CN110967871B - 背光模组及显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种背光模组及显示设备。所述背光模组包括基板、漫反射层及光源。所述漫反射层形成于所述基板上，所述漫反射层上设置有多个间隔排布的容纳槽。所述光源的侧部及背离所述基板的顶部均可出光；所述光源的数量为多个，多个所述光源与多个所述容纳槽一一对应，每一所述光源设置在对应的所述容纳槽内。所述显示设备包括显示面板及所述背光模组，所述显示面板设置在所述背光模组背离所述基板的一侧。

Description

背光模组及显示设备

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种背光模组及显示设备。

背景技术

液晶显示设备具有轻薄、环保、画质高等优点，应用比较广泛。液晶显示设备包括显示面板及背光模组。背光模组为显示面板提供光源，使显示面板显示画面。

直下式背光模组包括基板、设置在基板上的光源及位于光源上的扩散板。为了提高光源发出的光线的均匀性，一般将光源与扩散板之间的距离也即是混光距离设置得较大。但是，这样的方案会导致背光模组的厚度较大，进而使得显示设备的厚度较大。

发明内容

根据本申请实施例的第一方面，提供一种背光模组，所述背光模组包括：

基板；

形成于所述基板上的漫反射层，所述漫反射层上设置有多个间隔排布的容纳槽；

光源，所述光源的侧部及背离所述基板的顶部均可出光；所述光源的数量为多个，多个所述光源与多个所述容纳槽一一对应，每一所述光源设置在对应的所述容纳槽内。

在一个实施例中，所述背光模组还包括保护层，所述保护层填充在所述容纳槽内；所述保护层中掺杂有散射粒子，所述散射粒子与所述保护层的折射率不同。

在一个实施例中，所述保护层背离所述基板的表面设有凹槽。

在一个实施例中，所述凹槽的数量为多个，多个所述凹槽与多个所述光源一一对应，所述凹槽在所述基板上的正投影与对应的所述光源在所述基板上的正投影至少部分交叠。

在一个实施例中，所述光源在所述基板上的正投影落在对应的所述凹槽在所述基板上的正投影内。

在一个实施例中，所述凹槽的纵截面的边缘呈直线或弧线。

在一个实施例中，所述背光模组还包括形成于所述基板与所述漫反射层之间的反射层，所述反射层在所述基板上的正投影与多个所述光源在所述基板上的正投影邻接。

在一个实施例中，所述容纳槽的槽壁上设置有多个间隔排布的凸起。

在一个实施例中，所述容纳槽的纵截面的边缘呈直线或弧线，所述弧线向靠近该容纳槽内的光源的方向凸出，或者所述弧线向背离该容纳槽内的光源的方向凹陷。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种显示设备，所述显示设备包括显示面板及上述的背光模组，所述显示面板设置在所述背光模组背离所述基板的一侧。

本申请实施例所达到的主要技术效果是：

本申请实施例提供的背光模组及显示设备，漫反射层上形成有容纳槽，光源的侧部发出的光线入射至容纳槽的槽壁时会发生反射或漫反射；并且被设置于漫反射层背离基板一侧的膜层例如扩散板反射回的光线在入射至容纳槽的槽壁时会发生漫反射。因此漫反射层的设置可提高光源的侧部发出的光线的有效利用率，提升相邻光源之间的区域的亮度，进而提升背光模组的光线的分布均匀性，从而可减小光源的混光距离，减小背光模组的厚度，进而减小背光模组所在的显示设备的厚度，有助于提升用户的使用体验。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例提供的一种背光模组的结构示意图；

图2是本申请一示例性实施例提供的一种背光模组的俯视图；

图3是本申请一示例性实施例提供的另一种背光模组的结构示意图；

图4是本申请一示例性实施例提供的再一种背光模组的结构示意图；

图5是本申请一示例性实施例提供的又一种背光模组的结构示意图；

图6是本申请一示例性实施例提供的又一种背光模组的结构示意图；

图7是本申请一示例性实施例提供的又一种背光模组的结构示意图；

图8是本申请一示例性实施例提供的背光模组中光线传播的示意图；

图9是本申请一示例性实施例提供的背光模组中光线传播的示意图；

图10是本申请一示例性实施例提供的又一种背光模组的局部结构示意图；

图11是本申请一示例性实施例提供的又一种背光模组的局部结构示意图；

图12是本申请一示例性实施例提供的又一种背光模组的局部结构示意图；

图13是本申请一示例性实施例提供的制备背光模组的过程中得到的一种中间结构的示意图；

图14是本申请一示例性实施例提供的制备背光模组的过程中得到的另一种中间结构的示意图；

图15是本申请一示例性实施例提供的制备背光模组的过程中得到的再一种中间结构的示意图；

图16是本申请一示例性实施例提供的制备背光模组的过程中得到的又一种中间结构的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图，对本申请的一些实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请实施例中，为描述方便，将由基板指向漫反射层的方向定义为上，将由漫反射层指向基板的方向定义为下，以此确定出上下方向。容易理解，不同的方向定义方式并不会影响工艺的实质操作内容以及产品的实际形态。

