CN109375419B - 背光模组和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组，包括电致发光器件和光学调整层，所述电致发光器件包括层叠设置的透光电极、发光功能层和反光电极，所述发光功能层设置在所述透光电极与所述反光电极之间；所述光学调整层设置在所述透光电极背离所述发光功能层的一侧，用于对偏振方向平行于预定方向的光线进行反射，并对偏振方向垂直于所述预定方向的光线进行透射。本发明还提供一种显示装置。本发明能够提高线偏振光的产生效率。

Description

背光模组和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种背光模组和显示装置。
背景技术
液晶显示器是最主流的平板显示器，其包括背光模组和设置在背光模组出光侧的液晶面板。液晶面板包括液晶盒和分别设置在液晶盒两侧的两个偏光片，即，起偏片和检偏片。进行显示时，起偏片将背光模组的自然光转换为线偏振光，液晶盒中的液晶分子发生偏转，以将线偏振光转换为椭圆偏振光，检偏片对光线进行检偏，从而实现灰阶显示。
这种显示方式使用偏光片对光线进行调制，导致最高只有50％的光可以有效被利用，光效大大降低，从而产生显示装置耗能高等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种背光模组和显示装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种背光模组，包括电致发光器件和光学调整层，所述电致发光器件包括层叠设置的透光电极、发光功能层和反光电极，所述发光功能层设置在所述透光电极与所述反光电极之间；所述光学调整层设置在所述透光电极背离所述发光功能层的一侧，用于对偏振方向平行于预定方向的光线进行反射，并对偏振方向垂直于所述预定方向的光线进行透射。
可选地，所述光学调整层包括亚波长金属线栅，所述亚波长金属线栅包括：间隔设置且沿相同方向延伸的多条金属线，所述预定方向为所述金属线的延伸方向。
可选地，所述亚波长金属线栅设置在所述透光电极的表面。
可选地，所述光学调整层与所述透光电极之间设置有导电的第一保护层，所述第一保护层设置在所述透光电极的表面，所述光学调整层设置在所述第一保护层的表面，所述亚波长金属线栅设置在所述第一保护层的表面。
可选地，所述背光模组还包括封装层和基底，所述电致发光器件设置在所述基底与所述封装层之间；
所述光学调整层设置在所述基底与所述封装层之间；或者，所述透光电极设置在所述发光功能层背离所述基底的一侧，所述光学调整层设置在所述封装层背离所述基底的一侧，所述光学调整层背离所述封装层的一侧设置有第二保护层；或者，所述透光电极设置在所述发光功能层与所述基底之间，所述光学调整层设置在所述基底背离所述封装层的一侧，所述光学调整层背离所述基底的一侧设置有第二保护层。
可选地，所述透光电极采用透光的氧化物导电材料制成。
可选地，所述透光电极采用金属材料制成，所述透光电极的厚度在5nm～20nm之间。
可选地，所述发光功能层包括沿逐渐靠近透光电极的方向依次设置的：电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层。
可选地，所述发光功能层包括沿逐渐靠近反光电极的方向依次设置的：电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层。
相应地，本发明还提供一种显示装置，包括上述背光模组和设置在该背光模组出光侧的液晶显示面板，所述液晶显示面板包括液晶盒和设置在所述液晶盒背离所述背光模组一侧的检偏片。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例一提供的一种背光模组发光的原理示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种背光模组的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种背光模组的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种背光模组的结构示意图；
图5为本发明实施例五提供的一种背光模组的结构示意图；
图6为本发明实施例六提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1为本发明实施例一提供的一种背光模组发光的原理示意图，背光模组可用于液晶装置中。如图1所示，背光模组包括电致发光器件10和光学调整层20，电致发光器件10包括层叠设置的透光电极11、发光功能层13和反光电极12，发光功能层13设置在透光电极11与反光电极12之间。光学调整层20设置在透光电极11背离反光电极12层的一侧，用于对偏振方向平行于预定方向的光线进行反射，并对偏振方向垂直于预定方向的光线进行透射。具体地，预定方向垂直于光学调整层20的厚度方向。
其中，透光电极11和反光电极12中的一者为电致发光器件10的阳极，另一者为电致发光器件10的阴极；当电致发光器件10的正极和负极分别施加高电平信号和低电平信号时，发光功能层13发射光线。
