复合光学片、直下式背光单元以及显示设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种复合光学片、直下式背光单元以及显示设备。

背景技术

液晶显示设备包括背光单元和液晶显示屏，其中，背光单元包括直下式背光单元和侧入式背光单元。传统的直下式背光单元多采用一光源及一颜色转换光学片的设计，以使光源发出的第一颜色光透过颜色转换光学片而产生第二颜色光。但是，传统的颜色转换光学片整片涂布荧光粉和/或量子点，而光源发出的第一颜色光实际上仅通过颜色转换光学片的部分区域，造成没有第一颜色光通过的区域所涂布的荧光粉和/或量子点浪费严重。另外，传统的颜色转换光学片采用独立膜片的设计，容易与其他膜片产生摩擦刮花，造成后续制成不良，而且，在直下式背光单元的制程上需要独立将颜色转换光学片组立至设计位置，导致直下式背光单元的组立麻烦。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够节省荧光粉和/或量子点使用量并能够避免膜片间摩擦刮花、简化组立过程的复合光学片以及应用该复合光学片的直下式背光单元及显示设备。

一种复合光学片，包括层叠设置的反射片和颜色转换光学片，所述反射片间隔设有不少于两个的通孔，所述颜色转换光学片间隔设有功能区，所述功能区设有荧光粉和/或量子点，每一所述通孔均被所述功能区遮盖；

在其中一个实施例中，所述功能区与所述通孔的数量相等。

在其中一个实施例中，所述功能区的面积大于或等于所述通孔的面积。

在其中一个实施例中，所述功能区的面积为所述通孔的面积的130％以内。

在其中一个实施例中，不少于两个的通孔呈阵列分布。

在其中一个实施例中，所述荧光粉和/或量子点涂覆于所述功能区的表面或掺杂于所述功能区内。

在其中一个实施例中，设于所述功能区的所述荧光粉和/或量子点构成非平面状的凸起。

在其中一个实施例中，所述复合光学片还包括有功能薄膜，所述功能薄膜层叠设置于所述反射片与所述颜色转换光学片之间。

一种直下式背光单元，包括光源和上述光学复合片。

一种显示设备，包括上述直下式背光单元。

本发明的复合光学片包括层叠设置的反射片与颜色转换光学片，其中，颜色转换光学片间隔设置的功能区均能遮盖反射片上的通孔，所以，仅需要在功能区设置荧光粉和/或量子点，用于将通过该通孔的第一颜色光转换为第二颜色光，从而可大大减少荧光粉和/或量子点的使用量，提高荧光粉和/或量子点的利用率。

另外，反射片和颜色转换光学片层叠设置，在背光单元的组立过程中，可以省略颜色转换光学片的组立过程，使背光单元的组立工序更加简单，效率更高，同时，还可以有效降低颜色转换光学片在组立时摩擦刮花的可能性，以得到显示效果更佳的显示设备。

附图说明

图1为本发明复合光学片的结构示意图；

图2为本发明复合光学片中的反射片的结构示意图；

图3为本发明复合光学片中的颜色转换光学片的结构示意图；

图4为本发明直下式背光单元的结构示意图；

图5为本发明包括实施例1-实施例4在内的不同光源间距下的荧光粉和/或量子点的使用率图。

图中：1、底座；2、复合光学片；3、光源；10、反射片；101、通孔；20、颜色转换光学片；201、功能区；202、凸起。

具体实施方式

以下将对本发明提供的复合光学片、直下式背光单元以及显示设备作进一步说明。

如图1-图3所示，为本发明提供的复合光学片2，包括层叠设置的反射片10和颜色转换光学片20，所述反射片10间隔设有不少于两个的通孔101，所述颜色转换光学片20间隔设有功能区201，所述功能区设有荧光粉和/或量子点，每一所述通孔101均被所述功能区201遮盖。

本发明的复合光学片2中，颜色转换光学片20间隔设置的功能区201均能遮盖反射片10上的通孔101，所以，颜色转换光学片20仅需要在功能区201设置荧光粉和/或量子点，用于将通过反射片10上的通孔101的第一颜色光转换为第二颜色光，从而可大大减少颜色转换光学片20的荧光粉和/或量子点的使用量，提高荧光粉和/或量子点的利用率，降低成本。

