CN109143680A - 一种背光模组及显示装置 - Google Patents

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姜旭东
张连贺
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Abstract

本发明公开了一种背光模组及显示装置，包括：导光板，位于导光板入光侧的多个呈直线排列的光源，以及位于导光板出光侧或与导光板的出光侧相对一侧的微结构层；微结构层包括：多个平行延伸的条形凸起微结构，各条形凸起微结构的延伸方向平行于导光板的条形区域的延伸方向；微结构层，用于将导光板的各条形区域的出射光向中心线会聚，使相邻两个条形区域的出射光互不交叠；中心线为平行于条形区域的延伸方向的中心线。由于微结构层可将导光板的各条形区域的出射光线向中心线会聚，从而使得相邻两个条形区域的出射光不再交叠，避免了相邻条形区域之间的发光串扰，从而提升区域调光的显示效果。

Description

一种背光模组及显示装置
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显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示技术在显示领域被广泛应用。液晶显示面板本身并不能发光，需要背光模组提供其显示所需要亮度。而由于液晶面板本身特性的限制，不同程度地存在漏光的现象，对比度的提升存在瓶颈。
由此提出一种对背光模组进行区域调光(local dimming)的方案，可以对不同区域的背光单独控制，那么当显示图像中高亮部分所对应的背光亮度可以达到最大，而在图像中的黑暗部分所对应的背光可以降低亮度，从而可以使显示图像达到更佳的对比度。
然而，目前的背光模组出射光线具有较大的发散角度，即使采用local dimming调光方案，相邻区域的光线仍存在串扰的问题，区域内的出射光线会入射到其相邻的区域内，降低背光模组的区域调光效果。
发明内容
本发明提供了一种背光模组及显示装置，对背光模组各区域内的出射光线进行会聚，避免相邻区域间的光线串扰。
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多个呈直线排列的光源，以及位于所述导光板出光侧或与所述导光板的出光侧相对一侧的微结构层；其中，
每个所述光源分别对应导光板的一个条形区域；所述条形区域的延伸方向与各所述光源排列形成的直线的延伸方向相互垂直，所述条形区域沿垂直于所述该条形区域延伸方向的宽度与对应的所述光源投射到所述导光板入光面的光线覆盖宽度相等；所述导光板的条形区域用于传导对应的所述光源的出射光线；
所述微结构层包括：多个平行延伸的条形凸起微结构，各所述条形凸起微结构的延伸方向平行于所述导光板的条形区域的延伸方向；
所述微结构层，用于将所述导光板的各条形区域的出射光向中心线会聚，使相邻两个条形区域的出射光互不交叠；所述中心线为平行于所述条形区域的延伸方向的中心线。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述条形凸起微结构沿垂直于延伸方向的截面宽度沿设定方向逐渐减小，所述设定方向为垂直于所述导光板的出光面且逐渐远离所述出光面的方向。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述条形凸起微结构沿垂直于延伸方向的截面高度为10-100μm，截面宽度为50-600μm。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述微结构层的材料为树脂材料。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述背光模组还包括：位于所述微结构层与所述导光板之间的第一粘合层，所述第一粘合层用于粘合所述微结构层与所述导光板。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述背光模组还包括：位于所述导光板出光表面的量子点层，以及位于所述量子点层背离所述导光板一侧表面的保护层；
所述微结构层位于所述导光板背离所述量子点层的一侧；或者，所述微棱镜层位于所述保护层背离所述量子点层的一侧。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述微结构层位于所述导光板背离所述量子点层的一侧，所述背光模组还包括：位于所述导光板与所述微结构层之间的第二粘合层，所述第二粘合层用于粘合所述微结构层与所述导光板；
所述微结构层位于所述保护层背离所述量子点层的一侧，所述背光模组还包括：位于所述保护层与所述微结构层之间的第三粘合层，所述第三粘合层用于粘合所述微结构层与所述保护层。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述光源为蓝色发光二极管光源。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述背光模组中，所述背光模组还包括：位于所述导光板出光侧相对一侧的背板，位于所述背板面向所述导光板一侧表面的反射板，以及位于所述导光板背离所述背板一侧的光学膜片。
