CN110531553B - 一种背光模组、其制作方法及显示装置 - Google Patents

一种背光模组、其制作方法及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种背光模组、其制作方法及显示装置，其中，所述背光模组包括：侧入式的背光源、导光板和扩散片，所述扩散片分为第一区域和第二区域；其中，所述扩散片包括：基材，位于所述基材出光侧的第一扩散膜层，位于所述基材入光侧的第二扩散膜层；所述第一扩散膜层在所述第一区域包括至少一个凸状结构，和/或，所述第二扩散膜层在所述第一区域包括至少一个凹状椎体结构，且所述凹状椎体结构包括向靠近所述基材的方向凹陷形成的凹槽结构。用于解决现有的具有指纹识别区域的显示面板出现亮度不均的技术问题。

Description

一种背光模组、其制作方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背光模组、其制作方法及显示装置。
背景技术
目前，为了提高显示装置的信息安全性与私密性，往往在液晶显示面板中设置指纹识别功能。具体来讲，在液晶显示面板中的指纹识别区域内设置感光传感器，可见光经过指纹识别区域内的指纹反射至感光传感器，然后感光传感器对接收到的信号进行指纹成像。
然而，由于感光传感器会占用液晶盒内的空间，导致在指纹识别区域的光线穿透率小于其它位置，使得指纹识别区域与其它位置的亮度出现该差异，从视觉上出现亮暗不均的现象。
可见，现有的具有指纹识别区域的显示面板出现亮度不均的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种背光模组、其制作方法及显示装置，用于解决现有的具有指纹识别区域的显示面板出现亮度不均的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种背光模组，包括：
侧入式的背光源、导光板和扩散片，所述扩散片分为第一区域和第二区域；
其中，所述扩散片包括：基材，位于所述基材出光侧的第一扩散膜层，位于所述基材入光侧的第二扩散膜层；
所述第一扩散膜层在所述第一区域包括至少一个凸状结构，和/或，所述第二扩散膜层在所述第一区域包括至少一个凹状椎体结构，且所述凹状椎体结构包括向靠近所述基材的方向凹陷形成的凹槽结构。
可选地，所述凸状结构和/或所述凹状椎体结构的材料包括PMMA亚克力、PU聚氨酯、尼龙中的一种或几种。
可选地，所述凸状结构沿垂直于所述基材方向的剖面形状的两边缘线之间的夹角范围为70°～90°。
可选地，所述凸状结构靠近所述基材一端的宽度值范围为15μm～50μm。
可选地，所述凸状结构的高度为
Figure BDA0002183101580000021
其中，
Figure BDA0002183101580000022
表示所述凸状结构靠近所述基材一端的宽度值。
可选地，所述凹槽结构沿垂直于所述基材方向的剖面形状的两边缘线之间的夹角范围为70°～90°。
可选地，所述凹状椎体结构靠近所述基材一端的宽度值范围为15μm～50μm。
可选地，所述凹状椎体结构的高度为
Figure BDA0002183101580000023
其中，
Figure BDA0002183101580000024
表示所述凹状椎体结构靠近所述基材一端的宽度值，h1表示所述凹槽结构的凹槽底部与凹槽顶部间的高度值。
第二方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括：
液晶显示面板和如上面所述的背光模组；其中，
所述液晶显示面板具有第一显示区和第二显示区，所述第一显示区的透过率小于所述第二显示区的透过率；
所述背光模组中扩散片的第一区域对应于所述第一显示区，所述背光模组中扩散片的第二区域对应于所述第二显示区。
可选地，所述第一显示区为指纹识别区域，所述第一显示区内设置有光感器件。
第三方面，本发明实施例提供了一种如上面所述的背光模组的制作方法，包括：
采用涂布方式，在所述基材出光侧形成所述第一扩散膜层，在所述基材入光侧形成所述第二扩散膜层；
采用转印方式，在所述第一扩散膜层的第一区域形成所述至少一个凸状结构，在所述第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构。
可选地，采用转印方式，在所述第一扩散膜层的第一区域形成所述至少一个凸状结构，包括：
通过在滚轮上雕刻与所述凸状结构相对应的结构；
通过所述滚轮在所述第一扩散膜层的第一区域上滚动，形成所述凸状结构。
可选地，在所述第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构，包括：
通过在滚轮上雕刻与所述凹状椎体结构相对应的结构；
