CN109782492B - 光源模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源模组，包括：基板；多个发光源，间隔排列于所述基板上；第一光学胶层，设置于所述基板上，各个所述发光源嵌设于所述第一光学胶层中，所述第一光学胶层与各个所述发光源高度平齐；以及第二光学胶层，设置于所述第一光学胶层与各个所述发光源远离所述基板一侧；所述第一光学胶层中设置有光扩散粒子，所述第一光学胶层折射率大于等于所述第二光学胶层的折射率，所述第一光学胶层与所述第二光学胶层用于共同对所述发光源出射的光线进行扩散，扩散后的所述光线从所述第二光学胶层远离所述基板的一侧出射。本发明还提供一种显示装置。

Description

光源模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种光源模组及包括该光源模组的显示装置。

背景技术

显示设备或照明设备中，通常包括光源模组，一种应用广泛的发光源模组类型为包括多个发光源的阵列式结构，各个上述发光源可独立发光，上述发光源可为发光二极管等。

请参阅图1，其示出了现有技术中的一种光源模组10的结构，光源模组10包括多个光源11以及覆盖各个光源11的侧面和顶面的扩散胶层12，以及设置于扩散胶层12上的光学膜层13。扩散胶层12具有较大的雾度值(一般大于92％)，用于将各个光源11发射的光线朝各个方向扩散，以使得光线从扩散胶层12靠近光学膜层13的一侧出射时，光源模组10出射的光面积更大，亮度更均匀。

但，雾度较高的扩散胶层12的光穿透度较低，使得从各个光源11出射的光线的利用率降低，造成从扩散胶层12靠近光学膜层13的一侧出射的光亮度较低，不满足照明或显示要求。另，为了达到较好的光扩散效果，同时用于支撑上层的光学膜层13，扩散胶层12厚度较大，则进一步降低光穿透率，从而降低光源11出射的光的利用率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种发光面较宽且光利用率较高的光源模组。

本发明一方面提供一种光源模组，包括：

基板；

多个发光源，间隔排列于所述基板上；

第一光学胶层，设置于所述基板上，各个所述发光源嵌设于所述第一光学胶层中，所述第一光学胶层与各个所述发光源高度平齐；以及

第二光学胶层，设置于所述第一光学胶层与各个所述发光源远离所述基板一侧；

所述第一光学胶层中设置有光扩散粒子，所述第一光学胶层折射率大于等于所述第二光学胶层的折射率，所述第一光学胶层与所述第二光学胶层用于共同对所述发光源出射的光线进行扩散，以使扩散后的所述光线从所述第二光学胶层远离所述基板的一侧出射。

本发明另一方面提供一种显示装置，包括：

光源模组，所述光源模组为如上述的光源模组，用于出射光源光；以及

显示模组，设置于所述光源模组远离所述基板的一侧，用于接收所述光源光并根据所述光源光进行显示。

本发明实施例提供的光源模组，包括发光源、第一光学胶层及第二光学胶层，第一光学胶层中填充光扩散粒子，以提高雾度值，增大发光源发出的光线的发散角，以增大光线出射时的发光面积，第二光学胶层设置为折射率小于第一光学胶层，则根据光折射定律，光线从第一光学胶层入射至第二光学胶层时发散角进一步增大，本发明实施例提供的光源模组，通过第一光学胶层与第二光学胶层共同增大发光源的光的发散角，不仅可使得发光面积增大，还可实现减少光损耗，提高发光源的光利用率，增大光源模组的发光强度。

附图说明

图1为现有技术中光源模组的剖面结构示意图。

图2为实施例一提供的光源模组的剖面结构示意图。

图3为实施例一提供的光源模组中发光源的阵列结构示意图。

图4为图2中光源模组中光路示意图。

图5为模拟对比例中光源模组工作时的光强。

图6为模拟实施例一中光源模组工作时的光强。

图7为对比例中光源模组的发光效果示意图。

图8为实施例一中光源模组的发光效果示意图。

图9为实施例二提供的光源模组的剖面结构示意图。

图10为图9中光源模组中光路示意图。

图11为实施例三提供的光源模组的剖面结构示意图。

图12为本发明实施例提供的显示装置的模块结构示意图。

主要元件符号说明

光源模组 10、20、30、40、51

基板 21

发光源 22

侧面 221

顶面 222

第一光学胶层 23

第二光学胶层 24

光学胶子层 241、242

光学膜片 25

侧壁 26

折射角(发散角) θ₁₁、θ₁₂、θ₂₀、θ₂₁、θ₂₂

光折射率 n₀、n₁、n₂、n₃......n_n

厚度 T、t、t₀、t₁、t₂、t₃......t_n

间距 Pitch

光扩散层 41、42

显示装置 50

显示模组 52

光源 11

扩散胶层 12

光学膜层 13

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

实施例一

本实施例提供的光源模组，于一实施例中，其可作为显示装置的背光源(直下式)，在显示装置中搭配显示面板实现显示功能。

请参阅图2，本实施例提供的光源模组20，包括基板21、设置于基板21上相互间隔排列的多个发光源22、设置于基板21上的第一光学胶层23及设置于第一光学胶层23上的第二光学胶层24。

