CN111179769B - 显示模组 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及显示领域，具体涉及一种显示模组，该显示模组包括基板，设置在所述基板上的发光结构及设置在所述基板上，且位于所述发光结构的远离所述基板一侧的导光结构，所述导光结构包括沿远离所述基板的方向依次设置的第一棱镜结构和第二棱镜结构，其中，所述第一棱镜结构被设置为将来自所述发光结构的光线折射或全反射，并进入所述第二棱镜结构；所述第二棱镜结构被设置为将来自所述第一棱镜结构的光线折射，且使折射后的光线在指定角度范围内出射。应用本申请，可以减少光线消耗，且能够使来自发光结构的光线呈收敛式、接近正视角射向发光面板，从而进一步提高光线的利用率，使该显示模组可以更高效地显示。

Description

显示模组
技术领域
本发明涉及显示装置技术领域，具体地，涉及一种显示模组。
背景技术
目前，现有的Mini LED显示模组通常包括四周的胶框，及胶框内从下往上依次设置的金属背板、Mini LED灯板，扩散板，量子膜，扩散膜，棱镜片及发光面板。整个显示模组的结构相对较为复杂，由于显示模组中的诸多光学组件(如扩散板，量子膜，扩散膜，棱镜片等)对光线的反射，光线在显示模组中的传播时间较长，且传播过程中对光线的消耗较高，使得整个显示模组的工作效率受光学组件的影响而较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种显示模组。
为实现本发明的目的，提供一种显示模组，包括基板，设置在所述基板上的发光结构及设置在所述基板上，且位于所述发光结构的远离所述基板一侧的导光结构，所述导光结构包括沿远离所述基板的方向依次设置的第一棱镜结构和第二棱镜结构，其中，所述第一棱镜结构被设置为将来自所述发光结构的光线折射或全反射，并进入所述第二棱镜结构；所述第二棱镜结构被设置为将来自所述第一棱镜结构的光线折射，且使折射后的光线在指定角度范围内出射。
可选地，所述第一棱镜结构包括呈阵列排布的多个棱锥单元，所述发光结构包括多个发光元件，各所述发光元件分别与各相邻的两个所述棱锥单元之间的间隔对应设置；
各所述棱锥单元的顶点均靠近所述基板，且各所述棱锥单元均包括至少两个入光面，各所述入光面与垂直于所述基板的平面之间呈第一预设夹角，所述第一预设夹角被设置为其中一入光面将入射的光线折射至其中另一入光面，再由所述其中另一入光面全反射至所述第二棱镜结构，或者其中一入光面将入射的光线直接折射至所述第二棱镜结构。
可选地，所述棱锥单元包括三棱锥或者四棱锥；其中，所述三棱锥中有至少两个侧面为所述入光面；所述四棱锥中有至少两个侧面为所述入光面。
可选地，所述第二棱镜结构包括多个棱柱单元，各所述棱柱单元与各所述棱锥单元一一对应设置；
各所述棱柱单元均包括至少一个出光面，所述出光面与所述基板的表面之间具有第二预设夹角，所述第二预设夹角被设置为其中一所述出光面将来自所述第一棱镜结构的光线折射，且使折射后的光线在指定角度范围内出射。
可选地，所述棱柱单元包括三棱柱或者四棱柱；其中，所述三棱柱中一个侧面为所述出光面，另外两个侧面相互垂直，且相互垂直的两个侧面中的其中一个侧面与所述基板的表面平行；
所述四棱柱中两个相邻的侧面均为所述出光面，另外两个侧面相互垂直，且相互垂直的两个侧面中的其中一个侧面与所述基板的表面平行。
可选地，所述棱锥单元为四棱锥，且所述四棱锥具有一个正方形底面和四个相同的等腰三角形侧面，所述棱柱单元为直角三棱柱；所述第一预设夹角和所述第二预设夹角均满足以下条件：
α≥arcsin(1/n1)
90°-2α-β<arcsin(1/n2)
β<arcsin(1/n2)
arctg(tgα/(2sinβ×tgα+1))<arcsin(1/n2)