第二方面，本发明提供一种显示装置，包括上述任一背光模组及位于所述背光模组出光侧的显示面板。
本发明有益效果如下：
本发明提供的背光模组及显示装置，包括：导光板，位于导光板入光侧的多个呈直线排列的光源，以及位于导光板出光侧或与导光板的出光侧相对一侧的微结构层；其中，每个光源分别对应导光板的一个条形区域；条形区域的延伸方向与各光源排列形成的直线的延伸方向相互垂直，条形区域沿垂直于该条形区域延伸方向的宽度与对应的光源投射到导光板入光面的光线覆盖宽度相等；导光板的条形区域用于传导对应的光源的出射光线；微结构层包括：多个平行延伸的条形凸起微结构，各条形凸起微结构的延伸方向平行于导光板的条形区域的延伸方向；微结构层，用于将导光板的各条形区域的出射光向中心线会聚，使相邻两个条形区域的出射光互不交叠；中心线为平行于条形区域的延伸方向的中心线。由于微结构层可将导光板的各条形区域的出射光线向中心线会聚，从而使得相邻两个条形区域的出射光不再交叠，避免了相邻条形区域之间的发光串扰，从而提升区域调光的显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之二；
图3图1所示背光模组结构的立体结构示意图；
图4为沿图3中沿II’方向的截面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的条形凸起微结构的截面结构示意图；
图6为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之三；
图7为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之四；
图8为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之五；
图9为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之六；
图10为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之七；
图11为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之八；
图12为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图之九；
图13为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种背光模组及显示装置，对背光模组各区域内的出射光线进行会聚，避免相邻区域间的光线串扰。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的背光模组及显示装置。
如图1所示，本发明实施例提供的背光模组，包括：导光板11，位于导光板入光侧的多个呈直线排列的光源12，以及位于导光板11出光侧或与导光板的出光侧相对一侧的微结构层13。如图1所示，为微结构层13位于导光板11的出光侧，如图2所示，为微结构层13位于导光板出光侧相对的一侧。
图3为图1所示背光模组的立体结构示意图，本发明实施例提供的上述导光板11的入光面为导光板的侧面，导光板的出光板为上表面。每个光源12分别对应导光板的一个条形区域R；条形区域R的延伸方向与各光源12排列形成的直线的延伸方向相互垂直，条形区域R沿垂直于该条形区域延伸方向的宽度与对应的光源12投射到导光板入光面的光线覆盖宽度相等；导光板的条形区域R用于传导对应的光源12的出射光线。光源12的出射光以设定角度入射至对应导光板的条形区域内，在该条形区域内发生全反射，最终由导光板出光面的出光孔出射光线。在区域调光领域，每个光源与其对应的导光板的条形区域构成一个调光区块，每个调光区块可以通过调整光源的亮度对这一区块的亮度单独调整，从而达到区域调光的目的。
而在现有技术中由于导光板出射光线具有一定的发散角，使得相邻的调光区块之间的光线存在交叠，会产生串扰的现象，不利于区域调光的效果。因此在本发明实施例中，如图1和图2所示，在导光板11的出光侧，或者在导光板的出光侧相对的一侧增设微结构层13。该微结构层13的立体结构如图3所示，微结构层13包括：多个平行延伸的条形凸起微结构131，各条形凸起微结构131的延伸方向平行于导光板的条形区域R的延伸方向。微结构层13，用于将导光板11的各条形区域R的出射光向中心线会聚，使相邻两个条形区域的出射光互不交叠；避免了相邻条形区域之间的发光串扰。在本发明实施例中，条形区域中心线为平行于条形区域的延伸方向的中心线。
在具体实施时，如图4所示沿图3中II’方向的微结构层13的截面结构示意图，条形凸起微结构131沿垂直于延伸方向的截面宽度沿图4中箭头所指的设定方向逐渐减小，该设定方向为垂直于导光板11且逐渐远离导光板出光面的方向。将条形凸起微结构131的截面设置为沿远离导光板的渐缩图形，使得条形凸起微结构131具有与导光板的出光面呈倾斜角度的斜面，这使得光线入射到条形凸起微结构131与空气的交界而时，入射角度不再符合全反射条件可以外向出射，而此时光线的出射角度相比于直接由导光板出射的光线的出射角度，光线具有会聚的效果，那么在导光板的各条形区域内出射光线均向中心线有所会聚，可以避免相邻的调光区域之间的光线串扰问题，有利于进一步提高区域调光效果。在实际应用中，条形凸起微结构131的截面图形可为图4所示的三角形，也可以为图5所示的梯形，除此之外，还可以采用其它的渐缩图形，在此不做限定。