本申请实施例提供的背光模组可用于显示设备。背光模组为显示面板提供充足且分布均匀的光源，使显示设备的显示面板能够显示画面。

参见图1至图7，本申请实施例提供的背光模组包括基板10、漫反射层20及光源30。其中，漫反射层20形成于所述基板10上，所述漫反射层20上设有多个间隔排布的容纳槽(未标号)。所述光源30的侧部及背离基板10的顶部均可出光。所述光源30的数量为多个，多个所述光源30与多个所述容纳槽一一对应，每一所述光源30设置在对应的所述容纳槽内。

在一个实施例中，如图1所示，背光模组还包括设置在漫反射层20背离基板10一侧的扩散板50，扩散板50可进一步提升光线的均匀性。背光模组还可包括设置在扩散板50背离基板10一侧的棱镜片(未图示)。

参见图8，光源30侧部发出的光线301在入射至容纳槽的槽壁21后发生反射或漫反射，被设置在漫反射层20上方的部件例如扩散板50反射的光线在入射至容纳槽的槽壁21时也会发生漫反射，可使得光线分布比较均匀，从而提升光线分布的均匀性。

本申请实施例提供的背光模组，漫反射层20上形成有容纳槽，光源30的侧部发出的光线入射至容纳槽的槽壁21时会发生反射或漫反射；并且被设置于漫反射层20背离基板10一侧的膜层例如扩散板50反射回的光线在入射至容纳槽的槽壁21时会发生漫反射。因此漫反射层20的设置可提高光源30的侧部发出的光线的有效利用率，提升相邻光源30之间的区域的亮度，进而提升背光模组的光线的分布均匀性，从而可减小光源30的混光距离，减小背光模组的厚度，进而减小背光模组所在的显示设备的厚度，有助于提升用户的使用体验。

在一个实施例中，光源30可以是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯，光源30可以是朗伯体。光源30可以是miniLED，从而使得背光模组所在的显示设备实现高动态范围显示的优势。光源30可以是立方体，则光源30的顶表面及四个侧面均可发射光线。在其他实施例中，光源30的形状也可以是其他形状，例如圆柱形。

在一个实施例中，漫反射层20上设置的容纳槽的槽壁21比较粗糙，从而使得入射至容纳槽的槽壁21的光线发生漫反射，向不同的方向传播。

在一个实施例中，如图7所示，所述容纳槽的槽壁21上设置有多个间隔排布的凸起211。凸起211的设置可使得容纳槽的槽壁21的漫反射效果更好，从而入射至容纳槽的槽壁21上的光线在发生漫发射后分散更加均匀，更利于提升背光模组出射光线的均匀性。在该实施例中，漫反射层20也可采用反射率较高的材料，通过设置在侧壁21上的多个凸起211来提升容纳槽的槽壁21的漫反射效果。

在一个实施例中，所述容纳槽的纵截面的边缘呈直线或弧线，所述弧线向靠近该容纳槽内的光源的方向凸出，或者所述弧线向背离该容纳槽内的光源的方向凹陷。其中，容纳槽的纵截面的边缘也即是容纳槽的槽壁21。图1及图5所示的实施例中，容纳槽的纵截面的边缘呈弧线，弧线向背离该容纳槽内的光源30的方向凹陷。图3所示的实施例中，容纳槽的纵截面的边缘呈弧线，弧线向靠近该容纳槽内的光源30的方向凸出。图4及图6所示的实施例中，容纳槽的纵截面的边缘呈直线。其中，容纳槽的纵截面指的是垂直于背光模组叠层方向上的截面，也即是在上下方向上的截面。

容纳槽的纵截面的边缘呈如图1及图5所示的弧线，也即是容纳槽的纵截面的边缘向背离该容纳槽内的光源30的方向凹陷时，光源30的侧部从同一位置出射的光线在入射至容纳槽的侧壁21时，侧壁21上光线入射的位置与光源30的侧部之间的距离较大，入射的光线在容纳槽21的该位置处发生漫发射，有助于提升与光源30距离较远的区域的亮度，进而有助于提升背光模组出射的光线的均匀性。

在一个实施例中，所述背光模组还包括保护层40，所述保护层40填充在所述漫反射层20的容纳槽内。所述保护层40中掺杂有散射粒子41，所述散射粒子41与所述保护层40的折射率不同。如此设置，由于散射粒子41与保护层40的折射率不同，则光线入射至散射粒子41时发生散射，从而可使得光线分散更加均匀。其中，散射粒子41的折射率可高于保护层40的折射率。