其中，α为所述第一预设夹角；β为所述第二预设夹角；n1为所述棱锥单元的折射率；n2为所述棱柱单元的折射率。
可选地，所述指定角度范围为大于等于45°。
可选地，所述导光结构还包括平面镜结构，所述平面镜结构设置于所述第一棱镜结构和所述第二棱镜结构之间，用于将所述光线从所述第一棱镜结构传递至所述第二棱镜结构。
可选地，所述平面镜结构的折射率大于等于所述第一棱镜结构的折射率，并小于等于所述第二棱镜结构的折射率。
可选地，所述发光结构还包括涂覆于所述发光元件周围和/或所述第一棱镜结构表面的量子点涂层。
本发明具有以下有益效果：
本申请提供的显示模组，设置有包括第一棱镜结构和第二棱镜结构的导光结构，且第一棱镜结构能够将来自发光结构的光线进行折射或全反射后进入第二棱镜结构，第二棱镜结构能够将来自第一棱镜结构的光线折射出去，使得来自发光结构的光线可以经过一次传导，便能够经导光结构射出，从而避免了光线在多个光学组件(如扩散板，量子膜，扩散膜，棱镜片等)中进行反射、折射及漫反射等所造成的能量消耗，有利于该显示模组的高效显示。且该导光结构能够将来自第一棱镜结构的光线在指定角度范围内折射出去，便于将导光结构折射的光线集中在指定角度范围内，使来自发光结构的光线呈收敛式、接近正视角射向发光面板，从而进一步提高光线的利用率，使该显示模组可以更高效地显示。
附图说明
图1为本申请实施例提供的显示模组的结构示意图一；
图2为本申请实施例提供的显示模组的结构示意图二；
图3为本申请实施例的导光结构的主视结构示意图；
图4为本申请实施例的导光结构的第一棱镜结构的俯视结构示意图；
图5为光线在导光结构上的传导路径图一；
图6为光线在导光结构上的传导路径图二；
图7为光线在导光结构上的传导路径图三。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
如图1和图2所示所示，为本实施例提供的一种显示模组，包括基板10，设置在基板10上的发光结构20及设置在基板10上，且位于发光结构20的远离基板10一侧的导光结构30，导光结构30包括沿远离基板10的方向依次设置的第一棱镜结构31和第二棱镜结构32，其中，第一棱镜结构31被设置为将来自发光结构20的光线折射或全反射，并进入第二棱镜结构32；第二棱镜结构32被设置为将来自第一棱镜结构31的光线折射，且使折射后的光线在指定角度范围内出射。
可以理解的是，在实际应用中，本实施例提供的显示模组还可以包括发光面板40和四周的封框胶，基板10及绑定在其上的发光结构20与导光结构30可以通过封框胶粘合，导光结构30与其上方的发光面板40也可以通过封框胶粘合。其中，基板10可以为玻璃基板10，其可以作为该显示模组其它组件的载体，发光面板40可以但不限于是如图1和图2所示的包括沿远离基板10方向依次设置的薄膜晶体管和彩色滤光片的典型结构；发光结构20的发光元件可以但不限于是Mini LED，发光结构20还可以包括涂覆于Mini LED周围和/或第一棱镜结构表面的量子点(Quantum Dots，QD)涂层。
具体地，可以先通过黄光制程工艺在基板10上形成所需的电路，然后在相应位置进行Mini LED的绑定，进而形成芯片。然后采用量子点材料和紫外光固化(UltravioletRays，UV)胶进行混合，用对应芯片上方位置开口的钢网作为基准，采用丝网印刷工艺，在对应的芯片上方及四周形成QD涂层21(如图1所示)，或者在第一棱镜结构31用于光线入射的表面形成QD涂层21(如图2所示)，以实现光线颜色变的转变，如采用发蓝光的Mini LED，通过QD涂层21可以将蓝光转变成白光。另外，通过将基板10和导光结构30用封框胶粘合，可以将Mini LED和QD涂层21密封在基板10和导光结构30形成的密闭的腔体内，可实现对MiniLED和QD涂层21的保护。
