呈三棱锥形或四棱锥形。
5.根据权利要求2至4任一所述的导光板,其特征在于,
所述封闭环形槽内设置有填充介质,所述填充介质的折射率小于所述导光板的折射率。
6.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,
所述出光面上设置有匀光结构。
7.一种背光源,其特征在于,所述背光源包括:多个发光单元和权利要求1至6任一所述的导光板;
所述导光板具有相互平行的入光面和出光面,所述入光面上设置有网点结构,所述入光面包括:矩阵状排布的多个调光区域,每个所述调光区域上设置有盲孔;
所述多个发光单元一一对应设置在所述盲孔中。
8.根据权利要求7所述的背光源,其特征在于,所述背光源还包括印制电路板PCB,所述多个发光单元阵列设置在所述PCB上;
所述PCB上设置有所述多个发光单元的一面与所述导光板的入光面贴合设置,以使所述多个发光单元一一对应设置在所述盲孔中。
9.根据权利要求7或8所述的背光源,其特征在于,所述发光单元为微型蓝光芯片;
所述网点结构和/或所述盲孔中还设置有荧光粉或量子点材料。
10.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括:权利要求7至9任一所述的背光源。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180710 |