CN109188777A - 一种背光模组和显示装置 - Google Patents

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余艳平
凌安恺
李明娟
沈柏平
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Abstract

本发明提供了一种背光模组和显示装置，包括微型发光器件阵列和第一光学膜片；第一光学膜片的表面具有多个在第一方向上依次排列的第一微结构和多个在第一方向上依次排列的第二微结构；微型发光器件在基板上的投影与第一微结构在基板上的投影重叠；任意两个相邻的微型发光器件在第一方向上的间隔区域在基板上的投影与第二微结构在基板上的投影重叠；第一微结构和第二微结构的形状相同，第一微结构和第二微结构远离基板的顶角的角度不同，以使第二微结构的聚光性大于第一微结构的聚光性，因此，可以增大任意两个相邻的微型发光器件在第一方向上的间隔区域的亮度，减小微型发光器件所在区域的亮度，从而使得显示装置的亮度更均匀。

Description

一种背光模组和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地说，涉及一种背光模组和显示装置。
背景技术
与普通图像相比，HDR(High-Dynamic Range，高动态范围图像)具有更高的色深、更广的动态范围和更强的色彩表现力。基于此，采用HDR技术的LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示器)的对比度和亮度等性能显著优于普通的液晶显示器，甚至可与OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器相比拟。
但是，对于采用微型LED作为光源的HDR-LCD而言，由于微型LED之间的间距较大，约为1mm～1.5mm，因此，导致微型LED与微型LED之间的区域的亮度较低，导致HDR-LCD的亮度不均匀。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种背光模组和显示装置，以解决采用微型LED作为光源的HDR-LCD的亮度不均匀的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种背光模组，包括基板、微型发光器件阵列和设置在所述微型发光器件阵列出光侧的第一光学膜片，所述微型发光器件设置在所述基板的第一表面并与所述基板上的驱动电路电连接；
所述第一光学膜片的表面具有多个在第一方向上依次排列的第一微结构和多个在所述第一方向上依次排列的第二微结构，所述第一微结构和所述第二微结构为在第二方向上延伸的长条状结构；
所述微型发光器件在所述基板上的投影与一个或多个所述第一微结构在所述基板上的投影重叠；任意两个相邻的所述微型发光器件在所述第一方向上的间隔区域在所述基板上的投影与一个或多个所述第二微结构在所述基板上的投影重叠；
所述第一微结构和所述第二微结构的形状相同，所述第一微结构和所述第二微结构远离所述基板的顶角的角度不同，以使所述第二微结构的聚光性大于所述第一微结构的聚光性；
其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
可选地，所述第一微结构和所述第二微结构的形状都为三棱柱状。
可选地，α2≠90°，则α1＞α2；其中，α1为所述第一微结构的顶角的角度，α2为所述第二微结构的顶角的角度。
可选地，90°<α1≤110°，70°≤α2＜90°。
可选地，α2＝90°，且α1＞α2，或者，α1＜α2；其中，α1为所述第一微结构的顶角的角度，α2为所述第二微结构的顶角的角度。
可选地，90°<α1≤110°，或者，70°≤α1＜90°。
可选地，还包括位于所述微型发光器件和所述第一光学膜片之间的第二光学膜片。
可选地，所述第二光学膜片的表面具有多个在所述第二方向上依次排列的第三微结构和多个在所述第二方向上依次排列的第四微结构，所述第三微结构和所述第四微结构为在所述第一方向上延伸的长条状结构；
所述微型发光器件在所述基板上的投影与一个或多个所述第三微结构在所述基板上的投影重叠；在所述第二方向上相邻的两个所述微型发光器件的间隔区域在所述基板上的投影与一个或多个所述第四微结构在所述基板上的投影重叠。
可选地，所述第三微结构和所述第四微结构的形状相同，所述第三微结构和所述第四微结构远离所述基板的顶角的角度不同，以使所述第四微结构的聚光性大于所述第三微结构的聚光性。
可选地，所述第三微结构的形状与所述第一微结构的形状相同，所述第四微结构的形状与所述第二微结构的形状相同。
