CN108508654A - 一种背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组及液晶显示装置。该背光模组包括导光板、光源、量子点膜片和聚合物膜。光源发出的光经导光板折射后射入量子点膜片和聚合物膜中，且射入量子点膜片的光激发量子点膜片产生激发光。由于量子点膜片中的各量子点之间存在间隙，因而导光板射入量子点膜片的光和激发光混合合成白色背光，且部分激发光通过间隙射回导光板中。射回导光板的激发光射入聚合物膜中，激发光经聚合物膜的反射后又射入导光板中，进而射入量子点膜片中，以便导光板射入量子点膜片的光和激发光混合合成白色背光。由于量子点膜片受激发产生的激发光被聚合物膜重新反射回量子点膜中，使得激发光的利用率增加，进而提高白色背光的亮度，即提高背光模组的亮度。

Description

一种背光模组及液晶显示装置
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液晶显示装置。
背景技术
随着液晶显示技术的不断发展，消费者对液晶显示装置的色域要求越来越高。相应于消费者对液晶显示装置的色域要求，高色域液晶显示装置逐渐成为液晶显示技术发展的主流产品。
目前，液晶显示装置的色域主要通过液晶显示装置中背光模组的显色体现，即通过在背光模组的扩散板或导光板上方设置的量子点膜实现高色域显色。附图1示出了相关技术中光线在背光模组中的传播光路图，其中，蓝光用细实线表示，红光用点线表示，绿光用细虚线表示。由附图1可知，蓝光光源01发出的蓝光照射在导光板02上，经导光板02反射后，蓝光射入量子点膜03中。量子点膜03中的量子点吸收射入的蓝光并激发产生红光和绿光，且激发产生的红光和绿光射入DBEF04(dual brightness enhancement film，反射式偏光增亮膜)和导光板02中。由于量子点膜03中的量子点均匀、间隔设置，因而部分蓝光在穿过两个量子点之间的空间后直接射入到DBEF04中。蓝光、红光和绿光在DBEF04上混合形成白光，且白光经DBEF04的增亮作用后为液晶面板提供光亮。
红光和绿光通过量子点膜03中的量子点激发产生，而现有量子点的激发效率较低，因此，部分射向量子点的蓝光不被激发，由此蓝光光源01射出的蓝光利用率较低。由于部分射向量子点的蓝光不被激发，因而量子点膜03射向DBEF04的红光和绿光的光线量较少，导致蓝光、红光和绿光在DBEF04上混合形成的白光的亮度较低，进而导致背光模组的亮度较低。量子点膜03激发产生的红光和绿光部分射入导光板02，这导致该部分红光和绿光不能被DBEF04利用，即量子点膜03激发产生的红光和绿光具有较低的利用率，因而导致背光模组的亮度较低。另外，量子点膜03射向DBEF04的蓝光、红光和绿光在DBEF04的反射作用下被反射回量子点膜03，这进一步降低蓝光光源01射出的蓝光利用率，并进一步致使背光模组的亮度降低。
发明内容
本发明提供一种背光模组及液晶显示装置，以解决现有背光模组亮度较低的问题。
第一方面，本发明提供一种背光模组，包括：导光板、位于所述导光板入光侧的光源以及位于所述导光板出光侧的量子点膜片，所述光源发出的光经所述导光板折射后射向所述量子点膜片，并激发所述量子点膜片产生激发光，所述激发光与所述光源发出的光合成白色背光，所述背光模组还包括聚合物膜，所述聚合物膜位于所述导光板出光侧的相反侧，所述聚合物膜用于反射所述激发光。
第二方面，本发明提供一种液晶显示装置，包括液晶面板和第一方面的背光模组，所述液晶面板位于所述背光模组的上方。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提供一种背光模组及液晶显示装置。该背光模组包括导光板、位于导光板入光侧的光源、位于导光板出光侧的量子点膜片以及位于导光板出光侧相反侧的聚合物膜。光源发出的光经过导光板折射后射入量子点膜片和聚合物膜中，且射入量子点膜片的光激发量子点膜片产生激发光。由于量子点膜片中的各量子点之间存在间隙，因而导光板射入量子点膜片的光和激发光混合合成白色背光，且部分激发光通过间隙射回导光板中。射回导光板的激发光射入聚合物膜中，激发光经过聚合物膜的反射后，又射入导光板中，进而射入量子点膜片中，以便导光板射入量子点膜片的光和激发光混合合成白色背光。由于量子点膜片受激发产生的激发光被聚合物膜重新反射回量子点膜中，因而能够增加激发光的利用率，进而提高白色背光的亮度，即提高背光模组的亮度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为相关技术中光线在背光模组中的传播光路图；
