CN114019724A - 背光模组以及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组以及液晶显示装置，其中，所述背光模组包括背板结构、导光板、中框、挡件结构和光源，所述背板结构的边缘弯折形成侧壁；所述导光板设于所述背板结构的中间位置；所述中框设于所述侧壁上，且所述中框延伸至所述导光板上出光面的上方；所述挡件结构设于所述中框上，位于所述中框与所述导光板之间；所述背板结构、所述中框、所述导光板和所述挡件结构形成闭合内腔；所述光源设于所述闭合内腔中，用于向所述导光板射出光线。本申请公开的背光模组通过形成一个闭合内腔，使光源工作时产生的热量不会向导光板出光面传导，从而保护导光板出光面上方设置的量子点膜片，使背光模组正常射出白光。

Description

背光模组以及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及半导体显示技术领域，特别是涉及一种背光模组以及液晶显示装置。

背景技术

目前，随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示器特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不断拓宽。受液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)的市场拉动，背光源产业呈现一派繁荣景象。常见的LCD为非发光性的显示装置，须要借助背光模组才能达到显示的功能，所以背光模组的性能好坏会直接影响LCD的显像质量。目前主要有侧光式和直下式两种背光源类型，侧光式背光模组主要由背板、光源、导光板、光学膜片、中框、前框等等部件组成。

但是，现有的背光模组中光源、导光板、光学膜片等结构都集中在背板、中框、前框、液晶玻璃等结构围成的密闭空间内，工作过程中光源发光的同时伴随着发热，而光学膜片的耐热性不足，容易因为表面温度升高而失效，无法对光源射出的光进行有效的颜色转换，最终会导致产生背光模组无法正常射出白光的缺陷。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种背光模组以及液晶显示装置，旨在解决光源产生的热量导致光学膜片失效影响背光模组正常射出白光的问题。

本发明的技术方案如下：

一种背光模组，其中，包括背板结构、导光板、中框、挡件结构和光源，所述背板结构的边缘弯折形成侧壁；所述导光板设于所述背板结构的中间位置；所述中框设于所述侧壁上，且所述中框延伸至所述导光板上出光面的上方；所述挡件结构设于所述中框上，位于所述中框与所述导光板之间；所述背板结构、所述中框、所述导光板和所述挡件结构形成闭合内腔；所述光源设于所述闭合内腔中，用于向所述导光板射出光线。

所述的背光模组，其中，所述挡件结构包括粘接层、吸光层和隔热层，所述粘接层一侧与所述中框的表面粘接，另一侧与所述吸光层连接；所述隔热层设于所述吸光层背离所述粘接层的一侧。

所述的背光模组，其中，所述背板结构包括背框和固定在所述背框上的散热条，所述散热条的一侧弯折形成所述侧壁，另一侧依次堆叠设置所述导光板、所述挡件结构和所述中框；所述散热条、所述导光板、所述挡件结构和所述中框形成所述闭合内腔，所述光源固定在所述散热条上与所述导光板的侧面相对的位置。

所述的背光模组，其中，所述背框和所述散热条的表面都涂覆有散热涂层。

所述的背光模组，其中，所述散热涂层为通过纳米涂层技术涂覆的纳米散热涂料层。

所述的背光模组，其中，所述光源包括发光元件和基板，所述发光元件固定在所述基板上；所述散热条上设有凹槽，所述基板延伸并插接在所述凹槽内。

所述的背光模组，其中，所述凹槽内设有导热胶层，所述基板通过所述导热胶层与所述散热条粘接。

所述的背光模组，其中，所述背光模组还包括反射片，所述反射片设于所述背板上，用于将所述光源射出的光线反射至所述导光板；所述反射片的边缘还涂覆有颜色互补涂层，所述颜色互补涂层的颜色与所述光源射出的光线的颜色互补。

所述的背光模组，其中，所述中框为塑胶中框。

本申请还公开了一种液晶显示装置，其中，包括如上任一所述的背光模组。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本申请公开的背光模组在中框与导光板之间设置挡件结构，从而形成闭合内腔，将光源设置在闭合内腔中，与其他零部件分割开来；在背光模组工作时，光源产生的热量在闭合内腔中扩散，但不会直接传导到光学膜片的表面上，有利于降低光学膜片表面的温度，确保工作过程中光学膜片的使用温度不超过其安全温度，减少发生光学膜片失效的情况，提高光学膜片的使用效率，延长背光模组整体的使用寿命，让背光模组的各个零部件都可以正常工作，从而正常射出白光。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明中显示装置的色度图；