参见图9，通过在漫反射层20的容纳槽内填充保护层40，且保护层40掺杂有散射粒子41，被设置于漫反射层20背离基板10一侧的膜层例如扩散板50反射的光线，在入射至散射粒子41时也会发生散射，或者被容纳槽的槽壁21反射或散射的光线在入射至散射粒子41可进一步发生散射。可知，散射粒子41的设置可进一步提升光线的均匀性，且散射粒子41与容纳槽的配合可使得光线的均匀性更好。

在一个实施例中，光源30发射的光线的波长与散射粒子41的直径大小相当，从而光线在入射至散射粒子41时可发生米氏散射。当然，在其他实施例中，光源30发射的光线的波长与散射粒子41的直径大小可不相当。

在一个实施例中，所述保护层40背离所述基板10的表面设有凹槽42。如此设置，经过保护层40入射至凹槽42的槽壁421的光线中，部分光线可被凹槽42反射，被反射的光线可重新在容纳槽的槽壁21处发生漫反射，或者在散射粒子41处发生散射，可提升光线分布的均匀性。

在一个实施例中，所述保护层40上设置的凹槽42的数量为多个，多个所述凹槽42与多个所述光源30一一对应，所述凹槽42在所述基板10上的正投影与该凹槽42对应的所述光源30在所述基板10上的正投影至少部分交叠。如此设置，光源30背离基板10的顶部发出的光在出射时，至少部分光线会入射至凹槽42的槽壁而发生反射，被反射的光线可在入射至散射粒子41时发生散射，或者在入射至容纳槽的槽壁21时发生漫反射，之后从相邻光源30之间的区域出射。可知，散射粒子41、容纳槽的槽壁21及凹槽42的配合，可使得光源30的顶部发出的部分光线发生散射或漫反射，而从相邻光源30之间的区域出射，可降低背光模组在光源30正上方的区域的亮度，同时提升相邻光源30之间的区域的亮度，更有助于使得背光模组各处亮度一致。

在一个实施例中，所述光源30在所述基板10上的正投影落在对应的所述凹槽42在所述基板10上的正投影内。其中，光源30在基板10上的正投影落在对应的凹槽42在基板上的正投影内，指的是，光源30在基板10上的正投影的面积小于对应的凹槽42在基板10上的正投影内，且光源30在基板10上的正投影全部被对应的凹槽42在基板10上的正投影覆盖，或者，光源30在基板10上的正投影与对应的凹槽42在基板10上的正投影重合。如此设置，光源30的顶部各处发射的光线均有部分光线发生散射或漫反射，进而从相邻光源30之间的区域出射，更有助于提升光线分布的均匀性，使得背光模组各处亮度更一致。

在一个实施例中，参见图6、图10及图11，沿背离所述基板10的方向，所述凹槽42的横截面的面积逐渐增大。如此，更利于光源30的顶部发射的光线在出射时在凹槽42的槽壁处发生反射。

在一个实施例中，所述凹槽的纵截面的边缘呈直线或弧线。图1至图7所示的实施例中，凹槽42的纵截面的边缘呈弧线，且该弧线向上凸出。图10所示的实施例中，凹槽42的纵截面的边缘呈向下凹陷的弧线。图11及图12所示的实施例中，凹槽42的纵截面的边缘呈直线。

在一个实施例中，凹槽42的纵截面的边缘呈直线或者向上凸出的弧线时，凹槽42的边缘与凹槽42的底部的连线与水平面之间的夹角的范围可为40°至60°。如此设置，可使得光源30的顶部发射的光线在经过凹槽42时，出射的光线的量与被凹槽42的槽壁反射的量的比例较为合适，使背光模组在光源30正上方的亮度与侧部的亮度相差较小。

在一个实施例中，凹槽42内设置有可设有多个锯齿状凸起422。锯齿状凸起422的设置可增加光源30顶部发射的光线入射至凹槽42后被反射的几率，有助于背光模组出射光线的均匀性。进一步地，锯齿状凸起422的侧壁与水平面之间的夹角的范围可为40°至60°，以进一步提升背光模组亮度的均匀性。

在一个实施例中，所述背光模组还包括形成于所述基板10与所述漫反射层20之间的反射层(未图示)，所述反射层在所述基板上的正投影与各个所述光源在所述基板上的正投影邻接。如此设置，光源30发射的光线在被设置在漫反射层20上方的膜层反射后，部分光线可能经过漫反射层20而向靠近基板10的方向传播，反射层可使这些光线发生反射，从而再次进入到保护层40中被利用，有助于提升光线的利用率。

