CN113296313A - 一种背光模组及液晶显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光模组及液晶显示面板，包括蓝色LED光源和位于所述蓝色LED光源上方的光学膜片，该蓝色LED光源包括蓝色LED芯片，且蓝色LED芯片的主波长小于450nm。由于蓝色LED芯片的主波长相比于现有产品向短波方向迁徙了，即蓝色主波长减小，因此蓝色变得更蓝或更纯，后续还能减少蓝光和绿光之间的串扰，使绿光更纯。由于蓝光和绿光更纯，所以显示面板的显色体积提升。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及液晶显示面板。
背景技术
显色体积(Color Volume)是一个三维指标，用以表明一台显示器在其所有亮度水平上的色彩再现能力。为了适应不同的显示器，亮度作为第三个维度被集成到传统的2D色域图表之中，从而得到显色体积。这个3D测量标准能够表明显示器在其亮度范围内的所有亮度水平之上再现颜色的情况。简而言之，显色体积的数值越高，显示器就越能够表现出生动、准确的色彩。近期，三星QLED光质量子点电视通过了世界级测试和认证协会VerbandDeutscher Elektrotechniker(VDE)的验证，其拥有的还原“100％显色体积”能力得到专业认可。三星在全球电视制造商中率先获得这一称号，说明显色体积正迅速成为测量颜色精确度的有效指标。
目前，主流提升Color Volume的方法主要为两类：(1)硬件类：利用量子点技术等提升显示设备整体的显色能力，这种方法会严重增加产品成本，本发明提出的想法不会严重的增加成本；(2)软件类：利用软件画质算法提升色体积，通常改变亮度和颜色的灰阶水平，以提升中低亮度或者低亮度的颜色饱和度，使得这些亮度下的色域变大，这种方法一般会牺牲主观画质。
现阶段，液晶显示设备主要采用直下式或侧入式结构，两者均是以蓝色LED作为背光源，一般，液晶电视背光源的蓝色LED芯片的主波长为450-480nm左右。三原色的颜色更纯，则显色体积越大，基于此，针对现阶段的液晶电视，亟需提出一种可以提升显色体积的方案。
发明内容
本发明提供一种背光模组及液晶显示面板，旨在提升液晶显示面板的显色体积。
一方面，本发明提供一种背光模组，包括：
蓝色LED光源；
位于所述蓝色LED光源上方的光学膜片；
其中，所述蓝色LED光源包括蓝色LED芯片，所述蓝色LED芯片的主波长小于450nm。
进一步优选的，所述蓝色LED光源还包括覆盖所述蓝色LED芯片的光致发光材料层，所述蓝色LED芯片发出蓝光，所述光致发光材料层在所述蓝光的激发下发出红光和绿光。
进一步优选的，所述背光模组还包括：位于所述蓝色LED光源上方的滤光膜，所述滤光膜用于吸收青光和/或黄光。
进一步优选的，所述蓝色LED光源为直下式背光源，所述背光模组还包括位于所述蓝色LED光源和光学膜片之间的扩散板，所述滤光膜位于所述扩散板的上方，或涂敷在所述扩散板的下层。
进一步优选的，所述蓝色LED光源为侧入式背光源，所述背光模组还包括位于所述蓝色LED光源侧边的导光板，所述滤光膜位于所述导光板的上方。
进一步优选的，所述光学膜片包括扩散片和位于所述扩散片上的增亮片，所述滤光膜涂敷在所述增亮片的上层或下层。
进一步优选的，还包括位于所述蓝色LED光源和光学膜片之间的量子点膜，所述蓝色LED芯片发出蓝光，所述量子点膜在所述蓝光的激发下发出红光和绿光。
进一步优选的，还包括位于所述量子点膜上方的滤光膜，所述滤光膜用于吸收青光和/或黄光。
进一步优选的，所述蓝色LED光源为侧入式背光源，所述背光模组还包括位于所述蓝色LED光源侧边的导光板，所述量子点膜位于所述导光板上。
另一方面，本发明提供一种液晶显示面板，包括上述任一项所述的背光模组，以及位于所述背光模组上方的液晶面板，所述滤光膜位于所述液晶面板的下方。
本发明的有益效果是：提供一种背光模组及液晶显示面板，包括蓝色LED光源和位于所述蓝色LED光源上方的光学膜片，该蓝色LED光源包括蓝色LED芯片，且蓝色LED芯片的主波长小于450nm。由于蓝色LED芯片的主波长相比于现有产品向短波方向迁徙了，即蓝色主波长减小，因此蓝色变得更蓝或更纯，后续还能减少蓝光和绿光之间的串扰，使绿光更纯。由于蓝光和绿光更纯，所以显示面板的显色体积提升。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是本发明第一实施例提供的背光模组的结构示意图；
图2是本发明第一实施例提供的蓝色LED光源的结构示意图；
图3是本发明第二实施例提供的背光模组的结构示意图；
图4是本发明第二实施例提供的滤光膜的吸收光谱图；
图5是本发明第三实施例提供的背光模组的结构示意图；
图6是本发明第四实施例提供的背光模组的结构示意图；
图7是本发明第五实施例提供的背光模组的结构示意图；
