CN203453947U - 一种背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种背光模组及显示装置，所述背光模组包括所述背光模组包括：至少N个光源单元，能提供N种颜色的单色光，N为正整数且N≥0；导光板，所述导光板包含多个导光条，每个所述导光条具有一出光面，以及与所述出光面相对设置的第一表面，所述第一表面上设置有半透半反膜；每个所述光源单元的发出的单色光从对应的所述导光条的入光面进入所述导光条，从导光条的出光面射出。本实用新型取代了现有技术中的彩色滤光片，可以使显示屏拥有更高的光线透过率。通过所述光源单元可以提供大于背景自然光的亚像素照明，因此可以在透明的前提下，实现亚像素照明，从而实现更突出的透明显示效果。

Description

一种背光模组及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

现有技术中的透明显示装置的背光源一般采用白光光源加透明导光板作为背光光源，或者采用聚合物分散液晶（PDLC，PolymerDispersed Liquid Crystal）作为背光光源，再通过显示装置的面板上的彩色滤光片（Color Filter，简称CF）来获得红、绿、蓝（RGB）三原色光，从而得到色域范围内的各种颜色显示。

但是现有技术的缺点在于，由于显示装置表面的彩色滤光片只允许单一颜色、特定波长的光射出显示装置，会造成其他颜色的、非透过波长的光的光能量大量损失。而且，聚合物分散液晶的成本太高，不适合作为背光源直接使用。而且聚合物分散液晶只能进行透明显示和非透明显示之间的切换，无法对在透明状态中的显示面板进行背光照明，聚合物分散液晶在开启时已经不再是透明显示。

实用新型内容

本实用新型提供一种背光模组及显示装置，用于解决透明背光模组采用彩色滤光片带来的光损失的问题。

本实用新型提供一种背光模组，所述背光模组包括：

至少N个光源单元，能提供N种颜色的单色光，每个光源单元发出一种颜色的单色光，N为正整数且N≥0；

导光板，所述导光板包含多个导光条，每个所述导光条具有一出光面，以及与所述出光面相对设置的第一表面，所述第一表面上设置有半透半反膜；

每个所述光源单元至少对应一个所述导光条，每个所述光源单元的发出的单色光从对应的所述导光条的入光面进入所述导光条，从导光条的出光面射出。

进一步，所述背光模组还包括导光介质，每个所述光源单元发出的单色光分别通过所述导光介质导入对应的所述导光条。

其中，所述导光条还包含至少一侧表面，相邻的所述导光条通过所述侧表面相连接。

进一步，所述侧表面上设置有反射膜。

优选的，所述半透半反膜为单色反射薄膜，所述单色反射薄膜反射所述导光条对应的光源单元的单色光。

其中，所述单色反射薄膜的厚度为所反射的单色光波长的二分之一。

其中，所述导光条中分布有散射颗粒。

进一步，所述散射颗粒的分布密度自靠近所述导光条的入光面到远离入光面的方向逐渐增大。

其中，所述导光介质为光纤。

其中，所述光源单元包括红色单色光源、绿色单色光源和蓝色单色光源。

此外，本发明还提供一种显示装置，包括如上所述的背光模组；所述显示装置还包括一显示面板，所述显示面板包含多个呈矩阵分布的像素单元，每个所述导光条至少对应同一列或者同一行像素单元。

本实用新型提供的一种背光模组及显示装置，在背光模组的导光板设置多个导光条，导光条与像素阵列对应，所述光源单元通过导光介质向所述导光条提供单色光，从而取代了现有技术中的彩色滤光片，由于没有彩色滤光片带来的光损耗，可以使显示屏拥有更高的光线透过率。通过所述光源单元可以提供大于背景自然光的亚像素照明，因此可以在透明的前提下，实现亚像素照明，从而实现更突出的透明显示效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的背光模组的正面视图；