基板21为电路板，其上设置有电路结构(图未示)，各个发光源22阵列式排布于基板21上(参阅图3)，通过电路结构通电并发光，发光源22为发光二极管(Light EmittingDiode，LED)，本实施例中，发光源22为迷你发光二极管(Mini Light Emitting Diode，MiniLED)，也即亚毫米级发光二极管，Mini LED的尺寸通常为一百到几百微米；于其他实施例中，也可以为其他尺寸的发光二极管，此处不再赘述。

请继续参阅图2，本实施例中，光源模组20还包括设置于第二光学胶层24远离基板21一侧的光学膜片25，光学膜片25可以包括增亮片(如棱镜片)、全息滤光膜片、增亮膜片及反射式扩散片中的一种或几种，且不以上述为限。光学膜片25可以为一个或多个。

基板21边缘还设置有侧壁26，侧壁26与基板21共同围合形成一收容空间，该收容空间用于容纳多个发光源22、第一光学胶层23、第二光学胶层24及光学膜片25。

请继续参阅图2，第一光学胶层23设置于基板21上未设置发光源22的区域，且与基板21直接接触，包围各个发光源22的侧面221，也即，各个发光源22嵌设于第一光学胶层23中。

发光源22发出的光从发光源22的侧面221及顶面222出射，第一光学胶层23包围各个发光源22的侧面221，第一光学胶层23中设置有光扩散粒子(例如三氧化二铝、氧化硅等)使其具有高雾度值(一般雾度值大于92％)，可增大光线的发散角，则从发光源22的侧面221出射的光线的发散角被第一光学胶层23增大，以使光线从第一光学胶层23远离基板21的一侧出射时，发光面积增大。

为使得从发光源22的侧面221出射的光线皆入射至第一光学胶层23，被第一光学胶层23增大发散角，提高发光源22的光利用率，第一光学胶层23的厚度应大于等于各个发光源22的高度。第一光学胶层23的厚度大于各个发光源22的高度时，厚度大于高度的多余空间造成光源模组20整体厚度增大，不利于光源模组20的轻薄化，因此，本实施例中，第一光学胶层23的厚度设置为等于各个发光源22的高度。

请继续参阅图2，第二光学胶层24设置于第一光学胶层23与各个发光源22远离基板21的一侧，第二光学胶层24直接接触第一光学胶层23及各个发光源22的顶面222。从第一光学胶层23远离基板21一侧及从发光源22顶面222出射的光入射至第二光学胶层24。其中，第一光学胶层23与第二光学胶层24的材质可相同可不同，第二光学胶层24不填充光扩散粒子，且第一光学胶层23的折射率大于等于第二光学胶层24的折射率，本实施例中，第一光学胶层23的折射率大于第二光学胶层24的折射率。

请参阅图4，本实施例中，光束从发光源22的侧面221出射后直接入射至第一光学胶层23，发散角为θ₁₁，该光束从第一光学胶层23远离基板21一侧出射并入射至第二光学胶层24，发散角进一步变为θ₁₂，根据光折射定律可知，折射率与折射角(本实施例中可对应为光的发散角)成反比，由于第一光学胶层23的折射率大于等于第二光学胶层24的折射率，因此θ₁₂＞θ₁₁。则，本实施例中，第二光学胶层24未添加光扩散粒子，也可实现增大光发散角。

本实施例中，第一光学胶层23对光的发散角的增大(相较于光以空气作为传播介质而言)作用是由于其包含光扩散粒子，雾度值较大，而第二光学胶层24中光的发散角进一步扩大(相较于以第一光学胶层23作为传播介质而言)是因为其折射率小于第一光学胶层23。也即，第一光学胶层23对光的发散角的增大作用依赖高雾度值，但高雾度值由填充光扩散粒子实现，由于光扩散粒子会一定程度吸收光能，将导致光在第一光学胶层23中的穿透率降低，光能损耗增大，因此若仅采用第一光学胶层23增大光的发散角，当第一光学胶层23厚度较大时，易导致光的损耗较大而无法满足光强要求；而第二光学胶层24中并未填充光扩散粒子，其光穿透率大于第二光学胶层24，并且，由于其折射率小于第一光学胶层23，也可实现扩大光的发散角，但其对发散角的扩大效果相较于第一光学胶层23较弱，若仅采用第二光学胶层24实现扩大光的发散角，需要设置较大厚度的第二光学胶层24以得到较大发光面积的光源模组20，不利于光源模组20的轻薄化。