可选地，α3<α1，α2<α4，或者，α2＝90°，且α4≤α2；
其中，α1为所述第一微结构的顶角的角度，α2为所述第二微结构的顶角的角度，α3为所述第三微结构的顶角的角度，α4为所述第四微结构的顶角的角度。
可选地，100°<α1≤110°，90°<α3＜100°，70°≤α2≤80°，或者，α2＝90°，80°<α4≤90°。
可选地，所述第一光学膜片和所述第二光学膜片都为增光膜片。
一种显示装置，包括如上任一项所述的背光模组。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的背光模组和显示装置，由于第一微结构和第二微结构远离基板的顶角的角度不同，使得第二微结构的聚光性大于第一微结构的聚光性，因此，可以增大第二微结构对应区域即任意两个相邻的微型发光器件在第一方向上的间隔区域的亮度，减小第一微结构对应区域即微型发光器件所在区域的亮度，从而使得任意两个相邻的微型发光器件在第一方向上的间隔区域的亮度等于或近似等于微型发光器件所在区域的亮度，进而使得显示装置的亮度更均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种背光模组的剖面结构示意图；
图2为图1所示的第一光学膜片的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的背光模组的另一剖面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的背光模组的另一剖面结构示意图；
图5为图4所示的第二光学膜片的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的背光模组的另一剖面结构示意图；
图7为本发明实施例提供的显示装置的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种背光模组，如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种背光模组的剖面结构示意图，该背光模组包括微型发光器件阵列以及设置在微型发光器件阵列出光侧的第一光学膜片10。当然，本发明实施例中的背光模组还包括背框和柔性线路板等必要器件，在此不再赘述。
如图1所示，微型发光器件阵列设置在基板11的第一表面，并与基板11上的驱动电路(图中未示出)电连接。其中，微型发光器件阵列包括多个呈阵列式排布即多行多列排布的微型发光器件12。每个微型发光器件12与基板11上对应设置的驱动电路电连接，以使柔性电路板通过驱动电路驱动微型发光器件12发光。可选地，本发明实施例中的微型发光器件12为微型LED(Micro-LED)。
本发明实施例中，第一光学膜片10设置在微型发光器件12的出光侧，即微型发光器件12背离基板11的一侧。第一光学膜片10背离微型发光器件12的一侧表面具有多个在第一方向X上依次排列的第一微结构101和多个在所述第一方向X上依次排列的第二微结构102。
如图2所示，图2为图1所示的第一光学膜片10的俯视结构示意图，第一微结构101和第二微结构102为在第二方向Y上延伸的长条状结构，并且，第一微结构101和第二微结构102为在第二方向Y上贯穿第一光学膜片10的长条状结构。
如图1和图2所示，微型发光器件12在基板11上的投影与一个或多个第一微结构101在基板11上的投影重叠，并且，一个或多个第一微结构101在基板11上的投影完全覆盖在第二方向Y上排列的多个微型发光器件12在基板11上的投影。在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域在基板11上的投影与一个或多个第二微结构102在基板11上的投影重叠，即一个或多个第二微结构102在基板11上的投影完全覆盖在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域在基板11上的投影。
并且，第一微结构101和第二微结构102的形状相同，但是，第一微结构101和第二微结构102远离基板11的顶角的角度不同，以使第二微结构102的聚光性大于第一微结构101的聚光性；其中，第一方向X与第二方向Y垂直。
由于第一微结构101和第二微结构102远离基板11的顶角的角度不同，使得第二微结构102的聚光性大于第一微结构101的聚光性，因此，第二微结构102出射的光线向第二微结构102中心会聚的程度大于第一微结构101出射的光线向第一微结构101中心会聚的程度，从而可以使第二微结构102边缘的光线更多地向第二微结构102的中心会聚，进而可以增大第二微结构102对应区域即在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度，减小第一微结构101对应区域即微型发光器件12所在区域的亮度，使得在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度等于或近似等于微型发光器件12所在区域的亮度，进而使得显示装置的亮度更均匀。