通过所述滚轮在所述第二扩散膜层的第一区域上滚动，形成所述凹状椎体结构。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供了一种背光模组、其制作方法及显示装置，位于基材出光侧的第一扩散膜层在扩散片的第一区域设置至少一个凸状结构，和/或，位于基材入光侧的第二扩散膜层在扩散片的第二区域设置至少一个凹状椎体结构，该凹状椎体结构包括向靠近基材的方向凹陷形成的凹槽结构。从而将来自侧入式的背光源的光线在第一区域内进行聚拢，提高了光线在第一区域的利用率，提高了背光模组中第一区域的亮度。此外，背光模组中扩散片的第一区域对应第一显示区，背光模组中扩散片的第二区域对应第二显示区。通过提高背光模组中第一区域的亮度可以弥补液晶显示面板的第一显示区与第二显示区的光透光率差异，从而改善亮暗不均的问题。
附图说明
图1为现有的显示装置进行指纹识别的示意图；
图2为现有的实现指纹识别的显示装置俯视结构示意图；
图3为现有的实现指纹识别的显示装置的侧视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的背光模组的一种侧视结构示意图；
图5为本发明实施例提供的背光模组的一种俯视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的背光模组的另一种俯视结构示意图；
图7为本发明实施例提供的背光模组中光线经凸状结构的光线路径示意图；
图8为本发明实施例提供的背光模组中光线经凹状椎体结构的光线路径示意图；
图9为本发明实施例提供的显示装置的一种侧视结构示意图；
图10为本发明实施例提供的背光模组的制作方法的流程示意图；
图11为本发明实施例提供的背光模组的制作方法中步骤S102的其中一种方法流程图；
图12为本发明实施例提供的背光模组的制作方法中步骤S102的其中一种方法流程图。
具体实施方式
本文中术语“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“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。并且，附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，在液晶显示面板中实现指纹识别功能，如图2和图3所示，目前是在液晶显示面板1中设置指纹识别区域P，仅在指纹识别区域P内设置感光传感器2(sensor)，即在液晶显示面板1的局部位置将感光传感器2设置在液晶盒内，背光源3发出的可见光穿过导光板4、下偏光片5、阵列基板6、感光传感器2之间的间隙、彩膜基板7、上偏光片8和保护盖板9后，照射手指F的指纹，经过指纹中指纹谷b和指纹脊a的反射后照射到感光传感器2，感光传感器2将接收到的不同强度的光信号转换为电信号，最终完成指纹成像。
由于在指纹识别区域P设置了较多用于指纹识别相关的器件，如指纹识别薄膜晶体管、指纹识别信号线以及感光传感器2，导致在指纹识别区域P的光线穿透率小于其它位置，使得指纹识别区域P与其它位置的亮度出现差异，从视觉上出现亮度不均的现象。
如图4所示为本发明实施例提供的一种背光模组的其中一种结构示意图，具体来讲，背光模组包括：
侧入式的背光源10、导光板20和扩散片30，扩散片30分为第一区域M和第二区域N；
其中，扩散片30包括：基材300，位于基材300出光侧的第一扩散膜层301，位于基材300入光侧的第二扩散膜层302；
第一扩散膜层301在第一区域M包括至少一个凸状结构3011，和/或，第二扩散膜层302在第一区域M包括至少一个凹状椎体结构3021，且凹状椎体结构3021包括向靠近基材300的方向凹陷形成的凹槽结构3021’。
在本发明实施例中，为了提高扩散片30在背光模组中的使用性能，至少一个凸状结构3011的尖端呈圆弧化设计，即便是在背光模组的跌落过程中，或者设置其它光学膜材的过程中，能够有效地保护尖端免受损坏，从而避免了因尖端损坏而导致的亮度降低问题，提高了显示装置的显示均匀性。基于同样的设计考虑，至少一个凹状椎体结构3021的尖端呈圆弧化设计。
在具体实施过程中，要么第一扩散膜层301在第一区域M上设置至少一个凸状结构3011；要么第二扩散膜层302在第一区域M上设置至少一个凹状椎体结构3021；还可以是不仅第一扩散膜层301在第一区域M上设置至少一个凸状结构3011，且第二扩散膜层302在第一区域M上设置至少一个凹状椎体结构3021。当然，本领域技术人员可以根据对液晶显示面板上与第一区域对应的第一显示区的光透光率的实际需要情况，来设置第一区域M上的凸状结构3011和凹状椎体结构3021的分布情况，在此就不做限定了。
