CN111240096B - 背光模组及具有该背光模组的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种背光模组，包括发光层和亮度增强层，所述亮度增强层设于所述发光层的表面。所述亮度增强层包括若干光学微腔，每个所述光学微腔用于使所述发光层射入自身的光产生谐振得到谐振光，并将所述谐振光射出。本申请提供的背光模组在发光层的表面设置亮度增强层，通过将亮度增强层设计为光学微腔的结构，基于光学微腔的WGM谐振效应和天线效应，使发光层射入至光学微腔内的部分光的强度极大地增强并射出，从而极大地提高了发光层的发光亮度。本申请还提供一种具有该背光模组的显示装置。

Description

背光模组及具有该背光模组的显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种背光模组及具有该背光模组的显示装置。
背景技术
小型发光二极管(Mini Light Emitting Diode，Mini-LED)是将传统的LED尺寸小型化后得到的发光元器件，由于其相较于传统的LED来说尺寸更小，因此若将其应用于显示器中，则能够提高显示画面的分辨率。
通常，将Mini-LED作为背光与液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)面板相结合以组成LCD显示器，为了提高显示画面的对比度，需要提高Mini-LED的发光亮度，现有技术中通常使用反射法提高Mini-LED的发光亮度，但该方法对Mini-LED的发光亮度的提升效果有限。
发明内容
因此，有必要提供一种能够极大提升发光层发光亮度的背光模组及具有该背光模组的显示装置。
本申请实施例提供一种背光模组，包括：
发光层和亮度增强层，所述亮度增强层设于所述发光层的表面；所述亮度增强层包括若干光学微腔，每个所述光学微腔用于使所述发光层射入自身的部分光产生谐振得到谐振光，并将所述谐振光射出。
在一些实施例中，每个所述光学微腔为实心球形结构。
在一些实施例中，每个所述光学微腔的折射率的取值范围为1.8-2.5。
在一些实施例中，每个所述光学微腔的材料为钛酸钡、氧化钡、二氧化钛、二氧化硅和氧化锂中的任意一种或多种的组合。
在一些实施例中，每个所述光学微腔的直径的取值范围为20-200μm。
在一些实施例中，若干所述光学微腔呈单层阵列状均匀排布。
在一些实施例中，每个所述光学微腔与剩余的至少两个所述光学微腔相切。
在一些实施例中，所述发光层包括若干发出蓝光的小型发光二极管，所述发光层和所述亮度增强层之间还包括：
支撑结构，所述支撑结构设于所述发光层的表面；
扩散板，所述扩散板设于所述支撑结构的表面；
量子点膜，所述量子点膜设于所述扩散板的表面；
所述亮度增强层设于所述量子点膜的表面。
在一些实施例中，所述背光模组还包括：
扩散片，所述扩散片设于所述亮度增强层的表面；
反射式偏光增亮膜，所述反射式偏光增亮膜设于所述扩散片的表面。
本申请实施例还提供一种显示装置，包括：
显示面板，以及如上述任一实施例所述的背光模组。
本申请实施例提供的背光模组及具有该背光模组的显示装置，在背光模组中的发光层的表面设置亮度增强层，通过将亮度增强层设计为光学微腔的结构，基于光学微腔的WGM谐振效应和天线效应，使发光层射入至光学微腔内的部分光的强度极大地增强并射出，从而极大地提高了发光层的发光亮度。当该背光模组应用到显示装置内时，可以极大地提高显示装置的显示亮度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。
图1为本申请第一实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图2为本申请第六实施例提供的一种背光模组的俯视图；
图3为本申请第七实施例提供的一种背光模组的俯视图；
图4为本申请第九实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图5为本申请第十实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图6为本申请第十一实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
图1为本申请第一实施例提供的一种背光模组的结构示意图，如图1所示，背光模组10包括：发光层110，以及设于发光层110的表面的亮度增强层120。
其中，发光层110为具有发光功能的功能层，例如，发光层110可以为若干Mini-LED，可以为量子点(Quantum Dot，QD)发光膜或染料发光膜，还可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)或量子点发光二极管(Quantum Dot LightEmitting Diodes，QLED)中的发光器件，本申请实施例对此不作具体限定。