图8是本发明第六实施例提供的液晶显示面板的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有做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。
在本发明中，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。
请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的背光模组的结构示意图。所述背光模组10包括背板11，位于所述背板11上反射片12，位于所述反射片12上的蓝色LED光源13，位于所述蓝色LED光源13上方的扩散板14，以及位于所述扩散板14上的光学膜片15。所述光学膜片15包括扩散片和增亮片，所述增亮片位于扩散片的上方，光学膜片15还可以包括集光片等。可以理解的是，这些部件或结构并不是悬空的，不同结构之间存在支撑结构，图中省略了这些支撑结构。图中显示出了不同结构之间的位置关系，并不限定两个结构之间是否存在空间，比如扩散板14和光学膜片15之间可以直接接触。
请参阅图2，图2是本发明第一实施例提供的蓝色LED光源的结构示意图，该蓝色LED光源13包括蓝色LED芯片131，和覆盖所述蓝色LED芯片131的光致发光材料层132，所述光致发光材料层132可以为荧光粉，荧光粉可以与灌装胶一起形成固定的形状，灌装胶用于密封，防止水和空气进入。在现有产品中，一般都是用的蓝色的LED芯片作为光源，蓝色LED芯片131发出蓝光，光致发光材料层132是光致发光，可吸收部分蓝色LED芯片131发出的蓝光，激发出不同颜色的光。在本实施例中，通过改变光致发光材料层132中的元素或元素比例，可以使光致发光材料层132激发出红光和绿光，而未被激发的蓝光透过光致发光材料层132，所以最终从光致发光材料层132出来的光为白色，即从蓝色LED光源13出来的光为白色。
蓝色LED芯片131是电致发光，是蓝色LED光源13的核心组件，也就是指的P-N结，其主要功能是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体1311，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体1312，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线133作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是蓝色LED光源13发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的，通过改变P-N结的材料可以改变蓝色LED芯片131的主波长的值。
其中，蓝色LED光源13还包括塑料支架134和金属支架135，塑料支架134用于固定金属支架135，构成蓝色LED光源13的外壳，金属支架135用于摆放蓝色LED芯片131及导电。蓝色LED芯片131与金属支架135之间通过固晶胶136固定，固晶胶136可以为硅胶或银胶。
在本实施例中，可以通过改变P-N结的材料来减小蓝色LED芯片131的主波长，使蓝色LED芯片131的主波长小于450nm，因此能够提供一种主波长小于450nm的蓝色LED芯片131，用于本实施例中的蓝色LED光源13。由于蓝色LED光源13发出的白光中，蓝光来自于蓝色LED芯片131，所以将蓝色LED芯片131的主波长向短波方向迁徙，可以使蓝光更纯，这样就可以提升显色体积中蓝色的体积，进而提升整个显色体积。而且由于蓝光的主波长减小，可以减小蓝光和绿光之间的串扰，从而绿光也会更纯，也可以提升显色体积中绿光的体积，进而提升整个显色体积。
以现有技术中主波长450nm的蓝色LED芯片为背光的某量子点电视为例，该电视使用CALMAN软件测得显色体积为90.8％，如果将背光芯片的主波长从450nm改为445nm，显色体积变为92.5％，相对比之前的450nm的显色体积增加了1.8％。在本实施例中，蓝色LED芯片131的主波长可以在保证显示为蓝光的前提下无限减小主波长，因为主波长越小，蓝色越纯。而保证蓝色LED芯片131发出蓝光的前提是主波长大于420nm，因为实验表明，当蓝光主波长小于420nm或等于420nm时，就已经呈现为紫色了，因此本实施例中的蓝色LED芯片131的主波长大于420nm且小于450nm。
在一些实施例中，由于绿光来自光致发光材料层132，所以可以通过改变光致发光材料层132中材料的元素或元素比例，就可以减小绿光的主波长，这样可以使绿光更纯，进而提升显色体积。
本发明实施例提供的背光模组10，包括蓝色LED光源13和位于所述蓝色LED光源13上方的光学膜片15，该蓝色LED光源13包括蓝色LED芯片131和覆盖所述蓝色LED芯片131的光致发光材料层132，且蓝色LED芯片131的主波长小于450nm。由于蓝色LED芯片131的主波长相比于现有产品向短波方向迁徙了，即蓝色主波长减小，因此蓝色变得更蓝或更纯。光致发光材料层132能够激发出红光和绿光，减小蓝光主波长还能减少蓝光和绿光之间的串扰，使绿光更纯。由于蓝光和绿光更纯，所以提升了显示面板的显色体积。