图2为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的聚合物膜的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的单一波长的红光在聚合物膜中的传播光路图；
图5为本发明实施例提供的聚合物膜的波长-透过率检测结果图；
图6为本发明实施例提供的市售反射片的波长-透过率检测结果图；
图7为本发明实施例提供的背光模组中光线传播的光路图。
具体实施方式
蓝光光源01发出的蓝光经导光板02反射后射入量子点膜03中。量子点膜03中的量子点吸收射入的蓝光并激发产生红光和绿光，且激发产生的红光和绿光射入DBEF04和导光板02中。由于量子点膜03中的量子点均匀、间隔设置，因而部分蓝光在穿过两个量子点之间的空间后直接射入到DBEF04中。蓝光、红光和绿光在DBEF04上混合形成白光，以便于给液晶面板提供光亮。现有量子点的激发效率较低，部分射向量子点的蓝光不被激发，进而激发产生的红光和绿光的光线量较少，导致蓝光、红光和绿光在DBEF04上混合形成的白光的亮度较低，进而导致背光模组的亮度较低。量子点膜03激发产生的红光和绿光部分射入导光板02，这导致该部分红光和绿光不能被DBEF04利用，即量子点膜03激发产生的红光和绿光具有较低的利用率，因而导致背光模组的亮度较低。另外，量子点膜03射向DBEF04的蓝光、红光和绿光在DBEF04的反射作用下被反射回量子点膜03，这进一步降低蓝光光源01射出的蓝光的利用率，并进一步致使背光模组的亮度降低。
针对上述问题，本申请实施例提供一种背光模组及液晶显示装置。本申请实施例提供的背光模组的核心思想为：在导光板出光侧相反侧设置聚合物膜，该聚合物膜用于反射量子点膜激发产生的激发光。即光源发出的光经过导光板折射后射入量子点膜片和聚合物膜中，且射入量子点膜片的光激发量子点膜片产生激发光。由于量子点膜片中的各量子点之间存在间隙，因而导光板射入量子点膜片的光和激发光混合合成白色背光，且部分激发光通过间隙射回导光板中。射回导光板的激发光射入聚合物膜中，激发光经过聚合物膜的反射后，又射入导光板中，进而射入量子点膜片中，以便导光板射入量子点膜片的光和激发光混合合成白色背光。由于量子点膜片受激发产生的激发光被聚合物膜重新反射回量子点膜中，因而能够增加激发光的利用率，进而提高白色背光的亮度，即提高背光模组的亮度。
下面以具体实施例的方式具体描述本申请实施例提供的背光模组及液晶显示装置。
请参考附图2，附图2示出了本申请实施例提供的背光模组的结构示意图。由附图2可见，本申请实施例提供的背光模组包括聚合物膜1、导光板2、光源3以及量子点膜片4。其中，光源3位于导光板2的入光侧。量子点膜片4位于导光板2的出光侧。聚合物膜1位于导光板2出光侧的相反侧。
具体地，光源3发出的光直接射入导光板2中，经过导光板2的折射作用后，光射入量子点膜4片中。射入量子点膜片4的光在量子点的激发作用下激发产生激发光。由于量子点膜片4中的各量子点之间存在间隙，因而未照射到量子点上的光和激发光混合合成白色背光，且部分激发光通过间隙射回导光板2中。射回导光板2的激发光射入聚合物膜1中，激发光经过聚合物膜1的反射后，又射入导光板2中，进而射入量子点膜片4中，以便导光板2射入量子点膜片4的光和激发光混合合成白色背光。由于量子点膜片4受激发产生的激发光被聚合物膜1重新反射回量子点膜片4中，因而能够增加激发光的利用率，进而提高白色背光的亮度，即提高背光模组的亮度。
在本申请实施例提供的背光模组中，光源3为蓝色光源，量子点膜片4激发产生的激发光包括红光和绿光。由此，蓝色光源产生的蓝光与量子点膜片4激发产生的红光、绿光能够混合合成白光。
在本申请实施例提供的背光模组中，聚合物膜1包括交替叠加设置的光密聚合物层11和光疏聚合物层12，其中，光疏聚合物层12的折射率小于光密聚合物层11的折射率，具体请参考附图3。沿聚合物的层堆叠设置方向，聚合物膜1最外侧两层分别设置不同的聚合物层，即聚合物膜1最外侧两层分别为光密聚合物层11和光疏聚合物层12。为提高聚合物膜1的反射效率，激发光优先射入光密聚合物层11，因此，最外层的光密聚合物层11靠近导光板2。
