CN110501845A - 背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光模组及显示装置，包括：基板；排布在所述基板上的多个发光二极管；阵列排布的多个分区，每个所述分区内设置有至少一个所述发光二极管；设置在所述基板上的至少一个光栅结构；位于所述发光二极管和所述光栅结构远离所述基板一侧的光学膜材；所述光栅结构设置在相邻两个所述分区之间，且所述光栅结构的透过率大于零；在垂直于所述背光模组出光面的方向上，所述基板和所述光学膜材之间的距离为H，所述光栅结构靠近所述基板的一侧和所述光栅结构远离所述基板的一侧之间的距离为h，h＜H。本发明能够改善背光模组发光的均匀性，提升显示装置的显示效果。

Description

背光模组及显示装置

【技术领域】

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及包括该背光模组的显示装置。

【背景技术】

背光模组为液晶显示面板的关键零部件之一，功能在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示图像。

随着显示技术的发展，液晶显示面板的适用场景也在逐步扩大。对于车载显示屏等领域，随着车载显示清晰化，多元化发展，以及电动汽车和智能汽车的市占比提升，低功耗高对比度的车载显示将逐渐增多。而改善液晶显示面板的对比度和功耗最有效的对策就是通过使用局部调光(Local dimming)技术来实现，也就是将背光模组中的发光二极管分区进行调控。

然而，由于采用局部调光技术的直下式背光模组及相应的发光二极管芯片的成本相当昂贵，目前还未用于实际商用车的车载显示屏中。在此背景下，采用较低数量分区的背光模组可有效降低成本，在车载显示屏中最有可能率先实现量产。但背光模组采用的分区数越少，其光区就越大，发光效果就越容易对液晶显示面板的整面显示效果造成不良影响。

【发明内容】

为了解决上述技术问题，本发明提供一种背光模组及包括该背光模组的显示装置。

第一方面，本发明提供一种背光模组，包括：基板；排布在所述基板上的多个发光二极管；阵列排布的多个分区，每个所述分区内设置有至少一个所述发光二极管；设置在所述基板上的至少一个光栅结构；位于所述发光二极管和所述光栅结构远离所述基板一侧的光学膜材；所述光栅结构设置在相邻两个所述分区之间，且所述光栅结构的透过率大于零；在垂直于所述背光模组出光面的方向上，所述基板和所述光学膜材之间的距离为H，所述光栅结构靠近所述基板的一侧和所述光栅结构远离所述基板的一侧之间的距离为h，h＜H。

第二方面，本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述第一方面所提供的背光模组。

与现有技术相比，本发明实施例提供的背光模组和显示装置通过在相邻的发光二极管分区之间设置光栅结构，使得发光二极管发出的大角度光可以被阻隔掉一部分，从而减小了不同分区之间的光晕，改善了背光模组发光的均匀性，提升了显示装置的显示效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种背光模组的俯视示意图；

图2是图1中沿AA’方向的一种剖视示意图；

图3是相邻分区之间不设置光栅结构和设置光栅结构时背光模组发光的效果模拟图；

图4是本发明实施例提供的另一种背光模组的剖视示意图；

图5是光线经过图4的光栅结构时的光路示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种背光模组的俯视示意图；

图7是图6中沿AA’方向的一种剖视示意图；

图8是本发明实施例提供的再一种背光模组的剖视示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种背光模组的俯视示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种背光模组的剖视示意图；

图11是图10中光栅结构的放大示意图；

图12是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的一种具体的显示装置的结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述装置，但这些装置不应限于这些术语。这些术语仅用来将装置彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一装置也可以被称为第二装置，类似地，第二装置也可以被称为第一装置。

有鉴于背景技术部分提及的车载显示屏中存在的问题，本发明实施例提供一种背光模组，该背光模组包括：基板；排布在基板上的多个发光二极管；阵列排布的多个分区，每个分区内设置有至少一个上述发光二极管；设置在基板上的至少一个光栅结构；位于发光二极管和光栅结构远离基板一侧的光学膜材；光栅结构设置在相邻两个分区之间，且光栅结构的透过率大于零；在垂直于背光模组出光面的方向z上，基板和光学膜材之间的距离为H，光栅结构靠近基板的一侧和光栅结构远离基板的一侧之间的距离为h，h＜H。