本实施例提供的显示模组，设置有包括第一棱镜结构31和第二棱镜结构32的导光结构30，且第一棱镜结构31能够将来自发光结构20的光线进行折射或全反射后进入第二棱镜结构32，第二棱镜结构32能够将来自第一棱镜结构31的光线折射出去，使得来自发光结构20的光线可以经过一次传导，便能够经导光结构30射出，从而避免了光线在多个光学组件(如扩散板，量子膜，扩散膜，棱镜片等)中进行反射、折射及漫反射等所造成的能量消耗，有利于该显示模组的高效显示。且该导光结构30能够将来自第一棱镜结构31的光线在指定角度范围内折射出去，便于将导光结构30折射的光线集中在指定角度范围内，使来自发光结构20的光线呈收敛式射向发光面板40，从而进一步提高光线的利用率，使该显示模组可以更高效地显示。
具体地，该指定角度范围可以为大于等于45°，以使导光结构30折射的光线尽量以正视角(垂直发光面板40的方向)射出，从而进一步提高光线的利用率。
于一具体实施方式中，如图1-4所示，第一棱镜结构31包括呈阵列排布的多个棱锥单元，发光结构20包括多个发光元件，各发光元件分别与各相邻的两个棱锥单元之间的间隔对应设置；各棱锥单元的顶点均靠近基板10，且各棱锥单元均包括至少两个入光面，各入光面与垂直于基板10的平面之间呈第一预设夹角，第一预设夹角被设置为其中一入光面将入射的光线折射至其中另一入光面，再由其中另一入光面全反射至第二棱镜结构32，或者其中一入光面将入射的光线直接折射至第二棱镜结构32。
采用包括多个棱锥单元的第一棱镜结构31，且棱锥单元的顶点靠近基板10设置，平行基板10的光即为最大视角(即光线的入射方向与发光面板40之间的夹角，越接近90°则视角越大)光线，需控制该最大视角光线的入射角小于第一棱镜结构31的反射角，以避免发光结构20发射的光线在入光面发生全反射，从而实现光线从该棱锥单元的一入光面将入射的光线折射至棱锥单元的另一入光面，再由该另一入光面全反射至第二棱镜结构32，或者其中一入光面将入射的光线直接折射至第二棱镜结构32。其中，各入光面与垂直于基板10的平面之间的第一预设夹角可以相同，也可以不同，本实施例对此不做具体限定。需要说明的是，本实施例并不限定第一棱镜结构31的具体材质(如玻璃)和形状，只要其能实现上述光线的一次性高效传导即可，如第一棱镜结构31也可以为棱柱形。
更具体地，棱锥单元可以但不限于包括三棱锥或者四棱锥；其中，三棱锥中有至少两个侧面为入光面；四棱锥中有至少两个侧面为入光面。三棱锥或者四棱锥是较为简单的棱锥单元，便于加工和布置，且侧面较少，光线进入棱锥单元后，在棱锥单元的侧面进行折射和/或反射的次数较少，可以进一步保障光线的一次性导出，进一步提高光线利用率。如图4所示，棱锥单元可以优选四棱锥，由于四棱锥的侧面可以两两相对，更为规则，发光结构20设置在两个四棱锥之间的间隔内时，可以有更多的光线从入光面射入第一棱镜结构31，以进一步提高光线利用率。
于一具体实施方式中，如图1-3所示，第二棱镜结构32包括多个棱柱单元，各棱柱单元与各棱锥单元一一对应设置；各棱柱单元均包括至少一个出光面，出光面与基板10的表面之间具有第二预设夹角，第二预设夹角被设置为其中一出光面将来自第一棱镜结构31的光线折射，且使折射后的光线在指定角度范围内出射。第二棱镜结构32作为出光结构，将其设计为棱柱单元，出光面为四边形，对应在基板10上投影重合的棱锥形(侧面为三角形)，可以获得面积更大的出光面，使得更多的光线从出光面在指定角度范围内出射。