因此本实施例中的光源模组20，通过第一光学胶层23与第二光学胶层24共同增大发光源22的光的发散角，不仅可使得光从第一光学胶层23远离基板21一侧出射时，发光面积增大，还可实现减少光损耗，提高发光源22的光利用率，增大光源模组20的发光强度。

请同时参阅图2～图6，图5与图6分别为模拟对比例中光源模组与本实施例中光源模组20工作时出射的光强，其中，对比例中的光源模组为如图1所示的光源模组10，其与本实施例中光源模组20的区别主要在于光源模组10中仅包括扩散胶层12，而本实施例提供的光源模组20同时包括第一光学胶层23及第二光学胶层24。图5中对比例中光源模组10的最大光强为2.12×10⁵，图6中本实施例光源模组20最大光强为2.26×10⁵，本实施提供的光源模组20相较于对比例，光强增加了6.6％。

请同时参阅图7与图8，图7与图8分别为实验结果中对比例中光源模组10与本实施例中光源模组20工作时发光效果的示意图，可见，本实施例中光源模组20相较于对比例，发光均匀性明显提升。

实施例二

请参阅图9，本实施例提供的光源模组30，与实施例一的区别在于，第二光学胶层24包括多个依次层叠设置的光学胶子层，以下仅对与实施例一中的区别部分进行详细说明。

将第一光学胶层23的光折射率表示为n₀，光学胶子层的折射率依次表示为n₁、n₂、n₃......n_n，其中n₀≥n₁≥n₂≥n₃......≥n_n，最靠近第一光学胶层23的光学胶子层的光折射率为n₁，最远离第一光学胶层23的光学胶子层241的折射率为n_n。将第一光学胶层23的厚度表示为t₀，各个光学胶子层的厚度依次表示为t₁、t₂、t₃......t_n，其中，最靠近第一光学胶层23的光学胶子层的厚度为t₁，最远离第一光学胶层23的光学胶子层的厚度为t_n，发光源22之间的间距(两相邻发光源22的中心点的距离)表示为pitch，则满足下式：

n₀t₀+n₁t₁+n₂t₂+n₃t₃+......+n_n t_n＝pitch (1)

请继续参阅图9，本实施例中，第二光学胶层24包括两个依次层叠设置的光学胶子层，分别为光学胶子层241及光学胶子层242，光学胶子层241与光学胶子层242的光折射率依次表示为n₁、n₂，厚度依次表示为t₁、t₂，第一光学胶层23的光折射率表示为n₀，厚度表示为t₀，发光源22之间的间距表示为pitch，则根据式(1)，有：

n₀t₀+n₁t₁+n₂t₂＝pitch (2)

其中，n₁、n₂的具体取值、t₁、t₂的具体取值无特别要求，只需满足式(2)即可。

例如于一实施例中，pitch值为1.76mm，第一光学胶层23折射率n₀为1.59，光学胶子层241及光学胶子层242折射率与第一光学胶层23折射率不同，n₁及n₂皆为1.41，则为了满足式(2)，t₀、t₁、t₂的一种具体取值分别可为0.2mm、0.5mm、0.5mm，也即：

0.5mm*1.41+0.5mm*1.41+0.2mm*1.59＝1.76mm

于另一实施例中，pitch值为1.76mm，第一光学胶层23折射率n₀为1.59，光学胶子层241及光学胶子层242折射率与第一光学胶层23折射率不同，n₁及n₂皆为1.51，则为了满足式(2)，t₀、t₁、t₂的一种具体取值分别可为0.15mm、0.5mm、0.5mm，也即：

0.5mm*1.51+0.5mm*1.51+0.15mm*1.59＝1.76mm

各个光学胶子层厚度表示为t(包括t₀、t₁、t₂、t₃......t_n)，则0.15mm≤t≤0.5mm，若厚度小于0.15mm，会增加制作工艺的难度，甚至在工艺上难以实现，且即便工艺上可达到小于0.15mm，也会导致制作成本大大提升；若厚度大于0.5mm，易导致增大发光源22发出光线的损耗，降低光利用率。对应上述各个光学胶子层的厚度范围，本实施例中，第一光学胶层23与第二光学胶层24厚度之和表示为T，则0.65mm≤T≤2.20mm。