图2为本发明中量子点膜的结构示意图；

图3为本发明中背光模组的结构爆炸图；

图4为本发明中背光模组的截面图；

图5为本发明中挡件结构的结构示意图；

图6为本发明中背光模组的剖示图；

图7为本发明中反射片的结构示意图。

其中，10、背板结构；11、侧壁；12、背框；13、散热条；131、凹槽；20、导光板；30、中框；40、挡件结构；41、粘接层；42、吸光层；43、隔热层；44、离心膜层；50、闭合内腔；60、光源；61、发光元件；62、基板；70、光学膜片；80、反射片；90、液晶玻璃。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。

现有技术中，随着液晶显示器件的发展和广泛应用，消费者对于液晶显示器件的色彩还原性有着更高的要求，即色域值要求越来越高，背光模组作为液晶显示器件中的一个重要部件，通常通过提高背光模组的光源的色域来实现液晶显示器件的高色域显示。如图1中所示，自然界中所有的颜色包含于马蹄形的面积中的点，图中每个点都象征性的表示为对应的颜色，说“象征性”，是因为自然界有很多颜色是用三基色原理无法准确再现的。另外，图1中有用三角形围成的区域，就是色域。三角形的三个顶点是显示设备像素的三个原色色坐标，由这三基色可以配置出的颜色就包含在三角形内的区域里面。显然，每种显示设备的三基色色坐标不同，三角形的位置就不同，色域就会有差别；三角形的面积越大，色域就越大。

量子点技术的出现，让背光模组可显示的色彩得到提升。具体的，现阶段，基于量子点技术的液晶显示器，是在传统背光模组中增加一层量子点制成的光学膜片，量子点是一种可以发光的纳米级材料，在短波(蓝光或紫光)的激发下，不同直径的量子点粒子可以发射出不同的纯色光，其半波宽更小，可以进行更好的色彩混合，以实现背光模组的高色域显示。使用量子点材料可获得饱和度较高的红绿光，可实现100％以上NTSC CIE1931标准的真实高色域显示。

如图2所示，一种量子点膜通过将直径分别为3纳米和7纳米的量子点分散到薄膜中，通过上下两层保护膜将其夹住。当背光源采用蓝色发光二极管时，穿过量子点膜的蓝光通过3纳米的量子点转换成绿光，通过7纳米的量子点转换成红光，最后在量子点膜的出光面上蓝光、绿光和红光混合，形成白光。

量子点膜有优点，同时也有缺点，在实际使用中，量子点膜非常敏感，其分子键受环境中水氧及温度作用，容易发生失效。量子点膜在实际使用环境下，建议系统温度不超过70摄氏度，如果表面温度过高，可能会导致量子点膜失效，温度越高，失效越快。而在传统的背光模组中，光源与光学膜片之间的距离近，光源工作时产生的热量很快就会传导到量子点膜、扩散膜、保护膜等等光学膜片的表面，对光学膜片的使用产生影响，可能导致背光模组出现光源颜色漏出的问题，无法正常显示白光，从而严重影响液晶显示器件的画面品质，降低用户的满意度。

参阅图3和图4，本发明申请的一实施例中，公开了一种背光模组，其中，包括背板结构10、导光板20、中框30、挡件结构40和光源60，所述背板结构10的边缘弯折形成侧壁11；所述导光板20设于所述背板结构10的中间位置；所述中框30设于所述侧壁11上，且所述中框30延伸至所述导光板20上出光面的上方；所述挡件结构40设于所述中框30上，位于所述中框30与所述导光板20之间；所述背板结构10、所述中框30、所述导光板20和所述挡件结构40形成闭合内腔50；所述光源60设于所述闭合内腔50中，用于向所述导光板20射出光线。

本实施例公开的背光模组在中框30与导光板20之间设置挡件结构40，从而形成闭合内腔50，将光源60设置在闭合内腔50中，与其他零部件分割开来；在背光模组工作时，光学膜片70、液晶玻璃90等零部件设置在中框30上，位于闭合内腔50之外，可以只是将光学膜片70靠近光源60的一侧设置在中框30的上侧，位于闭合内腔50之外，也可以将光学膜片70完全放置在中框30的上侧；光源60发光时产生的热量在闭合内腔50中扩散，但不会直接传导到光学膜片70的表面上，降低光源60产热对光学膜片70的影响，有利于降低光学膜片70表面的温度，确保工作过程中光学膜片70的使用温度不超过其安全温度，减少发生光学膜片70失效的情况，提高光学膜片70的使用效率，延长背光模组整体的使用寿命，让背光模组的各个零部件都可以正常工作，从而正常射出白光。