更具体地，棱柱单元可以但不限于包括三棱柱或者四棱柱，三棱柱或者四棱柱是较为简单的棱柱单元，便于加工和进行布置。其中，可以令三棱柱中一个侧面为出光面，另外两个侧面相互垂直，且相互垂直的两个侧面中的其中一侧面与基板10的表面平行；四棱柱中两个相邻的侧面为出光面，另外两个侧面相互垂直，且相互垂直的两个侧面中的其中一侧面与基板10的表面平行。其中，棱柱单元优选包括三棱柱，该三棱柱的两个垂直的侧面分别与基板10平行和垂直，另一侧面即为出光面，出光面在基板10上的投影与其对应的棱锥单元的整体投影相同，则从入光面射入的光线基本都从该出光面射出，更便于控制光线的出射角度。当然，棱柱单元也可以是四棱柱，两个相邻的出光面可以有一个与基板10平行，可以使光线尽可能地以正视角出射。
于一具体实施方式中，如图1-3所示，导光结构30还包括平面镜结构33，平面镜结构33设置于第一棱镜结构31和第二棱镜结构32之间，用于将光线从第一棱镜结构31传递至第二棱镜结构32。通过设置平面镜结构33结构，可以将第一棱镜结构31和第二棱镜结构32分别设置在该平面镜结构33相对的两个平面上，以便于导光结构30的加工。具体地，该导光结构30可以是一体成型，也可以先分别加工多个棱锥单元和多个棱柱单元，然后将该多个棱锥单元和多个棱柱单元固定在平面镜结构33相对的两个平面上，本实施例并不以此为限。
更具体地，平面镜结构33的折射率大于等于第一棱镜结构31的折射率，并小于等于第二棱镜结构32的折射率。如此，便于光线从第一棱镜结构31向第二棱镜结构32的传导，可以避免光线在第一棱镜结构31与平面镜结构33及平面镜结构33与第二棱镜结构32之间发生全反射，进一步减少光线的折射和反射消耗。优选地，可以设置平面镜结构33的折射率、第一棱镜结构31的折射率及第二棱镜结构32的折射率均相等，使得光线在第一棱镜结构31与平面镜结构33及平面镜结构33与第二棱镜结构32之间基本可以直线穿过，进一步减少光线的折射和反射消耗。
于一具体实施方式中，如图1和图2所示，该导光结构30可以包括第一棱镜结构31、平面镜结构33及第二棱镜结构32，且可以设置第一棱镜结构31的棱锥单元可以为四棱锥，且该四棱锥具有一个正方形底面和四个相同的等腰三角形侧面。第二棱镜结构32的棱柱单元可以直角棱柱，其能够将发光结构20以大视角发出的光线一次性导出，实现大视角光线在出光面偏向发光面板40的中心折射出射(即呈收敛式出射)。
具体地，如图3所示，将上述第一预设夹角设为α，第二预设夹角设为β，棱锥单元的折射率设为n1，棱柱单元的折射率将n2。如图5、图6及图7所示，为3种典型的光线在导光结构30上的传导路径图。如图5所示的的路径①，为右侧的发光结构20发出的光线以平行基板10(也平行发光面板40)方向入射到左侧的入光面后的传导路径，光线在入光面1入射后，在入光面2发生全反射，然后从出光面3偏向发光面板40(图5中未示出)折射出射，根据光学原理，上述α、β、n1及n2满足下述公式(1)和公式(2)。如图6所示的路径②，为发光结构20发出的光线以垂直基板10的方向(正视角)入射到入光面后的传导路径，光线在入光面1入射后，直接从出光面3折射出射，根据光学原理，上述α、β、n1及n2满足下述公式(3)。如图7所示的的路径③，为左侧的发光结构20发出的光线以平行基板10(也平行发光面板40)方向入射到右侧的入光面后的传导路径，光线在入光面2入射后，在入光面1发生全反射，然后从出光面3偏向发光面板40折射出射，根据光学原理，上述α、β、n1及n2满足下述公式(4)。
α≥arcsin(1/n1)                                       (1)
90°-2α-β<arcsin(1/n2)                                 (2)
β<arcsin(1/n2)                                       (3)
arctg(tgα/(2sinβ×tgα+1))<arcsin(1/n2)                     (4)