由于光密聚合物层11和光疏聚合物层12交替叠加设置，且其折射率不同，因而单色光线中单一波长的光在不同的聚合物层中存在不同的反射波长，进而光穿过聚合物膜1的光路路径发生变化，即单色光线中单一波长的光线在不同的聚合物层中形成不同方向的反射光线。
请参考附图4，附图4示出了单一波长的红光在聚合物膜中的传播光路图。由附图4可知，当单一波长的红光射入光密聚合物层11时，红光在光密聚合物层11的表面发生反射和折射。由于光密聚合物层11的折射作用，折射后的红光光路发生变化，且折射后的红光进入光疏聚合物层12。反射后的红光返回原入射介质，即反射回导光板2中。进入光疏聚合物层12的红光在光密聚合物层11和光疏聚合物层12的交界处再次发生反射和折射，且折射光线再次进入光密聚合物层11，反射光线返回原光密聚合物层11。经过多层交替设置的光密聚合物层11和光疏聚合物层12的反射和折射，使得单一波长的红光被反射回初始射入介质，即反射回导光板2中，由此实现单一波长红光的反射，进而减少单一波长红光的损失。同样的，对于单一波长的绿光，经过多次反射后也返回至初始射入介质，进而减少单一波长绿光的损失。
附图4示出了单一波长红光在聚合物膜1中的传播，而通常情况下，红光和绿光的波长均非单一波长，而是波长段，如红光的波长段为622-770nm，绿光的波长段为492-577nm。因此，当光密聚合物层11和光疏聚合物层12每层的厚度均一致时，则不能实现整个波长段光线的反射。基于此，本申请实施例根据红光的波长段和绿光的波长段设定每层光密聚合物层11和每层光疏聚合物层12厚度，以通过控制光密聚合物层11和光疏聚合物层12的厚度、折射率反射不同波长的红光或绿光，进而实现红光和绿光的同步反射。
在本发明实施例中，为了实现对激发光的反射，光密聚合物层和光疏聚合物层的折射率范围为1.4-1.7，光密聚合物层和光疏聚合物层的厚度为纳米级。
为便于实现红光和绿光的同步反射，需要确定单一光色、单一波长的激发光在光密聚合物层11和光疏聚合物层12中的光线波长。在本申请实施例中，根据光密聚合物层11和光疏聚合物层12的厚度、折射率确定反射光的波长。即光密聚合物层11和光疏聚合物层12的厚度、折射率满足λ＝2(n1*d1+n2*d2)，其中，λ为激发光的光线波长；n1和n2分别为光密聚合物层11和光疏聚合物层12的折射率，d1和d2分别为单层光密聚合物层11和单层光疏聚合物层12的厚度。
本申请实施例中的激发光包括红光和绿光，但这并不限制本申请实施例提供的聚合物膜1仅用于反射红光和绿光，还能够用于反射其他光线。为使单一聚合物膜1实现红光和绿光的反射，且红光和绿光的反射效率均较高，经过多次试验及验证得知，聚合物膜1的层数为950-1050层，较为优选地，聚合物膜1的层数为1000层。
为验证本申请实施例提供的聚合物膜1的透光性，本申请采用市售反射片作为对比例进行透光性测试。具体地，采用不同波长的光线照射本申请实施例提供的聚合物膜1和市售反射片，进而作出波长-透光率检测结果图。请参考附图5、6，附图5示出了本申请实施例提供的聚合物膜的波长-透光率检测结果图；附图6示出了市售反射片的波长-透光率检测结果图。对比附图5、6可知，在不同的波长条件下，市售反射片的透过率约为18-19％。本申请实施例提供的聚合物膜1在波长为500-710nm的光线的照射下，其透过率约为5％左右，而在其余波长光线的照射下，其透过率远大于5％，且大部分能够到达90％左右。由此能够说明，本申请实施例提供的聚合物膜1在波长为500-710nm的光线的照射下具有较低的透过率，即聚合物膜1在波长为500-710nm的光线照射下具有很高的反射率。由此，本申请实施例提供的聚合物膜1基本能够将波长为500-710nm的光线全部反射回导光板2中。
进一步，本申请实施例提供的背光模组还包括位于量子点膜片4出光侧的棱镜片5和反射式偏光增亮膜6，其中，棱镜片5位于量子点膜片4和反射式偏光增亮膜6之间。棱镜片5和反射式偏光增亮膜6均用于进一步增加合成的白色背光的亮度，以进一步提高背光模组的亮度。
更进一步，本申请实施例提供的背光模组还包括反射片7，且反射片7位于聚合物膜1的下侧，即聚合物膜1最外层的光疏聚合物层12靠近反射片7。激发光经聚合物膜1反射后，靠近反射片7的光疏聚合物层12在反射激发光时，仍会有部分激发光折射出，此时，位于聚合物膜1下侧的反射片7则能够将折射出的激发光反射回聚合物膜1中，进而提高激发光的利用率。
请参考附图7，附图7示出了本申请实施例提供的背光模组中光线传播的光路图，其中，蓝光用细实线表示，红光用点线表示，绿光用细虚线表示。
