CN114035379A - 一种背光模组、显示器以及电视机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种背光模组、显示器以及电视机，其中所述背光模组包括灯板、折射板和反射片，所述灯板上设有若干灯珠；所述折射板设于所述灯板设有灯珠的一侧，所述折射板靠近所述灯珠的一侧设有与所述灯珠位置相对应的凹洞，所述灯珠位于所述凹洞中，所述折射板的折射率大于空气的折射率；所述反射片设于所述灯板与所述折射板之间。其中所述显示器包括上述的背光模组。其中所述电视机包括上述的背光模组或显示器。本发明能大幅度降低显示产品的厚度，大幅度提升亮度与光的均匀性，且能减少灯珠的使用，从而降低生产成本。

Description

一种背光模组、显示器以及电视机
技术领域
本发明涉及背光显示技术领域，具体涉及一种背光模组、显示器以及电视机。
背景技术
目前在MiniLED背光显示模组的直下式结构中光学组件可分为MiniLED灯板、灯光支架、扩散板、光学膜片。其中光学膜片包括反射片、扩散板、扩散片、增亮膜、偏光增亮膜、Microlens(微透镜阵列)等。当背光厚度很小时，在主观效果中经常出现灯影、支架影问题，光均匀性差。因为需要遮住灯影及支架影，提高背光均匀度，扩散板雾度需要加大至90％以上，相应的，其厚度也须加大，其透光率更是只有50％～60％，光极大的被损耗了。
因此，现有技术还有待改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种背光模组、显示器以及电视机，它能大幅度降低显示产品的厚度，大幅度提升亮度以及光的均匀度，且能减少灯珠的使用，从而降低生产成本。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
技术方案一
一种背光模组，包括灯板，所述灯板的一面上设有若干灯珠，还包括：
折射板，所述折射板设于所述灯板设有灯珠的一侧，所述折射板靠近所述灯珠的一侧设有与所述灯珠位置相对应的凹洞，所述灯珠位于所述凹洞中，所述折射板的折射率大于空气的折射率；
反射片，所述反射片设于所述灯板与所述折射板之间。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述反射片上设有与凹洞位置相适应的通孔，所述灯珠穿过所述通孔位于凹洞中。
其中凹洞在所述折射板靠近所述灯板的一侧热压成型，成型后的凹洞可用于保护灯板上的灯珠，防止所述灯板与所述折射板接触后，造成干涉致使所述灯珠被压碎。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述凹洞沿远离所述灯板的方向逐步缩小。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述凹洞朝向所述灯珠的表面为磨砂面，通过磨砂处理后的凹洞，能够将光打散，从而使光获得更佳的散射效果。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述折射板为亚克力材料，亚克力材料硬度高，透光性好，透光度可达92％以上，是折射板良好的制作材料。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述灯珠内设有荧光粉。
所述荧光粉具体为yag荧光粉，通过使用蓝光LED芯片激发yag荧光粉发出黄光，蓝光与黄光混合后，从而得到光谱范围广的白光。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述折射板内设有量子点，所述量子点采用CsPbBr3量子点或InP量子点。
其中所述CsPbBr3量子点光致发光量子效率高、窄线宽、色域宽且易于合成与加工。
其中所述InP量子点具有较强的量子限域效应、范围较宽的光谱可调性(可以覆盖可见光至红外线范围)、较大的本征吸收系数。
因此CsPbBr3量子点和InP量子点均为光的良好散射材料，广泛应用于光学显示领域。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述折射板远离所述灯板的一侧设有量子点膜片，所述量子点膜片内设有量子点，且所述量子点膜片的厚度为0.1-0.5mm。
通过使用蓝光LED芯片激发量子点，在所述量子点膜片上进行扩散，从而得到光谱范围广的白光。
作为进一步的改进技术方案，上述背光模组中，所述反射片表面设有涂布粒子层，所述涂布粒子层的粒子尺寸为30-50μm。
