CN215986818U - 背光组件和显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种背光组件和显示装置，其中，所述背光组件包括背光源和设置于所述背光源一侧的光扩散结构，其中，所述背光源中包含阵列分布的蓝色发光二极管，所述光扩散结构中包括量子点光转换层。所述量子点光转换层被设计成具有高低起伏、周期性变化的厚度，并且，对应于膜层厚度的周期性变化，所述量子点光转换层相对的两表面也呈现出高低起伏的周期性变化。所述量子点光转换层的厚度最大处正对于所述背光源中蓝色发光二极管灯珠的中心，由于所述量子点光转换层在该处具有更高浓度的红色量子点材料和绿色量子点材料，因而能够使该处光强度偏强的蓝光得到充分的转换，以消除由于蓝光转换不充分而造成的显示产品的蓝带视效问题。

Description

背光组件和显示装置

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，具体地涉及一种背光组件和显示装置。

背景技术

随着移动通信技术、宽带互联网技术、无线互联网技术的飞速发展，世界进入全新的“信息时代”，信息内容日益丰富多彩，作为信息产业的重要构成部分，显示技术在信息技术的发展过程中一直起着十分重要的作用。如今，各式各样的显示产品出现在人们日常生活和工作的多个领域中，液晶显示技术作为已经成熟的第二代显示技术，在新一代显示技术日趋完善的过程中，也在精益求精，以将画质更加优良并且性能更加稳定可靠的液晶显示产品提供给用户。液晶显示装置作为液晶显示产品中的核心器件，其在结构上包括：液晶显示面板和设置于液晶显示面板一侧的背光组件。由于液晶分子无法发光，因此，背光组件的作用主要是：为液晶分子提供光源(背光源)，背光源产生的光线藉由反射片、导光板(或扩散片)、增亮膜等膜层均匀分散地入射至液晶层，液晶分子在电场的作用下发生偏转以使光线透过，光线投射在彩色滤光片中进而形成图像。

目前背光组件根据背光源设置位置的不同可以分为侧入式背光组件和直下式背光组件。在侧入式背光组件中，点状或者条状的背光源设置在导光板的侧边，导光板用于引导光的散射方向，将线光源均匀地转换成面光源，进而为显示面板提供均匀的光源。然而，导光板的成本较高，不适合大尺寸的显示装置。因此，具备低成本、高色域等特点的直下式背光组件更加适用于大尺寸显示装置。在直下式背光组件中，将焊接有LED(LightEmittingDiode，发光二极管) 的PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)与背光组件的基板进行贴合，并置于整个背光组件的底部。光线从LED射出后，通过反射片、扩散板、增亮膜均匀地射出，不再需要导光板。

在采用了量子点技术的直下式背光组件中，通常以蓝光LED作为光源来分别激发量子点膜中的红光量子点材料和绿光量子点材料，以使经由量子点膜射出的光线中包含红、绿、蓝三色光。现有技术中，量子点膜可以单独作为一层设置于扩散板的一侧，也可以将量子点材料融合进入扩散板中，以形成量子点扩散板。然而，与传统的量子点膜方案相比，采用了量子点扩散板的背光组件中，由于少了一张膜片(即量子点膜)并且LED灯珠排布密集，使得蓝光未经充分转换便射入显示面板，导致显示装置出现局部偏蓝的视效问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的技术问题，提供一种背光组件和显示装置，能够解决采用了量子点扩散板的背光组件由于缺少一张独立的量子点膜并且LED灯珠排布密集，使得蓝光未经充分转换便射入显示面板所导致的显示装置局部偏蓝的视效问题。

一方面，为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于显示装置的背光组件，所述背光组件包括背光源和设置于所述背光源一侧的光扩散结构。所述光扩散结构包括量子点光转换层，所述量子点光转换层具有变化的厚度。

上述背光组件包括背光源和设置于所述背光源一侧的光扩散结构，并且，所述光扩散结构包括具有变化的厚度的量子点光转换层。背光源发出的光线在该量子点光转换层厚度更厚的位置处，可以得到更充分的转换，进而使得显示面板显色更加均匀。

在本实用新型的一些实施例中，所述背光源中包含呈阵列分布的蓝色发光二极管。

在本实用新型的一些实施例中，所述量子点光转换层在覆盖每个所述蓝色发光二极管的正上方的部分的厚度大于所述量子点光转换层其他部分的厚度。

在本实用新型的一些实施例中，所述量子点光转换层相邻的最厚处的间距或相邻的最薄处的间距不大于相邻的所述蓝色发光二极管的间距。

在本实用新型的一些实施例中所述量子点光转换层的厚度介于0.7毫米至 1.4毫米之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述量子点光转换层中包含能够发出红光的硒化镉量子点；所述硒化镉量子点由粒径为5纳米的硒化镉纳米粒子组成。