由附图7可知，本申请实施例提供的背光模组中，光线传播的具体过程包括：光源1发出的蓝光照射在导光板2上，经导光板2反射后，蓝光射入量子点膜4中。量子点膜4中的量子点吸收射入的蓝光并激发产生红光和绿光，且激发产生的红光和绿光射入棱镜片5和导光板2中。由于量子点膜4中的量子点均匀、间隔设置，因而部分蓝光能够在穿过两个量子点之间的空间后射入到棱镜片5中。由此，蓝光、红光和绿光在棱镜片5上混合形成白光，白光经反射式偏光增亮膜6的增亮作用后为液晶面板提供光亮。射入导光板2中红光和绿光，经导光板2折射和反射后，部分返回量子点膜4，而大部分进入聚合物膜1中。聚合物膜1包括具有不同折射率、交替叠加设置的光密聚合物层11和光疏聚合物层12，且每层光密聚合物层11和光疏聚合物层12的层厚不同，因此，通过控制每层光密聚合物层11和每层光疏聚合物层12的厚度及折射率，能够控制整个波段的红光和绿光的反射，进而实现红光和绿光的同步反射。即射入聚合物膜1的红光和绿光经过聚合物膜1的反射后重新射入导光板2中。当红光和绿光射入导光板2后，红光和绿光穿过量子点膜1后射入棱镜片5、反射式偏光增亮膜6，这使得由量子点膜5激发产生、且射入棱镜片5的原始红光和绿光得到补强，进而使得棱镜片5上混合形成的白光的亮度提升。由此，通过聚合物膜1的反射，量子点膜4激发产生的红光和绿光的利用率得到提高，进而提高背光模组的亮度。
基于本申请实施例提供的背光模组，本申请实施例还提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括液晶面板和上述背光模组，且液晶面板位于背光模组的上方。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种背光模组，包括：导光板、位于所述导光板入光侧的光源以及位于所述导光板出光侧的量子点膜片，所述光源发出的光经所述导光板折射后射向所述量子点膜片，并激发所述量子点膜片产生激发光，所述激发光与所述光源发出的光合成白色背光，其特征在于，所述背光模组还包括聚合物膜，所述聚合物膜位于所述导光板出光侧的相反侧，所述聚合物膜用于反射所述激发光。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述聚合物膜包括交替叠加设置的光密聚合物层和光疏聚合物层，所述光疏聚合物层的折射率小于所述光密聚合物层的折射率，位于所述聚合物膜最外侧两层的聚合物层分别为所述光密聚合物层和所述光疏聚合物层，其中，靠近所述导光板侧的聚合物层为所述光密聚合物层。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，通过控制所述光密聚合物层和所述光疏聚合物层的厚度、折射率来实现对所述激发光的反射。
4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述光密聚合物层和所述光疏聚合物层的折射率范围为1.4-1.7。
5.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述光密聚合物层和所述光疏聚合物层的厚度、折射率满足λ＝2(n1*d1+n2*d2)，其中，λ为所述激发光的光线波长；n1和n2分别为所述光密聚合物层和所述光疏聚合物层的折射率，d1和d2分别为所述光密聚合物层和所述光疏聚合物层的厚度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述光源为蓝色光源，所述激发光包括红光和绿光。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述聚合物膜的层数为950-1050层。
8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，还包括位于所述量子点膜出光侧的棱镜片和反射式偏光增亮膜，所述棱镜片位于所述量子点膜和所述反射式偏光增亮膜之间。
9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光密聚合物层和所述光疏聚合物层的厚度为纳米级。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括液晶面板和权利要求1-9中任意一项所述的背光模组，所述液晶面板位于所述背光模组的上方。
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