CN110242939A - 一种背光模组和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种背光模组和显示装置，背光模组包括：光源，以及依次设置于所述光源的出光侧的量子点膜、二向性膜、第一扩散板；所述二向性膜具有光谱二向性和角度选择性；所述量子点膜接收所述光源产生的激励光，以及受所述激励光激发产生激发光；所述二向性膜部分透射所述激励光、反射另一部分所述激励光，以及透射所述激发光；所述激励光的透过率与其入射角度呈负相关关系；所述第一扩散板对从所述二向性膜透射的所述激励光和所述激发光进行散射。本发明实施例可以实现背光模组出射的光的出光角度均匀分布。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种背光模组和显示装置。
背景技术
量子点(Quantum Dot)是粒径小于或接近激子波尔半径的半导体纳米晶体。量子点三个维度的尺度通常在几纳米至几十纳米之间，内部的电子和空穴在各个方向上的运动均受到限制，量子限域效应(Quantum Confinement Effect)十分明显。由于量子点中的电子和空穴被量子限域，因此量子点通常具有有限个离散的能级。
通常说来，量子点受到光或电的激发，通常会发射出有色光线，而且发射出的光线的波长范围很窄、发光颜色较为纯粹。此外，可以通过调整量子点的组成材料、大小和形状，来调节量子点的发光颜色。因此量子点非常适合用作显示器件的发光材料，而显示器件中的量子点一般为含镉量子点。
由于镉属于有毒物质，所以降低显示器件中的镉含量显得尤为重要。在当前的低镉量子点背光模组中，采用蓝光作为初始光源，在量子点膜的出光侧加入了二向性光学膜，由于二向性光学膜允许蓝光一部分透过，一部分反射，红光和绿光全部透过，在与背板反射片的反射作用下，会有部分蓝光重新入射到量子点膜激发量子点发光，提高了蓝光利用率，降低了量子点浓度。
由于二向性光学膜对入射光除具有光谱二向性，还具有角度选择性，导致当蓝光入射到二向性光学膜后，二向性光学膜对于入射角度较小蓝光透过率大，对于入射角度较大的蓝光透过率小，使得蓝光的出光角度不均匀。
发明内容
本发明针对现有的低镉量子点背光模组的缺点，提出了一种背光模组和显示装置，以解决现在有的低镉量子点背光模组存在的出射光信息分布不均匀的问题。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种背光模组，包括：光源，以及依次设置于所述光源的出光侧的量子点膜、二向性膜、第一扩散板；所述二向性膜具有光谱二向性和角度选择性；
所述量子点膜接收所述光源产生的激励光，以及受所述激励光激发产生激发光；
所述二向性膜部分透射所述激励光、反射另一部分所述激励光，以及透射所述激发光；所述激励光的透过率与其入射角度呈负相关关系；
所述第一扩散板对从所述二向性膜透射的所述激励光和所述激发光进行散射。
本发明实施例还提供了一种背光模组，包括：光源，以及依次设置于所述光源的出光侧的第二扩散板、量子点膜、二向性膜、扩散膜；所述二向性膜具有光谱二向性和角度选择性；
所述量子点膜接收所述光源产生的激励光，以及受所述激励光激发产生激发光；
所述二向性膜部分透射所述激励光、反射另一部分所述激励光，以及透射所述激发光；所述激励光的透过率与其入射角度呈负相关关系；
所述扩散膜对从所述二向性膜透射的所述激励光和所述激发光进行散射。
本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的背光模组。
本发明实施例包括以下优点：
通过在二向性膜的出光侧设置扩散结构，实现对从二向性膜透射的第一波长光、第二波长光、第三波长光进行散射，改善因二向性膜的角度选择性导致的出光角度不均，以实现第一波长光、第二波长光、第三波长光出射角度的均匀分布。
附图说明
图1是本发明的一种背光模组实施例一的结构框图；
图2是本发明的一种背光模组实施例中二向性膜原理图；
图3是本发明的一种背光模组实施例二的结构框图。
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。
参照图1，示出了本发明的一种背光模组实施例一的结构框图，包括：光源112，以及依次设置于所述光源112的出光侧的量子点膜120、二向性膜130、第一扩散板140；所述二向性膜130具有光谱二向性和角度选择性；
所述量子点膜120接收所述光源112产生的激励光，产生激发光，二向性膜130部分透射激励光、反射另一部分激励光，以及全部透射激发光；所述激励光的透过率与其入射角度呈负相关关系；
所述第一扩散板140对从所述二向性膜130透射的激励光和激发光进行散射。由于二向性膜130对不同入射角度的光线具有不同的透过率，导致从二向性膜130出射的光线的出光角度不均匀。而当在二向性膜130的出光侧设置第一扩散板140时，从二向性膜130出射的光线经过扩散层的进一步扩散后，从扩散层出射的光线的出光角度均匀分布，利于图像的显示。
在本发明实施例中，光源112产生的激励光为第一波长光，由激励光激发产生的激发光包括第二波长光和第三波长光。
