CN217333066U - 一种背光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种背光模组，通过在背光模组中的直下式背光源上方，设置结构层，且结构层中包括与LED光源一一对应的光学处理层，以光学处理层中设置沿远离光学处理层中心位置，锥面角逐渐减小的锥形结构件，从而增大了光学处理层中心位置对光的反射率，使得光线可以更加均匀的从结构层折射而出，降低了局部亮斑效果，提升了显示均匀性；在此基础上，可以在一定程度上增大LED光源之间的间隙，在背光模组总面积不变的情况下降低了LED光源的数量，从而降低了成本。

Description

一种背光模组

技术领域

本实用新型涉及显示封装领域，尤其涉及一种背光模组。

背景技术

背光模组是显示器的关键零组件之一，其作用在于为显示器提供亮度充足和分布均匀的光源，使显示器可以正常的显示影像。背光源是位于液晶显示器背后的一种光源，其发光效果将直接影响到液晶显示模块的视觉效果。根据结构的不同，背光模组可以分为侧光式背光模组和直下式背光模组，其中侧光式背光模组的发光源设置在导光板侧边，一般应用于中小型背光模组，其侧边入光的方式具有轻量、薄型、窄框、低耗电的特点，多应用于手机、平板电脑等的背光源。而对于大面积的显示器而言，则多数采用直下式背光模组，直下式背光模组是将多颗LED芯片在平面上形成阵列，然后通过上方的光学膜材处理形成整体的面光源。直下式背光源的亮度均匀性，受到LED芯片之间的间隙影响较大，当LED芯片间隙较大时，就会出现与LED芯片对应的局部亮斑，大大影响了显示效果，也使得大尺寸的背光模组成本居高不下。

因此，如何提升背光模组的显示均匀性，降低局部亮斑效果，是亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种背光模组，旨在解决现有技术中，背光模组的显示均匀性差，成本高昂的问题。

本实用新型实施例提供一种背光模组，包括：

直下式背光源，所述直下式背光源包括基板和设置于基板上的若干LED光源，各所述LED光源呈阵列式分布；

结构层，所述结构层设置于所述直下式背光源的上方；所述结构层的上表面一体成型有沿所述结构层平面阵列分布的若干光学处理层，各所述光学处理层与其下方对应位置的所述LED光源一一对应；所述光学处理层包括平铺设置的锥形结构件，且同一所述光学处理层中，靠近所述光学处理层中心位置的所述锥形结构件的锥面角，大于远离所述光学处理层中心位置的所述锥形结构件的锥面角；

光学膜片组，所述光学膜片组设置于所述结构层的上方。

通过在背光模组中的直下式背光源上方，设置结构层，且结构层中包括与LED光源一一对应的光学处理层，以光学处理层中设置沿远离光学处理层中心位置，锥面角逐渐减小的锥形结构件，从而增大了光学处理层中心位置对光的反射率，使得光线可以更加均匀的从结构层折射而出，降低了局部亮斑效果，提升了显示均匀性；在此基础上，可以在一定程度上增大LED光源之间的间隙，在背光模组总面积不变的情况下降低了LED光源的数量，从而降低了成本。

可选的，各所述LED光源之间的间隔相同；各所述光学处理层的边界处，位于相邻的所述LED光源的中间部位所对应的位置。

可选的，所述锥形结构件的形状包括圆锥形或方锥形。

可选的，同一所述光学处理层中，各所述锥形结构件的底部之间的间隙小于等于预设值。

可选的，同一所述光学处理层中，各所述锥形结构件的底部形状和面积相同，且各所述锥形结构件的高度沿远离所述光学处理层中心位置方向逐渐减小。

可选的，同一所述光学处理层中，各所述锥形结构件的高度呈现为正态分布。

可选的，所述结构层的下表面一体成型有散光层。

可选的，所述光学膜片组中，从靠近所述结构层到远离所述结构层的方向，依次层叠设置有量子点膜、扩散膜和增光膜。

可选的，还包括蓝光膜，所述蓝光膜设置于所述结构层和所述量子点膜之间。

可选的，所述LED光源包括mini LED或micro LED。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的背光模组结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的背光模组中结构层放大示意图；

图3为本实用新型另一可选实施例提供的背光模组细化结构示意图；

附图标记说明：

1-直下式背光源；11-基板；12-LED光源；2-结构层；21-光学处理层；211-锥形结构件；3-光学膜片组；31-量子点膜；32-扩散膜；33-下增光膜；34-上增光膜；35-蓝光膜。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