在本实用新型的一些实施例中，所述量子点光转换层中包含能够发出绿光的磷化铟量子点；所述磷化铟量子点由粒径为7纳米的磷化铟纳米粒子组成。

在本实用新型的一些实施例中，所述光扩散结构还包括至少两层扩散膜，所述量子点光转换层夹设于两层所述扩散膜之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述扩散膜中包含粒径为1微米的扩散粒子，所述扩散粒子由聚甲基硅氧烷组成。

在本实用新型的一些实施例中，所述背光组件还包括设置于所述光扩散结构背离所述背光源一侧的光学膜片，以及依次设置于所述背光源背离所述光扩散结构一侧的反射片和基板。

另一方面，本实用新型也提供了一种显示装置，其特征在于，包括液晶显示面板和上述的背光组件。

本实用新型提供了一种背光组件和显示装置，能够解决采用了量子点扩散板的背光组件由于缺少一张独立的量子点膜并且LED灯珠排布密集，使得蓝光未经充分转换便射入显示面板所导致的显示装置局部偏蓝的视效问题。具体地，本实用新型提供的背光组件包括背光源和设置于所述背光源一侧的光扩散结构，并且，所述光扩散结构包括具有变化的厚度的量子点光转换层。背光源发出的光线在该量子点光转换层厚度更厚的位置处，可以得到更充分的转换，进而解决上文所述的显示面板显色不均匀的视效问题。具体地，所述背光源中包含阵列分布的蓝色发光二极管，所述光扩散结构中包括夹设于两层扩散膜之间的量子点光转换层。在所述蓝色发光二极管的正上方，蓝光强度更强，通过增加该处量子点光转换层的厚度，来提高该处红色量子点材料和绿色量子点材料浓度。更高浓度的红、绿色量子点材料有助于蓝光的充分转换，进而消除由于蓝光转换不充分而造成的显示产品的蓝带视效问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本实用新型实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种背光组件的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的一种光扩散结构的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的一种平板型光扩散结构的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：显示装置；10：显示面板；20：背光组件；210：光学膜片；220：光扩散结构；221：扩散膜；222：量子点光转换层；230：背光源；240：反射片； 250：基板；422：平板型量子点光转换层；421：平板型扩散。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本实用新型的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

一方面，为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于显示装置的背光组件，所述背光组件包括背光源和设置于所述背光源一侧的光扩散结构。所述光扩散结构包括量子点光转换层，并且，所述量子点光转换层具有变化的厚度。

以下结合具体的实施例对本实用新型提供的背光组件进行示例性说明。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种显示装置的结构示意图。显示装置1包括显示面板10和背光组件20，背光组件20设置于液晶显示面板10 的非出光侧。并且，显示面板10为液晶显示面板，背光组件20为直下式背光组件。

具体地，显示面板10还包括彩膜基板、阵列基板和液晶层，其中，所述阵列基板与所述彩膜基板相对设置，所述液晶层夹设于所述彩膜基板和所述阵列基板之间，所述阵列基板与所述彩膜基板通过封胶框粘合。

进一步地，如图2所示，在本实施例中，背光组件20包括光学膜片210、光扩散结构220、背光源230、反射片240和背光组件20的基板250。在本实施例中，背光源230中包含呈阵列分布的蓝光LED，蓝光LED阵列地设置在反射片240的一表面上。反射片的另一表面通过背胶与基板250贴合。光扩散结构220与背光源230间隔地设置，光学膜片210设置在光扩散结构220上。背光源230发出的一部分光线直接射入光扩散结构220中，一部分光线由于背光组件20和显示面板10中的另一些光学膜片的反射作用而被反射回反射片 240，反射片240将入射光线再次反射回至光扩散结构220中，由此提高光线的利用率。

进一步地，如图3所示，本实施例提供的光扩散结构220包括至少两层扩散膜221和至少一层量子点光转换层222。扩散膜221中包含聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，英文缩写：PMMA)基材，PMMA基材是一种高分子聚合物，又称作亚克力或有机玻璃，具有透明度高、价格低、易于机械加工等优点，因此常被用作玻璃的替代材料。扩散膜221中还包含分散在PMMA 基材中的扩散粒子，所述扩散粒子由聚甲基硅氧烷组成，并且所述扩散粒子的粒径约为1微米。这些扩散粒子相当于光学散光颗粒，背光源230发出的光线经过以PMMA作为基材的扩散膜221时，会不断于两个折射率相异的介质 (PMMA和聚甲基硅氧烷)中穿过，故光线会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便达到了光学扩散的效果，将点光源扩散成均匀的面光源。扩散膜221 在背光组件20中主要起到修正光线扩散角度、扩大背光源辐射面积的作用，背光源230发出的光线经过扩散膜221后，成为了辐射面积更大、均匀度更好、色度更稳定的二次光源。