图2为本实用新型实施例所述光纤连接结构局部示意图；

图3为本实用新型实施例所述导光条的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述光纤与导光条的熔断耦合连接结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述散射粒子在导光条中的分布密度变化示意图；

图6为本实用新型实施例所述背光模组在背光打开时的光路示意图；

图7为本实用新型实施例所述背光模组在背光关闭时的光路示意图；

图8为本实用新型实施例所述单色反射薄膜（散射粒子）的反射率（散射率）随可见光谱波长的变化情况示意图；

其中，本实用新型的附图标号如下：

1-背板、2-光源单元、3-光缆、4-光纤、5-导光条、6-单色反射薄膜、7-光纤包层、8-光纤纤芯、9-纤芯熔断耦合结构、10-反射膜。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

本实施例提供一种背光模组，所述背光模组包括：

至少N个光源单元，能提供N种颜色的单色光，每个光源单元发出一种颜色的单色光，N为正整数且N≥0；具体地，所述光源单元包括红色单色光源、绿色单色光源和蓝色单色光源，特定情况下还可以包括黄色等单色光源。

导光板，所述导光板包含多个导光条，每个所述导光条具有一出光面，以及与所述出光面相对设置的第一表面，所述第一表面上设置有半透半反膜；

每个所述光源单元至少对应一个所述导光条，每个所述光源单元的发出的单色光从对应的所述导光条的入光面进入所述导光条，从导光条的出光面射出，一个光源单元也可以同时对应多个导光条，但是需要分光器将一个光源单元发出的光分为多束，进一步的可通过光纤将分光后的光线导入对应的导光条。

具体地，所述背光模组还包括导光介质，每个所述光源单元发出的单色光分别通过所述导光介质导入对应的所述导光条。导光板的材料为导光性能较好的高折射率材料，例如玻璃、石英等；导光介质的材质可选择多种。本实施例的导光介质优选使用光纤，每个光纤通过纤芯熔断耦合结构与对应导光条连接，所述纤芯熔断耦合结构通过熔断耦合方法获得；单色光源单元通过光纤扩束耦合器将单色光耦合入光纤，通过熔接技术实现光纤端点来和背光屏的导光条一端相连接；若干条光纤可以形成一条光缆，光缆可以保护光纤不受损坏而且可以节省布线空间。

需要说明的是，本实用新型中也可以不设置导光介质，光源发出的光也可以直接入射到导光条中，使用导光介质可以使光源发出的光更集中的入射到导光条，减少光的损失，提高发光亮度。

本实用新型所述的背光模组不需要使用彩色滤光片即可实现透明显示效果，没有彩色滤光片带来的光损耗。

进一步，本实用新型所述的背光模组，

所述导光条还包含至少一侧表面，相邻的所述导光条通过所述侧表面相连接。进一步，所述侧表面上设置有反射膜。反射膜的作用是反射入射到导光条周边的光，并且进一步利用这些光使其从导光条的出光面射出。反射膜还可用于防止导光条内光线从所述导光条的侧面射出，反射膜的反射率越高越好，具体可以采用高反射率反射膜制成。

本实用新型所述的背光模组，所述半透半反膜为单色反射薄膜，所述单色反射薄膜反射所述导光条对应的光源单元的单色光。单色反射薄膜的作用是反射一种波长的单色光，透射其他波长的光。所述单色反射薄膜的厚度为所反射的单色光波长的二分之一，此时单色反射薄膜的反射效率最优。

在所述导光条的第一表面涂覆对所述单色光进行反射的单色反射薄膜，可以将与导入导光条中的单色光颜色相同的单色光反射出所述导光条，使所述单色光的相应颜色得到增强。并且，所述单色反射薄膜可以透过与所反射的单色光波长不同的其他波长的光，因此，允许除了所述单色光之外的其他颜色的环境光从所述亚像素中射出，大量减少光损耗，提高透明显示效果。