需要说明的是，本发明实施例中，一个或多个第一微结构101的投影面积可以等于微型发光器件12的投影面积，也可以大于微型发光器件12的投影面积，以尽可能的减小微型发光器件12对应区域的显示亮度，提高显示装置的亮度均匀性。
可选地，第一微结构101和第二微结构102的形状都为三棱柱。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，第一微结构101和第二微结构102的形状还可以为五棱柱或六棱柱等。
由于三棱柱状的第一微结构101和第二微结构102可以增大显示装置的可视角度，因此，本发明实施例中，可以在增大可视角度的基础上，通过调整微型发光器件12所在区域对应的第一微结构101的顶角角度与相邻的微型发光器件12在第一方向X上的间隔区域对应的第二微结构102的顶角角度的差异，来调整在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域与微型发光器件12所在区域的亮度差异，进而实现两个区域亮度的均一。
可选地，α2≠90°，α1＞α2；其中，α1为第一微结构101的顶角的角度，α2为第二微结构102的顶角的角度。
当α2≠90°时，只要保证α1＞α2，即可保证第二微结构102的聚光性大于第一微结构101的聚光性，从而可以增大第二微结构102对应区域即在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度，减小第一微结构101对应区域即微型发光器件12所在区域的亮度，进而使得在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度等于或近似等于微型发光器件12所在区域的亮度，进而使得显示装置的亮度更均匀。
进一步可选地，90°<α1≤110°，70°≤α2＜90°。
当顶角的角度α1或α2小于70°时，显示装置的亮度增益率较小，且即便角度进一步减小，显示装置的亮度也基本不会发生变化，因此，本发明的一个实施例中，限定α2大于或等于70°，以在保证显示装置的增益率的基础上，提高显示装置的亮度均一性。当顶角的角度α1或α2大于110°时，可能会导致显示装置的出光效果较差，因此，本发明的一个实施例中，限定α1小于或等于110°，以在保证显示装置出光效果的基础上，提高显示装置的亮度均一性。
可选地，α2＝90°，α1＞α2，或者，α1＜α2；其中，α1为第一微结构的顶角的角度，α2为第二微结构的顶角的角度。
当α2＝90°时，光线在第二微结构102处发生的全反射最多，此处亮度的增益效果最好即亮度的增益率最大。也就是说，当α2＝90°时，无论α1＞α2，还是α1＜α2，第二微结构102的聚光性都大于第一微结构101的聚光性，因此，可以增大第二微结构102对应区域即在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度，减小第一微结构101对应区域即微型发光器件12所在区域的亮度，进而使得在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度等于或近似等于微型发光器件12所在区域的亮度，进而使得显示装置的亮度更均匀。
进一步可选地，α2＝90°，90°<α1≤110°，或者，70°≤α1＜90°，以在保证显示装置第一微结构101对应区域的增益率和出光效果的基础上，进一步提高显示装置的亮度均一性。
需要说明的是，本发明实施例中的第一光学膜片10包括但不仅限于微型发光器件12上方的扩散板、增光膜片或复合光学膜片等。也就是说，本发明实施例中，第一光学膜片10可以紧邻微型发光器件12设置，第一光学膜片10与微型发光器件12之间也可以具有其他光学膜片。
可选地，如图3所示，图3为本发明实施例提供的背光模组的另一剖面结构示意图，本发明实施例中的背光模组还包括位于微型发光器件12和第一光学膜片10之间的第二光学膜片13。
其中，第二光学膜片13包括但不仅限于微型发光器件12上方的扩散板、增光膜片或复合光学膜片等。可选地，第一光学膜片10和第二光学膜片13都为增光膜片。并且，第二光学膜片13表面可以具有微结构，也可以不具有微结构，即如图3所示，第二光学膜片13的表面为平整的表面。