射向光学调整层20的光线可以分解为：偏振方向平行于预定方向的偏振光分量(如图1中的TE光)和偏振方向垂直于预定方向的偏振光分量(如图1中的TM光)。其中，偏振方向垂直于预定方向的偏振光会透过光学调整层20射出，而偏振方向平行于预定方向的偏振光会被光学调整层20反射，被光学调整层20反射的光线又会被反光电极12反射，形成混合偏振光照射至光学调整层；混合偏振光中偏振方向垂直于预定方向的光线又可以透过光学调整层20。这样，通过光学调整层20的透射和反射作用，使得光学调整层20射出线偏振光；并且，由于被光学调整层20反射的光线再被反光电极12反射后，反射光线中的一部分可以透射光学调整层20，因此，和现有液晶装置中采用偏振片产生线偏振光的方式相比，本实施例一的背光模组产生线偏振光的效率提高。另外，传统的背光模组中利用发光二极管LED作为光源，同时需要导光板、棱镜板、扩散膜等多层膜结构来产生均匀的面光源导致背光模组的结构复杂化且厚度增加，而本实施例一利用电致发光器件10可以形成均匀的面光源，且与传统背光模组的结构相比，结构更简单，更轻薄。
具体地，光学调整层20采用亚波长金属线栅，即，间隔设置且沿相同方向延伸的多条金属线，金属线的宽度和金属线之间的间隙宽度均小于入射光的波长，例如，金属线的宽度和金属线之间的间隙宽度均小于200nm。所述预定方向为亚波长金属线栅的金属线的延伸方向。
当光线照射至亚波长金属线栅时，偏振方向与亚波长金属线栅的金属线延伸方向相同的偏振光在金属介质的表面会产生沿着金属线延伸方向自由震荡的电子，从而使得这部分偏振光发生反射。而偏振方向与金属线延伸方向垂直的偏振光入射到亚波长金属线栅表面时，电子将不会发生剧烈震荡，从而不改变光波的状态，使其顺利透过。
图2为本发明实施例二提供的一种背光模组的结构示意图。本实施例二的背光模组发光的原理和图1相同，这里不再赘述。如图2所示，背光模组包括上述电致发光器件10和光学调整层20，还包括基底30和封装层40。其中，电致发光器件10设置在基底30上，封装层40设置在电致发光器件10背离基底30的一侧。封装层40可以为玻璃层，也可以为有机层和无机层的复合叠层。光学调整层20和透光电极11均设置在基底30与封装层40之间，且透光电极11设置在发光功能层13与基底30之间，即，实现底发射。光学调整层20采用上述亚波长金属线栅。
可选地，反光电极12采用铝、银等高导电率金属制成。
透光电极11采用透光的氧化物导电材料制成，例如，氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。或者，透光电极11采用金属材料(例如，导电率较高的镁、银或二者合金)制成，此时，为了保证透光性，需要将透光电极11的厚度制作的很薄，具体可以在5nm～20nm之间。当透光电极11采用氧化物导电材料时，由于氧化物导电材料本身的电阻率较金属要更大，因此会透光电极11的电阻较大；而透光电极11采用金属材料时，较薄的厚度同样会产生较大的电阻。为了降低透光电极11的整体电阻，优选地，亚波长金属线栅设置在透光电极11的表面，从而与透光电极11并联，降低电极的整体电阻，进而降低压降(IR drop)，从而提高电致发光器件10的亮度和亮度均一性，同时不会增加工艺复杂度。
可选地，发光功能层13具体包括沿逐渐靠近透光电极11的方向依次设置的：电子注入层135、电子传输层134、发光层133、空穴传输层132和空穴注入层131，即，透光电极11作为电致发光器件10的阳极，反光电极12作为电致发光器件10的阴极。
优选地，透光电极11(即，阳极)采用透光的氧化物导电材料制成，反光电极12(即，阴极)采用金属材料制成，从而提高阳极的功函数，降低阴极的功函数，进而减小载流子的注入势垒，提高电致发光器件10的发光效率。
其中，亚波长金属线栅可以采用纳米压印的方式制作在透明电极11的表面。亚波长金属线栅可以采用铝、银等高导电率金属制成。
本发明实施例二提供的背光模组能够产生线偏振光，且提高光效；另外，和现有的背光模组相比，本实施例二的背光模组的结构更简单。
图3为本发明实施例三提供的一种背光模组的结构示意图。本实施例三的背光模组发光的原理和图1相同，这里不再赘述。如图3所示，和上述实施例一、二相同的，本实施例三的背光模组同样包括上述电致发光器件10、光学调整层20、基底30和封装层40。其中，光学调整层20和电致发光器件10设置在基底30与封装层40之间。光学调整层20包括亚波长金属线栅，发光功能层13包括电子注入层135、电子传输层134、发光层133、空穴传输层132和空穴注入层131。
与实施例二不同的是，本实施例三中的透光电极11作为电致发光器件10的阴极，而反光电极12作为电致发光器件10的阳极，即，电子注入层135、电子传输层134、发光层133、空穴传输层132和空穴注入层131是沿逐渐靠近反光电极12的方向依次设置的。透光电极11位于发光功能层13背离基底10的一侧，以实现顶发光。
为了提高阳极的功函数、降低阴极的功函数，在本实施例三中，透光电极11(即，阴极)采用金属材料制成，而为了实现透光，将透光电极11的厚度设置在5nm～20nm之间；另外，反光电极12(即，阳极)设置为透光的氧化物导电层和金属层的叠层，其中，透光的氧化物导电层靠近电子注入层135，例如，反光电极12设置为银/氧化铟锡的叠层，或者设置为氧化铟锡/银/氧化铟锡的叠层。
其中，亚波长金属线栅可以直接制作在透光电极11的表面。而为了防止透光电极11在亚波长金属线栅的制备过程中受到损伤，进一步地，如图3所示，透光电极11与光学调整层20之间还设置有导电的第一保护层14，其中，第一保护层14为透光层，具体可以采用氧化铟锡等透光的氧化物导电材料制成。第一保护层14设置在透光电极11的表面，亚波长金属线栅设置在第一保护层14的表面。在亚波长金属线栅的制备过程中，第一保护层14可以对透光电极11进行保护；另外，第一保护层14和亚波长金属线栅共同作为辅助电极与透光电极11并联，以减小阴极的整体电阻。