通孔101作为光源的出光光路，数量可以根据实际的光源数量进行设置，并与光源的位置对应，在实际的使用过程中，光源通常呈阵列排布，相应地，所述通孔101也呈阵列分布，且与光源的排布方式相同，如此，可保证光源发出的第一颜色光能够全部通过所述通孔101。

另外，通孔101的形状不限，可以根据实际需要设置为圆形、椭圆形、三角形、矩形、五边形、六边形以及花状等任意形状，优选为圆形或矩形。

相应地，功能区201的形状也不限，可以根据通孔101的形状进行相应的设置，以能够遮盖通孔101为准。在一个或多个实施例中，所述功能区201的形状可以设置为圆形、椭圆形、三角形、矩形、五边形、六边形以及花状等任意形状，优选为圆形或矩形。

为了进一步降低荧光粉和/或量子点的使用量，在反射片10和颜色转换光学片20中，所述功能区201与所述通孔101的数量相等，且一一对应设置。

为了使所述功能区201能够完全遮盖所述通孔101，对应设置的所述功能区201的面积大于或等于所述通孔101的面积，当所述功能区201的面积大于所述通孔101的面积时，优选所述功能区201的面积为所述通孔101的面积的130％以内，进一步优选为120％以内，更进一步可以优选为110％，以保证光源发出的第一颜色光能够全部通过功能区201的荧光粉和/或量子点转换为第二颜色光，同时，降低荧光粉和/或量子点的用量。

在一个或多个实施例中，所述荧光粉和/或量子点涂覆于所述功能区201的表面，或者，在制备颜色转换光学片20时，将荧光粉和/或量子点直接掺杂于所述功能区201内，或者，在所述功能区201开孔，将荧光粉和/或量子点置于孔中并用阻隔膜封装，使荧光粉和/或量子点位于功能区201内并防止荧光粉和/或量子点的脱落和氧化。当所述荧光粉和/或量子点涂覆于所述功能区201的表面时，荧光粉和/或量子点既可以涂覆于功能区201面向反射片10的表面上，也可以涂覆于功能区201背离反射片10的表面上。

在一个或多个实施例中，设于所述功能区201的所述荧光粉和/或量子点可以构成非平面状的凸起202，所述凸起202可以根据实际需要设置为长方体、球体、椭球体、不规则立体等任意三维形状，用以调整第二颜色光射出的光型角度。

在一个或多个实施例中，所述复合光学片还包括有功能薄膜，所述功能薄膜层叠设置于所述反射片10与所述颜色转换光学片20之间，所述功能膜为透明，起避让和/或封装的作用。

本发明的复合光学片2中，所述反射片10与所述颜色转换光学片20可以通过粘合剂粘合等方式进一步固定，以保证复合光学片2的剥离强度。

在一个或多个实施例中，所述荧光粉和/或量子点包括钇铝石榴石(YAG)、蒙脱石(KSF)、聚砜(PFS)、钙钛矿、CdSe、InP、ZnS中的至少一种，所述颜色转换光学片20的材料包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、高聚物聚丙烯(PP)或环烯烃聚合体(COP)中的至少一种，所述反射片10的材料包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、高聚物聚丙烯(PP)或环烯烃聚合体(COP)中的至少一种。

如图4所示，为本发明提供的直下式背光单元，包括光源3和位于所述光源3出光光路上的上述复合光学片2。

其中，光源3的数量为多个，且可以呈阵列排布，光源3可以设置于底座1上，其中，底座1可以是印刷电路板。

所述反射片10上间隔设有的每一个通孔101恰好与每一个光源401的位置相对应，并使得光源3发出的第一颜色光能够完全通过所述通孔101，而所述通孔101完全被所述颜色转换光学片20上的功能区201所遮盖，因此，光源3发出的第一颜色光能完全通过所述功能区201，并被所述功能区201上所设有的荧光粉和/或量子点202转换成第二颜色光，其中，第一颜色光至少包括蓝光，第二颜色光至少包括绿光。