背光源230发出的蓝色光线经由第一层扩散膜221的扩散后，以更大的辐射面积、更低的单位面积光强度进入量子点光转换层222。其中，量子点材料是一种纳米级别的半导体材料，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，而发出的光的频率会随着这种半导体材料尺寸的改变而变化，因而通过调节这种纳米半导体材料的尺寸就可以控制其发出的光的颜色，由于这种纳米级半导体材料拥有限制电子和电子空穴的特征，而这一特性类似于自然界中的原子或分子，故称其为量子点。进一步地，越是小的量子点就能生成越短的波长，越是大的量子点就能生成越长的波长。通过交换蓝色LED发出的光的波长，可得到目标颜色的光的波长，量子点通过吸收短波长的光，能够放射出比较长波长的光。

由于背光源230发出的是短波的蓝光，并且，量子点光转换层222中包含经高温熔融混合排布的红、绿量子点材料，因此，在入射蓝光的激发下，红色量子点材料能够发出纯正的红光，绿色量子点材料能够发出纯正的绿光。经过上述的光转换作用后，蓝光的光强度被进一步降低，并且，从量子点光转换层 222射出的光线为红光、绿光和蓝光混合而成的高质量的白光。

具体地，量子点光转换层222中包含经高温熔融混合排布的红、绿量子点材料。其中，红色量子点材料为能够发出红光的硒化镉(CdSe)量子点,所述硒化镉量子点由粒径为5纳米的硒化镉纳米粒子组成。绿色量子点材料为能够发出绿光的磷化铟(InP)量子点，所述磷化铟量子点由粒径为7纳米的磷化铟纳米粒子组成。

蓝光经过第一层扩散膜221的扩散作用后，并没有达到完全均匀的状态，正对蓝光LED灯珠的位置依然具有更高的光强度，如果采用如图4中所示的平板型量子点光转换层422，则光线依次经过第一层平板型扩散膜421、量子点光转换层422和第二层平板型扩散膜421后，由于没有经过充分的光转换作用，因此从第二扩散膜421射出的光线中的蓝光强度，在正对蓝光LED灯珠的位置会偏强，使得背光组件投射至液晶显示面板的光线中蓝光分布不均匀，进而造成蓝带这一视效问题。

因此，在本实用新型的实施例中，为使正对LED灯珠的区域内的蓝光得到充分转换，量子点光转换层222被设计成具有高低起伏周期性变化的厚度，因此，随着膜层厚度的周期性变化，量子点光转换层222相对的两表面也是呈现出高低起伏的周期性变化。优选地，量子点光转换层222在正上方覆盖每个蓝色发光二极管的部分的厚度大于量子点光转换层222其他部分的厚度。进一步地，量子点光转换层222的厚度介于0.7毫米至1.4毫米之间，其厚度最大处正对背光源230中LED灯珠的中心，此处，红、绿量子点材料的浓度更高，以此保证短波蓝光得到充分的转换。

具体地，为了使量子点光转换层222厚度能够平滑地变换，可以根据下方的公式计算量子点光转换层222的厚度：

Y＝a×X^b+c

其中，Y表示量子点光转换层222的厚度；X表示量子点光转换层相邻的最高处与最低处之间的距离，并且X还需满足：0≤X≤0.5P，其中P表示背光源 230中相邻LED灯珠的间距，并且，在本实用新型的一种优选方案中，X＝0.5P，即量子点光转换层222相邻的最高处或相邻的最低处之间的距离等于相邻的蓝色发光二极管之间的距离；a、b、c均为常数，用来约束量子点光转换层的厚度，三者的取值区间分别是10^-9<a<10^-2、0.5<b<4.2、0.7<c<1。背光源230发出的蓝光经过第一层扩散膜221的扩散作用后，进入本实用新型实施例提供的量子点光转换层222，由于量子点光转换层222在正对灯珠的位置处具有更高浓度的红色量子点材料和绿色量子点材料，因此，该处光强度偏强的蓝光能够得到充分的转换。光线经由量子点光转换层222的转换作用后入射至第二层扩散膜221，进入第二层扩散膜221的光线中，单位面积内的蓝光强度更加均匀，并且，红光、绿光、蓝光在该膜层中充分混色。在本实用新型实施例中，第二层扩散膜221与第一层扩散膜221的材质和厚度相同，光线在第二层扩散221 中同样会发生多次的折射、反射与散射的现象，入射光线的扩散角度再次被修正，从第二扩散膜221射出的光线的辐射面积更大，且光强度更加均匀，不会存在由于蓝光转换不充分而造成的蓝带视效问题。