本实施例三提供的背光模组能够产生线偏振光，且提高光效；另外，背光模组的结构比现有背光模组的结构更简单。
图4为本发明实施例四提供的一种背光模组的结构示意图，本实施例四的背光模组发光的原理和图1相同，这里不再赘述。如图4所示，和实施例三类似地，本实施例四中的背光模组包括电致发光器件10、光学调整层20、基底30和封装层40。其中，光学调整层13包括亚波长金属线栅。电致发光器件10设置在基底30与封装层40之间，透光电极11位于发光功能层13背离基底的一侧，以实现顶发光。发光功能层13包括沿逐渐靠近反光电极12的方向依次设置：电子注入层135、电子传输层134、发光层133、空穴传输层132和空穴注入层131。
与实施例三不同的是，在本实施例四中，光学调整层20设置在封装层40背离基底10的一侧。光学调整层20可以直接制作在封装层40的表面；也可以制作在其他承载膜层上，再将承载膜层设置在封装层40的表面。另外，光学调整层20背离封装层40的一侧还设置有第二保护层50，以防止亚波长金属线栅受到外界水氧的侵蚀。
图5为本发明实施例五提供的一种背光模组的结构示意图，如图5所示，本实施例五的背光模组与实施例二中的背光模组的结构类似，均包括电致发光器件10、光学调整层20、基底30和封装层40。透光电极11设置在发光功能层13与基底30之间，实现底发射。发光功能层13包括沿逐渐靠近透光电极11的方向依次设置的：电子注入层135、电子传输层134、发光层133、空穴传输层132和空穴注入层131。
与实施例二不同的是，在本实施例五中，光学调整层20设置在基底30背离封装层40的一侧，光学调整层20可以直接制作在基底30的表面，也可以制作在其他承载膜层上，再将承载膜层设置在基底30的表面。光学调整层20背离基底30的一侧设置有第二保护层50。
图6为本发明实施例六提供的一种显示装置的结构示意图，如图6所示，所述显示装置包括液晶显示面板和实施例一至五中任意一种背光模组，液晶显示面板设置在背光模组的出光侧，即设置在光学调整层20背离电致发光器件10的一侧。液晶显示面板包括液晶盒60和设置在液晶盒60背离背光模组一侧的检偏片70。液晶盒60包括阵列基板61、对盒基板62和设置在阵列基板61与对盒基板62之间的液晶层63。
所述显示装置可以为：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。
上述实施例一至五中的背光模组能够产生线偏振光且结构简单，因此，本发明实施例六的显示装置中可以不需要设置起偏片，简化了显示装置的整体结构；另外，由于背光模组能够提高光产生效率，因此，采用背光模组的显示装置的耗能降低。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种背光模组，其特征在于，包括电致发光器件和光学调整层，所述电致发光器件包括层叠设置的透光电极、发光功能层和反光电极，所述发光功能层设置在所述透光电极与所述反光电极之间；所述光学调整层设置在所述透光电极背离所述发光功能层的一侧，用于对偏振方向平行于预定方向的光线进行反射，并对偏振方向垂直于所述预定方向的光线进行透射；所述光学调整层包括亚波长金属线栅，所述亚波长金属线栅包括：间隔设置且沿相同方向延伸的多条金属线，所述预定方向为所述金属线的延伸方向；
所述光学调整层与所述透光电极之间设置有导电的第一保护层，所述第一保护层设置在所述透光电极的表面，所述亚波长金属线栅设置在所述第一保护层的表面。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括封装层和基底，所述电致发光器件设置在所述基底与所述封装层之间；
所述光学调整层设置在所述基底与所述封装层之间；或者，所述透光电极设置在所述发光功能层背离所述基底的一侧，所述光学调整层设置在所述封装层背离所述基底的一侧，所述光学调整层背离所述封装层的一侧设置有第二保护层；或者，所述透光电极设置在所述发光功能层与所述基底之间，所述光学调整层设置在所述基底背离所述封装层的一侧，所述光学调整层背离所述基底的一侧设置有第二保护层。
3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述透光电极采用透光的氧化物导电材料制成。
4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述透光电极采用金属材料制成，所述透光电极的厚度在5nm～20nm之间。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的背光模组，其特征在于，所述发光功能层包括沿逐渐靠近透光电极的方向依次设置的：电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的背光模组，其特征在于，所述发光功能层包括沿逐渐靠近反光电极的方向依次设置的：电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层。
7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至6中任一所述的背光模组和设置在该背光模组出光侧的液晶显示面板，所述液晶显示面板包括液晶盒和设置在所述液晶盒背离所述背光模组一侧的检偏片。
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