在本发明实施例中，如设置多个凸状结构3011，多个凸状结构3011可以是随机杂乱地分布在第一扩散膜层301的第一区域M内，还可以是按照预设规则有规律性地分布在第一扩散膜层301的第一区域M内。如设置多个凹状椎体结构3021，多个凹状椎体结构3021可以是随机杂乱地分布在第二扩散膜层302的第一区域M内，还可以是按照一定规则有规律性地分布在第二扩散膜层302的第一区域M内。当然，本领域技术人员可以根据对显示装置的第一区域M的光线透光率的实际需要情况来设定。此外，在具体实施过程中，凸状结构3011的数量，凹状椎体结构3021的数量，本领域技术人员可以根据对显示装置对第一区域M的光线透光率的实际需要情况来设定。
在本发明实施例中，位于基材300出光侧的第一扩散膜层301在扩散片30的第一区域M设置至少一个凸状结构3011，和/或，位于基材300入光侧的第二扩散膜层302在扩散片30的第二区域N设置至少一个凹状椎体结构3021，该凹状椎体结构3021包括向靠近基材300的方向形成的凹槽结构3021’。从而将来自侧入式的背光源10的光线在第一区域内进行聚拢，从而提高了光线在第一区域的利用率，提高了背光模组中第一区域的亮度。
在具体实施过程中，第二区域N包围第一区域M，第一区域M可以位于导光板20的右下角，具体如图5所示。再比如如图6所示，第一区域M位于导光板20的下方中部，在此不做限定。仍以图6所示的背光模组为例，第二区域N一般包围第一区域M，背光源10可以位于导光板20的第一侧边1a。
在本发明实施例中，凸状结构3011和/或凹状椎体结构的材料包括PMMA亚克力、PU聚氨酯、尼龙中的一种或几种。在具体实施过程中，通过对相应材料的扩散粒子进行结构上的设计，以此来设计出凸状结构3011、凹状椎体结构3021。
在本发明实施例中，凸状结构3011沿垂直于基材300方向的剖面形状的两边缘线之间的夹角θ2范围为70°～90°。如图7所示为光线经任一凸状结构3011的光线路径示意图。光线经凸状结构3011后，出射光线相对于入射光线进行了聚拢，从而提高了凸状结构3011对应区域的光线利用率。在具体实施过程中，直接对扩散粒子进行相应的结构改进来设计凸状结构3011，从而降低设计成本。其中，扩散粒子的粒径范围通常为15μm～50μm，如此一来，凸状结构3011靠近基材303一端的宽度值
Figure BDA0002183101580000071
范围为15μm～50μm。
在本发明实施例中，为了提高凸状结构3011对光线的聚拢效果，凸状结构3011的高度为
Figure BDA0002183101580000072
其中，
Figure BDA0002183101580000073
表示所述凸状结构靠近所述基材一端的宽度值。在具体实施过程中，通过调整凸状结构3011的高度值H2、宽度值
Figure BDA0002183101580000074
以及夹角θ2，可以实现对第一区域M的光线利用率的调整。本领域技术人员可以根据扩散粒子的实际大小以及对第一区域M的光线利用率的实际需求，来限定凸状结构3011的宽度值
Figure BDA0002183101580000075
夹角θ2以及高度值H2。在设计凸状结构3011之前，可以通过光学模拟软件来对不同数值下的光线利用率情况进行仿真模拟，进而确定出所需的光线利用率下的各种参数数值，然后利用这些参数数值，来设计相应的凸状结构3011。凸状结构3011的整个设计过程灵活多变，可以实现背光模组的多样化设计。
在本发明实施例中，凹状椎体结构3021沿垂直于基材300方向的剖面形状的两边缘线之间的夹角θ1范围为70°～90°。如图8所示为光线经凹状椎体结构3021的光线路径示意图。光线经凹状椎体结构3021后，出射光线相对于入射光线进行聚拢，从而提高了凹状椎体结构3021对应区域的光线利用率。在具体实施过程中，直接对扩散粒子进行相应的结构改进来设计凹状椎体结构3021，从而降低设计成本。在具体实施过程中，凹状椎体结构3021靠近基材300一端的宽度值
Figure BDA0002183101580000081
范围为15μm～50μm。
在本发明实施例中，为了提高凹状椎体结构3021对光线的聚拢效果，凹状椎体结构3021的高度为
Figure BDA0002183101580000082
其中，
Figure BDA0002183101580000083
表示所述凹状椎体结构3021靠近所述基材一端的宽度值，h1表示凹槽结构3021’的凹槽底部与凹槽顶部间的高度值。在具体实施过程中，通过调整凹槽结构3021’的高度值h1，凹状椎体结构3021的高度值H1、宽度值
Figure BDA0002183101580000084
以及夹角θ1，可以实现对第一区域M的光线利用率的调整。本领域技术人员可以根据扩散粒子的实际大小以及对第一区域M的光线利用率的实际需求，来限定凹状椎体结构3021的各个数值的具体范围。在设计凹状椎体结构3021之前，可以通过光学模拟软件来对不同数值下的光线利用率情况进行仿真模拟，进而确定所需额度光线利用率下的各种参数数值，然后利用这些参数数值，来设计相应的凹状椎体结构3021。凹状椎体结构3021的整个设计过程灵活多变，可以实现背光模组的多样化设计。