进一步，本实用新型所述的背光模组，所述反射膜可以是金属反射膜，具体可以是镀银反射膜。

进一步，本实用新型所述的背光模组，所述导光条内部分布有散射颗粒，散射颗粒可以使导光条的出射光亮度分布更均匀，进一步，本实用新型所述的背光模组，所述散射颗粒的分布密度自靠近所述导光条的入光面到远离入光面的方向逐渐增大。

进一步，本实用新型所述的背光模组，所述散射颗粒包括石英砂。

所述散射颗粒的材料可以为石英砂或金刚石颗粒等透明物质，只要具有折射功能的物质颗粒均可。所述散射颗粒的直径需要与对应的光源单元提供的单色光的波长相对应，使所述散射颗粒对所述单色光散射。此外，所述散射颗粒的分布密度自靠近所述导光条的入光面到远离入光面的方向逐渐增大。即在所述导光条中，距离光纤近的区域的散射颗粒的分布密度小，距离光纤远的区域的散射颗粒的分布密度大，这样可以使所述散射颗粒对所述单色光散射时，使散射更为均匀，使每列颜色相同的亚像素都发出均匀的单色光。

进一步，本实用新型所述的背光模组，所述光源单元包括激光光源，当然可以采用LED光源。当采用LED光源时，需要采用其他辅助装置对LED光源出射光进行调整，才能够使用。

所述LED光源具有很好的单色性，电光转化效率高；而激光光源具有相对于LED光源更好的单色性，同时具有线偏振行，有利于提高背光模组对偏振光的利用率。

进一步，本实用新型所述的背光模组，所述背光模组还包括：

光源开关单元，用于控制所述光源单元的打开或者关断，所述光源开关单元与所述光源单元连接。

此外，本实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的背光模组，所述显示装置还包括一显示面板，所述显示面板包含多个呈矩阵分布的像素单元，每个所述导光条至少对应同一列或者同一行像素单元。

实施例1：

本实用新型实施例1提供一种背光模组，图1为本实用新型实施例所述的背光模组背光模组的俯视图，如图1所示，所述背光模组包括：

光源单元2，用于为对应的亚像素提供单色光，所述单色光的颜色与所述亚像素对应显示的颜色相同，所述光源单元与所述光缆连接；本实施例中，所述光源单元的数量为三个，分别为第一光源单元、第二光源单元、第三光源单元；第一光源单元对应为红色亚像素提供红色单色光，第二光源单元对应为绿色亚像素提供绿色单色光，第三光源单元对应为蓝色亚像素提供蓝色单色光；所述背光模组还包括：

光源开关单元，用于控制所述光源单元的打开或者关断，所述光源开关单元与所述光源单元连接。

光缆3，与所述光纤连接并将所述单色光导入所述光纤；所述光缆为二条；

光纤4，与所述导光条5连接并将所述单色光导入所述导光条5；图2为本实用新型实施例所述光纤连接结构局部示意图，如图2所示，光源单元2将单色光传输至光缆3，光缆3连接多个光纤4，光纤4将所述单色光传输至相应的导光条5，导光条5设于所述背板1的背面，在导光条5的背面设有单色反射薄膜6；所述光纤3的总数量与导光条5的总数量相同，每个光纤4对应一个导光条5；图3为本实用新型实施例所述导光条的俯视结构示意图，图4为本实用新型实施例所述光纤与导光条的熔断耦合连接结构示意图，如图3和图4所示，每个光纤通过纤芯熔断耦合结构9与对应导光条5连接，所述纤芯熔断耦合结构9通过熔断耦合方法获得，导光条5的背面设有单色反射薄膜6，导光条5的两侧设有反射膜10，所述光纤4包括光纤包层7和光纤纤芯8，所述光纤纤芯8的外壁包裹有光纤包层7；纤芯熔断耦合结构9连接光纤纤芯8和导光条5；图3中相邻的导光条5之间具有间隙，导光条5固定在背板1上，导光条之间也可以不设置间隙，直接通过导光条的侧面进行贴合固定，此时也可省去背板。