由于涂布粒子层的存在，它能将全反射的光转化为漫反射，从而使得背光效果更加均匀。
技术方案二
一种显示器，所述显示器包括上述的背光模组。通过上述的背光模组，使显示器也能大幅度的降低厚度，而且能大幅度的提升显示器的发光亮度以及光的均匀性，同时还能减少灯珠的使用，降低了显示器的制造成本。
技术方案三
一种电视机，所述电视机包括上述的背光模组或显示器。由于所述电视机运用到了上述的背光模组或显示器，因此所述电视机同样具备厚度小、发光亮度高、发光均匀性好、使用灯珠量少，从而降低制造成本的优点。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.通过折射板的部分光全反射可提高混光效果，从而制成混光距离小的背光厚度，由于增加了全反射，比在空气中的混光效果更佳；
2.并且在本方案的结构中，灯板使用的灯珠比传统模组结构少，从而降低了灯板成本；
3.使用设有凹洞的折射板，能有效降低的光学膜片数及厚度，从而制成厚度更薄的显示产品；
4.无需扩散板支架，不会出现支架影和支架顶裂扩散板的风险；
5.背光模组结构简单，且组件较少，可有效减少安装步骤，降低生产成本。
附图说明
图1为现有技术中的背光模组结构示意图；
图2为本发明提供的第一种背光模组结构示意图；
图3为本发明提供的第二种背光模组结构示意图；
图4为本发明提供的第三种背光模组结构示意图。
图中所述数字标注表示为：1、反射片；2、灯条电路板；3、灯珠；4、扩散板；5、下扩散片；6、增亮片；7、上扩散片；8、灯板；9、折射板；10、凹洞；11、扩散板支架；12、量子点膜片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。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该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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”、“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；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。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中的具体含义。
对比例
如图1所示，传统MiniLED背光结构，包括依次连接的反射片1、灯条电路板2、扩散板4、下扩散片5、增亮片6、上扩散片7，其中所述灯条电路板2的顶部安装有灯珠3和扩散板支架11。由此可知，传统MiniLED背光结构的光学膜层数较多，安装步骤较为繁琐，需要耗费大量的人力与物力。
灯条电路板2与灯珠3采用POB(package on board)的装配方式，即先将LED芯片封装成单颗的SMD LED灯珠(将单个灯珠3安装在单个LED芯片内)，然后再将封装成单颗的SMDLED灯珠安装在所述灯条电路板2上。由于灯珠间距与OD密切相关(其中OD为opticaldistance的英文缩写，具体指的是混光距离，即灯条电路板2与扩散板4之间的距离)，传统POB形式封装的灯珠为OD＝12mm的背光模组，灯珠间距一般在16mm以下，否则混光距离不够会造成灯影的产生。因此对所述灯珠3的需求量较大，显示产品的生产成本较高。
传统MiniLED背光结构的工作原理是：光线从所述灯珠3中射出打在所述扩散板4上(一部分光经过反射片1反射打回至扩散板4)，穿过扩散板4上的量子点膜片、下扩散片5、增亮片6、上扩散片7得到较为均匀的背光。由于光线需要穿过多层光学膜片，因此光遭到了极大程度的损耗；再加上扩散板支架11所产生的支架影，从而需要消耗极大的光能才能消除支架影所带来的影响。
实施例1
如图2所示，一种背光模组，包括灯板8、折射板9和反射片1，所述灯板8上设有若干灯珠3；所述折射板9设于所述灯板8设有灯珠3的一侧，所述折射板9靠近所述灯珠3的一侧设有与所述灯珠3位置相对应的凹洞10，所述灯珠3位于所述凹洞10中，所述折射板9的折射率大于空气的折射率；所述反射片1设于所述灯板8与所述折射板9之间。