综上，通过以上结构的设置，发光结构20发出的大视角的光线在四棱锥的入光面发生全反射后，在三棱柱的出光面进行折射收敛出射；小视角(接近正视角)的光线通过两次折射，在接近原方向上出射，从而实现光线利用率的提升，及Mini LED模组显示效率的提升。
本技术领域技术人员可以理解，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种显示模组，其特征在于，包括基板，设置在所述基板上的发光结构及设置在所述基板上，且位于所述发光结构的远离所述基板一侧的导光结构，所述导光结构包括沿远离所述基板的方向依次设置的第一棱镜结构和第二棱镜结构，其中，所述第一棱镜结构被设置为将来自所述发光结构的光线折射或全反射，并进入所述第二棱镜结构；所述第二棱镜结构被设置为将来自所述第一棱镜结构的光线折射，且使折射后的光线在指定角度范围内出射，其中，
所述第一棱镜结构包括呈阵列排布的多个棱锥单元，所述发光结构包括多个发光元件，各所述发光元件分别与各相邻的两个所述棱锥单元之间的间隔对应设置；
各所述棱锥单元的顶点均靠近所述基板，且各所述棱锥单元均包括至少两个入光面，各所述入光面与垂直于所述基板的平面之间呈第一预设夹角，所述第一预设夹角被设置为其中一入光面将入射的光线折射至其中另一入光面，再由所述其中另一入光面全反射至所述第二棱镜结构，或者其中一入光面将入射的光线直接折射至所述第二棱镜结构；
所述第二棱镜结构包括多个棱柱单元，各所述棱柱单元与各所述棱锥单元一一对应设置；各所述棱柱单元均包括至少一个出光面，所述出光面与所述基板的表面之间具有第二预设夹角，所述第二预设夹角被设置为其中一所述出光面将来自所述第一棱镜结构的光线折射，且使折射后的光线在指定角度范围内出射；
所述棱锥单元为四棱锥，且所述四棱锥具有一个正方形底面和四个相同的等腰三角形侧面；所述棱柱单元为三棱柱，所述三棱柱的一个侧面为所述出光面，另外两个侧面相互垂直，且相互垂直的两个侧面中的其中一侧面与所述基板的表面平行；所述四棱锥中有至少两个侧面为所述入光面；所述第一预设夹角和所述第二预设夹角均满足以下条件：
α≥arcsin(1/n1)；
90°-2α-β<arcsin(1/n2)；
β<arcsin(1/n2)；
arctg(tgα/(2sinβ×tgα+1))<arcsin(1/n2)；
其中，α为所述第一预设夹角；β为所述第二预设夹角；n1为所述棱锥单元的折射率；n2为所述棱柱单元的折射率。
2.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述棱柱单元还包括四棱柱；
所述四棱柱中两个相邻的侧面均为所述出光面，另外两个侧面相互垂直，且相互垂直的两个侧面中的其中一侧面与所述基板的表面平行。
3.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述指定角度范围为大于等于45°。
4.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述导光结构还包括平面镜结构，所述平面镜结构设置于所述第一棱镜结构和所述第二棱镜结构之间，用于将所述光线从所述第一棱镜结构传递至所述第二棱镜结构。
5.根据权利要求4所述的显示模组，其特征在于，所述平面镜结构的折射率大于等于所述第一棱镜结构的折射率，并小于等于所述第二棱镜结构的折射率。
6.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述发光结构还包括涂覆于所述发光元件周围和/或所述第一棱镜结构表面的量子点涂层。
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