在本发明实施例中，若第一扩散膜层301在第一区域M上设置至少一个凸状结构3011，以及第二扩散膜层302在第一区域M上设置至少一个凹状椎体结构3021，第一区域M上同一范围内沿垂直于基材300方向，凸状结构3011和凹状椎体结构3021可以是位置一一对应，还可以是彼此位置不对应。当然，本领域技术人员可以根据对第一区域M的光线的实际利用率来设定相应范围内两结构间的位置对应关系。
在本发明实施例提供的上述背光模组中，还可以包括位于扩散片30出光面的光学膜材，该光学膜材具体可以包括棱镜结构、增透膜层等，在此不做限定。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置。该显示装置可以为：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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述背光模组的实施例，重复之处不再赘述。
如图9所示，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括：
液晶显示面板40和本发明实施例提供的上述背光模组50；其中，
液晶显示面板40具有第一显示区A和第二显示区B，第一显示区A的透过率小于第二显示区B的透过率；
背光模组50中扩散片30的第一区域M对应于第一显示区A，背光模组50中扩散片30的第二区域N对应于第二显示区B。
在本发明实施例中，第一显示区A为指纹识别区域，第一显示区A内设置有光感器件。
当本发明实施例提供的上述背光模组应用于具有不同透光率显示区的液晶显示面板时，例如图9所示的液晶显示面板40具有第一显示区A和第二显示区B，第一显示区A可以作为指纹识别区域，第一显示区A的透过率小于第二显示区B的透过率，背光模组50的第一区域M可以对应于第一显示区A，第二区域N可以对应第二显示区B，提高背光模组50中第一区域M亮度可以弥补液晶显示面板40的第一显示区A与第二显示区B的光透过率差异，从而改善亮暗不均的问题。
在本发明实施例提供的上述背光模组中，可以根据液晶显示面板40中设定的光透过率小的显示区，即第一显示区A的位置，设计包括凸状结构的第一区域M的位置，和/或，设计包括凹状椎体结构的第一区域M的位置。
在本发明实施例中，位于基材300出光侧的第一扩散膜层301在扩散片30的第一区域M设置至少一个凸状结构3011，和/或，位于基材300入光侧的第二扩散膜层302在扩散片30的第二区域N设置至少一个凹状椎体结构3021，该凹状椎体结构3021包括向靠近基材300的方向凹陷形成的凹槽结构。从而将来自侧入式的背光源10的光线在第一区域M内进行聚拢，提高了光线在第一区域M的利用率，提高了背光模组50中第一区域M的亮度。此外，背光模组M中扩散片30的第一区域M对应第一显示区A，背光模组50中扩散片30的第二区域N对应第二显示区B。通过提高背光模组50中第一区域M的亮度可以弥补液晶显示面板40的第一显示区A与第二显示区B的光透光率差异，从而改善亮暗不均的问题。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述背光模组的制作方法，由于该制作方法解决问题的原理与前述一种背光模组相似，因此该制作方法的实施可以参见背光模组的实施，重复之处不再赘述。
如图10所示，本发明实施例还提供了一种上述背光模组的制作方法，该方法包括：
S101：采用涂布方式，在所述基材出光侧形成所述第一扩散膜层，在所述基材入光侧形成所述第二扩散膜层；
在具体实施过程中，可以是先在基材出光侧形成第一扩散膜层，然后在基材入光侧形成第二扩散膜层。还可以是先在基材入光侧形成第二扩散膜层，然后在基材出光侧形成第一扩散膜层。当然，本领域技术人员可以根据实际需要来设定第一扩散膜层和第二扩散膜层的涂布顺序，在此就不再赘述了。
S102：采用转印方式，在所述第一扩散膜层的第一区域形成所述至少一个凸状结构，在所述第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构。
在具体实施过程中，可以是采用转印方式在第一扩散膜层的第一区域形成至少一个凸状结构；还可以是采用转印方式在第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构；还可以是采用转印方式先在第一扩散膜层的第一区域形成至少一个凸状结构，然后在第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构。当然，本领域技术人员可以根据实际需要来设定至少一个凸状结构和至少一个凹状椎体结构的设计顺序，在此就不一一赘述了。