在一个实施例中，参见图1至图4，相连两个容纳槽的槽壁21的顶部直接接触。在其他实施例中，参见图5至图7，漫反射层20还可形成有位于相邻两个容纳槽的槽壁21之间的平坦部22。与图1至图4的方案相比，图5至图7所示的相邻两个容纳槽的槽壁21之间形成平坦部22的方案更易于实现，制备工艺更为简单。

在一个实施例中，漫反射层20上的凹槽为通槽，光源30直接设置在基板10上。在制备背光模组时，可首先将光源30固定在基板10上，之后再形成漫反射层20，最后形成保护层40。

在一个实施例中，在制备漫反射层20时，可采用模具注塑的方法进行制备。参见图13，模具60包括多个凸起，多个凸起与多个容纳槽一一对应，凸起的大小及形状与容纳槽的大小及形状相匹配，且每一凸起设有用于容纳光源30的容纳部601。在制备过程中，首先将模具60放置在基板10上，凸起与基板10相抵，且光源30容纳在凸起的容纳部601中，凸起的侧壁与基板10之间形成待填充区域61；之后在待填充区域61内填充白胶；最后待白胶固化后将模具60剥离，即可得到设有容纳槽201的漫反射层20，如图14所示。

在其他实施例中，在制备漫反射层20时，可采用点胶划线的工艺。在制备漫反射层20之前，将多个光源30固定在基板10中。在制备漫反射层20的过程中，点胶机的点胶头匀速划线移动，在移动的过程中释放白胶。点胶机可先沿一个方向划线移动，之后再沿与该方向垂直的方向进行划线移动，从而得到漫反射层20。

在一个实施例中，可采用模具注塑工艺制备保护层40。参见图15，制备保护层40采用的模具70包括多个向下延伸的凸块71，多个凸块71与多个光源30一一对应，凸块71的大小及形状与凹槽42的大小及形状相匹配。在制备保护层40时，首先将模具70置于漫反射层20上，模具70的多个凸块71分别位于对应的光源30上方；之后向容纳槽201内注入掺杂有散射粒子41的胶，可得到如图16所示的结构；最后待胶固化后将模具70剥离，即可得到背光模组。

为验证本申请实施例提供的背光模组的匀光效果，采用lighttools软件对图1所示的背光模组及现有的背光模组进行模拟。其中，现有的背光模组与本申请实施例的区别在于，现有的背光模组包括形成于光源30上的保护胶膜层，保护胶膜层上未设置凹槽，且现有的背光模组不包括漫反射层20及保护层40。现有的背光模组与图1所示的背光模组均包括单层的扩散膜，扩散膜与光源30之间的高度为相邻两个光源30之间距离的三分之一，光源30的数量为二十五个，二十五个光源30排布成五行五列，光源的横向尺寸为0.25mm*0.5mm。

模拟结果表明，图1所示的背光模组的光通量为现有的背光模组的光通量的150％，且图1所示的背光模组相对于现有的背光模组，光线分布更加均匀。可知，本申请实施例提供的背光模组的匀光效果及光线利用率均有了明显的改善。

本申请实施例还提供了一种显示设备，所述显示设备包括上述任一实施例所述的背光模组。

所述显示设备还可包括显示面板，显示面板可为液晶显示面板。显示面板设置在背光模组背离基板的一侧。显示设备还可包括外壳，背光模组固定在外壳上。

本实施例中的显示设备可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、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申请的一般性原理并包括本申请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，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请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。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括：

基板；

形成于所述基板上的漫反射层，所述漫反射层上设置有多个间隔排布的容纳槽；

光源，所述光源的侧部及背离所述基板的顶部均可出光；所述光源的数量为多个，多个所述光源与多个所述容纳槽一一对应，每一所述光源设置在对应的所述容纳槽内；

所述背光模组还包括保护层，所述保护层填充在所述容纳槽内，所述保护层背离所述基板的表面设有凹槽；所述凹槽的数量为多个，多个所述凹槽与多个所述光源一一对应，所述凹槽在所述基板上的正投影与对应的所述光源在所述基板上的正投影至少部分交叠；所述凹槽的横截面沿着远离所述基板的方向逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述保护层中掺杂有散射粒子，所述散射粒子与所述保护层的折射率不同。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源在所述基板上的正投影落在对应的所述凹槽在所述基板上的正投影内。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽的纵截面的边缘呈直线或弧线。

5.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形成于所述基板与所述漫反射层之间的反射层，所述反射层在所述基板上的正投影与多个所述光源在所述基板上的正投影邻接。

6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述容纳槽的槽壁上设置有多个间隔排布的凸起。

7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述容纳槽的纵截面的边缘呈直线或弧线，所述弧线向靠近该容纳槽内的光源的方向凸出，或者所述弧线向背离该容纳槽内的光源的方向凹陷。

8.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括显示面板及权利要求1-7任一项所述的背光模组，所述显示面板设置在所述背光模组背离所述基板的一侧。