参阅图3，作为本实施例的一种实施方式，公开了所述背板结构10包括背框12和固定在所述背框12上的散热条13，所述散热条13的一侧弯折形成所述侧壁11，另一侧依次堆叠设置所述导光板20、所述挡件结构40和所述中框30；所述散热条13、所述导光板20、所述挡件结构40和所述中框30形成所述闭合内腔50，所述光源60固定在所述散热条13上与所述导光板20的侧面相对的位置。首先，设置散热条13作为形成闭合内腔50的部分结构，有利于加快引导闭合内腔50内的热量向散热条13上传导，然后通过散热条13传导至空气环境中，实现散热，加快闭合内腔50的散热速度，及时降温，防止高温损坏背光模组的零部件；而且，当背光侧的散热条13上散热速度快，闭合内腔50的热量散失快，就会减少导向出光侧的中框30、光学膜片70、液晶玻璃90等零部件的热量，降低光学膜片70周围环境的温度，减少出现光学膜片70高温失效的情况，从而降低整个背光模组内的温度，使背光模组内的零部件都可以正常工作。

其次，光源60固定在散热条13弯折形成的侧壁11上，直接接触散热条13，光源60产生的热量可以直接向散热条13传导，不需要经过闭合内腔50中的空气媒介，进一步加快了热量的传导，提升散热效率。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述散热条13与所述背框12可拆卸配合。散热条13与背框12通过卡接、插接、螺接等等方式连接，方便进行拆装、替换和维修等。例如本实施方式中散热条13通过外置锁附在背框12上，可以从背框12的外侧进行拆卸，当背光模组的出光不正常时可以快速拆除散热条13进行检查，不用拆下整个背板结构10。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述背框12和所述散热条13的表面都涂覆有散热涂层(附图中未示出)。散热涂层可以为高导热系数涂料喷涂形成的涂层，例如可以采用纳米涂层技术涂覆的纳米散热涂料层作为高导热系数的涂层，纳米散热涂料能够以8～14微米的远红外线波长自动向空间辐射从而带走物体的热量，降低物体表面和内部温度，其主要成分为：丙烯酸树脂和环氧树脂占比2％～10％；氮化铝、碳化硅、稀释剂和固化剂占比70％～98％。纳米涂层技术将热量转换成红外线，以热辐射的形式散发出去，可以提高散热效率，降低系统温升，散热降温的效果明显，从而进一步加强散热条13和背框12的散热效果，降低背光模组整体结构的温度，维持背光模组的正常工作状态。

参阅图4，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述光源60包括发光元件61和基板62，所述发光元件61固定在所述基板62上；所述散热条13上设有凹槽131，所述基板62延伸并插接在所述凹槽131内。本实施例中公开的光源60可以为发光二极管(Light-emitting Diode，简称LED)芯片、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)芯片、Mini LED芯片、Micro LED芯片等等。以LED芯片为例，LED灯珠作为发光元件61安装在基板62上，发光的时候热量处了向空气中传导，还会向基板62传导，基板62插入到凹槽131中，与凹槽131的侧壁11和底壁都接触，即增加了基板62与散热条13的接触表面积，从而使基板62上的热量可以更快地传导，提升基板62上的散热效率。

参阅图4，凹槽131设置在散热条13的拐角处，基板62插入在凹槽131中，凹槽131还有固定基板62的作用，可以使光源60更加稳定地安装在散热条13上，避免使用过程中散热条13与光源60分开，维持良好的散热效率。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述凹槽131内设有导热胶层(附图中未示出)，所述基板62通过所述导热胶层与所述散热条13粘接。通过在凹槽131内设置导热胶层可以使散热条13与基板62之间没有空气间隙，都由导热胶层填充，从而进一步加快热量传导效率。本实施方式中的导热胶层采用传导系数高的导热胶联结，主要成分为丙烯酸树脂，载体为PET薄膜，颜色为白色，在PET薄膜上可以设置厚度约为250微米的黏合层，方便将导热胶层固定在凹槽131内。

参阅图5，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述挡件结构40包括粘接层41、吸光层42和隔热层43，所述粘接层41一侧与所述中框30的表面粘接，另一侧与所述吸光层42连接；本实施例中粘接层41可以是环氧树脂胶黏层、玻璃胶层、压敏胶层等等；粘接是一种密封性好的连接方式，通过粘接层41使挡件结构40与中框30的接触界面完全贴合，这样连接强度高，不易脱落或移位，也避免了缝隙，提升了阻隔热量传导的效果。