如上述的，第二光学胶层24包括光学胶子层241及光学胶子层242，请参阅图10，本实施例中，光折射率n₀＞n₁＞n₂，根据折射定律，光在第一光学胶层23中的折射角(也即光的发散角)θ₂₀小于在光学胶子层241中的折射角θ₂₁，光在光学胶子层241中的折射角θ₂₁小于在光学胶子层242中的折射角θ₂₂，也即，光沿发光源22、第一光学胶层23、光学胶子层241及光学胶子层242的路径传播过程中，其发散角逐渐增大，则本实施例中，由于第二光学胶层24包括光学胶子层241及光学胶子层242两层，光的发散角被增大两次，相较于实施例一，光源模组30发光面积进一步增大。于其他实施例中，第二光学胶层24包括更多的光学胶子层，光的发散角被增大的次数更多，可获得更大的发光面积。

因此，本实施例提供的光源模组30，可实现如实施例一中所述的所有有益效果，并且在此基础上，进一步增大了光源模组30的发光面积。

实施例三

请参阅图11，本实施例提供的光源模组40，与实施例二的区别在于，还包括至少一个光扩散层，以下仅对与实施例二中的区别部分进行详细说明。

本实施例中，光源模组40包括两个光扩散层，分别为设置于光学胶子层241及光学胶子层242之间的光扩散层41，及设置于光学胶子层242与光学膜片25之间的光扩散层42。光扩散层41及光扩散层42中皆填充有光扩散粒子，因此具有高雾度值(大于92％)，可用于增大光线的扩散角。应当理解，本实施例提供的光源模组40，可实现如实施例二中所述的所有有益效果，并且在此基础上，通过增设光扩散层41及光扩散层42，进一步增强对发光源22发出光线的扩散角的增大效果，使得最终从光扩散层42入射至光学膜片25时，发光面积更大，发光强度更加均匀，提高光线柔和度。

请参阅图12，本发明实施例还提供一种显示装置50，包括层叠设置的光源模组51和显示模组52，其中，光源模组51如上述实施例一～三中任一项所述的光源模组，其用于出射光源光(也即从光学膜片25出射的光)，显示模组52设置于光源模组远离基板21的一侧，用于接收光源光并根据光源光进行显示，本实施例中，显示模组52为液晶显示面板。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种光源模组，其特征在于，包括：

基板；

多个发光源，间隔排列于所述基板上，且每一个发光源的侧面及顶面作为发光面，且所述每一个发光源的顶面远离基板表面；

第一光学胶层，设置于所述基板上，各个所述发光源嵌设于所述第一光学胶层中，所述第一光学胶层与各个所述发光源高度平齐；以及

第二光学胶层，设置于所述第一光学胶层与各个所述发光源远离所述基板一侧，且直接接触所述第一光学胶层及各个发光源的顶面；

所述第一光学胶层中设置有光扩散粒子，所述第二光学胶层不填充光扩散粒子，所述第一光学胶层折射率大于等于所述第二光学胶层的折射率，所述第一光学胶层与所述第二光学胶层用于共同对所述发光源出射的光线进行扩散，以使扩散后的所述光线从所述第二光学胶层远离所述基板的一侧出射。

2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述第二光学胶层包括多个依次层叠设置的光学胶子层；

将所述第一光学胶层的折射率表示为n₀，各个所述光学胶子层的折射率依次表示为n₁、n₂、n₃......n_n，则n₀≥n₁≥n₂≥n₃...... ≥n_n，其中，最靠近所述第一光学胶层的光学胶子层的折射率为n₁，最远离所述第一光学胶层的光学胶子层的折射率为n_n。

3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，将所述第一光学胶层的厚度表示为t₀，各个所述光学胶子层的厚度依次表示为t₁、t₂、t₃......t_n，其中，最靠近所述第一光学胶层的光学胶子层的厚度为t₁，最远离所述第一光学胶层的光学胶子层的厚度为t_n，所述发光源间距表示为pitch；满足：

n₀ t₀+ n₁ t₁+ n₂ t₂+ n₃ t₃+ n_n t_n=pitch。

4.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，各个所述光学胶子层厚度为t，0.15mm≤t≤0.5mm。

5.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，还包括两个光扩散层和形成于所述第二光学胶层远离所述基板一侧的光学膜片，其中一所述光扩散层设置于各个所述光学胶子层之间，另一所述光扩散层设置于所述光学胶子层与所述光学膜片之间。

6.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述第一光学胶层与所述第二光学胶层的厚度之和为T，0.65mm≤T≤2.20mm。

7.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述发光源为发光二极管。

8.一种显示装置，其特征在于，包括：

光源模组，所述光源模组为如权利要求1-7任意一项所述的光源模组，用于出射光源光；以及

显示模组，设置于所述光源模组远离所述基板的一侧，用于接收所述光源光并根据所述光源光进行显示。

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