一种显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

液晶显示屏作为目前主流的显示屏，具有耗电量低、体积小、辐射低等优势。而液晶显示面板为非自发光面板，需要配合背光模组使用。

Mini LED(Mini Light Emitting Diode，简称Mini LED)作为背光源在图像显示中可大幅提升显示效果，不仅可以实现背光模组的薄形化，还实现更为精细化的动态控制，提升图像显示的动态对比度，达到高动态范围(High-Dynamic Range，简称HDR)显示效果。

然而，受限于Mini LED发散角小，使得光线无法入射到背光模组的边缘位置，导致背光模组的折边的倾斜角度通常较小，这种几乎垂直的折边设计阻碍背光模组厚度进一步减小。

发明内容

本发明实施例提供一种显示装置，可以使更多光线入射至边缘区域，从而增大背光模组边缘区域的倾斜角度，减小背光模组的厚度。

本发明实施例提供一种显示装置，包括：

显示面板，用于图像显示；

背光模组，位于所述显示面板的入光侧，用于提供背光；

所述背光模组包括：

背板，位于所述背光模组的底部；所述背板的四周边缘向同一侧折起，使所述背板形成容置空间；

灯板，位于所述背板的容置空间内；所述灯板包括多个第一光源和多个围绕在所有的所述第一光源四周的第二光源组；

其中，所述第一光源包括：第一发光芯片；所述第二光源组包括：一个靠近所述第一光源设置的第二发光芯片和至少一个靠近所述背板的边缘且位于所述第二发光芯片附近的第三发光芯片；所述第一发光芯片、所述第二发光芯片和所述第三发光芯片的表面均设置有保护层，所述保护层与发光芯片一一对应设置，所述保护层的表面为弧面；所述第二发光芯片表面的保护层的高度大于所述第三发光芯片表面的保护层的高度。

本发明一些实施例中，所述第一发光芯片表面的保护层的高度与所述第二发光芯片表面的保护层的高度相等。

本发明一些实施例中，所述第二发光芯片和所述第三发光芯片的最大驱动电压均小于所述第一发光芯片的最大驱动电压；

所述第一发光芯片的最大驱动电压等于一个所述第二光源组中所述第二发光芯片的最大驱动电压和各所述第三发光芯片的最大驱动电压之和。

本发明一些实施例中，所述第二光源组包括一个所述第二发光芯片和一个所述第三发光芯片。

本发明一些实施例中，所述第二发光芯片的中心与所述第三发光芯片的中心的连线垂直于所处所述背板边缘的侧边。

本发明一些实施例中，所述第二发光芯片表面的保护层的高度为所述第三发光芯片表面的保护层的高度的2倍。

本发明一些实施例中，所述第二发光芯片的中心与所述第三发光芯片的中心之间的距离小于3mm。

本发明一些实施例中，所述第二发光芯片表面的保护层的面型以及所述第三发光芯片表面的保护层的面型均满足：

其中，z表示所述保护层表面的空间位置，c表示曲率半径，r表示径向坐标，k为系数。

本发明一些实施例中，所述背板的边缘相对于竖直方向的倾斜角度为20°～70°。

本发明一些实施例中，所述第一发光芯片、所述第二发光芯片和所述第三发光芯片均采用Mini LED芯片。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之一；

图2为相关技术中显示装置的截面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之二；

图4为相关技术中灯板的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的灯板的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的灯板的截面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第二光源组的光线偏折示意图；

图8为图2中位于边缘的第一光源的光强分布；

图9为图3中位于边缘的第二光源组的光强分布；

图10为图2中位于边缘的第一光源的照度曲线；

图11为图3中位于边缘的第二光源组的照度曲线。

其中，100-背光模组，200-显示面板，11-背板，11x-边缘区域，12-灯板，13-扩散板，14-光学膜片，F-电路板，121-第一光源，122-第二光源组，121a-第一发光芯片，122a-第二发光芯片，122b-第三发光芯片，123(123a、123b、123c)-保护层。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

