CN111323966A - 直下式背光装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直下式背光装置，包括自下而上设置的PCB基板、LED光源的阵列、反射杯的阵列和光学膜片。在该PCB基板上电性安装有多个LED光源的阵列。反射杯的阵列，其将LED光源的一部分的配光向直下式背光装置的出光面的一侧反射。光学膜片，其设置在反射杯的上方。反射杯的轮廓包括抛物线部分和/或椭圆形部分。光学膜片包括第一扩散膜，其表面设置有在第一方向上延伸的多个第一凸起结构；和第二扩散膜，第二扩散膜接收来自第一扩散膜的光并且具有在垂直于第一方向的第二方向上延伸的多个第二凸起结构；第一方向平行于第一扩散膜所在平面。本发明提供一种改善面光源均匀出光的背光装置。

Description

直下式背光装置及电子设备
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及一种直下式背光装置及电子设备。
背景技术
液晶显示装置具有的液晶面板自身不发光。因此，液晶显示装置在液晶面板的背面侧设置有作为面光源装置的背光装置作为对液晶面板进行照明的光源。
作为这样的背光装置的结构，公知排列了多个发光二极管(Light EmittingDiode：以下称作“LED元件”)的直下型的背光装置。
近年来，开发高效率、高输出且小型的LED元件。因此，即使减少背光装置中使用的LED元件或者LED BAR的数量，在理论上上也能得到与迄今为止同样的亮度。另外，LED BAR是排列多个LED元件而形成为1个电子部件。
例如专利文献1、2中，公开了以下技术：为了构成廉价且能得到均匀亮度的背光装置，通过柱面透镜扩散从LED元件射出的光。
现有技术专利文献1：日本特开2006-286608号公报专利文献2：日本特开2014-38697号公报发明内容发明所要解决的课题，但是专利文献1、2所记载的技术中，光从柱面透镜的介质中向空气中透过时，在其边界面即柱面透镜的内部产生反射光。此外，越扩大来自LED元件的光的发散角，反射光越增加。因此，难以使面状地照射的光的均匀性提高。特别是，难以抑制在照射区域周边的光量下降。
另一方面，随着液晶显示电子产品的超薄化发展和实现较高的高动态对比度(High-Dynamic Range，HDR)，对液晶显示器的背光模组厚度也提出了更高的要求。背光模组的各个光学膜片中，扩散片是决定背光模组厚度的主要膜片，一方面扩散片厚度太薄会发生膜拱、褶皱现象，影响显示效果；另一方面，若不设置扩散膜，则因LED为点光源，在灯口位置会出现光晕、炫光、灯眼等问题，无法均匀显示。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种改善面光源均匀出光的背光装置，提高了光的利用效率，同时提供一种超薄、广色域且高动态对比度的显示装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种直下式背光装置，包括自下而上设置的PCB基板、LED光源的阵列、反射杯的阵列和光学膜片。在该PCB基板上电性安装有多个所述LED光源的阵列。反射杯的阵列，其将所述LED光源的一部分的配光向所述直下式背光装置的出光面的一侧反射。光学膜片，其设置在所述反射杯的上方。所述反射杯的轮廓包括抛物线部分和/或椭圆形部分。所述光学膜片包括第一扩散膜和第二扩散膜。第一扩散膜表面设置有在第一方向上延伸的多个第一凸起结构。所述第二扩散膜接收来自所述第一扩散膜的光并且具有在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的多个第二凸起结构；所述第一方向平行于所述第一扩散膜所在平面。
本发明的直下式背光装置，通过第一扩散膜和第二扩散膜上垂直设置的第一凸起结构和第二凸起结构，以及反射杯的阵列，提升了面光源出光均匀度和光能利用效率。从各LED光源射出的光，虽然具有较高的聚集度，但通过向各反射杯的反射、第一扩散膜和第二扩散膜的扩散传播从而能扩大扩散角，克服亮暗不均(mura)的问题，实现均匀的面光源出光。本发明同时可以获得终端设备的高HDR对比度值和广色域的显示画面。另外，整个显示装置的生产、组装工艺及结构都更简单，并且结构稳定性高。
在一个优选实施例中，反射杯对应至少一个所述LED光源。
在一个优选实施例中，所述反射杯为上下开口的球体或者多面体；多个所述反射杯一体成型为反射板。所述反射杯的轮廓的纵横比的范围为0.5～2。LED光源发出的光线穿越所述反射杯上的开孔而照射第一扩散膜和第二扩散膜，被第一扩散膜和第二扩散膜反射或散射的光线返回反射杯后，再反射至第一扩散膜和第二扩散膜。
在一个优选实施例中，所述反射杯包括有光泽的白色反射器、漫反射器、镜面反射白色反射器以及胶体折射率的聚合物膜中的至少一种。
在一个优选实施例中，所述光学膜片还包括设置在所述第二扩散膜上方的棱镜片。
在一个优选实施例中，第一凸起结构和/或第二凸起结构为半球结构、四面体结构、多面体结构、圆柱体结构或者近圆锥体结构。
在一个优选实施例中，所述光学膜片还包括量子点膜。所述量子点膜包括红色荧光量子点、绿色荧光量子点和黄色荧光量子点中的至少两种量子点。量子点的窄发光峰和高量子效率大幅提升显示设备的画面色彩质量和能效。所述量子点扩散膜包括CdSe、CdS、CuInS、CdZnSe/ZnS、CdSe/CdS、InP/ZnS、CuInS/ZnS、InP/ZnSe/ZnS和钙钛矿量子点中至少一种量子点。
所述LED光源包括mini LED、Micro LED、OLED或常规LED芯片中的至少一种。
根据本发明之实施例，本发明之直下式背光装置与LCD面板和玻璃盖板整合成一种电子设备，其可应用于LCD显示器。
