光转换膜结构、背光模组及显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种光转换膜结构、背光模组及显示装置。

背景技术

相关技术中，液晶显示器中会采用2D mini LED背光模组，该背光模组通常使用蓝光LED当作发光光源，并使用光转换膜(即荧光粉层)和光增亮膜来转换背光模组的白光色度。但是，该背光模组容易产生色度偏差，影响液晶显示器的D65白光色度坐标，进而影响液晶显示器的D65灰阶画面对比度。

发明内容

基于此，有必要提供一种光转换膜结构、背光模组及显示装置，以改善背光模组的色度偏差以及液晶显示器的D65灰阶画面对比度。

根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了一种光转换膜结构，用于背光模组，所述光转换膜结构包括：

光转换膜，具有沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面；及

光学膜，设于所述第一表面和所述第二表面中的至少一者上；

其中，所述光转换膜的折射率n1、所述光学膜的折射率n2和空气的折射率n3满足第一预设条件，所述第一预设条件为n1＞n2＞n3；

所述光学膜的厚度d、所述光学膜的折射率n2和蓝光的激发波长λ满足第二预设条件，所述第二预设条件为d＝λ/(4*n1)。

在其中一个实施例中，所述第一表面和所述第二表面上均设有所述光学膜。

在其中一个实施例中，位于所述第一表面的所述光学膜，与位于所述第二表面的所述光学膜的材质相同。

在其中一个实施例中，所述光转换膜的折射率n1为1.5。

在其中一个实施例中，所述光转换膜包括膜层本体和设于所述膜层本体内的荧光粉颗粒；

所述荧光粉颗粒包括无机荧光粉、有机荧光粉中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述膜层本体的材质为丙烯酸树脂；和/或

所述荧光粉颗粒的荧光颜色包括红色和绿色。

在其中一个实施例中，所述光学膜的材质为二氧化钛、氟化钙、二氧化硅、二氧化锆或氟化镁。

根据本申请的另一个方面，本申请实施例提供了一种背光模组，包括：

发光模组；及

如以上任一实施例中所述的光转换膜结构，所述光转换膜结构沿所述第一方向位于所述发光模组的一侧。

在其中一个实施例中，所述发光模组包括：

基板，具有沿所述第一方向设置的安装表面，所述安装表面朝向所述光转换膜结构；

多个发光元件，全部所述发光元件设于所述安装表面；及

封装层，位于所述安装表面，全部所述发光元件封装于所述封装层内。

在其中一个实施例中，所述发光模组还包括散热层，所述散热层设于所述基板的背面，所述背面与所述安装表面沿所述第一方向相对设置；和/或

所述发光模组还包括设于所述封装层内的挡墙，所述挡墙位于相邻的两个目标发光元件之间。

在其中一个实施例中，所述背光模组还包括光增亮膜；

所述光增亮膜沿所述第一方向位于所述光转换膜结构背离所述发光模组的一侧。

根据本申请的又一个方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括如以上任一实施例中所述的背光模组。

上述光转换膜结构、背光模组及显示装置中，光转换膜结构至少包括光转换膜和光学膜，光学膜设于光转换膜的第一表面和第二表面中的至少一者上，通过设置满足第一预设条件的光转换膜的折射率、光学膜的折射率和空气的折射率，以及满足第二预设条件的光学膜的厚度、光学膜的折射率和蓝光的激发波长，也即，在光转换膜上的对应侧设置具有对应厚度和对应折射率的光学膜，进而可以降低特定的蓝光在光学膜上的反射率，提高特定的蓝光进入光转换膜的透射率占比，改善进入光转换膜的蓝光的激发效率，进而改善了背光模组的色度偏差以及液晶显示器的D65灰阶画面对比度。

本申请实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为相关技术一实施例中液晶显示器的D65灰阶画面示意图。