请参考图1和图2，其中，图1是本发明实施例提供的一种背光模组的俯视示意图，图2是图1中沿AA’方向的一种剖视示意图。为便于理解，图1和图2只示出了背光模组的部分结构。如图所示，背光模组为直下式背光模组，其包括：基板100；排布在基板100上的多个发光二极管110；以m×n的阵列排布的多个分区11，其中，m和n均为大于1的整数，图1中以多个分区11以5×4的阵列排布为例进行说明，阵列行方向为图1中x方向，阵列列方向为图1中y方向；每个分区11内设置有至少一个上述发光二极管110；设置在基板100上的至少一个光栅结构120；位于发光二极管110和光栅结构120远离基板100一侧的光学膜材130；光栅结构120设置在相邻两个分区11之间，且光栅结构120的透过率大于零；在垂直于背光模组出光面的方向z上，基板100和光学膜材130之间的距离为H，光栅结构120靠近基板100的一侧和光栅结构120远离基板100的一侧之间的距离为h，h＜H。

需要说明的是，基板100不仅用于承载发光二极管110和光栅结构120，基板100上还设置有用于实现信号和电的对外连接的走线(图中未示出)，该走线用于传输驱动发光二极管110发光的信号。

本发明实施例中，光栅结构120的透过率不能为零，否则发光二极管110发出的大角度光线会被光栅结构120完全阻隔，导致相邻的分区11之间产生暗区，反而会对背光模组的发光效果有更大的影响。

此外，背光模组的光学膜材130和基板100之间具有一定的间距，即上文中所述的H，如果将光栅结构120的高度设置为和H一样，即光栅结构120靠近基板100的一侧和光栅结构120远离基板100一侧之间的距离等于H，那么发光二级管发出的光在光栅结构120远离基板100的一侧会被部分阻隔，导致背光模组发出的光产生格子感，影响发光效果。因此，光栅结构120靠近基板100的一侧和光栅结构120远离基板100的一侧之间的距离h需要小于H，使得光栅结构120远离基板100的一侧和光学膜材130之间保持一定的间距，以减少格子感，提升背光模组的发光效果。

与现有技术相比，本发明实施例提供的背光模组通过在相邻的发光二极管分区11之间设置光栅结构120，使得发光二极管110发出的大角度光可以被阻隔掉一部分，从而减小了相邻分区11之间的光晕，改善了背光模组发光的均匀性。具体请参见图3，图3是相邻分区之间不设置光栅结构和设置光栅结构时背光模组发光的效果模拟图。图3中，a为相邻分区之间不设置光栅结构时背光模组发光的效果模拟图，可以看出相邻分区之间的光晕过大，这是由大角度光混光过多造成的；b为相邻分区之间设置光栅结构时背光模组发光的效果模拟图，从效果模拟图中可以明显地看出，b中相邻分区之间的光晕小于a中相邻分区之间的光晕。这是由于b对应的背光模组在相邻分区之间设置了光栅结构，大角度光可以被阻隔掉一部分，从而减小了b中相邻分区之间的光晕，改善了背光模组发光的均匀性。

请参考图4，图4是本发明实施例提供的另一种背光模组的剖视示意图，其俯视示意图与图1类似，故此处不再示出。本实施方式中，与图2示出的背光模组的相同之处不再赘述，不同之处在于，图2示出的背光模组中，光栅结构120垂直于基板100所在平面的截面的形状是长方形，而本实施方式中，光栅结构120垂直于基板100所在平面的截面的形状是等腰三角形。请参照图5，图5是光线经过图4的光栅结构时的光路示意图，由于光栅结构120垂直于基板100所在平面的截面的形状是等腰三角形，因此可以更改光路，减小大角度光的混光距离，从而进一步地改善背光模组的发光效果。进一步地，如图5所示，该等腰三角形的底角θ可选为大于等于60°且小于等于80°，以使背光模组具有更优的发光效果。

接下来请参考6和图7，图6是本发明实施例提供的又一种背光模组的俯视示意图，图7是图6中沿AA’方向的一种剖视示意图。本实施方式中，与图1和图2示出的背光模组的相同之处不再赘述，不同之处在于，光栅结构120的形状是圆柱。当光栅结构120的形状是圆柱时，由于圆柱的外表面是圆弧形，可以使得经过圆柱形光栅结构120而出射的光线更加均匀，从而进一步改善背光模组的发光效果。此外，需要说明的是，本实施方式中，光栅结构120的尺寸需要与发光二极管110的尺寸相当，所以当光栅结构120的形状是圆柱时，每个分区11内包括的发光二极管110个数不宜过多，否则光栅结构120的尺寸过大，反而会影响背光模组的发光效果。比如图6中，每个分区11内仅包括一个发光二极管110，这样圆柱形光栅结构120的直径就和发光二极管110的尺寸相当，光栅结构120能够起到对相邻的发光二极管110所发出光线的阻隔作用，不会影响背光模组的发光效果。此外，本实施例中，多个分区11以8×6的阵列排布为例进行说明，此处不再赘述。