侧光式背光源应用在中大尺寸的背光模组上时，导光板重量和成本会随着尺寸增加而增加，并且发光亮度和均匀性不很理想，同时采用侧光式背光源的显示面板因为采用导光板而不能实现区域动态控制，只能实现简单的一维调光。相比而言，直下式背光源表现则比较好，可以实现区域动态控制。直下式背光源的组成中不需要导光板，是将阵列式光源置于底部，光线从LED光源射出后，通过上方的光学膜片组均匀混光后出射。然而直下式背光源，对于阵列分布的LED光源之间的间隙要求较大，如果LED光源之间的间隙较大，就会在LED光源对应的位置形成一个一个的光斑，从而影响整体显示均匀性。而如果将LED光源的间隙设置为较小，那么LED光源的数量就会较多，这使得显示面板的成本居高不下。

基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

本实用新型实施例提供了一种背光模组，请参考图1和图2，该背光模组的具体结构包括：

直下式背光源1，直下式背光源1包括基板11和设置于基板11上的若干LED光源12，各LED光源12呈阵列式分布；

结构层2，结构层2设置于直下式背光源1的上方；结构层2的上表面一体成型有沿结构层2平面阵列分布的若干光学处理层21，各光学处理层21与其下方对应位置的LED光源12一一对应；光学处理层21包括平铺设置的锥形结构件211，且同一光学处理层21中，靠近光学处理层21中心位置的锥形结构件211的锥面角，大于远离光学处理层21中心位置的锥形结构件211的锥面角；

光学膜片组3，光学膜片组3设置于结构层2的上方。

本实用新型实施例中的背光模组是属于直下式背光模组，其背光源1是对应的直下式背光源1。整个背光源1是通过若干个点光源，阵列式分布于基板11上所形成，而点光源就是本实用新型实施例中所提及的LED光源12。一般而言，只需要在基板11的一面上阵列设置LED光源12即可，不需要在两面上均设置LED光源12。

本实用新型实施例中，LED光源12的具体类型可以是mini LED或micro LED。其中mini LED是指次毫米发光二极管，意指晶粒尺寸约在100-200微米的LED。由于mini LED介于传统LED与micro LED之间，简单来就说是传统大尺寸LED基础上的改良版本，在制造技术相对成熟下，也算是micro LED发展过程最佳替代产品，可以直接将mini LED视为LED到micro LED过渡方案，这是因为micro LED关键技术良率一直无法起来，导致改由mini LED算是取代传统LED的新一代新型显示技术，制程良率相对也比起micro LED更高，相对量产也会更容易，大量用于液晶显示背光市场也更容易。micro LED是指微型发光二极管，尺寸比起mini LED更小，尺寸在30微米以下，关键技术为巨量移转，具有高亮度、高对比度、高解析度、高可靠度以及反应时间快、更节能、成本更低等特性。本实用新型实施例中，一般可以采用mini LED作为直下式背光源1中的LED光源12，在某些情况下也可以采用micro LED作为LED光源12，也可以采用普通的大尺寸LED作为LED光源12。

基板11用于承载LED光源12，也就是LED光源12通过贴片或者封装的方式设置于基板11上。基板11也可以作为LED光源12的反射板，也就是LED光源12所发出的朝向基板11的光，可以通过基板11反射到位于LED光源12上方的结构层2中。

在本实用新型实施例中，直下式背光源1上方设置有结构层2，设置结构层2的目的就在于对LED光源12的出光进行调整，起到降低光斑显示效果，增大显示均匀性的作用。其中，为了实现上述效果，本实用新型实施例中，结构层2的上表面设置有若干个光学处理层21。光学处理层21与结构层2之间是直接一体成型的，也就是相当于结构层2的上表面是由若干个光学处理层21来组成。光学处理层21也是呈阵列分布，其分布的位置与数量均与位于其下方的LED光源12一一对应，每一个单独作为点光源的LED光源12，均对应于位于其上方的一个光学处理层21，也就是光学处理层21可以定向的对LED光源12的出光进行处理。

本实用新型实施例中，每一光学处理层21的结构中，都包括若干个锥形结构件211。锥形结构件211的形态是属于下大上小的结构，其下端直接位于结构层2的上表面，尺寸较大，上端则随着向上延伸尺寸逐渐减小。对于各个锥形结构件211而言，在处理LED光源12的出光时，会根据锥形结构件211的锥面倾斜角度，对出光进行相应的反射和折射。而锥面的倾斜，与底面所形成的角度就是锥面角。

