CN109686240B - 一种直下式背光模组以及显示装置 - Google Patents

一种直下式背光模组以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种直下式背光模组以及显示装置，涉及显示技术领域。其中，该直下式背光模组包括：直下式光源基板，包括发光区域和发光区域之间的间隙区域；发光层，位于直下式光源基板的出光侧；半透半反膜，位于发光层的出光侧，半透半反膜划分为第一区域和第二区域，第一区域在直下式光源基板上的正投影与发光区域至少部分重叠，第二区域在直下式光源基板上的正投影与间隙区域至少部分重叠，第一区域的反射率大于第二区域的反射率。本发明实施例中，直下式背光模组进行局部点亮时，半透半反膜上的第一区域可将更多光线反射回发光层，提高了发光层上对应发光区域部分的激发效率，如此，可以减小点亮区域的色度差异，提高了画面色度的均一性。

Description

一种直下式背光模组以及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种直下式背光模组以及显示装置。
背景技术
随着显示控制技术的不断发展，很多直下式背光显示装置逐渐开始采用区域调光(Local Dimming)的控制技术，实现背光模组的局部点亮，从而能够有效降低屏幕显示的功耗。区域调光技术可以将背光模组划分为多个区域，并根据显示内容的不同，分别调节背光模组不同区域的亮度进行显示，以此达到节能的目的。
然而，在实际应用中，在背光模组进行局部点亮时，局部的发光芯片开启，光线会向四周发散，因此各个方向的光线经过发光层时的光程不同。如图1所示，发光芯片01中心的光线经过发光层02时的光程L1较短，而发散到发光芯片01周边的光线经过发光层02时的光程L2较长，因此，发光层02对应发光芯片01中心区域的激发效率较低，而对应发光芯片01周边区域的激发效率较高，如此，将导致点亮区域的中心和周边色度不同，使得画面出现色度不均的现象。
发明内容
本发明提供一种直下式背光模组以及显示装置，以解决现有的背光模组进行局部点亮时，点亮区域的中心和周边出现色度不均的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种直下式背光模组，包括：
直下式光源基板，包括发光区域和所述发光区域之间的间隙区域；
发光层，位于所述直下式光源基板的出光侧；
半透半反膜，位于所述发光层的出光侧，所述半透半反膜划分为第一区域和第二区域，所述第一区域在所述直下式光源基板上的正投影与所述发光区域至少部分重叠，所述第二区域在所述直下式光源基板上的正投影与所述间隙区域至少部分重叠，所述第一区域的反射率大于所述第二区域的反射率。
可选地，所述直下式光源基板还包括包围所述发光区域和所述间隙区域的边缘区域；
所述半透半反膜还包括第三区域，所述第三区域在所述直下式光源基板上的正投影与所述边缘区域至少部分重叠；所述第三区域的反射率大于所述第一区域的反射率。
可选地，所述第三区域与所述第一区域的反射率差值大于或等于10％，且小于或等于40％。
可选地，所述半透半反膜上任一区域的反射率大于或等于20％，且小于或等于80％。
可选地，所述第一区域或所述第三区域的材料包括金属材料。
可选地，所述第二区域的材料包括TiO2和SiO2。
可选地，所述发光层的材料为量子点材料或荧光材料。
可选地，所述直下式光源基板包括电路基板及设置在所述电路基板上的各个蓝光芯片，所述发光区域为所述蓝光芯片所在区域。
可选地，所述直下式背光模组还包括光学膜片，所述光学膜片位于所述半透半反膜的出光侧。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示装置，包括上述直下式背光模组。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
在本发明实施例中，直下式背光模组包括直下式光源基板、发光层和半透半反膜，直下式光源基板包括发光区域和发光区域之间的间隙区域，发光层位于直下式光源基板的出光侧，半透半反膜位于发光层的出光侧。其中，半透半反膜上划分为第一区域和第二区域，第一区域在直下式光源基板上的正投影与发光区域至少部分重叠，第二区域在直下式光源基板上的正投影与间隙区域至少部分重叠，第一区域的反射率大于第二区域的反射率。本发明实施例中，在直下式背光模组进行局部点亮时，半透半反膜上的第一区域可以将更多光线反射回发光层，增大了光线在发光层中的光程，从而提高了发光层上对应发光区域部分的激发效率，如此，可以减小点亮区域的中心和周边的色度差异，提高了画面色度的均一性。