图2为本申请一实施例中光转换膜结构的结构示意图。

图3为本申请一实施例中特定波长的光进入光转换膜结构的示意图。

图4a至图4e为图3中对应的光的波长的波形相位示意图。

图5为本申请一实施例中光转换膜结构的使用示意图。

图6为本申请一对比例中光转换膜的使用示意图。

图7为本申请另一实施例中光转换膜结构的结构示意图。

图8为本申请一实施例中背光模组的结构示意图。

图9为本申请一实施例中背光模组在发光状态时的光路结构示意图。

附图标记说明：

光转换膜结构100；

光转换膜110，第一表面m1，第二表面m2，膜层本体111，荧光粉颗粒112，红色荧光颗粒112a，绿色荧光颗粒112b；

光学膜120、120a、120b；

发光模组200，基板210，安装表面m3，背面m4，发光元件220，封装层230，散热层240，挡墙W；

光增亮膜300，凸起结构x；

光L1、L2、L3、L4、L5、L6，红光R，绿光G，蓝光B；

厚度d、d1、d2；

第一方向F1。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

图1示出了相关技术一实施例中液晶显示器的D65灰阶画面示意图；为便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的内容。

相关技术一实施例中，液晶显示器包括2D mini LED背光模组，该背光模组包括蓝光LED、荧光粉层和光增亮膜，荧光粉层和光增亮膜可以来转换背光模组的白光色度。但是，该背光模组容易产生色度偏差，影响液晶显示器的D65白光色度坐标，进而影响液晶显示器的D65灰阶画面对比度(如图1所示)。

本申请发明人注意到，受限于荧光粉层的材料特性和激发效率，使得上述背光模组容易产生色度偏差，且会存在色度坐标发生蓝移的现象。

基于此，本申请发明人通过改进光转换膜的结构，来改善激发效率来改善上述出现的至少部分问题。

图2示出了本申请一实施例中光转换膜结构100的结构示意图；为便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的内容。

在一些实施例中，请参照图2，本申请实施例提供的光转换膜结构100包括光转换膜110和光学膜120。

光转换膜110可以是包含有荧光粉颗粒112的层状结构。示例性的，光转换膜110包括膜层本体111和设于膜层本体111内的荧光粉颗粒112。荧光粉颗粒112包括无机荧光粉、有机荧光粉中的至少一种。荧光粉颗粒112的荧光颜色包括红色和绿色，也即，荧光粉颗粒112包括红色荧光颗粒112a和绿色荧光颗粒112b。膜层本体111可以是有机树脂材料(例如，环氧树脂、丙烯酸树脂等)。光转换膜110具有沿第一方向F1相对设置的第一表面m1和第二表面m2。可以理解，第一方向F1为光转换膜110和光学膜120的厚度方向。

光学膜120是由光学介质材料构成，能够通过界面传播光束的膜层。光学膜120的材质可以为二氧化钛、氟化钙、二氧化硅、二氧化锆或氟化镁。光学膜120设于光转换膜110的第一表面m1和光转换膜110的第二表面m2中的至少一者上。光学膜120可以通过镀膜工艺或是涂布工艺设于光转换膜110的对应表面上。可以理解，光学膜120可以设于光转换膜110的第一表面m1上，也可以设于光转换膜110的第二表面m2上，还可以设于光转换膜110的第一表面m1和第二表面m2上。以图2为例，示意出光学膜120设于光转换膜110的第一表面m1上的情形。

光转换膜110的折射率n1、光学膜120的折射率n2和空气的折射率n3满足第一预设条件，第一预设条件为n1＞n2＞n3。光学膜120的厚度d、光学膜120的折射率n2和蓝光的激发波长λ满足第二预设条件，第二预设条件为d＝λ/(4*n1)。

下面对上述第一预设条件和第二预设条件进行示例性说明。

图3示出了本申请一实施例中特定波长的光进入光转换膜结构100的示意图；图4a至图4e示出了图3中对应的光的波长的波形相位示意图；为便于说明，仅示出与本申请实施例相关的内容。