其中所述灯板8上的灯珠3安装于LED芯片(图中未示出)内，LED芯片的装配方式一般采用POB(Package on board)或COB(Chip on board)两种，当采用POB的方式进行LED芯片装配时，先将LED芯片封装成单颗的SMD LED灯珠(即为将单个灯珠3安装在单个LED芯片内)，然后再将封装成单颗的SMD LED灯珠安装在所述灯板8上。当采用COB的方式进行LED芯片装配时，直接将LED芯片安装在所述灯板8上，并滴入胶水对LED芯片进行位置上的固定，最后进行整体封装(本实施例中，所述LED芯片为白光LED芯片)。
其中所述折射板9采用亚克力材料制成，亚克力材料俗称：有机玻璃，具有硬度高，透光性好的特点，透光度可达92％以上，是所述折射板9良好的制作材料。
为了良好的实现光的反射效果，所述反射片1可采用透明结构或镜面结构制成，具体可采用聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种，从而满足于所需达到的光学条件。
具体的，所述反射片1上设有与凹洞10位置相适应的通孔，用于所述灯板8上的灯珠3穿过所述反射片1安装在所述折射板9的凹洞10中。
其中所述凹洞10沿远离所述灯板8的方向逐步缩小，至于所述凹洞10所设置的形状，可以设置多种形式，例如圆锥状或者圆弧球面。在满足使用的前提下，对凹洞10所设置的形状，在这里不作限定。
凹洞10在所述折射板9靠近所述灯板8的一侧热压成型，在热压的过程中可进行打磨处理，经过打磨过的凹洞10对光的散射效果更佳。成型后的凹洞10可用于保护灯板8上的灯珠3，防止所述灯板8与所述折射板9接触后，造成干涉致使所述灯珠3被压碎。
所述背光模组的原理是：光线从LED灯中射出，经过进行磨砂处理的凹洞10，第一次散射进入折射板9，到达折射板9的顶部与空气交界处时(即从光密介质进入光疏介质)，根据折射定律：n1*sin(θ1)＝n2*sin(θ2)，n1为入射光所处的空间介质，n2为出射光所处的空间介质，θ1为入射角，θ2为出射角，当出射角θ2大于90°时，光路会发生全反射。例如：空气介质折射率为1，折射板折射率为1.5，则发生全反射时入射角θ1，大于临界角θc＝arcsin(2/3)＝41.8°。与其他LED光路混合，在折射板9的凹洞10内形成高亮度的光腔，这种结构的光源利用率远远大于现有技术。由于反射次数增多，其光路变长，混光距离也相应增长，因此可以制成OD小的背光厚度。同时由于增加了全反射，比在空气中混光效果更好，从而可以提高灯珠间距(传统结构中，灯珠的等间距过大会造成一颗一颗的灯影)，即同等尺寸下，本方案可以减少使用灯珠来节约制造成本。
具体的，所述反射片1表面设有涂布粒子层(图中未示出)，所述涂布粒子层的粒子尺寸为30-50μm。由于涂布粒子层的存在，它能将全反射的光转化为漫反射，增强了反射效果，从而使得背光效果更加均匀。
进一步的，所述涂布粒子层采用PET粒子或PS粒子涂布。其中所述PET粒子拥有透光率高、雾度低、亮度高、附着力强、平整度好、无暗纹、耐高温和紫外线照射、不易破裂等优点，可制成防眩光膜，广泛应用于液晶显示屏的生产中，具有利用反射光的散射，以及硬涂树脂与粒子的折射率差从而产生的内部散射来防止画面拖尾的作用。其中所述PS粒子具有优良的光学性能，透光率可达88％-92％，折射率为1.59-1.60，可以透过所有波长的可见光，电性可不受温度和湿度的变化影响，是优异的绝缘材料，且拥有一定的刚度。因此PET粒子和PS粒子均为所述涂布粒子层良好的制作材料。
与传统工艺中的对比例相比，所述背光模组没有设置多层光学膜片，因此安装步骤较为简单，且降低了光的损耗；并且增加了光的全反射，比在空气中混光效果更好，从而可以提高灯珠间距，减少灯珠的需求量，降低了显示产品的生产成本；由于背光模组无需扩散板支架11，因此不会产生支架影以及支架顶裂扩散板的风险，也进一步的降低了光能的损耗。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，所述灯珠3内设有yag荧光粉(yag具体指的是钇铝石榴石晶体，yag荧光粉在图中未标出)，当LED芯片为蓝光LED芯片时，蓝光LED芯片激发yag荧光粉发出黄光，蓝光与黄光混合后，从而得到光谱范围广的白光。
其它结构均与实施例1的结构相同。
实施例3
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，当LED芯片为蓝光LED芯片时，所述折射板9内设有量子点，所用量子点采用CsPbBr3量子点或InP量子点，通过使用蓝光LED芯片激发所述折射板9内的量子点，从而得到光谱范围广的白光。