在一个或多个实施例中，通孔101的体积大于光源3的体积，以使光源3可以嵌入通孔101中。

本发明提供的直下式背光单元的主体部分可以通过以下制备方法获得：

S1，将光源3以表面组装技术安装于底座1上；

S2，按照光源3在底座1上的排列方式在反射片10上裁切出对应的通孔101；

S3，按照反射片10上的通孔101的排列方式，在颜色转换光学片20的对应位置设置功能区201，并使功能区201能够完全遮盖所述反射片10上的通孔101；

S4，在功能区201上设置荧光粉和/或量子点；

S5，将反射片10和颜色转换光学片20层叠设置，使得每一通孔101均被功能区201所遮盖，得到复合光学片2；

S6，将复合光学片2贴附于底座1并位于所述光源3出光光路上，得到直下式背光单元。

本发明的直下式背光单元中，反射片10和颜色转换光学片20层叠设置组成复合光学片2，以使背光单元在组立的过程中，可以省略颜色转换光学片20的组立过程，使背光单元的组立工序更加简单，效率更高，同时，还可以有效降低颜色转换光学片20在组立时摩擦刮花的可能性，以得到显示效果更佳的显示设备。

本发明还提供一种显示设备，包括上述直下式背光单元。

本发明的显示设备可以为液晶显示装置，所述显示设备由于运用了上述背光单元，成本更低、质量更高、制备流程更简单。

以下，将通过以下具体实施例对本发明提供的复合光学片、直下式背光单元以及显示设备做进一步的说明。

实施例1

该实施例的直下式背光单元包括光源和位于光源出光光路上的复合光学片。其中，光源为LED灯，呈矩阵排列，矩形两边长分别为X＝1mm、Y＝2mm。反射片为PP材质的有机膜，在光源对应的反射片位置上，开有矩形的通孔，其对应的边长分别为x＝0.5mm、y＝1mm。颜色转换光学片为PET材质的棱镜膜，在所述反射片的通孔对应的颜色转换光学片上的功能区内，涂有YAG成分的荧光粉和/或量子点，所述功能区的面积为所述通孔的面积的110％，所述区域的面积为110％*xy＝0.55mm

实施例2

该实施例的直下式背光单元包括光源和位于光源出光光路上的复合光学片。其中，光源为LED灯，呈矩阵排列，矩形两边长分别为X＝2mm、Y＝2mm。反射片为COP材质的有机膜，在光源对应的反射片位置上，开有矩形的通孔，其对应的边长分别为x＝0.5mm、y＝1mm。颜色转换光学片为PET材质的棱镜膜，在所述反射片的通孔对应的颜色转换光学片上的功能区内，涂有PFS成分的荧光粉和/或量子点，所述功能区的面积为所述通孔的面积的110％，所述功能区的面积为110％*xy＝0.55mm

实施例3

该实施例的直下式背光单元包括光源和位于光源出光光路上的复合光学片。其中，光源为LED灯，呈矩阵排列，矩形两边长分别为X＝2mm、Y＝3mm。反射片为PP材质的有机膜，在光源对应的反射片位置上，开有矩形的通孔，其对应的边长分别为x＝0.5mm、y＝1mm。颜色转换光学片为PET材质的棱镜膜，在所述反射片的通孔对应的颜色转换光学片上的功能区内，涂有钙钛矿构成的荧光粉和/或量子点，所述功能区的面积为所述通孔的面积的110％，所述功能区的面积为110％*xy＝0.55mm

实施例4

该实施例的直下式背光单元包括光源和位于光源出光光路上的复合光学片。其中，光源为LED灯，呈矩阵排列，矩形两边长分别为X＝2mm、Y＝4mm。反射片为PP材质的有机膜，在光源对应的反射片位置上，开由矩形的孔，其对应的边长分别为x＝0.5mm、y＝1mm。如图4所示，颜色转换光学片为PET材质的棱镜膜，在所述反射片的孔对应的颜色转换光学片的位置上，涂有钙钛矿构成的荧光粉和/或量子点，所述功能区的面积为所述通孔的面积的110％，所述功能区的面积为110％*xy＝0.55mm

如图5所示，包括实施例1-实施例4在内的不同的光源间距下的荧光粉和/或量子点使用率图。由图可知，本发明提供的复合光学片相比于传统的颜色转换光学片，其荧光粉和/或量子点使用量大大减少，这大大提高了荧光粉和/或量子点的使用效率。

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