本发明实施例中，由于在低浓度量子点的显示方案中，会有许多的第一波长光无法激励产生第二波长光和第三波长光，故需设置有二向性膜130，通过二向性膜130对低浓度量子点膜120的激励光进行反射并反向透过低浓度量子点膜120后，激励产生第二波长光和第三波长光，并对第二波长光和第三波长光进行反射，使得被第二波长光和第三波长光透过低浓度量子点膜120和二向性膜130并最终透射出背光模组，从而实现提高激励光的利用率。
二向性膜130具有的光谱二向性是指对特定光信息进行部分透射或者全部透射。在本发明实施例中，二向性膜130具体是对第一波长光进行部分透射和反射，以及对第二波长光、第三波长光全部透射。二向性膜130具有的角度选择性具体是指对不同入射角度的激励光对应不同的透射率，激励光的透过率与激励光的入射角度呈负相关关系。激励光入射至二向性膜130的入射角越小，激励光的透射率越大；反之，激励光入射至二向性膜130的入射角越大，激励光的透射率越小；即当激励光垂直入射至二向性膜130时对应的透射率最大。
参照图2，示出了本发明的一种背光模组实施例中二向性膜130原理图。
在图2中，界面1和界面2分别为二向性膜130的两面。光线I在A点的反射光线，光线I在经过界面1收，会有部分光进行反射，即光线r1。光线I的部分光透射到至界面2后在点B进行反射，并在点C透射，即光线r2。
光线r1和r2的的光程差为
Δ＝n1(AB+BC)-n0AD
并且从图中可以看出以下关系：
AB＝BC＝d1/cosθ1
AD＝AC·sinθ0＝2d1tanθ1·sinθ0
此外，根据折射定律有：
n0·sinθ0＝n1·sinθ1
综上，可得出光程差为：
Δ＝2n1d1cosθ1
对应的相位差为：
2δ＝4πn1d1cosθ1/λ0
当光程差为：
2n1d1cosθ1＝mλ0(m＝0，1，2...)
发生相长干涉，实现提升反射率(增反效果)。
当光程差为：
2n1d1cosθ1＝(2k+1)λ0/2(k＝0，1，2...)
发生相消干涉，实现提升透射率(增透效果)。
通过设置不同的二向性膜的厚度和折射率，可以实现光谱二向性和角度选择性。
所述二向性膜130包括第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜；
多个所述第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜依次相间设置；
任一直线方向上，所述二向性膜的光程差为第一波长的半波长的整数倍。
由于二向性膜130可以有多层相间的第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜，使得光在入射至二向性膜130，可以根据反射条件进行多次反射，从而实现二向性膜130对某一波长范围的光或者指定波长范围光的特定角度的增透效果或者增反效果。
在实际应用中，第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜均为聚合物薄膜。
由于二向性膜130具有光谱二向性和角度选择性，使得从二向性膜130的第一波长光、第二波长光和第三波长光会出现分布不均匀的现象。通过设置有与二向性膜130相对的第一扩散板140，从而对从选择光学膜透射的第一波长光、第二波长光、第三波长光进行散射，以实现第一波长光、第二波长光、第三波长光出射角度的均匀分布。
在本发明实施例中，二向性膜130为二向色性光学膜，第一扩散板140为扩散板，
在本发明实施例中，背光模组还包括：位于所述量子点膜120远离二向性膜130一侧的第一防护膜150，第一防护膜150、量子点膜120、二向性膜130和扩散板140形成一复合结构。
第一防护膜150的材料可以是PET(Polyethylene Glycol Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(Polybutylene Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PVC(Polyvinyl Chloride，聚氯乙烯)、PP(Polypropylene，聚丙烯)、PE(Polyethylene，聚乙烯)、PU(Polyurethane，聚氨基甲酸酯)中的一种或多种。
通过设置的第一防护膜150，可以防止异物侵入，避免对量子点膜120、二向性膜130造成损坏和进行水氧阻隔。
在一种示例中，所述第一防护膜150为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜，第一防护膜150与量子点膜120贴合连接。
在本发明实施例中，第一扩散板不仅能对第一波长光、第二波长光、第三波长光进行散射，使得第一波长光、第二波长光、第三波长光出射背光模组时均匀分布，还能够防止异物从背光模组外部损坏二向性膜130和量子点膜120。
在本发明实施例中，所述背光模组还包括用于承载光源112的背板111，以及位于背板111上且套设于光源112上的光学反射材料113。
所述光源112产生所述第一波长光；
所述发射片113对所述二向性膜130反射的第一波长光进行反射。