附图说明
图1示出了一种现有显示装置进行局部点亮时的光线示意图；
图2示出了一种现有显示装置的进行局部点亮的发光芯片示意图；
图3示出了一种现有显示装置在全画面点亮时的测试示意图；
图4示出了一种色度x曲线图；
图5示出了一种色度y曲线图；
图6示出了一种现有显示装置在全画面点亮时的光线示意图；
图7示出了本发明实施例一的一种直下式背光模组的结构示意图；
图8示出了本发明实施例一的一种直下式背光模组进行局部点亮时的光线示意图；
图9示出了本发明实施例一的一种直下式背光模组进行全画面显示时的光线示意图；
图10示出了本发明实施例一的另一种直下式背光模组的结构示意图。
附图标记说明：
01-现有显示装置的发光芯片，02-现有显示装置的发光层，03-现有显示装置，04-测试线，10-直下式光源基板，11-电路基板，12-蓝光芯片，20-发光层，30-半透半反膜，31-第一区域，32-第二区域，33-第三区域，40-光学膜片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在对本发明实施例进行详细说明之前，首先对包括现有直下式背光模组的显示装置的画面色度情况进行介绍。
图2示出了一种现有显示装置的进行局部点亮的发光芯片示意图，需要在先说明的是，该显示装置的发光芯片均为蓝光芯片，发光层为红绿量子点膜。在图2所示的局部显示区域中，首先可以点亮位于中心的3号蓝光芯片，从而局部显示区域对应3号蓝光芯片的中心区域最亮，其次由于光线的发散，3号蓝光芯片的周边区域也会发亮，但周边区域的亮度会低于3号蓝光芯片区域的亮度。可以对图2中的1号、2号、3号、4号和5号蓝光芯片正对的显示区域分别进行色度检测和亮度检测，检测结果如下表1所示。参照如下表1，3号蓝光芯片正对的显示区域的色度x值和色度y值最低，且亮度最高，周边蓝光芯片正对的显示区域的色度x值和色度y值依次递增，且亮度依次递减。
表1
蓝光芯片编号 色度x 色度y 亮度(单位：尼特)
1 0.2416 0.2466 12.5
2 0.2168 0.1984 26.41
3 0.1986 0.1635 43.93
4 0.2042 0.1755 37.03
5 0.2322 0.2327 18.23
如图1所示，在现有的显示装置中，3号蓝光芯片中心的光线经过红绿量子点膜时的光程较短，而发散到3号蓝光芯片周边的光线经过红绿量子点膜时的光程较长，因此，红绿量子点膜对应3号蓝光芯片中心区域的激发效率较低，而对应3号蓝光芯片周边区域的激发效率较高，故3号蓝光芯片周边区域的红绿光比例相对3号蓝光芯片中心区域较高，因此，在局部点亮时，蓝光芯片周边区域相对于蓝光芯片中心区域色度较高，尤其是在蓝光芯片中心区域对应的显示区域呈白色(色度x为0.30，色度y为0.30)时，该显示区域的边缘将会呈现偏黄现象，也即产生画面色度不均的问题。
进一步的，还可以对现有显示装置在全画面显示时的画面色度情况进行介绍。
图3示出了一种现有显示装置在全画面点亮时的测试示意图，如图3所示，可以在现有显示装置03进行全白画面(色度x为0.30，色度y为0.30)显示时，沿测试线04进行色度检测，从而获得图4所示的色度x曲线，以及图5所示的色度y曲线，其中，图4和图5中的横坐标为测试点沿测试线04移动的距离。参照图4和图5，在相对靠近显示中心的位置，色度x值较高，色度y值也较高，而越靠近现有显示装置03的边缘处，色度x值越低，色度y值也越低。
图6示出了一种现有显示装置在全画面点亮时的光线示意图，如图6所示，在进行全白画面显示时，对于中间的大部分显示区域，其中的光线是由正对的蓝光芯片发出的蓝光及其激发的红绿光，以及相邻蓝光芯片发出的少数蓝光及其激发的红绿光混合而成，参见图6中的椭圆形虚线区域，由于相邻蓝光芯片激发的红绿光进行补充，因此，中间的大部分显示区域将显示为白色。然而，对于显示区域边缘处，其中的光线是由最边缘的蓝光芯片发出的蓝光及其激发的红绿光，以及相邻的内部蓝光芯片发出的少数蓝光及其激发的红绿光混合而成，参见图6中的矩形虚线区域，相对于中间的大部分显示区域，显示区域边缘处的相邻蓝光芯片较少，因而红绿光比例较低。因此，在现有显示装置进行全白画面显示时，现有显示装置的边缘处将会呈现偏蓝现象，也即产生画面色度不均的问题。