由于微型发光器件12和第一光学膜片10之间具有第二光学膜片13，因此，可以通过第二光学膜片13对微型发光器件12发出的光线进行扩散等，以提高入射到第一光学膜片10上的光线的均匀性，从而进一步减小微型发光器件12上方与微型发光器件12之间的间隔区域上方的亮度差异，提高显示装置的亮度均匀性。
可选地，如图4和图5所示，图4为本发明实施例提供的背光模组的另一剖面结构示意图，图5为图4所示的第二光学膜片13的俯视结构示意图，第二光学膜片13背离微型发光器件12的一侧表面具有多个在第二方向Y上依次排列的第三微结构103和多个在第二方向Y上依次排列的第四微结构104，第三微结构103和第四微结构104为在第一方向X上延伸的长条状结构。
并且，微型发光器件12在基板11上的投影与一个或多个第三微结构103在基板11上的投影重叠，并且，一个或多个第三微结构103在基板11上的投影完全覆盖在第一方向X上依次排列的多个微型发光器件12在基板11上的投影；在第二方向Y上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域在基板11上的投影与一个或多个第四微结构104在基板11上的投影重叠，即一个或多个第四微结构104在基板11上的投影完全覆盖在第二方向Y上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域。
可选地，第三微结构103和第四微结构104的形状相同，第三微结构103和第四微结构104远离基板11的顶角的角度不同，以使第四微结构104的聚光性大于第三微结构103的聚光性。
当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，第三微结构103和第四微结构104的形状可以不同，只要满足第四微结构104的聚光性大于第三微结构103的聚光性即可，如第四微结构104的形状为凸透镜形，第三微结构103的形状为凹透镜形，无论第三微结构103和第四微结构104远离基板11的顶角的角度是否相同，都能够提升显示装置亮度的均一性。
由于第四微结构104的聚光性大于第三微结构103的聚光性，因此，可以增大第四微结构104对应区域即在第二方向Y上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度，减小第三微结构103对应区域即微型发光器件12所在区域的亮度，从而使得在第二方向Y上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度等于或近似等于微型发光器件12所在区域的亮度，进而使得显示装置的亮度更均匀。
可选地，第三微结构103的形状与第一微结构101的形状相同，第四微结构104的形状与第二微结构102的形状相同。进一步可选地，第三微结构103和第四微结构104的形状都为三棱柱状，以在提升显示装置可视角度的基础上，提升显示装置的亮度均一性。
需要说明的是，由于第二微结构102在基板11上的投影与在第一方向X上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域在基板11上的投影重叠，第四微结构104在基板11上的投影与在第二方向Y上相邻的微型发光器件12之间的间隔区域在基板11上的投影，因此，第二微结构102和第四微结构104组合后，可以将微型发光器件12之间在第一方向X上的间隔区域和第二方向Y上的间隔区域全部覆盖，从而可以使得整个显示装置的亮度更加均一。
也就是说，在具有第一微结构101和第二微结构102的第一光学膜片10以及具有第三微结构103和第四微结构104的第二光学膜片13的双重作用下，可以进一步减小微型发光器件12上方与微型发光器件12之间的间隔区域上方的亮度差异，从而可以使得显示装置整个显示区域的亮度更均一，进而可以提高显示装置的亮度均匀性。
可选地，α3<α1，α2<α4，或者，α2＝90°，α4≤α2；其中，α1为第一微结构的顶角的角度，α2为第二微结构的顶角的角度，如图6所示，图6为本发明实施例提供的的背光模组的另一剖面结构示意图，α3为第三微结构的顶角的角度，α4为第四微结构的顶角的角度。
当α3<α1，α2<α4时，或者，当α3<α1，α2＝90°，α4≤α2时，第三微结构103的聚光性大于第一微结构101的聚光性，第二微结构102的聚光性大于第四微结构104的聚光性，从而可以先小幅度减小微型发光器件12所在区域的亮度、小幅度增大微型发光器件12之间的间隔区域的亮度，再大幅度减小微型发光器件12所在区域的亮度、大幅度增大微型发光器件12之间的间隔区域的亮度，来实现相邻的微型发光器件12之间的间隔区域的亮度等于或近似等于微型发光器件12所在区域的亮度的目的。
