CN111240090A - 背光均匀的光学膜片、直下式背光模组和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种背光均匀的光学膜片，包括扩散膜，扩散膜表面上丝印有三个网点油墨单元，分别是遮光单元、降光单元和折射单元，遮光单元设置在扩散膜的边缘位置，用于遮光；降光单元设置在LED光源的正前方位置，用于降低光通量；折射单元设置在扩散膜上除去遮光单元、降光单元的其他位置，用于折射LED光源发出的光线，还公开相应的直下式背光模组和显示装置，本发明通过在扩散膜上丝点网印油墨，使得LED光源所发出的光在光学膜片强光被降低光通量，弱光经折射、反射和散射打在LED光源间的暗区上，显著有效的减少强光区的亮斑问题和改善弱光区的暗区问题，使得直下式背光模组在控制厚度和LED光源数量的情况下可以保持优异的背光均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光均匀的光学膜片、直下式背光模组和显示装置。
背景技术
LED的背光源分为直下式和侧光式，其中直下式LED背光源能够分别设置不同的背光源模块权责区域，可以做到每个LED支路的独立控制，进而实现区域控光(LocalDimming)，提高液晶显示模组的动态对比度，因此被广泛应用在消费、工业及车载显示领域。而实际上，由于线路设计的不易以及设计成本的高昂，且出于对整机厚度、功耗、散热和成本等方面的考虑，则必须减小背光厚度和减少LED数量，然而，减小背光厚度会使得LED到背光表面高度H降低，LED正前方中心位置通过的光通量过大进而出现亮斑；减少LED数量则会使得LED PITCH之间的点距P增加，在LED发光角度受限的情况下会出现暗区，这就导致LED的背光均匀性整体不佳。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种背光均匀的光学膜片、直下式背光模组和显示装置，主要解决背景技术中的问题。
本发明提出一种背光均匀的光学膜片，包括扩散膜，所述扩散膜表面上丝印有三个网点油墨单元，所述三个网点油墨单元包括遮光单元、降光单元和折射单元，所述遮光单元设置在所述扩散膜的边缘位置，用于遮光；所述降光单元设置在LED光源的正前方位置，用于降低光通量；所述折射单元设置在所述扩散膜上除遮光单元、降光单元的其他位置，用于折射LED光源发出的光线。
进一步改进在于，所述遮光单元采用黑色油墨，所述降光单元和所述折射单元采用灰色油墨。
进一步改进在于，所述灰色油墨为PANTONE 430U的亮灰色油墨。
进一步改进在于，所述降光单元的油墨直径小于所述折射单元的油墨直径。
进一步改进在于，所述降光单元的油墨密度大于所述折射单元的油墨密度。
进一步改进在于，所述降光单元和所述折射单元的油墨折射角度Ii的计算公式为：
N1sinII＝N2sinIi
其中，N1是光线在空气中的折射率，N2是光线在所述油墨中的折射率，II是光线的入射角，Ii是光线的折射角。
本发明还提出一种直下式背光模组，包括LED光源，所述LED光源包括若干个发光单元，包括以上所述的背光均匀的光学膜片、PCB电路板和中胶框，所述PCB电路板上设置有若干个所述发光单元，所述PCB电路板的上端通过下框安装支撑板，所述支撑板上安装有所述光学膜片和增亮膜，所述中胶框设置在所述支撑板两侧固定所述光学膜片和所述增亮膜。
进一步改进在于，所述PCB电路板为铝基板，所述支撑板为扩散板或透明PC材料，所述下框的材质为塑胶或铝合金。
进一步改进在于，所述增光膜包括超微距多晶体结构增亮膜BEF和反射式偏光增亮膜DBEF。
本发明还提出一种显示装置，包括以上任一项所述的背光均匀的光学膜片和直下式背光模组。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过在所述扩散膜上丝点网印油墨，使得LED光源所发出的光在光学膜片强光被降低光通量，弱光经折射、反射和散射打在LED光源间的暗区上，显著有效的减少强光区的亮斑问题和改善弱光区的暗区问题，使得直下式背光模组在控制厚度和LED光源数量的情况下可以保持优异的背光均匀性；
2、本发明仅通过在所述扩散膜上丝点网印油墨，并不增加新的光学膜片，可以有效控制背光厚度，避免了大量亮斑的出现，且通过折射单元直径大而密度稀疏的油墨对光线进行折射、反射和散射，可以有效改善背光模组暗区的出现，在保持较低成本的前提下保持优异的背光均匀性。