在本发明实施例中，请参考图11，步骤S102中采用转印方式，在所述第一扩散膜层的第一区域形成所述至少一个凸状结构的具体实现过程如下：
S201：通过在滚轮上雕刻与所述凸状结构相对应的结构；
S202：通过所述滚轮在所述第一扩散膜层的第一区域上滚动，形成所述凸状结构。
在本发明实施例中，请参考图12，步骤S102中采用转印方式，在所述第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构的具体实现过程如下：
S301：通过在滚轮上雕刻与所述凹状椎体结构相对应的结构；
S302：通过所述滚轮在所述第二扩散膜层的第一区域上滚动，形成所述凹状椎体结构。
在具体实施过程中，通过转印方式，将凸状结构3011和凹状椎体结构3021设计成上小下大形态，从而便于滚轮进行结构成型时的快速脱模，提高背光模组的设计效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：
侧入式的背光源、导光板和扩散片，所述扩散片分为第一区域和第二区域；
其中，所述扩散片包括：基材，位于所述基材出光侧的第一扩散膜层，位于所述基材入光侧的第二扩散膜层；
所述第一扩散膜层在所述第一区域包括至少一个凸状结构，和/或，所述第二扩散膜层在所述第一区域包括至少一个凹状椎体结构，且所述凹状椎体结构包括向靠近所述基材的方向凹陷形成的凹槽结构；
其中，所述凸状结构的高度为
Figure FDA0003390897560000011
其中，
Figure FDA0003390897560000012
表示所述凸状结构靠近所述基材一端的宽度值；
所述凹状椎体结构的高度为
Figure FDA0003390897560000013
其中，
Figure FDA0003390897560000014
表示所述凹状椎体结构靠近所述基材一端的宽度值，h1表示所述凹槽结构的凹槽底部与凹槽顶部间的高度值。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述凸状结构和/或所述凹状椎体结构的材料包括PMMA亚克力、PU聚氨酯、尼龙中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述凸状结构沿垂直于所述基材方向的剖面形状的两边缘线之间的夹角范围为70°～90°。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述凸状结构靠近所述基材一端的宽度值范围为15μm～50μm。
5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽结构沿垂直于所述基材方向的剖面形状的两边缘线之间的夹角范围为70°～90°。
6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述凹状椎体结构靠近所述基材一端的宽度值范围为15μm～50μm。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：
液晶显示面板和如权利要求1-6任一项所述的背光模组；其中，
所述液晶显示面板具有第一显示区和第二显示区，所述第一显示区的透过率小于所述第二显示区的透过率；
所述背光模组中扩散片的第一区域对应于所述第一显示区，所述背光模组中扩散片的第二区域对应于所述第二显示区。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示区为指纹识别区域，所述第一显示区内设置有光感器件。
9.如权利要求1-6任一项所述的背光模组的制作方法，其特征在于，包括：
采用涂布方式，在所述基材出光侧形成所述第一扩散膜层，在所述基材入光侧形成所述第二扩散膜层；
采用转印方式，在所述第一扩散膜层的第一区域形成所述至少一个凸状结构，在所述第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，采用转印方式，在所述第一扩散膜层的第一区域形成所述至少一个凸状结构，包括：
通过在滚轮上雕刻与所述凸状结构相对应的结构；
通过所述滚轮在所述第一扩散膜层的第一区域上滚动，形成所述凸状结构。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第二扩散膜层的第一区域形成至少一个凹状椎体结构，包括：
通过在滚轮上雕刻与所述凹状椎体结构相对应的结构；
通过所述滚轮在所述第二扩散膜层的第一区域上滚动，形成所述凹状椎体结构。
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