综上所述，针对现有的显示装置进行测试分析之后，提出了本发明实施例中的直下式背光模组以及显示装置，以解决现有显示装置在局部点亮时局部边缘偏黄，以及在全画面显示时画面边缘偏蓝的色度不均现象。
实施例一
图7示出了本发明实施例一的一种直下式背光模组的结构示意图。参照图7，该直下式背光模组包括直下式光源基板10、发光层20和半透半反膜30。其中，直下式光源基板10包括发光区域和发光区域之间的间隙区域。发光层20位于直下式光源基板10的出光侧，半透半反膜30位于发光层的出光侧。半透半反膜30可以划分为第一区域31和第二区域32，第一区域31在直下式光源基板10上的正投影与发光区域至少部分重叠，第二区域32在直下式光源基板10上的正投影与间隙区域至少部分重叠，第一区域31的反射率大于第二区域32的反射率。
参照图7，直下式光源基板10包括电路基板11和及设置在电路基板11上的各个蓝光芯片12，相应的，直下式光源基板10上的发光区域为蓝光芯片12所在区域，具体地，每个蓝光芯片12的顶面为一个发光子区域，各个发光子区域组成直下式光源基板10的发光区域。在实际应用中，电路基板11具体可以是柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)，或者印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)等电路基板，蓝光芯片12具体可以是LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)蓝光芯片，本发明实施例对此不作具体限定。在具体应用中，直下式光源基板10与发光层20之间保留有一定的混光距离。
另外，在实际应用时，发光层20的材料可以为量子点材料或荧光材料等受激发光的材料。例如当直下式光源基板10中的发光芯片为蓝光芯片时，发光层20具体可以为红绿量子点膜或红绿荧光材料层，从而发光层20可以在蓝光的激发下，发出红光和绿光。
在本发明实施例中，半透半反膜30上不同区域的反射率不同。参照图7，在一种实现方式中，半透半反膜30上与直下式光源基板10的发光区域正对的区域可以为第一区域31，半透半反膜30上与直下式光源基板10的间隙区域正对的区域可以为第二区域32，也即第一区域31在直下式光源基板10上的正投影可以与发光区域恰好重叠，第二区域32在直下式光源基板10上的正投影可以与间隙区域恰好重叠。
图8示出了一种直下式背光模组进行局部点亮时的光线示意图。由于在现有显示装置进行局部点亮时，局部点亮区域的中心区域光程较短，而局部点亮区域的边缘处光程较长，使得中心区域和边缘处的色度存在一定的差异。而参照图8，对于本发明实施例中的直下式背光模组，半透半反膜30上第一区域31的反射率可以大于第二区域32的反射率，由于半透半反特性，第一区域31可以将一部分初始光线透射出去，而将另一部分初始光线反射回发光层20中，参见图8中的椭圆形虚线区域，从而增大了中心区域的光线在发光层20中的光程，而第二区域32的反射率较低，透射率较高，因而边缘处的光线在发光层20中的光程变化较小，如此，使得中心区域的光线在发光层20中的光程，与边缘处的光线在发光层20中的光程基本相同。对应中心区域的发光层区域的激发效率随光程的增大而相应提高，使得对应中心区域的发光层区域发出更多的红绿光，中心区域的红绿光比例增大，从而中心区域的色度值相应降低，能够消除局部点亮区域边缘处的偏黄现象，提高了画面色度的均一性。
进一步的，直下式光源基板10还可以包括包围发光区域和间隙区域的边缘区域，相应的，半透半反膜30还可以包括第三区域33，其中，第三区域33在直下式光源基板10上的正投影与边缘区域至少部分重叠，第三区域33的反射率大于第一区域31的反射率。参照图7，在一种实现方式中，半透半反膜30上与直下式光源基板10的边缘区域正对的区域可以为第三区域33，也即第三区域33在直下式光源基板10上的正投影可以与边缘区域恰好重叠。