请参阅图3，图3是本发明第二实施例提供的背光模组的结构示意图，为了便于理解，第二实施例中与第一实施例相同的结构使用重复的标号。背光模组20包括背板11，位于所述背板11上反射片12，位于所述反射片12上的蓝色LED光源13，位于所述蓝色LED光源13上方的扩散板14，位于所述扩散板14上的光学膜片15，以及位于所述蓝色LED光源上方的滤光膜16。
该背光模组20与第一实施例中背光模组10的区别在于，背光模组20还包括位于所述蓝色LED光源13上方的滤光膜16，该滤光膜16可以是一种吸光材料(如染料)，用于吸收青光和/或黄光，即吸收红光和绿光之间的黄光，或吸收绿光和蓝光之间的青光，或者同时吸收青光和黄光。吸光材料可以是一种染料，只吸收一种光(比如黄光或青光)，也可以是多种复合染料，同时吸收黄光和青光。由于染料吸收了青光和黄光，会减少因液晶屏幕带来的颜色串扰，所以使用了染料技术的液晶显示，它的绿色和红色会更加纯粹，展示更多的绿色和红色细节，色域面积变大，显色体积也会显著的变大。
请参阅图4，图4是本发明第二实施例提供的滤光膜的吸收光谱图，横坐标为波长，纵坐标为透过率，黑线为普通液晶电视背光源光谱。以滤光膜16可以同时吸收黄光和请光为例，滤光膜16在青色和黄色有吸收峰，对于其它颜色的光则不吸收(比如红光、绿光和蓝光)，或者吸收很小。
其中，滤光膜16可以以滤光片的形态出现，也可以以涂层的形态出现。具体的，本实施例提供的背光模组20为直下式背光模组，即蓝色LED光源13位于为直下式背光源，滤光膜16可以位于扩散板14的上方的任何位置。由于在液晶显示面板中，背光模组20上方有液晶面板，所以当滤光膜16以滤光片的形态出现时，滤光膜16可以位于扩散板14和液晶面板之间的任何位置；当滤光膜16以涂层的形态出现时，可以将染料涂敷在扩散板14的上层或下层，也可以涂敷在光学膜片15中的增亮片的上层或下层，还可以涂敷在液晶面板的下层。
请参阅图5，图5是本发明第三实施例提供的背光模组的结构示意图，为了便于理解，本实施例中与上述实施例相同的结构使用重复的标号。背光模组30包括背板11，位于背板11上方一侧的蓝色LED光源13，位于背板11上且位于蓝色LED光源13侧边导光板17，位于导光板17上的光学膜片15，以及位于光学膜片15上的滤光膜16。该背光模组30为侧入式背光模组，即蓝色LED光源13位于背板11上方的一侧，导光板17位于背板11上且位于蓝色LED光源13的侧边。滤光膜16可以以滤光片的形态出现，也可以以涂层的形态出现。当滤光膜16以滤光片的形态出现时，滤光膜16可以位于导光板17与液晶面板之间的任何位置；当滤光膜16以涂层的形态出现时，可以将染料涂敷在导光板17的上层，也可以涂敷在光学膜片15中的增亮片的上层或下层，还可以涂敷在液晶面板的下层。
在上述实施例中，蓝色LED光源13都包括有光致发光材料层132，用于产生红光和绿光。下面将介绍采用量子点技术的背光模组，量子点也是一种光致发光材料，只是与上述光致发光材料层132的位置不同，形态也不同。
请参阅图6，图6是本发明第四实施例提供的背光模组的结构示意图。该背光模组40为直下式背光模组，背光模组40包括背板41，位于背板41上的反射片42，位于反射片上的蓝色LED光源43，位于蓝色LED光源43上的量子点膜44，和位于量子点膜44上的光学膜片45。该背光模组40与第一实施例中背光模组10的区别在于，量子点膜44替换了图1中扩散板14的位置，量子点膜44可以在蓝色LED光源43发出的蓝光激发下发出红光和绿光。需要注意的是，该蓝色LED光源43与第一实施例的蓝色LED光源13不同，可以不包括图2中的光致发光材料层132。
在本实施例中，该背光模组40还包括位于量子点膜44和液晶面板之间的滤光膜46，滤光膜46用于吸收青光和/或黄光。滤光膜46可以为吸光材料，比如染料，可以采用一种染料吸收青光，以减少绿光和蓝光之间的串扰；还可以采用另一种染料吸收黄光，以减少红光和绿光之间的串扰；还可以采用复合染料同时吸收青光和黄光，以同时减少绿光和蓝光之间的串扰，以及红光和绿光之间的串扰。因此该滤光膜46可以使三原色变得更纯，进而可以提升显色体积。
请参阅图7，图7是本发明第五实施例提供的背光模组的结构示意图，该背光模组50为侧入式背光模组，即LED光源为侧入背光源。背光模组50包括背板51，位于背板51上方一侧的蓝色LED光源53，位于背板51上且位于蓝色LED光源53侧边导光板52，位于导光板52上的量子点膜54，以及位于量子点膜54上方的光学膜片55。该背光模组50还包括位于所述量子点膜上方的滤光膜56，所述滤光膜56用于吸收青光和/或黄光。
具体的，滤光膜56可以以滤光片的形态出现，也可以以涂层的形态出现。当滤光膜56以滤光片的形态出现时，滤光膜56可以位于量子点膜54和液晶面板之间的任何位置，比如光学膜片55上，或量子点膜54上。当滤光膜56以涂层的形态出现时，可以将染料涂敷在量子点膜54的上层，也可以涂敷在光学膜片55中的增亮片的上层或下层，还可以涂敷在液晶面板的下层。