亮度增强层120为具有亮度增强功能的功能层，在本申请实施例中，亮度增强层120包括若干光学微腔1201。其中，光学微腔1201是一种形貌依赖的光学谐振腔，其主要包括球形、柱形和环形等形貌。图1示出的光学微腔1201的形貌为球形。
对于每个光学微腔1201来说，将从发光层110射入光学微腔1201内的光称为入射光，基于光学微腔1201的回音壁模式(Whispering Gallery Mode，WGM)谐振效应和天线效应，能够使入射光中特定波长的光的强度极大地增强，并沿特定方向从光学微腔1201内射出，为了便于描述，将这部分光称为谐振光。
由于光的强度越强，其亮度也越高，因此谐振光相较于入射光来说亮度极大地提高，研究表明，谐振光的亮度相较于入射光的亮度，提高了2到3个数量级。
本申请实施例提供的背光模组10，在发光层110的表面设置亮度增强层120，通过将亮度增强层120设计为光学微腔1201的结构，基于光学微腔1201的WGM谐振效应和天线效应，使发光层110射入至光学微腔1201内的部分光的强度极大地增强并射出，从而极大地提高了发光层110的发光亮度。
基于上述任一实施例，在第二实施例中每个光学微腔1201为实心球形结构。
基于上述任一实施例，在第三实施例中每个光学微腔1201的折射率的取值范围为1.8-2.5。
具体的，为了使光学微腔1201射出的谐振光的亮度更高，需要提高光学微腔1201的品质因子，由于光学微腔1201的品质因子与自身的折射率和尺寸有关，且折射率在较高的情况下，品质因子才能较高，因此本申请实施例将每个光学微腔1201的折射率设定为1.8-2.5之间的任意一个数值。
基于上述任一实施例，在第四实施例中每个光学微腔1201的材料为钛酸钡BaTiO3、氧化钡BaO、二氧化钛TiO2、二氧化硅SiO2和氧化锂Li2O中的任意一种或多种透明材料的组合。
具体的，由于光学微腔1201具有较高的折射率(1.8-2.5之间)，因此需要选取高折射率的透明材料制作光学微腔1201。本申请实施例中每个光学微腔1201的材料可为BaTiO3、BaO、TiO2、SiO2和Li2O中的任意一种或多种的组合，当然还可为其他处于折射率取值范围(1.8-2.5)内的高折射率的透明材料，本申请实施例对此不作具体限定。
基于上述任一实施例，在第五实施例中每个光学微腔1201的直径的取值范围为20-200μm。
具体的，由于光学微腔1201的尺寸越大，则其弯曲损耗越小，品质因子越高，光学微腔1201射出的谐振光的亮度更高，因此本申请实施例将每个光学微腔1201的直径的取值范围设定为20-200μm。但考虑到光学微腔1201的制作工艺的复杂程度等因素，本申请实施例中每个光学微腔1201的直径的取值范围优选为40-60μm。
基于上述任一实施例，图2为本申请第六实施例提供的一种背光模组的俯视图，如图2所示，背光模组10包括发光层110，以及设于发光层110的表面的亮度增强层120。亮度增强层120包括若干光学微腔1201，这若干光学微腔1201呈单层阵列状均匀排布。
具体的，本申请实施例中的亮度增强层120包括20个光学微腔1201，这20个光学微腔1201大面积覆盖于亮度增强层120的表面，且以4行×5列的单层阵列方式均匀排布，其中，每行的5个光学微腔1201相互间隔设置，每列的4个光学微腔1201相互间隔设置。
需要说明的是，由于发光层110的表面的光学微腔1201的排布越均匀，则发光层110发出的光能够得到更均匀的亮度提升，因此图2所示的亮度增强层120中若干光学微腔1201的排布方式能够使发光层110发出的光得到更均匀的亮度提升。
基于上述任一实施例，图3为本申请第七实施例提供的一种背光模组的俯视图，如图3所示，背光模组10包括发光层110，以及设于发光层110的表面的亮度增强层120。亮度增强层120包括若干光学微腔1201，这若干光学微腔1201呈单层阵列状均匀排布，且每个光学微腔1201与剩余的至少两个光学微腔1201相切。
具体的，本申请实施例中的亮度增强层120包括42个光学微腔1201，这42个光学微腔1201大面积覆盖于亮度增强层120的表面，且以6行×7列的单层阵列方式均匀排布，其中，对于每行来说，该行的7个光学微腔1201中每相邻的2个光学微腔1201相切，对于每列来说，该列的6个光学微腔1201中每相邻的2个光学微腔1201相切。
需要说明的是，由于图3所示的亮度增强层120中若干光学微腔1201的排布方式相较于图2更加紧凑，因此覆盖于发光层110的表面的光学微腔1201的数量更多，相较于图2，图3中的发光层110发出的光能够得到更均匀的亮度提升。
基于上述任一实施例，在第八实施例中对将亮度增强层120设于发光层110的表面过程进行说明：