然后请参考图8，图8是本发明实施例提供的再一种背光模组的剖视示意图，其俯视示意图与图6类似，故此处不再示出。本实施方式中，与图7示出的背光模组的相同之处不再赘述，不同之处在于，光栅结构120的形状是圆锥，圆锥的底面位于圆锥靠近基板100的一侧。当光栅结构120的形状是圆锥时，由于圆锥的外表面是圆弧形，可以使得经过圆锥形光栅结构120而出射的光线更加均匀，从而进一步改善背光模组的发光效果。此外，需要说明的是，本实施方式中，光栅结构120的尺寸需要与发光二极管110的尺寸相当，所以当光栅结构120的形状是圆锥时，每个分区11内包括的发光二极管110个数不宜过多，否则光栅结构120的尺寸过大，反而会影响背光模组的发光效果。比如每个分区11内仅包括一个发光二极管110，这样圆锥形光栅结构120的直径就和发光二极管110的尺寸相当，光栅结构120能够起到对相邻的发光二极管110所发出光线的阻隔作用，不会影响背光模组的发光效果。此外，当光栅结构120的形状是圆锥时，光栅结构120经过圆锥顶角且垂直于基板100所在平面的截面是等腰三角形，这和图4示出的背光模组类似，因此可以图5的光路示意为参考，当光栅结构120的形状是圆锥时，可以更改光路，减小大角度光的混光距离，从而进一步地改善背光模组的发光效果。进一步地，圆锥形光栅结构120经过圆锥顶角且垂直于基板100所在平面的截面的底角可选为大于等于60°且小于等于80°，以使背光模组具有更优的发光效果。

接下来请参考图9，图9是本发明实施例提供的一种背光模组的俯视示意图。本实施方式中，与图1示出的背光模组的相同之处不再赘述，不同之处在于，图1示出的背光模组中，不同分区11之间的各个光栅结构120是分隔设置的，而本实施方式中，不同分区11之间的各个光栅结构120连成一体形成了网格状结构，并且网格状结构的每个网格1201对应一个分区11，相当于每个分区11中的发光二极管110被一个网格1201所围绕，从而能够更进一步地防止相邻两个分区11的大角度光混合过多，改善背光模组发光的均匀性。此外，本实施例中，多个分区11以5×4的阵列排布为例进行说明，此处不再赘述。

在一些可选的实施方式中，图9所示的背光模组中，其光栅结构120垂直于基板100所在平面的截面的形状可以是长方形，该背光模组的剖面图可以参考图2，此处不再赘述。

在另一些可选的实施方式中，图9所示的背光模组中，其光栅结构120垂直于基板100所在平面的截面的形状是等腰三角形，该等腰三角形的底边位于该等腰三角形靠近基板100的一侧，该背光模组的剖面图可以参考图4。由于光栅结构120垂直于基板100所在平面的截面的形状是等腰三角形，因此可以更改光路，减小大角度光的混光距离，从而进一步改善背光模组的发光效果。进一步地，该等腰三角形的底角θ可选为大于等于60°且小于等于80°，以使背光模组具有更优的发光效果。

在上述各实施方式的基础上，h和H可选为符合：H≤h≤2/3H。为了更有效地防止大角度光混光过多，并且防止背光模组发出的光产生格子感，可以将h设置为满足H≤h≤2/3H，从而背光模组能够有更好的发光效果。

在上述各实施方式的基础上，光栅结构120的透过率可选为大于等于10％且小于等于60％，以对大角度光线有更适宜的阻隔作用，从而使背光模组有更好的发光效果。

在上述各实施方式的基础上，光栅结构120的透过率可选为从靠近基板100的一侧向远离基板100的一侧逐渐降低。对光栅结构120的透过率采取缓慢过渡的方式，能够使得大角度光线发生混光时的光线过渡更加均匀，进一步提升背光模组的发光效果。

具体地，为了实现光栅结构的透过率从靠近基板的一侧向远离基板的一侧逐渐降低，光栅结构可以采用一体形成的具备该透过率特性的树脂材料；也可以采用包括透明结构和雾化层的材料，即光栅结构120包括透明结构和雾化层，在平行于基板的方向上，雾化层覆盖透明结构，雾化层的透过率从靠近基板的一侧向远离基板的一侧逐渐降低。具体请参考图10和图11，图10是本发明实施例提供的另一种背光模组的剖视示意图，图11是图10中光栅结构的放大示意图，本实施方式中，光栅结构120包括透明结构121和雾化层122，在平行于基板100的方向上，雾化层122覆盖透明结构121，雾化层122的透过率从靠近基板100的一侧向远离基板100的一侧逐渐降低，而透明结构121的透过率不再需要进行渐变设计，其不同位置的透过率可以保持一致。由于雾化层122是一层厚度均匀的膜层，工艺上比较容易将其设置为具备透过率渐变的特性，从而透明结构121的制作就不需要受到透过率要求的限制，因此能够很大程度地降低背光模组在工艺上的制作成本。透明结构121和雾化层122的材料都可以是树脂材料，本发明对其具体组成不作具体限定。