锥面角的大小不同，也就是锥形结构体的锥面，与底面之间的夹角不同。具体而言，如果锥面角越大，那么锥形结构体的锥面与底面之间的夹角就越接近90度，这就会使得LED光源12的反射率越大，那么相应的折射光就会越小，也就是从该位置直接折射出的光线的强度较低；反之，如果锥面角越小，那么锥形结构体的锥面与底面之间的夹角就越接近0度，这会使得LED光源12的反射率越小，相应的折射光就会越大，也就是从该位置直接折射出的光线的强度较高。对应于本实用新型实施例中的光学处理层21中的锥形结构件211的分布，靠近光学处理层21中心的锥形结构件211的锥面角较大，也就是靠近光学处理层21中心的出光反射率大，直接折射的光线强度较小，大部分光线会被反射到其他地方，从而降低了局部亮斑。而远离光学处理层21中心的锥形结构件211的锥面角较小，对应的出光反射率小，更多的光线会直接折射出光，从而增大了该位置附近的光线出光亮度。而光学处理层21的中心位置则对应于位于其下方的LED光源12中心，将这部分光降低折射强度，可以有效的降低局部亮斑，提升整体均匀度。而将这部分光反射到其他地方，可以有效的增大整体的出光亮度。

相应的，由于增大整体的出光均匀性，因此本实用新型实施例中可以在一定范围内增大LED光源12之间的间距，从而降低同一显示面积下的LED光源12的数量，从而降低了生产成本。

在一些可选实施例中，锥形结构件211的形状具体可以包括圆锥形或方锥形。锥形结构件211的锥面作为LED光源12的出光反射和折射的界面，圆锥形有环绕一致的特性，因此可以进一步提升显示均匀性；方锥形，其形状类似于金字塔，可以在背光模组的长宽方向设置对应的四个斜面。

在一些可选实施例中，同一光学处理层21中，各锥形结构件211的底部之间的间隙小于等于预设值。相邻的锥形结构件211之间如果存在间隙，那么间隙大概率是平面，而平面会导致LED光源12出光直接折射；因此，为了更好的显示效果，各锥形结构件211的底部间隙应当尽可能的小，优选为可以直接相连。

在一些可选实施例中，同一光学处理层21中，各锥形结构件211的底部形状和面积相同，且各锥形结构件211的高度沿远离光学处理层21中心位置方向逐渐减小。根据锥形结构件211的整体形状不同，其底部可以相应的具有不同的形状；例如，当锥形结构件211的形状为圆锥形时，其底部形状为圆形；当锥形结构件211的形状为方锥形时，其底部形状为正方形。而如果各锥形结构件211的底部形状和大小均一致，而由于靠近光学处理层21中心的锥形结构件211的锥面角更大，那么相应的其高度就会越高，而远离光学处理层21中心的锥形结构件211的锥面角更小，其高度就会越低。

在一些可选实施例中，同一光学处理层21中，各锥形结构件211的高度呈现为正态分布。具体的，根据锥形结构件211相对于光学处理层21中心的位置x，和正态分布曲线中心点相对于光学处理层21中心的距离μ，可以得出对应的锥形结构件211的高度f(x)计算方式为：

其中σ取值范围为3-15。

相应的，锥形结构件211的截面面积分布F(x)计算方式为：

本实施例提供了一种背光模组，其通过在背光模组中的直下式背光源1上方，设置结构层2，且结构层2中包括与LED光源12一一对应的光学处理层21，以光学处理层21中设置沿远离光学处理层21中心位置，锥面角逐渐减小的锥形结构件211，从而增大了光学处理层21中心位置对光的反射率，使得光线可以更加均匀的从结构层2折射而出，降低了局部亮斑效果，提升了显示均匀性；在此基础上，可以在一定程度上增大LED光源12之间的间隙，在背光模组总面积不变的情况下降低了LED光源12的数量，从而降低了成本。

本实用新型另一可选实施例：

请参考前述实施例和图3，本实用新型实施例还提供了一种背光模组，该背光模组的具体结构包括：

直下式背光源1，直下式背光源1包括基板11和设置于基板11上的若干LED光源12，各LED光源12呈阵列式分布；

结构层2，结构层2设置于直下式背光源1的上方；结构层2的上表面一体成型有沿结构层2平面阵列分布的若干光学处理层21，各光学处理层21与其下方对应位置的LED光源12一一对应；光学处理层21包括平铺设置的锥形结构件211，且同一光学处理层21中，靠近光学处理层21中心位置的锥形结构件211的锥面角，大于远离光学处理层21中心位置的锥形结构件211的锥面角；