另外，本实施例的另一实施方式中还公开了所述吸光层42的颜色为黑色，用于吸收光线。吸光层42采用聚乙烯或发泡聚氨酯通过发泡技术制成，而且黑色对光的吸收效果好，有利于提高吸光层42的吸光效果；按照背光模组预设的光路，侧入式光源60设置在侧壁11上，位于导光板20的侧面，射出的光线经过导光板20再射向光学膜片70；但是，实际工作过程中光源60射出的光线呈散射状，也就是说，发光的时候倾斜射出的光线还会射向中框30和挡件结构40等零部件，传统的中框30是不透光的，本实施例中设置吸光层42吸收经过隔热层43的光线，也是为了阻挡光线，使挡件结构40也成为不透光结构，避免从挡板结构处漏光，从而减少杂乱光线射向光学膜片70，防止影响背光模组的出光效果。

还有，本实施例的另一实施方式中还公开了所述隔热层43设于所述吸光层42背离所述粘接层41的一侧，也就是隔热层43设置在挡板结构朝向光源60的一侧，从而使得热量在隔热层43就被阻挡，减少对吸光层42和粘接层41的影响，特别是对于一些有机胶黏剂来说，高温会降低胶体的粘连能力，甚至快速老化，缩短有效使用寿命，所以隔热层43设置在更靠近光源60的位置，可以避免粘接层41因高温而失效。

具体的，本实施方式中公开的所述隔热层43为二氧化硅和玻璃纤维丝复合层。二氧化硅的隔热性能好，特别是二氧化硅气凝胶，由于其特殊的纳米孔级和骨架颗粒，是目前公认导热率最低的固态材料之一；玻璃纤维丝是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高；以二氧化硅和玻璃纤维丝为主要组成可以制成隔热性能优异的二氧化硅和玻璃纤维丝复合层，导热系数约为0.02W/(m*K)，一般厚度控制在0.6-1.5毫米。具体的，本实施例中公开的二氧化硅和玻璃纤维丝复合层的组分如下表1所示：

组分成分化学名称	含量百分比(％)
		无定形二氧化硅	35-55
玻璃纤维丝	40-60
		二氧化钛	3-10
氢氧化铝	0-10

表1

再参阅图5，本实施例公开的挡件结构40可以单独制造，生产完成后可以在粘接层41的表面上覆盖一层离心膜层44，方便运输和裁剪加工，在制造背光模组的时候再将离心膜层44撕去，将粘接层41朝向中框30贴合。

参阅图4和图6，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述背光模组还包括反射片80，所述反射片80设于所述背板上，用于将所述光源60射出的光线反射至所述导光板20；其中，所述反射片80的边缘还涂覆有颜色互补涂层(附图中未示出)，所述颜色互补涂层的颜色与所述光源60射出的光线的颜色互补。对于未进入导光板20内的光线和从导光板20侧边溢出的光线有可能从光学膜片70的侧边漏出，即如果不经过量子点膜，射出的光线不是白色，而是光源60颜色，在背光模组的出光面边缘部分就容易出现视效色偏的问题，影响观看体验。量子点膜设置在导光板20的上方，所以在反射片80四边设置颜色互补涂层，并且对应光源60的颜色类型，例如蓝色光源60对应黄色涂料，紫色光源60对应绿色涂料，以此中和光源60颜色，可以使背光模组边缘射出的光线变成白色，解决色偏问题。

具体的，本实施例公开的反射片80上设有宽度大于或等于2毫米的非显示区域。通过设置非显示区域可以避免从背光模组的出光面看到漏光。在本实施方式的实际生产过程中，如图7所示，反射片80的显示区域A内涂覆的颜色互补涂层的宽度为k，k的值设置在0-0.5毫米以内；非显示区域B内涂覆颜色互补涂层的宽度为n，n的值设置大于2毫米。

具体的，为了更好地避免边缘漏光的问题出现，颜色互补涂层的涂料浓度参考模组白色画面下颜色坐标，参照图1中的坐标系，一般设置模组白色坐标x为0.280～0.33，y为0.28～0.33。