请参照图3，图3中示意出的光转换膜结构100为图2中示意出的光转换膜结构100，在满足第一预设条件和第二预设条件的情况下，光L1从空气传播至光学膜120时，光L1分为反射的光L2和进入光学膜120的光L3，光L3从光学膜120传播至光转换膜110时，光L3分为反射的光L4和进入光转换膜110的光L6，光L4穿透光学膜120进入空气变为光L5。请参照图4a～4e，图4a为光L1的波长的波形相位示意图，图4b为光L2的波长的波形相位示意图，图4c为光L3的波长的波形相位示意图，图4d为光L4的波长的波形相位示意图，图4e为光L5的波长的波形相位示意图，图4a～4e中的A代表振幅。可以看到，光L2和光L5两反射光互为光程相干，故，射入空气中的反射光强度最小，且由于光强能量守恒，透射的光L6光强最强。

图5示出了本申请一实施例中光转换膜结构100的使用示意图；图6示出了本申请一对比例中光转换膜110的使用示意图；为便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的内容。

结合上述说明，请参照图5和图6，可以看到，图5相较于图6而言，降低了光在设置由光学膜120处的反射率，也即减少了发射光，增加了光进入光转换膜110的透射率占比，也即能够进行更为充足的激发。其中，可以看到，蓝光B的反射率减少，透射率增加，红光R和绿光G被进一步激发。

由此，在光转换膜110上的对应侧设置具有对应厚度和对应折射率的光学膜120，进而可以降低特定的蓝光B在光学膜120上的反射率，提高特定的蓝光B进入光转换膜110的透射率占比，改善进入光转换膜110的蓝光B的激发效率，进而改善了背光模组的色度偏差以及液晶显示器的D65灰阶画面对比度。

图7示出了本申请另一实施例中光转换膜结构100的结构示意图；为便于说明，仅示出与本申请实施例相关的内容。

在一些实施例中，请参照图7，光转换膜110的第一表面m1设有光学膜120a，光转换膜110的第二表面m2设有光学膜120b。光学膜120a和光学膜120b的材质可以相同，也可以不同，光学膜120a的厚度d1和光学膜120b的厚度d2可以相同，也可以不同。具体至一些实施例中，如图7所示，光学膜120a和光学膜120b关于光转换膜110对称设置。对称设置指的是光学膜120a和光学膜120b的材质与厚度是相同的。也即，位于光转换膜110的第一表面m1的光学膜120a，与位于光转换膜110的第二表面m2的光学膜120b的材质相同。在光学膜120a和光学膜120b的材质相同的情况下，光学膜120a和光学膜120b的折射率相同，由于光学膜120a的厚度d1和光学膜120b的厚度d2满足第二预设条件，光学膜120a的厚度d1和光学膜120b的厚度d2相同。

如此，由于光学膜120a和光学膜120b是对称设置的，两者可以相互协同，更进一步增加蓝光进入光转换膜110的透射率，降低反射。相较于图2示意出的只在光转换膜110的一个表面(第一表面m1)上设置光学膜120而言，由于光转换膜110的两侧反射的蓝光均减少，且对称的光学膜120a和光学膜120b可以相互协作，对上述过程进一步加强，且能进一步增加透射率。除此之外，通过对称的方式设置光学膜120a和光学膜120b，能够简化工艺过程，大幅减少加工时间。

在一些实施例中，请继续参照图7，光转换膜110的折射率n1为1.5，膜层本体111的材质可以为丙烯酸树脂。相应地，光学膜120a和光学膜120b的材质可以为二氧化钛、氟化钙、二氧化硅、二氧化锆或氟化镁。示例性的，光学膜120a和光学膜120b的材质可以为氟化镁，使得光学膜120a和光学膜120b具有良好的机械性能和化学性能，且不易腐蚀和受潮，同时，光学膜120a和光学膜120b的折射率n2为1.4，蓝光的激发波长λ为450纳米，光学膜120a的厚度和光学膜120b的厚度约为80.4纳米。可以理解，在光转换膜110的折射率n1为1.5，蓝光的激发波长λ为450纳米的情况下，光学膜120a的厚度d1和光学膜120的厚度d2满足：75纳米＜d1＜112.5纳米，75纳米＜d2＜112.5纳米。当然，图2示意出的光转换膜结构100也可作此考虑，在此不再赘述。