光学膜片组3，光学膜片组3设置于结构层2的上方。

其中，在一些可选实施例中，各LED光源12之间的间隔相同；各光学处理层21的边界处，位于相邻的LED光源12的中间部位所对应的位置。在本实用新型实施例中，LED光源12的分布在横纵方向上均是均匀的，在这种分布方式下，光学处理层21的边界位置，就是相邻的LED光源12的中间位置。

在一些可选实施例中，结构层2的下表面一体成型有散光层。为了进一步的提升出光均匀性，可以在结构层2的下表面设置散光层，散光层类似于雾面层，可以将LED光源12的出光预先进行分散，从而降低局部亮斑效果。

在一些可选实施例中，光学膜片组3中，从靠近结构层2到远离结构层2的方向，依次层叠设置有量子点膜31、扩散膜32和增光膜。其中，量子点膜31的作用在于与光源的蓝光混光之后，调整背光的白光颜色；而扩散膜32的作用在于光学调整和遮蔽瑕疵；增光膜通常包括上下两层，及下增光膜33和上增光膜34，其作用在于光学调整，改变光学偏振方向，提升出光亮度。

在一些可选实施例中，还可以包括蓝光膜35，蓝光膜35设置于结构层2和量子点膜31之间。设置蓝光膜35可以对LED光源12出光的红光和绿光进行反射，而允许蓝光通过，从而提升其与量子点膜31的混光效果。其中，还可以直接将LED光源12设置为蓝光LED，提升出光的一致性。

前述实施例中提供的LED可以应用于各种发光领域，例如其可以制作成背光模组应用于显示背光领域(可以是电视、显示器、手机等终端的背光模组)。此时可以将其应用于背光模组。除了可应用于显示背光领域外，还可应用于按键背光领域、拍摄领域、家用照明领域、医用照明领域、装饰领域、汽车领域、交通领域等。应用于按键背光领域时，可以作为手机、计算器、键盘等具有按键设备的按键背光光源；应用于拍摄领域时，可以制作成摄像头的闪光灯；应用于家用照明领域时，可以制作成落地灯、台灯、照明灯、吸顶灯、筒灯、投射灯等；应用于医用照明领域时，可以制作成手术灯、低电磁照明灯等；应用于装饰领域时可以制作成各种装饰灯，例如各种彩灯、景观照明灯、广告灯；应用于汽车领域时，可以制作成汽车车灯、汽车指示灯等；应用于交通领域时，可以制成各种交通灯，也可以制成各种路灯。上述应用仅仅是本实施例所示例的几种应用，应当理解的是本实施例中的LED的应用并不限于上述示例的几种领域。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

直下式背光源，所述直下式背光源包括基板和设置于基板上的若干LED光源，各所述LED光源呈阵列式分布；

结构层，所述结构层设置于所述直下式背光源的上方；所述结构层的上表面一体成型有沿所述结构层平面阵列分布的若干光学处理层，各所述光学处理层与其下方对应位置的所述LED光源一一对应；所述光学处理层包括平铺设置的锥形结构件，且同一所述光学处理层中，靠近所述光学处理层中心位置的所述锥形结构件的锥面角，大于远离所述光学处理层中心位置的所述锥形结构件的锥面角；

光学膜片组，所述光学膜片组设置于所述结构层的上方。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，各所述LED光源之间的间隔相同；各所述光学处理层的边界处，位于相邻的所述LED光源的中间部位所对应的位置。

3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述锥形结构件的形状包括圆锥形或方锥形。

4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，同一所述光学处理层中，各所述锥形结构件的底部之间的间隙小于等于预设值。

5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，同一所述光学处理层中，各所述锥形结构件的底部形状和面积相同，且各所述锥形结构件的高度沿远离所述光学处理层中心位置方向逐渐减小。

6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，同一所述光学处理层中，各所述锥形结构件的高度呈现为正态分布。

7.如权利要求1-6任一项所述的背光模组，其特征在于，所述结构层的下表面一体成型有散光层。

8.如权利要求1-6任一项所述的背光模组，其特征在于，所述光学膜片组中，从靠近所述结构层到远离所述结构层的方向，依次层叠设置有量子点膜、扩散膜和增光膜。

9.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，还包括蓝光膜，所述蓝光膜设置于所述结构层和所述量子点膜之间。

10.如权利要求1-6任一项所述的背光模组，其特征在于，所述LED光源包括mini LED或micro LED。

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