进一步的，其中所述CsPbBr3量子点是一种新型的光电材料，具有超高的光致发光量子效率(高达90％)、窄线宽(12-40nm)、色域宽、可溶液合成与加工的优点；其中，所述InP量子点具有较强的量子限域效应、范围较宽的光谱可调性(可以覆盖可见光至红外线范围)、较大的本征吸收系数。因此，CsPbBr3量子点和InP量子点均为光的良好散射材料，广泛应用于光学显示领域。
其它结构均与实施例1的结构相同。
实施例4
如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，当LED芯片为蓝光LED芯片时，所述折射板9的顶部设有量子点膜片12，所述量子点膜片12内设有量子点，所述量子点为CsPbBr3量子点或InP量子点，且所述量子点膜片12的厚度为0.1-0.5mm，通过使用蓝光LED芯片激发量子点，在所述量子点膜片12上进行扩散，从而得到光谱范围广的白光。
其它结构均与实施例1的结构相同。
实施例5
一种显示器，包括实施例1-实施例4中所述的背光模组。通过将所述背光模组设于所述显示器中，使显示器具备所述背光模组的特性，可降低显示器生产时的厚度，从而使所述显示器的重量得以减轻，并能提升发光亮度以及均匀性，同时还能减少灯珠3的使用，降低了显示器的制造成本。
实施例6
一种电视机，包括实施例1-实施例4中所述的背光模组或实施例5中所述的显示器。由于所述电视机运用到了上述的背光模组或显示器，因此所述电视机同样具备厚度小、发光亮度高、发光均匀性好、使用灯珠量少，从而降低制造成本的优点。
综上所述，本发明提供了一种背光模组、显示器以及电视机，其中所述背光模组包括灯板8、折射板9和反射片1，所述灯板8上设有若干灯珠3；所述折射板9设于所述灯板8设有灯珠3的一侧，所述折射板9靠近所述灯珠3的一侧设有与所述灯珠3位置相对应的凹洞10，所述灯珠3位于所述凹洞10中，所述折射板9的折射率大于空气的折射率；所述反射片1设于所述灯板8与所述折射板9之间。其中所述显示器包括上述的背光模组。其中所述电视机包括上述的背光模组或显示器。本发明能大幅度降低显示产品的厚度，大幅度提升亮度与光的均匀性，且能减少灯珠的使用，从而降低生产成本。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的方案后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本方案未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种背光模组，包括灯板，所述灯板的一面上设有若干灯珠，其特征在于，还包括：
折射板，所述折射板设于所述灯板设有灯珠的一侧，所述折射板靠近所述灯珠的一侧设有与所述灯珠位置相对应的凹洞，所述灯珠位于所述凹洞中，所述折射板的折射率大于空气的折射率；
反射片，所述反射片设于所述灯板与所述折射板之间。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射片上设有与凹洞位置相适应的通孔，所述灯珠穿过所述通孔位于凹洞中。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述凹洞沿远离所述灯板的方向逐步缩小。
4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述凹洞朝向所述灯珠的表面为磨砂面。
5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述折射板为亚克力材料。
6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述灯珠内设有荧光粉。
7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述折射板内设有量子点。
8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述折射板远离所述灯板的一侧设有量子点膜片，所述量子点膜片内设有量子点，且所述量子点膜片的厚度为0.1-0.5mm。
9.一种显示器，其特征在于，所述显示器包括权利要求1-8任意一项所述的背光模组。
10.一种电视机，其特征在于，所述电视机包括权利要求1-8任意一项所述的背光模组或权利要求9所述的显示器。
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