背板1，设于所述背光模组背面，此处背板是透光的，其作用是固定导光条5，需要说明的是也可以使多个导光条5相互之间直接贴合进行固定而不设置背板；

导光条5，设于所述背板1背面，所述导光条5与所述显示面板的像素阵列对应设置，将所述单色光反射出所述亚像素；例如所述背光模组共有M列像素，M为自然数，每列像素共有红、绿、蓝三列亚像素，则所述背光模组共有3M列亚像素，每个导光条与一列亚像素对应，则对应有3M个导光条，而且接收红色单色光的一个导光条对应于一列红色亚像素，接收绿色单色光的一个导光条对应于一列绿色亚像素，接收蓝色单色光的一个导光条对应于一列蓝色亚像素。所述相邻两个导光条之间可以是有间隙的结构，也可以是无间隙的结构。本发明优选采用无间隙的导光条结构。

具体地，本实施例1所述的背光模组，所述导光条包括：

单色反射薄膜，用于将所述单色光反射出所述亚像素，所述单色反射薄膜设于所述导光条背面；该单色反射薄膜能够反射一种波长的单色光，而透射其他波长的单色光。而且，单色光不管从单色反射薄膜哪一侧入射，都会产生同样的效果。所述单色反射薄膜可采用增反膜，所述增反膜的厚度为所述单色光波长的二分之一；增反膜设置为二分之一波长的厚度时，增反膜对该波长的光反射率最大，同时对其他波长的光的透射率没有影响。在本实施例中，对应一列红色亚像素的增反膜的厚度为红色单色光波长的二分之一，对应一列绿色亚像素的增反膜的厚度为绿色单色光波长的二分之一，对应一列蓝色亚像素的增反膜的厚度为蓝色单色光波长的二分之一；这样，对应一列红色亚像素的增反膜反射红色单色光，对应一列绿色亚像素的增反膜反射绿色单色光，对应一列蓝色亚像素的增反膜反射蓝色单色光，而且由于所述增反膜是增强一种波长的反射光，同时也可以透射其他波长的光，允许其他颜色的光透过所述亚像素射出；

导光条的侧面设置有反射膜，具体可以是高反射率反射膜，用于防止光线从所述导光条的侧面射出；所述高反射率反射膜包括镀银反射膜，也可以是其他材料的反射膜，例如镀金、镀铝或镀铜的金属反射膜；

所述导光条中还分布有散射颗粒。具体地，可在导光条中设置中空结构，所述中空结构内填充散射颗粒，使所述单色光散射；所述散射颗粒的分布密度随着所述导光条对应光纤的光纤传播路程的增加而逐渐变大；所述散射颗粒包括石英砂；所述散射颗粒的直径与导光条对应的亚像素列的单色光的波长相对应，具体为：对应一列红色亚像素的导光条中的散射颗粒的直径与红色光的波长相对应，对应一列绿色亚像素的导光条中的散射颗粒的直径与绿色光的波长相对应，对应一列蓝色亚像素的导光条中的散射颗粒的直径与蓝色光的波长相对应；图5为本实用新型实施例所述散射粒子在导光条中的分布密度变化示意图，如图5所示，所述散射颗粒的分布密度随着所述导光条5对应光纤4的光纤传播路程的增加而变大，即在所述导光条5中，距离光纤4近的区域的散射颗粒的分布密度小，距离光纤4远的区域的散射颗粒的分布密度大。