当条形凸起微结构131的截面图形固定之后，通过调整条形凸起微结构的高度与宽度的比值，可以调整条形凸起微结构131的斜面的倾斜角度，从而可以调整出射光线的出射角度。因此在实际应用中，可以根据实际的需要对条形凸起微结构131的截面高度和宽度进行相应调整，以满足实际需要。在本发明实施例中，通过多次仿真和实验验证，将条形凸起微结构131沿垂直于延伸方向的截面高度设置在10-100μm范围内，将条形凸起微结构131的截面宽度设置在50-600μm的范围内时，由导光板出射的光线的亮度较高，且光线会聚效果较佳。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，导光板11的材料可采用二氧化硅；微结构层13的材料为可采用树脂材料，该树脂材料可为透明度较高的树脂膜，通过模具压印形成微结构层的条形凸起微结构。例如，采用的树脂材料可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。相比于采用玻璃材料制作微棱镜层，采用树脂材料的制作工艺难受有所降低，制作成本低，且在制作过程中可以提高良率。
在一种实施的方式中，如图1所示，微结构层13可位于导光板11的出光侧；或者，如图2所示，微结构层13还可位于导光板11的出光侧相对的一侧。在实际应用中，如图1和图2所示，可将微结构层13直接形成在导光板11的表面。在实际制作过程中，可先在导光板的表面形成一层树脂层，而后采用微结构的模具，在一定的温度下将树脂层压成为微结构。由于本发明实施例提供的上述微结构层13采用树脂材料进行制作，因此制作成本低，且微结构容易压合成型，微结构具有缺陷和不良时，只需将树脂层擦去重新涂布压合即可。而无论将微结构层13设置在导光板的哪一侧，均可对导光板的出射光线起到会聚的作用。将微结构层13设置于导光板11的出光侧，由于条形凸起微结构131的倾斜表面可以破坏光线的全反射作用，同时将光线的出射角度向中心线偏转，起到光线会聚的作用。而将微结构层13设置于导光板出光侧相对的一侧，由于条形凸起微结构131的作用，可以使得约50％的光线在其倾斜表面发生反射，而反射光线的方向几乎垂直于导光板的出光面，因此可以较小的发散角度由导光板的出光面向外出射。
在另一种可实施的方式中，如图6和图7所示，背光模组还包括：位于微结构层13与导光板11之间的第一粘合层14，该第一粘合层14用于粘合微结构层13与导光板11。在实际制作过程中可先将制作好的微结构层的平整表面贴合第一粘合层14，再将该具有粘合性的微结构层粘合到导光板11的表面。采用上述贴合的方式进行制作，当发现微结构层的微结构存在不良时，可以将微结构层直接在导光板的表面剥离，而不会破坏导光板的结构，使得导光板可以继续重复使用。
在实际应用中可采用上述任一结构的背光模组进行区域调光，从而使显示装置呈现明暗更加鲜明的显示图像。上述的任一背光模组中的光源12可采用白光发光二极管光源。
除此之外，背光模组所采用的光源12还可以采用蓝光发光二极管。此时如果想要使背光模组的最终出射光为白光，如图8和图9所示，背光模组还包括：位于导光板11出光表面的量子点层15，以及位于量子点层15背离导光板11一侧表面的保护层16。量子点层15可包括红色量子点材料与绿色量子点材料的混合物，在蓝色光的激发下可以产生红色光和绿色光，从而使得产生的红光、绿光以及发光二极管所发射的蓝光混合为白光，最终实现出射白光的效果。
在这种结构的背光模组中，如图8所示，微结构层13可位于导光板11背离量子点层15的一侧；或者，如图9所示，微结构层13还可以位于保护层16背离量子点层15的一侧。同样地，微结构层13可以采用压印的方式直接形成在导光板11的背面，或者形成在保护层18的表面。在微结构层具有缺陷和不良时，只需将树脂层擦去重新涂布压合即可，导光板可以重复使用，降低生产成本。微结构层13对出射光的会聚原理与上述原理相同，此处不再赘述。
在另一种可实施的方式中，微结构层13还可以采用贴合的方式粘合在导光板11或者保护层16的表面。如图10所示，当微结构层13位于导光板11背离量子点层15的一侧时，背光模组还包括：位于导光板11与微结构层13之间的第二粘合层14’，该第二粘合层14’用于粘合微结构层13与导光板11；如图11所示，当微结构层13位于保护层16背离量子点层15的一侧时，背光模组还包括：位于保护层16与微结构层13之间的第三粘合层14”，第三粘合层14”用于粘合微结构层13与保护层16。在实际制作过程中，可先将微结构层13与上述的第二粘合层14’或者第三粘合层14”贴合，再将带有粘性的微结构层13贴合在导光板11或保护层16的表面。当发现微结构层存在不良时，可以将微结构层13直接在导光板的表面或者保护层的表面剥离，而不会破坏导光板固有的结构，使得导光板可以继续重复使用。
在本发明实施例提供的上述背光模组中，保护层16可采用阻隔水氧的材料进行制作，从而保证外界水氧不会入侵到量子点层中破坏量子点材料。第一粘合层14、第二粘合层14’以及第三粘合层14”均可采用丙烯酸酯压敏胶等材料，此处不做限定。