附图说明
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
图1为现有背光模组的结构示意图；
图2为本发明一实施方式光学膜片的结构示意图；
图3为本发明一实施方式的背光模组结构示意图；
其中：1、下框；2、发光单元；3、PCB电路板；4、中胶框；5、支撑板；6、扩散膜；7、超微距多晶体结构增亮膜BEF；8、反射式偏光增亮膜DBEF；9、亮斑；10、暗区；11、发光角度；12、折射单元；13、遮光单元；14、降光单元。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参照图1，现有的背光模组在不限制背光厚度和LED光源数量的情况下会带来高昂的成本、产品的厚度增加、背光功耗增加、产热增加需要加设散热设备、定制模具等问题，而盲目减小背光厚度会使得LED光源的发光单元2到背光面的表面高度H降低，导致LED光源的发光单元2正前方的光通量过大而出现大量亮斑9，影响显示效果；减少LED光源数量则会使得各发光单元2之间的LED PITCH的点距P增加，由于每个发光单元的发光角度区间在120°左右，容易在各发光单元之间光通量过低的位置出现光线照射不到的暗区10。
参照图2和图3，为解决上述问题，本发明提出一种背光均匀的光学膜片，包括扩散膜6，所述扩散膜6表面上丝印有三个网点油墨单元，所述三个网点油墨单元包括遮光单元13、降光单元和折射单元12，所述遮光单元13设置在所述扩散膜6的边缘位置，用于遮光；所述降光单元设置在LED光源的正前方位置，用于降低光通量；所述折射单元12设置在所述扩散膜6上除遮光单元13、降光单元的其他位置，用于折射LED光源发出的光线。
可以理解，在本发明实施例中以光源为所述LED光源(Light Emitting Diode，发光二极管)为例进行说明，每个发光单元2为单个的LED颗粒，若干个发光单元2如图3以固定点距P阵列设置在所述PCB电路板3上。上述光源还可以为CCFL(Cold Cathode FluorescentLamp，冷阴极荧光灯管)或其他形式的发光装置。
可以理解，在本发明实施例中，可采用整卷式(Role-to-Role)滚筒丝网印刷或喷墨印刷，也可以采用单片印刷或其他网点成型的方式形成于所述扩散膜6的一表面上。另外，由于网点的印刷可以在成卷的膜片上进行，所以十分有利于批量生产并降低生产成本。
可以理解，在本发明实施例中，形成于所述扩散膜6一表面上的遮光单元13设置在所述扩散膜6的边缘位置，可以有效遮挡光源所发出的光线；降光单元设置在所述光源的正前方，用于降低所述光源所发出的光线透过所述扩散膜6的光通量，避免出现光通量过大产生亮斑；所述折射单元12主要起折射作用，设置在所述降光单元的周围以及所述扩散膜6的剩余其他位置，对光线进行折射、反射和折射，扩大光线的发光角度，避免出现光线照射不到的暗区出现。
作为本发明一优选实施方案，所述遮光单元13采用黑色油墨，所述降光单元和所述折射单元12采用灰色油墨。
可以理解，在本发明实施例中，所述遮光单元13需要将光线遮挡且不透光，因此采用吸光性较强的黑色油墨最佳；所述降光单元和所述折射单元12则需要透过一部分光或增强光的透过，选择灰色油墨。
作为本发明一优选实施方案，所述灰色油墨为PANTONE 430U的亮灰色油墨。
作为本发明一优选实施方案，所述降光单元的油墨直径小于所述折射单元12的油墨直径。
作为本发明一优选实施方案，所述降光单元的油墨密度大于所述折射单元12的油墨密度。
可以理解，在本发明实施例中，所述降光单元的网点油墨直径小而密度大，所述折射单元12的网点油墨直径大而密度小，其原因在于，所述降光单元之目的在于降低光通量，其密集的油墨点可以有效阻挡光线的通过，而所述折射单元12之目的在于对光线的折射、反射和散射，其大直径的油墨点可以对入射光线提供较大折射角的折射光，有效扩大光的照射范围，减少暗区的出现。
作为本发明一优选实施方案，所述降光单元和所述折射单元12的油墨折射角度Ii的计算公式为：
N1sinII＝N2sinIi
其中，N1是光线在空气中的折射率，N2是光线在所述油墨中的折射率，II是光线的入射角，Ii是光线的折射角。
可以理解，在本发明实施例中，对不同品质的油墨折射角度的计算可以根据不同的情境应用合适的网点油墨，对于防止暗区的出现可以起到意料不到的作用。