步骤1，提供若干光学微腔1201，将光学微腔1201喷涂至发光层110的表面，通过静电力和范德华力，光学微腔1201便附着到发光层110的表面。
步骤2，使用低粘合度的粘合带压至发光层110的表面，少许时间后将粘合带剥离，从而去除未附着在发光层110的表面的光学微腔1201。
步骤3，重复步骤1和步骤2，直至形成如图2或图3所示的亮度增强层120。
基于上述任一实施例，图4为本申请第九实施例提供的一种背光模组的结构示意图，如图4所示，背光模组10包括发光层110，以及设于发光层110的表面的亮度增强层120，其中，发光层110包括若干发出蓝光的Mini-LED。在发光层110和亮度增强层120之间还包括：
支撑结构130、扩散板140和量子点膜150。
其中，支撑结构130设于发光层110的表面；扩散板140设于支撑结构130的表面，用于使发光层110发出的蓝光更加均匀；量子点膜150设于扩散板140的表面，经扩散板140扩散的蓝光能够更均匀地激发量子点膜150，使量子点膜150发出绿光和红光。
亮度增强层120设于量子点膜150的表面。
本申请实施例提供的背光模组10，由于其中的亮度增强层120的亮度增强倍率较高，因此可以适当降低量子点膜150中量子点的用量，从而节约背光模组10的制造成本。
基于上述任一实施例，图5为本申请第十实施例提供的一种背光模组的结构示意图，如图5所示，背光模组10还包括：
扩散片160和反射式偏光增亮膜170。
其中，扩散片160设于亮度增强层120的表面。
需要说明的是，由于亮度增强层120只能使发光层110发出的部分光的光强增强，因此，量子点膜150发出的红光和绿光的视角会较小，此时，在亮度增强层120的表面设置扩散片160，用以增大量子点膜150发出的红光和绿光的视角。
反射式偏光增亮膜170设于扩散片160的表面，用于使非偏振的红光和非偏振的绿光分别转换为偏振的红光和偏振的绿光，进而提高背光的偏光片透过率。
基于上述任一实施例，图6为本申请第十一实施例提供的一种显示装置的结构示意图，如图6所示，显示装置1包括：
显示面板20，以及上述如任一实施例所述的背光模组10。
其中，背光模组10包括：发光层110，发光层110包括若干发出蓝光的Mini-LED，设于发光层110的表面的支撑结构130，设于支撑结构130的表面的扩散板140，设于扩散板140的表面的量子点膜150，设于量子点膜150的表面的亮度增强层120，设于亮度增强层120的表面的扩散片160，设于扩散片160的表面的反射式偏光增亮膜170。显示面板20设于反射式偏光增亮膜170的表面。
本申请实施例提供的显示装置1，在背光模组10中的发光层110的表面设置亮度增强层120，通过将亮度增强层120设计为光学微腔1201的结构，基于光学微腔1201的WGM谐振效应和天线效应，使发光层110射入至光学微腔1201内的部分光的强度极大地增强并射出，从而极大地提高了发光层110的发光亮度。当该背光模组10应用到显示装置1内时，可以极大地提高显示装置1的显示亮度。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种背光模组，包括发光层，其特征在于，所述背光模组还包括：
亮度增强层，所述亮度增强层设于所述发光层的表面；所述亮度增强层包括若干光学微腔，每个所述光学微腔用于使所述发光层射入自身的部分光产生谐振得到谐振光，并将所述谐振光射出；
每个所述光学微腔为实心球形结构，若干所述光学微腔呈单层阵列状均匀排布，每个所述光学微腔与剩余的至少两个所述光学微腔相切；
所述发光层包括若干发出蓝光的小型发光二极管，所述发光层和所述亮度增强层之间还包括：
支撑结构，所述支撑结构设于所述发光层的表面；
扩散板，所述扩散板设于所述支撑结构的表面；
量子点膜，所述量子点膜设于所述扩散板的表面；
所述亮度增强层设于所述量子点膜的表面
所述背光模组还包括：
扩散片，所述扩散片设于所述亮度增强层的表面；
反射式偏光增亮膜，所述反射式偏光增亮膜设于所述扩散片的表面。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，每个所述光学微腔的折射率的取值范围为1.8-2.5。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，每个所述光学微腔的材料为钛酸钡、氧化钡、二氧化钛、二氧化硅和氧化锂中的任意一种或多种的组合。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，每个所述光学微腔的直径的取值范围为20-200μm。
5.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板，以及如权利要求1-4中任意一项所述的背光模组。
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