需要说明的是，图10和图11所示的实施方式中，以光栅结构120在垂直于基板100所在平面的截面的形状是长方形为例进行说明，在本发明其他可选的实施方式中，与图4和图8所示的实施方式类似，光栅结构120在垂直于基板100所在平面的截面的形状也可以是等腰三角形。此外，光栅结构120可以是圆柱形或者圆锥形，不同分区11之间的各个光栅结构120可以是分隔设置的，也可以是连成一体形成网格状结构，此处不再赘述。

还需要说明的是，光学膜材130可以包括扩散片和增光片等膜材，扩散片用于将光线转化为更均匀的面光源，增光片用于将分散光向正面方向聚集，以提高出射光线的亮度。当然，光学膜材130所包括的具体膜材种类并不限于此，还可以包括其他膜材，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，图12是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，参考图12，该显示装置包括本发明上述任一实施方式提供的背光模组10，图12中以上述图2提供的背光模组为例进行说明，以及位于背光模组10出光面一侧的显示面板20。该显示面板20是液晶显示面板，其可以包括相对设置的彩膜基板210和阵列基板220，以及位于彩膜基板210和阵列基板220之间的液晶层(图12中未示出)等结构，此处不再赘述。由于采用了本发明实施例提供的背光模组，该显示装置的显示效果能够得到较大的提升。

示例性的，如图13所示，图13是本发明实施例提供的一种具体的显示装置的结构示意图，该显示装置为车载显示屏，其包括显示面板20和位于显示面板后侧的背光模组(图中未示出)，该背光模组可以是上述任一实施方式提供的背光模组。图13中仅示例性地示出了该车载显示屏与方向盘集成设置，可显示“导航”、“视频”、“音频”和“电话”等触控按键。

在其他实施方式中，显示装置还可与汽车中的其他结构部件集成设置，例如可与前挡风玻璃集成设置，还可与方向盘或仪表盘周边的台面集成设置；或者，显示装置可独立于汽车中的固有结构而独立设置，本发明实施例对此不作具体限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

基板；

排布在所述基板上的多个发光二极管；

阵列排布的多个分区，每个所述分区内设置有至少一个所述发光二极管；

设置在所述基板上的至少一个光栅结构；

位于所述发光二极管和所述光栅结构远离所述基板一侧的光学膜材；

所述光栅结构设置在相邻两个所述分区之间，且所述光栅结构的透过率大于零；

在垂直于所述背光模组出光面的方向上，所述基板和所述光学膜材之间的距离为H，所述光栅结构靠近所述基板的一侧和所述光栅结构远离所述基板的一侧之间的距离为h，h＜H。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，1/4H≤h≤2/3H。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构的透过率大于等于10％且小于等于60％。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构的透过率从靠近所述基板的一侧向远离所述基板的一侧逐渐降低。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构包括透明结构和雾化层，在平行于所述基板的方向上，所述雾化层覆盖所述透明结构。

6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述雾化层的透过率从靠近所述基板的一侧向远离所述基板的一侧逐渐降低。

7.根据权利要求1-6任一项所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构的形状是圆柱。

8.根据权利要求1-6任一项所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构的形状是圆锥，所述圆锥的底面位于所述圆锥靠近所述基板的一侧。

9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构经过所述圆锥顶角且垂直于所述基板所在平面的截面的底角大于等于60°且小于等于80°。

10.根据权利要求1-6任一项所述的背光模组，其特征在于，所述至少一个光栅结构连成一体形成网格状结构，所述网格状结构的每个网格对应一个所述分区。

11.根据权利要求10所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构垂直于所述基板所在平面的截面的形状是长方形。

12.根据权利要求10所述的背光模组，其特征在于，所述光栅结构垂直于所述基板所在平面的截面的形状是等腰三角形，所述等腰三角形的底边位于所述等腰三角形靠近所述基板的一侧。

13.根据权利要求12所述的背光模组，其特征在于，所述等腰三角形的底角大于等于60°且小于等于80°。

14.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的背光模组，以及位于所述背光模组出光面一侧的显示面板。