本发明还提出一种直下式背光模组，包括LED光源，所述LED光源包括若干个发光单元2，包括以上所述的背光均匀的光学膜片(即扩散膜6)，还包括PCB电路板3和中胶框4，所述PCB电路板3上设置有若干个所述发光单元2，所述PCB电路板3的上端通过下框：1安装支撑板5，所述支撑板5上安装有所述扩散膜6(即光学膜片)和增亮膜，所述中胶框4设置在所述支撑板5两侧固定所述扩散膜6(即光学膜片)和所述增亮膜。
作为本发明一优选实施方案，所述PCB电路板3为铝基板，所述支撑板5为扩散板或透明PC材料，所述下框：1的材质为塑胶或铝合金。
作为本发明一优选实施方案，所述增光膜包括超微距多晶体结构增亮膜BEF7和反射式偏光增亮膜DBEF8，DBEF跟BEF的组合应用，使得光线亮度的增加有更好的表现。
本发明还提出一种显示装置，包括以上任一项所述的背光均匀的光学膜片和直下式背光模组，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过在所述扩散膜6上丝点网印油墨，使得LED光源所发出的光在光学膜片强光被降低光通量，弱光经折射、反射和散射打在LED光源间的暗区上，显著有效的减少强光区的亮斑问题和改善弱光区的暗区问题，使得直下式背光模组在控制厚度和LED光源数量的情况下可以保持优异的背光均匀性；
2、本发明仅通过在所述扩散膜6上丝点网印油墨，并不增加新的光学膜片，可以有效控制背光厚度，避免了大量亮斑的出现，且通过折射单元12直径大而密度稀疏的油墨对光线进行折射、反射和散射，可以有效改善背光模组暗区的出现，在保持较低成本的前提下保持优异的背光均匀性。
图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种背光均匀的光学膜片，其特征在于，包括扩散膜(6)，所述扩散膜(6)表面上丝印有三个网点油墨单元，所述三个网点油墨单元包括遮光单元(13)、降光单元和折射单元(12)，所述遮光单元(13)设置在所述扩散膜(6)的边缘位置，用于遮光；所述降光单元设置在LED光源的正前方位置，用于降低光通量；所述折射单元(12)设置在所述扩散膜(6)上除遮光单元(13)、降光单元的其他位置，用于折射LED光源发出的光线。
2.根据权利要求1所述的背光均匀的光学膜片，其特征在于，所述遮光单元(13)采用黑色油墨，所述降光单元和所述折射单元(12)采用灰色油墨。
3.根据权利要求2所述的背光均匀的光学膜片，其特征在于，所述灰色油墨为PANTONE430 U的亮灰色油墨。
4.根据权利要求1所述的背光均匀的光学膜片，其特征在于，所述降光单元的油墨直径小于所述折射单元(12)的油墨直径。
5.根据权利要求1所述的背光均匀的光学膜片，其特征在于，所述降光单元的油墨密度大于所述折射单元(12)的油墨密度。
6.根据权利要求1所述的背光均匀的光学膜片，其特征在于，所述降光单元和所述折射单元(12)的油墨折射角度Ii的计算公式为：
N1sinII＝N2sinIi
其中，N1是光线在空气中的折射率，N2是光线在所述油墨中的折射率，II是光线的入射角，Ii是光线的折射角。
7.一种直下式背光模组，包括LED光源，所述LED光源包括若干个发光单元(2)，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的背光均匀的光学膜片、PCB电路板(3)和中胶框(4)，所述PCB电路板(3)上设置有若干个所述发光单元(2)，所述PCB电路板(3)的上端通过下框(1)安装支撑板(5)，所述支撑板(5)上安装有所述光学膜片和增亮膜，所述中胶框(4)设置在所述支撑板(5)两侧固定所述扩散膜(6)和所述增亮膜。
8.根据权利要求7所述的一种直下式背光模组，其特征在于，所述PCB电路板(3)为铝基板，所述支撑板(5)为扩散板或透明PC材料，所述下框(1)的材质为塑胶或铝合金。
9.根据权利要求7所述的一种直下式背光模组，其特征在于，所述增光膜包括超微距多晶体结构增亮膜BEF(7)和反射式偏光增亮膜DBEF(8)。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的背光均匀的光学膜片或权利要求7-9任一项所述的直下式背光模组。
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