进一步可选地，100°<α1≤110°，90°<α3＜100°，70°≤α2≤80°，或者，α2＝90°，80°<α4≤90°，以在保证显示装置第一微结构101对应区域的增益率和出光效果的基础上，进一步提高显示装置的亮度均一性。
本发明实施例还提供了一种显示装置，如图7所示，图7为本发明实施例提供的显示装置的剖面结构示意图，该显示装置包括阵列基板1、彩膜基板2、设置在阵列基板1和彩膜基板2之间的液晶层3以及设置在阵列基板1背离液晶层3一侧的背光模组4，该背光模组4为如上任一实施例提供的背光模组。可选地，该显示装置为HDR-LCD，即采用HDR技术的液晶显示器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种背光模组，其特征在于，包括基板、微型发光器件阵列和设置在所述微型发光器件阵列出光侧的第一光学膜片，所述微型发光器件设置在所述基板的第一表面并与所述基板上的驱动电路电连接；
所述第一光学膜片的表面具有多个在第一方向上依次排列的第一微结构和多个在所述第一方向上依次排列的第二微结构，所述第一微结构和所述第二微结构为在第二方向上延伸的长条状结构；
所述微型发光器件在所述基板上的投影与一个或多个所述第一微结构在所述基板上的投影重叠；任意两个相邻的所述微型发光器件在所述第一方向上的间隔区域在所述基板上的投影与一个或多个所述第二微结构在所述基板上的投影重叠；
所述第一微结构和所述第二微结构的形状相同，所述第一微结构和所述第二微结构远离所述基板的顶角的角度不同，以使所述第二微结构的聚光性大于所述第一微结构的聚光性；
其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一微结构和所述第二微结构的形状都为三棱柱状。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，α2≠90°，α1＞α2；其中，α1为所述第一微结构的顶角的角度，α2为所述第二微结构的顶角的角度。
4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，90°<α1≤110°；70°≤α2＜90°。
5.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，α2＝90°，且α1＞α2，或者，α1＜α2；其中，α1为所述第一微结构的顶角的角度，α2为所述第二微结构的顶角的角度。
6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，90°<α1≤110°，或者，70°≤α1＜90°。
7.根据权利要求1～6任一项所述的背光模组，其特征在于，还包括位于所述微型发光器件和所述第一光学膜片之间的第二光学膜片。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述第二光学膜片的表面具有多个在所述第二方向上依次排列的第三微结构和多个在所述第二方向上依次排列的第四微结构，所述第三微结构和所述第四微结构为在所述第一方向上延伸的长条状结构；
所述微型发光器件在所述基板上的投影与一个或多个所述第三微结构在所述基板上的投影重叠；在所述第二方向上相邻的两个所述微型发光器件的间隔区域在所述基板上的投影与一个或多个所述第四微结构在所述基板上的投影重叠。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述第三微结构和所述第四微结构的形状相同，所述第三微结构和所述第四微结构远离所述基板的顶角的角度不同，以使所述第四微结构的聚光性大于所述第三微结构的聚光性。
10.根据权利要求9所述的背光模组，其特征在于，所述第三微结构的形状与所述第一微结构的形状相同，所述第四微结构的形状与所述第二微结构的形状相同。
11.根据权利要求10所述的背光模组，其特征在于，α3<α1，α2<α4，或者，α2＝90°，α4≤α2；
其中，α1为所述第一微结构的顶角的角度，α2为所述第二微结构的顶角的角度，α3为所述第三微结构的顶角的角度，α4为所述第四微结构的顶角的角度。
12.根据权利要求11所述的背光模组，其特征在于，100°<α1≤110°，90°<α3＜100°，70°≤α2≤80°，或者，α2＝90°，80°<α4≤90°。
13.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述第一光学膜片和所述第二光学膜片都为增光膜片。
14.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～13任一项所述的背光模组。
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