具体地，本实用新型所述的背光模组，所述光源单元包括以下任意一个：LED光源、激光光源。

本实用新型实施例1提供的一种背光模组的工作原理：

图6为本实用新型实施例所述背光模组在背光打开时的光路示意图，如图6所示，当背光打开时，即所述光源单元2工作时，以红色光为例，第一光源单元提供红色单色光，红色单色光通过光纤4的光纤纤芯8、经过纤芯熔断耦合结构9进入导光条5；导光条5背面设置的单色反射薄膜6将所述红色单色光反射出背板1，同时单色反射薄膜6还阻挡来自于背光模组背面的自然光中的红色光射入所述导光条5，但是单色反射薄膜6并不阻挡红色光以外的其它颜色的自然光射入导光条5；自背板1射出的光线包括：第一光源单元提供的红色单色光和背光模组背面射入的自然光中、除了红色光以外的其他颜色的自然光，另外在背光模组的出光侧也会有部分自然光通过显示面板入射到背光模组，此时单色反射薄膜6也会反射这部分自然光中包含的红色单色光；第二光源提供绿色单色光和第三光源提供蓝色单色光的情况与此相同，因此不再赘述；

图7为本实用新型实施例所述背光模组在背光关闭时的光路示意图，如图7所示，以红色光为例，单色反射薄膜6阻挡来自于背光模组背面的自然光中的红色光射入所述导光条5，但是单色反射薄膜6并不阻挡红色光以外的其它颜色的自然光射入导光条5；自背板1射出的光线包括：除了红色光以外的其他颜色的自然光，另外在背光模组的出光侧也会有部分自然光通过显示面板入射到背光模组，此时单色反射薄膜6也会反射这部分自然光中包含的红色单色光，由于此时通过显示面板的自然光会受到显示面板透过率的影响，因此反射的红色单色光并不多；第二光源提供绿色单色光和第三光源提供蓝色单色光的情况与此相同，因此不再赘述；由于此时的单色反射薄膜6屏蔽了大部分对应颜色的自然光，此时的显示效果并没有打开背光时的效果好。

图8为本实用新型实施例所述单色反射薄膜（散射粒子）的反射率（散射率）随可见光谱波长的变化情况示意图，如图8所示，所述单色反射薄膜仅反射与光源单元提供的单色光颜色相同的光线，所述散射粒子仅散射与光源单元提供的单色光颜色相同的光线，从而使所述背光模组在透明使用状态下和背光打开的情况下，均匀地自亚像素中射出光源单元提供的单色光和背光模组背面射入的自然光中、除了光源单元提供的单色光以外的其他颜色的自然光，从而达到更加突出的透视显示效果。

本实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的背光模组；该显示装置还包括一显示面板，所述显示面板包含多个呈矩阵分布的像素单元，每个所述导光条至少对应同一列或者同一行像素单元，例如光源单元包括红色、蓝色和绿色光源时，此时显示面板中同一行或者同一列的像素单元对应显示的颜色就只有这三种颜色中的一种。

以上仅为本实用新型的优选实施例，当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括：

至少N个光源单元，能提供N种颜色的单色光，每个光源单元发出一种颜色的单色光，N为正整数且N≥0；

导光板，所述导光板包含多个导光条，每个所述导光条具有一出光面，以及与所述出光面相对设置的第一表面，所述第一表面上设置有半透半反膜；

每个所述光源单元至少对应一个所述导光条，每个所述光源单元的发出的单色光从对应的所述导光条的入光面进入所述导光条，从导光条的出光面射出。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括导光介质，每个所述光源单元发出的单色光分别通过所述导光介质导入对应的所述导光条。

3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光条还包含至少一侧表面，相邻的所述导光条通过所述侧表面相连接。

4.如权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述侧表面上设置有反射膜。

5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述半透半反膜为单色反射薄膜，所述单色反射薄膜反射所述导光条对应的光源单元的单色光。

6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述单色反射薄膜的厚度为所反射的单色光波长的二分之一。

7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光条中分布有散射颗粒。

8.如权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述散射颗粒的分布密度自靠近所述导光条的入光面到远离入光面的方向逐渐增大。

9.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述导光介质为光纤。

10.如权利要求1～9任一项所述的背光模组，其特征在于，所述光源单元包括红色单色光源、绿色单色光源和蓝色单色光源。

11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的背光模组；所述显示装置还包括一显示面板，所述显示面板包含多个呈矩阵分布的像素单元，每个所述导光条至少对应同一列或者同一行像素单元。

Images