图9示出了一种直下式背光模组进行全画面显示时的光线示意图。由于在现有显示装置进行全画面显示时，相对于显示区域的中间大部分区域，显示区域边缘处更缺乏相邻蓝光芯片激发的红绿光，因而边缘区域的红绿光比例较低，使得中间大部分区域和边缘区域的色度存在一定的差异。而参照图9，对于本发明实施例中的直下式背光模组，半透半反膜30上第三区域33的反射率可以大于相邻的第一区域31的反射率，由于半透半反特性，第三区域33可以将一部分初始光线透射出去，而将另一部分初始光线反射回发光层20中，参见图9中的椭圆形虚线区域，从而增大了边缘区域的光线在发光层20中的光程，而第一区域31的反射率低于第三区域33的反射率，因而第一区域31的光线在发光层20中的光程相对第三区域33变化较小，如此，使得中间大部分区域的光线在发光层20中的光程，与边缘区域的光线在发光层20中的光程基本相同。对应边缘区域的发光层区域的激发效率随光程的增大而相应提高，使得对应边缘区域的发光层区域发出更多的红绿光，边缘区域的红绿光比例增大，从而能够消除全画面显示时边缘处的偏蓝现象，提高了画面色度的均一性。
在具体应用中，第三区域33与第一区域31的反射率差值可以大于或等于10％，且小于或等于40％。半透半反膜30上任一区域的反射率可以大于或等于20％，且小于或等于80％，也即是半透半反膜30上各个区域的反射率可以在20％到80％的范围内进行调整。
半反半透膜30的各个区域均可以采用多层高折射率材料和多层低折射率材料层叠设置而成，其中，多层高折射率材料和多层低折射率材料可以交替叠加，从而实现半透半反膜的特性。在一种实现方式中，第一区域或第三区域的材料可以包括金属材料，例如银、银镁合金等等，采用金属材料能够提高第一区域或第三区域的反射率。另外，在一种实现方式中，第二区域的材料可以包括TiO2和SiO2，也即是可以采用TiO2作为高折射率材料，SiO2作为低折射率材料。当然，在实际应用中，还可以采用其他材料制作半反半透膜30，本发明实施例对此不作具体限定。
需要说明的是，选取材料的不同，或者设置的材料层数的不同，都会导致半透半反膜的反射率有所不同，因此，在半反半透膜的具体制作过程中，可以通过选择不同的高折射率材料和低折射率材料，和/或设置不同的材料层数，来调整半透半反膜上各个区域的反射率，本发明实施例对此不作具体限定。
在本发明实施例中，由于半透半反膜30的局部反射率不同，因此可以采用分区域制作的方法制备，例如可以通过掩膜版依次制作半透半反膜30的第一区域31、第二区域32和第三区域33。在一种实现方式中，可以直接在发光层20上制备半透半反膜30，而在另一种实现方式中，还可以事先另行制备半透半反膜30，然后再将半透半反膜30与发光层20贴合，本发明实施例对此不作具体限定。
进一步的，参照图10，直下式背光模组还包括光学膜片40，其中，光学膜片40位于半透半反膜30的出光侧，用以对光线进行进一步的光学处理，从而获得显示所需的光线。在实际应用中，光学膜片40可以包括扩散片、棱镜片等光线处理膜片，本发明实施例对于光学膜片中的膜片及其数量不作具体限定。
还需要说明的是，上述各个图示中仅示出了第一区域31在直下式光源基板10上的正投影与发光区域恰好重叠，以及第二区域32在直下式光源基板10上的正投影与间隙区域恰好重叠的情况，而在实际应用中，第一区域31在直下式光源基板10上的正投影也可以与发光区域部分重叠，或者完全覆盖发光区域，同样的，第一区域31在直下式光源基板10上的正投影也可以与发光区域部分重叠，或者完全覆盖发光区域，也即第一区域31的面积也可以略大于或略小于发光区域的面积，第二区域32的面积也可以略大于或略小于间隙区域的面积，本发明实施例对此不作具体限定。
另外，在上述涉及光线路径的各个图示中，为了便于介绍原理，仅示例性地示出了光线在半透半反膜中的第一次反射和透射。类似地，在上述涉及光线路径的各个图示中，为了便于介绍原理，光线在各个膜层边界产生的折射也未示出。上述各个图示中的光线路径并不对本发明构成限定。