在本实用新型实施例中，光学膜片210主要是指增亮膜(又称棱镜片或聚光片)，增亮膜是在透明性非常好的PET(热塑性聚酯的统称)表面使用丙烯酸树脂，精密地形成一层均一图案的光学膜片。将增亮膜应用于液晶显示装置1中背光组件20的出光侧，可以将背光源230发出的光线向显示装置使用者所在的方向聚集，以提高显示装置正面的亮度。并且，视角外未被利用的光线，根据光线的在反射效应被循环利用，并以合适的角度进行聚集，因此，增亮膜能够改善整个背光系统的发光效率。根据上文可知，从光扩散结构220射出的光线为分散均匀的白光，增亮膜(棱镜片)的表面是一个个结构相同的棱形结构，其能够基于折射、全反射、光积累等光学原理，将光扩散结构220发出的各个方向的光线向中心视角集中，一方面提升了液晶显示装置的正视亮度，并实现可视视角的可控制性，另一方面也节约了显示装置的能耗。

背光源230提供的光线经由光学膜片210后入射至显示面板10，显示面板 10设置于背光组件20的出光侧，并且其结构中一般包括上偏光片、彩膜基板、液晶层、配向膜、阵列基板、下偏光片、玻璃基板等膜层。液晶层中的液晶分子在电场的作用下，其排列方向发生变化，使液晶层的透光率发生改变，进而使从背光源230射入的光线能够透过并投射在彩膜基板中，进而形成彩色显示面板。进一步地，彩膜基板一般为衬底基板加彩色滤光层的结构，在衬底基板上形成有黑矩阵，黑矩阵之间形成凹槽，每三个凹槽对应一个像素元，一个像素元有三个亚像素元构成，即每一个凹槽对应于一个亚像素元，每一个凹槽中填充有红色、绿色或蓝色的胶体中的一种(比如光刻胶)，彩色的胶体对背光源出射的可见光具有过滤作用，因此被称作为彩色滤光层。

本实用新型提供了一种背光组件和显示装置，能够解决采用了量子点扩散板的背光组件由于缺少一张独立的量子点膜并且LED灯珠排布密集，使得蓝光未经充分转换便射入显示面板所导致的显示装置局部偏蓝的视效问题。具体地，本实用新型提供的背光组件包括背光源和设置于所述背光源一侧的光扩散结构，其中，所述背光源中包含阵列分布的蓝色发光二极管，所述光扩散结构中包括夹设于两层扩散膜之间的量子点光转换层。所述量子点光转换层被设计成具有周期性变化着的厚度，并且，随着膜层厚度的周期性变化，所述量子点光转换层相对的两表面也呈现出相应的高低起伏的周期性变化。所述量子点光转换层的厚度最大处正对于所述背光源中蓝色发光二极管灯珠的中心，由于所述量子点光转换层在该处具有更高浓度的红色量子点材料和绿色量子点材料，因而能够使该处光强度偏强的蓝光得到充分的转换，以消除由于蓝光转换不充分而造成的显示产品的蓝带视效问题。

在上述实施例中，应用具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型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实用新型各实施例的技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种背光组件，其特征在于，所述背光组件包括背光源和设置于所述背光源一侧的光扩散结构；所述背光源中包含呈阵列分布的蓝色发光二极管；所述光扩散结构包括量子点光转换层；所述量子点光转换层具有变化的厚度，且所述量子点光转换层在覆盖每个所述蓝色发光二极管的正上方的部分的厚度大于所述量子点光转换层其他部分的厚度。

2.根据权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述量子点光转换层相邻的最厚处的间距等于相邻的所述蓝色发光二极管的间距。

3.根据权利要求1-2任一项所述的背光组件，其特征在于，所述量子点光转换层的厚度介于0.7毫米至1.4毫米之间。

4.根据权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述光扩散结构还包括至少两层扩散膜，所述量子点光转换层夹设于两层所述扩散膜之间。

5.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板和如权利要求1至4中任一项所述的背光组件。

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