图8示出了本申请一实施例中背光模组的结构示意图；为便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的内容。

基于同一发明构思，请参照图8，本申请实施例还提供了一种背光模组，该背光模组包括发光模组200和以上任一实施例中的光转换膜结构100，光转换膜结构100沿第一方向F1位于发光模组200的一侧。以上光转换膜结构100的优势，本申请实施例中的背光模组也同样具备，在此不再赘述。

在一些实施例中，请继续参照图8，发光模组200包括基板210和多个发光元件220。基板210具有沿第一方向F1设置的安装表面m3，安装表面m3朝向光转换膜结构100。全部发光元件220设于安装表面m3。封装层230位于安装表面m3，全部发光元件220封装于封装层230内。发光元件220为能够发出蓝光的LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)。如此，可以通过设置发光模组200，实现背光模组的发光。

在一些实施例中，请继续参照图8，发光模组200还包括散热层240，散热层240设于基板210的背面m4，背面m4与安装表面m3沿第一方向F1相对设置。示例性的，散热层240可以为石墨层。如此，可以通过设置散热层240，对发光元件220发光时所产生的热量进行散热。

在一些实施例中，请继续参照图8，发光模组200还包括设于封装层230内的挡墙W，挡墙W位于相邻的两个目标发光元件220之间。目光发光元件220指的是在全部发光元件220中需要通过挡墙W间隔的发光元件220。如此，可以根据实际需要来设置挡墙W，以实现所需要的发光效果。

在一些实施例中，请继续参照图8，背光模组还包括光增亮膜300。光增亮膜300沿第一方向F1位于光转换膜结构100背离发光模组200的一侧。示例性的，光增亮膜300上设有凸起结构x，凸起结构x为棱形微结构。如此，可有效提升照明亮度、均匀度及影像对比度，并间接改善背光模块的耗电性能。如图9所示，在设置有满足第一预设条件和第二预设条件下的光学膜120和光学膜120的情况下，发光元件220出射蓝光B和光增亮膜300全反射后，蓝光B在空气层和光学膜120的界面无任何高强度蓝光波段(即蓝光B的激发峰值约450纳米处的波段)再反射回去，高强度蓝光波段可进入光学转换膜进行完全激发。可以理解，图9中示意出的“×”代表对应的蓝光B没有反射。由此，降低了高强度蓝光峰值在光转换膜110的双面的反射率，提高了进入光转换膜110的透射率占比，进而可进行较充足的激发，即能够激发出更强的红光R和绿光G，提高了激发效率。

可以理解，光增亮膜300与光转换膜结构100之间还可以设置其他功能膜层，光转换膜结构100与发光模组200之间也可以设置其他功能膜层，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种显示装置，包括以上任一实施例中的背光模组。上述背光模组所具备的优势，该显示装置同样具备，在此不再赘述。

应当理解的是，上述实施例提供的背光模组可以应用于各种发光领域，例如显示背光领域(可以是电视、显示器、手机等终端的背光模组)、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。上述应用仅仅是本实施例所示例的几种应用，应当理解的是背光模组的应用并不限于上述示例的几种领域。

综上所述，本申请实施例中基于蓝光的激发特性以及荧光特性出发，通过设置满足第一预设条件的光转换膜110的折射率、光学膜120的折射率和空气的折射率，以及满足第二预设条件的光学膜120的厚度、光学膜120的折射率和蓝光的激发波长，也即，在光转换膜110上的对应侧设置具有对应厚度和对应折射率的光学膜120，进而可以降低特定的蓝光在光学膜120上的反射率，提高特定的蓝光进入光转换膜110的透射率占比，改善进入光转换膜110的蓝光的激发效率，进而改善了背光模组的色度偏差以及液晶显示器的D65灰阶画面对比度。更进一步地，通过在光转换膜110的第一表面m1和第二表面m2对称设置光学膜120a和光学膜120b，能够利用两个表面上对应的光学膜120a和光学膜120b，进一步协同来降低蓝光的反射率及提高蓝光的穿透率，从而更进一步提高了蓝光的激发效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。