附图说明
本发明及其优点将通过研究以非限制性实施例的方式给出，并通过所附附图所示的特定实施方式的详细描述而更好的理解，其中：
图1是本发明实施例的直下式背光装置的爆炸视图。
图2是本发明实施例的第一扩散膜和第二扩散膜的结构示意图。
具体实施方式
请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。
在本发明的描述中，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。
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“设置”、“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发明中的具体含义。
此外，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发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明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，本发明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。
实施例
首先，通过图1-2，就本发明的实施例的直下式背光装置进行说明。本实施例采用的一个技术方案是一种直下式背光装置，包括自下而上设置的PCB基板10、LED光源的阵列11、反射杯的阵列12和光学膜片13。在该PCB基板10上电性安装有多个所述LED光源的阵列11。反射杯的阵列12，其将所述LED光源的一部分的配光向所述直下式背光装置的出光面的一侧反射。光学膜片13，其设置在所述反射杯的上方。所述反射杯的轮廓包括抛物线部分和椭圆形部分。所述光学膜片13包括第一扩散膜131，其表面(XY平面)设置有在第一方向X上延伸的多个第一凸起结构1311；和第二扩散膜132，所述第二扩散膜132接收来自所述第一扩散膜131的光并且具有在垂直于所述第一方向X的第二方向Y上延伸的多个第二凸起结构1321；所述第一方向平行于所述第一扩散膜131所在平面。
本实施例的直下式背光装置，通过第一扩散膜131和第二扩散膜132上垂直设置的第一凸起结构1311和第二凸起结构1321，以及反射杯的阵列12，提升了面光源出光均匀度和光能利用效率。从各LED光源射出的光，虽然具有较高的聚集度，但通过向各反射杯12的反射、第一扩散膜131和第二扩散膜132的扩散传播从而能扩大扩散角，克服亮暗不均(mura)的问题，实现均匀的面光源出光。本发明同时可以获得终端设备的高HDR对比度值和广色域的显示画面。另外，整个显示装置的生产、组装工艺及结构都更简单，并且结构稳定性高。
反射杯12对应至少一个所述LED光源。所述反射杯为上下开口的多面体；多个所述反射杯一体成型为反射板。反射杯的轮廓包括抛物线部分和椭圆形部分。所述反射杯包括有光泽的白色反射器。所述反射杯的轮廓的纵横比的范围为0.5。LED光源发出的光线穿越所述反射杯上的开孔121而照射第一扩散膜131和第二扩散膜132，被第一扩散膜131和第二扩散膜132反射或散射的光线返回反射杯后，再反射至第一扩散膜131和第二扩散膜132。
所述光学膜片还包括设置在所述第二扩散膜132上方的棱镜片。
第一凸起结构1311和第二凸起结构为四面体结构。
所述光学膜片还包括量子点膜。所述量子点膜包括红色荧光量子点、绿色荧光量子点两种量子点。量子点的窄发光峰和高量子效率大幅提升显示设备的画面色彩质量和能效。
所述LED光源为mini LED芯片。
虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种直下式背光装置，其特征在于，包括：
LED光源的阵列；
PCB基板，在该PCB基板上电性安装有多个所述LED光源的阵列；
反射杯的阵列，其将所述LED光源的一部分的配光向所述直下式背光装置的出光面的一侧反射；
光学膜片，其设置在所述反射杯的上方；
其中，所述反射杯的轮廓包括抛物线部分和/或椭圆形部分；所述光学膜片包括第一扩散膜，其表面设置有在第一方向上延伸的多个第一凸起结构；和第二扩散膜，所述第二扩散膜接收来自所述第一扩散膜的光并且具有在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的多个第二凸起结构；所述第一方向平行于所述第一扩散膜所在平面。
2.根据权利要求1所述的直下式背光装置，其特征在于：反射杯对应至少一个所述LED光源。
3.根据权利要求2所述的直下式背光装置，其特征在于：所述反射杯为上下开口的球体或者多面体；多个所述反射杯一体成型为反射板。
4.根据权利要求3所述的直下式背光装置，其特征在于：所述反射杯包括有光泽的白色反射器、漫反射器、镜面反射白色反射器以及胶体折射率的聚合物膜中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的直下式背光装置，其特征在于：所述光学膜片还包括设置在所述第二扩散膜上方的棱镜片。
6.根据权利要求5所述的直下式背光装置，其特征在于：所述光学膜片还包括量子点膜。
7.根据权利要求1所述的直下式背光装置，其特征在于：所述反射杯的轮廓的纵横比的范围为0.5～2。
8.根据权利要求1所述的直下式背光装置，其特征在于：第一凸起结构和/或第二凸起结构为半球结构、四面体结构、多面体结构、圆柱体结构或者近圆锥体结构。
9.一种电子设备，其包括权利要求1-8中任一所述的直下式背光装置。
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