具体的，在本实施例中导光板20因为与中框30有部分重叠，所以存在部分非显示区域，本实施方式中设置导光板20的非显示区域的宽度大于或等于1.5毫米，这样就可以避免从背光模组的正面，也就是出光面，看到导光板20的边缘位置了；同理，本实施例中的量子点膜上设置非显示区域的宽度大于或等于2毫米，从而使显示区域射出的光线基板都是导光板20导出的光线，背光模组正面看到的光线都通过光学膜片70转换成了白光，出光均匀性好，视觉效果好。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述中框30为塑胶中框30。塑胶材质的导热系数低，有利于隔热，减少闭合内腔50中的热量通过中框30传导给光学膜片70的情况发生，防止光学膜片70从与中框30接触的位置处开始失效。

参阅图6，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述中框30为双层或多层台阶结构，靠近导光板20的底层台阶对应的腔体空间内容纳光学膜片70，顶层台阶对应的腔体空间内容纳液晶玻璃90，从而使背光模组的出光面平整，不会凸出中框30，中框30可以保护光学膜片70和液晶玻璃90，同时遮挡其侧壁11，避免侧面漏光的问题出现。

作为本申请的另一实施例，公开了一种液晶显示装置，其中，包括如上任一所述的背光模组。

综上所述，本申请公开了一种背光模组，其中，包括背板结构10、导光板20、中框30、挡件结构40和光源60，所述背板结构10的边缘弯折形成侧壁11；所述导光板20设于所述背板结构10的中间位置；所述中框30设于所述侧壁11上，且所述中框30延伸至所述导光板20上出光面的上方；所述挡件结构40设于所述中框30上，位于所述中框30与所述导光板20之间；所述背板结构10、所述中框30、所述导光板20和所述挡件结构40形成闭合内腔50；所述光源60设于所述闭合内腔50中，用于向所述导光板20射出光线。本实施例公开的背光模组在中框30与导光板20之间设置挡件结构40，从而形成闭合内腔50，将光源60设置在闭合内腔50中，与其他零部件分割开来；在背光模组工作时，光学膜片70、液晶玻璃90等零部件设置在中框30上，位于闭合内腔50之外，可以只是将光学膜片70靠近光源60的一侧设置在中框30的上侧，位于闭合内腔50之外，也可以将光学膜片70完全放置在中框30的上侧；光源60发光时产生的热量在闭合内腔50中扩散，但不会直接传导到光学膜片70的表面上，降低光源60产热对光学膜片70的影响，有利于降低光学膜片70表面的温度，确保工作过程中光学膜片70的使用温度不超过其安全温度，减少发生光学膜片70失效的情况，提高光学膜片70的使用效率，延长背光模组整体的使用寿命，让背光模组的各个零部件都可以正常工作，从而正常射出白光。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

需要说明的是，本发明以显示装置为例对本发明的具体结构及工作原理进行介绍，但本发明的应用并不以显示装置的背光模组为限，也可以应用到其它类似工件的生产和使用中。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

背板结构，所述背板结构的边缘弯折形成侧壁；

导光板，设于所述背板结构的中间位置；

中框，设于所述侧壁上，且所述中框延伸至所述导光板上出光面的上方；

挡件结构，设于所述中框上，位于所述中框与所述导光板之间；所述背板结构、所述中框、所述导光板和所述挡件结构形成闭合内腔；以及

光源，设于所述闭合内腔中，用于向所述导光板射出光线。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述挡件结构包括粘接层、吸光层和隔热层，所述粘接层一侧与所述中框的表面粘接，另一侧与所述吸光层连接；所述隔热层设于所述吸光层背离所述粘接层的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述背板结构包括背框和固定在所述背框上的散热条，所述散热条的一侧弯折形成所述侧壁，另一侧依次堆叠设置所述导光板、所述挡件结构和所述中框；

其中，所述散热条、所述导光板、所述挡件结构和所述中框形成所述闭合内腔，所述光源固定在所述散热条上与所述导光板的侧面相对的位置。

4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述背框和所述散热条的表面都涂覆有散热涂层。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述散热涂层为通过纳米涂层技术涂覆的纳米散热涂料层。

6.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述光源包括发光元件和基板，所述发光元件固定在所述基板上；所述散热条上设有凹槽，所述基板延伸并插接在所述凹槽内。

7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽内设有导热胶层，所述基板通过所述导热胶层与所述散热条粘接。

8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括反射片，所述反射片设于所述背板上，用于将所述光源射出的光线反射至所述导光板；其中，所述反射片的边缘还涂覆有颜色互补涂层，所述颜色互补涂层的颜色与所述光源射出的光线的颜色互补。

9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述中框为塑胶中框。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的背光模组。

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