在本发明实施例中，直下式背光模组包括直下式光源基板、发光层和半透半反膜，直下式光源基板包括发光区域和发光区域之间的间隙区域，发光层位于直下式光源基板的出光侧，半透半反膜位于发光层的出光侧。其中，半透半反膜上划分为第一区域和第二区域，第一区域在直下式光源基板上的正投影与发光区域至少部分重叠，第二区域在直下式光源基板上的正投影与间隙区域至少部分重叠，第一区域的反射率大于第二区域的反射率。本发明实施例中，在直下式背光模组进行局部点亮时，半透半反膜上的第一区域可以将更多光线反射回发光层，增大了光线在发光层中的光程，从而提高了发光层上对应发光区域部分的激发效率，如此，可以减小点亮区域的中心和周边的色度差异，提高了画面色度的均一性。
实施例二
本发明实施例还公开了一种显示装置，包括上述直下式背光模组。
在本发明实施例中，显示装置中的直下式背光模组包括直下式光源基板、发光层和半透半反膜，直下式光源基板包括发光区域和发光区域之间的间隙区域，发光层位于直下式光源基板的出光侧，半透半反膜位于发光层的出光侧。其中，半透半反膜上划分为第一区域和第二区域，第一区域在直下式光源基板上的正投影与发光区域至少部分重叠，第二区域在直下式光源基板上的正投影与间隙区域至少部分重叠，第一区域的反射率大于第二区域的反射率。本发明实施例中，在显示装置进行局部点亮时，半透半反膜上的第一区域可以将更多光线反射回发光层，增大了光线在发光层中的光程，从而提高了发光层上对应发光区域部分的激发效率，如此，可以减小点亮区域的中心和周边的色度差异，提高了画面色度的均一性。
本领域技术人员应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和结构并不一定是本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种直下式背光模组以及显示装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种直下式背光模组，其特征在于，包括：
直下式光源基板，包括发光区域和所述发光区域之间的间隙区域；
发光层，位于所述直下式光源基板的出光侧；
半透半反膜，位于所述发光层的出光侧，所述半透半反膜划分为第一区域和第二区域，所述第一区域在所述直下式光源基板上的正投影与所述发光区域完全重叠，所述第二区域在所述直下式光源基板上的正投影与所述间隙区域完全重叠，所述第一区域的反射率大于所述第二区域的反射率。
2.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式光源基板还包括包围所述发光区域和所述间隙区域的边缘区域；
所述半透半反膜还包括第三区域，所述第三区域在所述直下式光源基板上的正投影与所述边缘区域至少部分重叠；所述第三区域的反射率大于所述第一区域的反射率。
3.根据权利要求2所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第三区域与所述第一区域的反射率差值大于或等于10％，且小于或等于40％。
4.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述半透半反膜上任一区域的反射率大于或等于20％，且小于或等于80％。
5.根据权利要求3所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第一区域或所述第三区域的材料包括金属材料。
6.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述第二区域的材料包括TiO2和SiO2。
7.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述发光层的材料为量子点材料或荧光材料。
8.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式光源基板包括电路基板及设置在所述电路基板上的各个蓝光芯片，所述发光区域为所述蓝光芯片所在区域。
9.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组还包括光学膜片，所述光学膜片位于所述半透半反膜的出光侧。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的直下式背光模组。
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