光源112可以是产生光信号的电子元件，例如：LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，采用光源112发出第一波长光，并往量子点膜120出射光。
光学反射材料113可以是贴装在底板上且与光源元件位于同一侧，例如：反射片、反射膜等。光学反射材料113对光具有高反射率，可以对第一波长光进行反射，特别地，可以将从二向性膜130反射的第一波波长光进行再次反射，并入射至量子点膜120，量子点膜120受到光学反射材料113反射的第一波长光再次受激产生第二波长光和第三波长光。通过对第一波长光在量子点膜120两侧进行反射，从而提高第一波长光的利用率。
在本发明实施例中，所述量子点膜120包括第一量子点材料、第二量子点材料和扩散粒子；量子点膜中镉的浓度不大于100ppm(Parts Per Million，百万分比浓度)。
所述第一波光激发所述第一量子点材料，产生第二波长光；
所述第一波光激发所述第二量子点材料，产生第三波长光；
所述扩散粒子散射所述第一波长光、第二波长光和第三波长光。
第一量子点材料和第二量子点材料可以是对应不同尺寸的镉化物(例如：硒化镉)。第一量子点光材料能够在受到第一波长光激励下，产生第二波长光，第二量子点光材料能够在受到第一波长光激励下，产生第三波长光，从而使得量子点膜120能够受到第一波长光的激励下，产生两种不同波长的光。
在本发明实施例中，所述第一波长光为蓝光；
所述第二波长光为绿光；
所述第三波长光为红光。
第一波长光的中心波长为447-453纳米，呈蓝色；第二波长光的峰值波长为525-530纳米，呈绿色；第三波长光的峰值波长为630-635纳米，呈红色。
参照图3，示出了本发明的一种背光模组实施例二的结构框图，包括：光源212，以及依次设置于所述光源212的出光侧的第二扩散板250、量子点膜220、二向性膜230、扩散膜242；所述二向性膜230具有光谱二向性和角度选择性；
所述量子点膜220接收所述光源212产生的第一波长光，以及受所述第一波长光激发产生第二波长光和第二波长光；
所述二向性膜230部分透射第一波长光、反射另一部分第一波长光，以及全部透射第二波长光、第三波长光；所述第一波长光的透过率与其入射角度呈负相关关系；
所述扩散膜242对从所述二向性膜230透射的第一波长光、第二波长光和第三波长光进行散射。
扩散膜242能对第一波长光、第二波长光、第三波长光进行散射，使得第一波长光、第二波长光、第三波长光出射背光模组时均匀分布。
由于二向性膜230具有角度选择性，通过在量子点膜220和光源212之间设置第二扩散板250，不仅可以防止异物侵入，对量子点膜220、二向性膜230造成损坏，还能够对光源212发出的第一波长光进散射，使得入射至二向性膜230的第一波长光分布更加均匀，进一步地，使得出射背光模组的光更加均匀。
第二扩散板250的设置能够使得光源212发出的光线均匀入射至量子点膜220，利于均匀激发量子点膜220中的量子点材料。
除了第二扩散板250，所述扩散膜242对从所述二向性膜230透射的激励光和激发光进行散射。由于二向性膜230对不同入射角度的光线具有不同的透过率，导致从二向性膜230出射的光线的出光角度不均匀。而当在二向性膜230的出光侧设置扩散层242时，从二向性膜230出射的光线经过扩散膜的进一步散射扩散后，使得从扩散膜出射的光线的出光角度均匀分布，利于图像的显示。
在本发明实施例中，还包括位于所述扩散膜242远离二向性膜230的一侧还设置有第二防护膜241。
扩散膜242与第二防护膜241、二向性膜230贴合连接。
第二防护膜241能够防止异物从背光模组外部损坏扩散膜242、二向性膜230和量子点膜220。第二防护膜241的材料可以是PET(Polyethylene Glycol Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(Polybutylene Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PVC(Polyvinyl Chloride，聚氯乙烯)、PP(Polypropylene，聚丙烯)、PE(Polyethylene，聚乙烯)、PU(Polyurethane，聚氨基甲酸酯)中的一种或多种。
在一种示例中，所述第二防护膜241为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜。
在本发明实施例中，第二扩散板250、量子点膜220、二向性膜230、扩散膜242、第二防护膜241组成复合结构，依次连接。
在本发明实施例中，所述背光模组还包括用于承载所述光源212的背板211，以及位于背板211上且套设于所述光源212上的光学反射材料213，
所述光学反射材料213对所述二向性膜反射的激励光进行反射。
在本发明实施例中，所述激励光为第一波长光；
所述激发光包括第二波长光和第三波长光；
所述量子点膜包括第一量子点材料、第二量子点材料和扩散粒子；
所述第一波长光激发所述第一量子点材料，产生第二波长光；
所述第一波长光激发所述第二量子点材料，产生第三波长光；
所述扩散粒子散射所述第一波长光、第二波长光和第三波长光。