本发明实施例提供的背光模组，包括蓝色LED光源和位于所述蓝色LED光源上方的光学膜片，以及位于蓝色LED光源和光学膜片之间的量子点膜。该蓝色LED光源包括蓝色LED芯片，且蓝色LED芯片131的主波长小于450nm。由于蓝色LED芯片的主波长相比于现有产品向短波方向迁徙了，即蓝色主波长减小，因此蓝色变得更蓝或更纯，量子点膜能够激发出红光和绿光，因此减小蓝光的主波长还能减少蓝光和绿光之间的串扰，使绿光更纯。由于蓝光和绿光更纯，所以提升了显示面板的显色体积。另外，本实施例的背光模组还包括位于所述量子点膜上方的滤光膜，所述滤光膜用于吸收青光和/或黄光，吸收青光可以减少绿光和蓝光之间的串扰，吸收黄光可以减少红光和绿光之间的串扰，进而可以使三原色(红光、绿光和蓝光)更加纯粹，展示更多的红色、绿色和蓝色细节，色域面积变大，相应的，显色体积也会显著的变大。
在一些实施例中，也可以采用现有产品中的蓝色LED芯片，但是在背光模组中增加滤光膜，进而提升显色体积。
请参阅图8，图8是本发明第六实施例提供的液晶显示面板的结构示意图。该液晶显示面板100包括背光模组101和位于背光模组上方的液晶面板102，该背光模组可以采用上述任意实施例中的背光模组，因此该液晶显示面板100具有与上述实施例中背光模组相同的有益效果。该液晶面板102由下至上可以包括下偏光板、阵列基板、下配向膜、液晶、上配向膜、彩膜基板和上偏光板。其中彩膜基板包括彩色滤光片(包括RGB色阻层)，背光模组发出的白光经彩色滤光片可以产生对应颜色的光，用于显示。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明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发明各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种背光模组，其特征在于，包括：
蓝色LED光源；
位于所述蓝色LED光源上方的光学膜片；
其中，所述蓝色LED光源包括蓝色LED芯片，所述蓝色LED芯片的主波长小于450nm。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述蓝色LED光源还包括覆盖所述蓝色LED芯片的光致发光材料层，所述蓝色LED芯片发出蓝光，所述光致发光材料层在所述蓝光的激发下发出红光和绿光。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括：位于所述蓝色LED光源上方的滤光膜，所述滤光膜用于吸收青光和/或黄光。
4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述蓝色LED光源为直下式背光源，所述背光模组还包括位于所述蓝色LED光源和光学膜片之间的扩散板，所述滤光膜位于所述扩散板的上方，或涂敷在所述扩散板的下层。
5.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述蓝色LED光源为侧入式背光源，所述背光模组还包括位于所述蓝色LED光源侧边的导光板，所述滤光膜位于所述导光板的上方。
6.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述光学膜片包括扩散片和位于所述扩散片上的增亮片，所述滤光膜涂敷在所述增亮片的上层或下层。
7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，还包括位于所述蓝色LED光源和光学膜片之间的量子点膜，所述蓝色LED芯片发出蓝光，所述量子点膜在所述蓝光的激发下发出红光和绿光。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，还包括位于所述量子点膜上方的滤光膜，所述滤光膜用于吸收青光和/或黄光。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述蓝色LED光源为侧入式背光源，所述背光模组还包括位于所述蓝色LED光源侧边的导光板，所述量子点膜位于所述导光板上。
10.一种液晶显示面板，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的背光模组，以及位于所述背光模组上方的液晶面板，所述滤光膜位于所述液晶面板的下方。
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- 2021-05-26 CN CN202110578644.9A patent/CN113296313A/zh active Pending
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