进一步地，在本发明实施例提供的上述背光模组中，如图12所示，背光模组还包括：位于导光板11出光侧相对一侧的背板17，位于背板17面向导光板11一侧表面的反射板18，以及位于导光板11背离背板17一侧的光学膜片19。在具体实施时，光学膜片19可包括：扩散片191和增光片192；其中，扩散片191位于增光片192与导光板11之间。反射板18可将入射到背板方向的光线再反射回导光板11中，增加光的利用率；而扩散片191可以将导光板出射光线匀化，提升辉度；增光片192可以增加导光板正面出射光线的亮度，提高光线使用效率。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种显示装置，如图13所示，该显示装置包括上述任一背光模组100以及位于背光模组100出光侧的显示面板200。上述显示面板200可为液晶显示面板，则上述显示装置可为液晶显示器、液晶电视，还可以为手机、平板电脑、智能相册等移动设备。由于该显示装置解决问题的原理与上述背光模组相似，因此该显示装置的实施可以参见上述背光模组的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的背光模组及显示装置，包括：导光板，位于导光板入光侧的多个呈直线排列的光源，以及位于导光板出光侧或与导光板的出光侧相对一侧的微结构层；其中，每个光源分别对应导光板的一个条形区域；条形区域的延伸方向与各光源排列形成的直线的延伸方向相互垂直，条形区域沿垂直于该条形区域延伸方向的宽度与对应的光源投射到导光板入光面的光线覆盖宽度相等；导光板的条形区域用于传导对应的光源的出射光线；微结构层包括：多个平行延伸的条形凸起微结构，各条形凸起微结构的延伸方向平行于导光板的条形区域的延伸方向；微结构层，用于将导光板的各条形区域的出射光向中心线会聚，使相邻两个条形区域的出射光互不交叠；中心线为平行于条形区域的延伸方向的中心线。由于微结构层可将导光板的各条形区域的出射光线向中心线会聚，从而使得相邻两个条形区域的出射光不再交叠，避免了相邻条形区域之间的发光串扰，从而提升区域调光的显示效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：导光板，位于所述导光板入光侧的多个呈直线排列的光源，以及位于所述导光板出光侧或与所述导光板的出光侧相对一侧的微结构层；其中，
每个所述光源分别对应导光板的一个条形区域；所述条形区域的延伸方向与各所述光源排列形成的直线的延伸方向相互垂直，所述条形区域沿垂直于所述该条形区域延伸方向的宽度与对应的所述光源投射到所述导光板入光面的光线覆盖宽度相等；所述导光板的条形区域用于传导对应的所述光源的出射光线；
所述微结构层包括：多个平行延伸的条形凸起微结构，各所述条形凸起微结构的延伸方向平行于所述导光板的条形区域的延伸方向；
所述微结构层，用于将所述导光板的各条形区域的出射光向中心线会聚，使相邻两个条形区域的出射光互不交叠；所述中心线为平行于所述条形区域的延伸方向的中心线。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述条形凸起微结构沿垂直于延伸方向的截面宽度沿设定方向逐渐减小，所述设定方向为垂直于所述导光板的出光面且逐渐远离所述出光面的方向。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述条形凸起微结构沿垂直于延伸方向的截面高度为10-100μm，截面宽度为50-600μm。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述微结构层的材料为树脂材料。
5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括：位于所述微结构层与所述导光板之间的第一粘合层，所述第一粘合层用于粘合所述微结构层与所述导光板。
6.如权利要求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：位于所述导光板出光表面的量子点层，以及位于所述量子点层背离所述导光板一侧表面的保护层；
所述微结构层位于所述导光板背离所述量子点层的一侧；或者，所述微棱镜层位于所述保护层背离所述量子点层的一侧。
7.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述微结构层位于所述导光板背离所述量子点层的一侧，所述背光模组还包括：位于所述导光板与所述微结构层之间的第二粘合层，所述第二粘合层用于粘合所述微结构层与所述导光板；
所述微结构层位于所述保护层背离所述量子点层的一侧，所述背光模组还包括：位于所述保护层与所述微结构层之间的第三粘合层，所述第三粘合层用于粘合所述微结构层与所述保护层。
8.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述光源为蓝色发光二极管光源。
9.如权利要求1-5任一项所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括：位于所述导光板出光侧相对一侧的背板，位于所述背板面向所述导光板一侧表面的反射板，以及位于所述导光板背离所述背板一侧的光学膜片。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的背光模组以及位于所述背光模组出光侧的显示面板。
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