在本发明实施例中，所述量子点膜中镉的浓度不大于100ppm。
在本发明实施例中，所述二向性膜包括第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜；
多个所述第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜依次相间设置；
任一直线方向上，所述二向性膜的光程差为第一波长的半波长的整数倍。
对于背光模组实施例二而言，由于其与背光模组实施例一相似，所以部分描述得比较简单，相关之处参见背光模组实施例一的部分说明即可。
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。
本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的背光模组。
所述显示装置可以包括但不限于电视、显示器、移动终端中的至少一种。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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实施例范围的所有变更和修改。
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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端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背光模组和一种显示装置，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)
1.一种背光模组，其特征在于，包括：光源，以及依次设置于所述光源的出光侧的量子点膜、二向性膜、第一扩散板；所述二向性膜具有光谱二向性和角度选择性；
所述量子点膜接收所述光源产生的激励光，以及受所述激励光激发产生激发光；
所述二向性膜部分透射所述激励光、反射另一部分所述激励光，以及透射所述激发光；所述激励光的透过率与其入射角度呈负相关关系；
所述第一扩散板对从所述二向性膜透射的所述激励光和所述激发光进行散射。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，还包括：位于所述量子点膜远离所述二向性膜的一侧的第一防护膜；
所述第一扩散板、所述二向性膜、所述量子点膜和第一防护膜为一复合结构。
3.一种背光模组，其特征在于，包括：光源，以及依次设置于所述光源的出光侧的第二扩散板、量子点膜、二向性膜、扩散膜；所述二向性膜具有光谱二向性和角度选择性；
所述量子点膜接收所述光源产生的激励光，以及受所述激励光激发产生激发光；
所述二向性膜部分透射所述激励光、反射另一部分所述激励光，以及透射所述激发光；所述激励光的透过率与其入射角度呈负相关关系；
所述扩散膜对从所述二向性膜透射的所述激励光和所述激发光进行散射。
4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，还包括：位于所述扩散膜远离所述二向性膜的一侧的第二防护膜；
所述第二防护膜、所述扩散膜、所述二向性膜、所述量子点膜、第二扩散板为一复合结构。
5.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，
所述第一防护膜、第二防护膜为PET膜。
6.根据权利要求1-4任一项的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括用于承载所述光源的背板，以及位于背板上且套设于所述光源上的光学反射材料；
所述光学反射材料对所述二向性膜反射的激励光进行反射。
7.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，
所述激励光为第一波长光；
所述激发光包括第二波长光和第三波长光；
所述量子点膜包括第一量子点材料、第二量子点材料和扩散粒子；
所述第一波长光激发所述第一量子点材料，产生第二波长光；
所述第一波长光激发所述第二量子点材料，产生第三波长光；
所述扩散粒子散射所述第一波长光、第二波长光和第三波长光。
8.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，
所述量子点膜中镉的浓度不大于100ppm。
9.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，
所述二向性膜包括第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜；
多个所述第一折光指数薄膜和第二折光指数薄膜依次相间设置；
任一直线方向上，所述二向性膜的光程差为第一波长光的半波长的整数倍。
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。
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