液晶显示器主要由背光模组和液晶显示面板构成。液晶显示面板本身不发光，需要依靠背光模组提供的光源实现亮度显示。

液晶显示器的显像原理，是将液晶置于两片导电玻璃之间，靠两个电极间电场的驱动，引起液晶分子扭曲的电场效应，以控制背光源透射或遮蔽功能，从而将影像显示出来。若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。

图1为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之一。

如图1所示，显示装置包括：背光模组100和显示面板200，背光模组100用于向显示面板200提供背光源，显示面板200用于图像显示。

背光模组100通常位于显示装置的底部，其形状与尺寸与显示装置的形状与尺寸相适应。当应用于电视或移动终端等领域时，背光模组通常采用矩形的形状。

本发明实施例中的背光模组采用直下式背光模组，用于在整个出光面内均匀的发出光线，为显示面板提供亮度充足且分布均匀的光线，以使显示面板可以正常显示影像。

显示面板200位于背光模组100的出光侧，显示面板的形状与尺寸通常与背光模组相匹配。通常情况下显示面板200可以设置为矩形，包括天侧、地侧、左侧和右侧，其中天侧和地侧相对，左侧和右侧相对，天侧分别与左侧的一端和右侧的一侧相连，地侧分别与左侧的另一端和右侧的另一端相连。

显示面板200为透射型显示面板，能够对光的透射率进行调制，但本身并不发光。显示面板200具有多个呈阵列排布的像素单元，每个像素单元都可以独立的控制背光模组100入射到该像素单元的光线透过率和色彩，以使全部像素单元透过的光线构成显示的图像。

图2为相关技术中显示装置的截面结构示意图。

如图2所示，背光模组100中的包括多个呈阵列排布的第一光源121，并且当第一光源121采用Mini LED时在图像显示中可大幅提升显示效果，不仅可以实现背光模组的薄形化，还实现更为精细化的动态控制，提升图像显示的动态对比度，达到HDR显示效果。

Mini LED通常采用COB(Chip On Board，简称COB)方式进行封装，具体是先将MiniLED芯片键合在电路板上，再在Mini LED芯片上点胶进行封装，封装后的Mini LED的发散角度较小，通常只有30°～60°，这就使得边缘的Mini LED的光线无法入射到背光模组的边缘位置，导致背光模组的折边的倾斜角度通常较小，这种几乎垂直的折边设计阻碍背光模组厚度进一步减小。

为解决大倾角背光模组四周边缘处的光线发散，目前常用的手段是增加四周灯珠颗数，从而增加倾角处的光线分布，但是这也带来了四周灯上亮带问题；或者可以利用立体反射片，实现四周光线的最大偏折，但是Mini LED灯板多采用全覆胶型反射片，立体反射片很难固定，严重影响产品可靠性。

有鉴于此，本发明实施例提供一种显示装置，可以增加入射到背光模组边缘区域的光线，实现背光模组大倾角设计，有利于减薄背光模组的厚度。

图3为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之二。

如图3所示，显示装置中的背光模组100包括：背板11、灯板12、扩散板13和光学膜片。

背板11位于背光模组的底部，具有支撑和承载作用。背板11的四周边缘向同一侧折起，使背板11形成容置空间。

背板11通常情况下为一方形结构，当应用于异形显示装置时，其形状适应于显示装置的形状。背板11包括天侧、地侧、左侧和右侧。其中天侧和地侧相对，左侧和右侧相对，天侧分别与左侧的一端和右侧的一侧相连，地侧分别与左侧的另一端和右侧的另一端相连。

背板11的材质采用铝、铁、铝合金或铁合金等。背板11用于支撑灯板12，以及支撑固定扩散板13和光学膜片14等部件的边缘位置，背板11还对灯板12起到散热的作用。

背光模组为直下式背光模组，灯板12位于背板11之上。通常情况下，灯板12整体可呈方形或矩形，长度在200mm-1200mm，宽度在100mm-600mm。

根据显示装置的尺寸可以设置多个灯板12，灯板12之间通过拼接方式共同提供背光。例如，65英寸的显示装置至少需要2×4个灯板12拼接设置。为了避免灯板12拼接带来的光学问题，相邻灯板12之间的拼缝尽量做到较小，甚至实现无缝拼接。

灯板12作为背光源，相比于侧入式背光模组中采用灯条作为背光源，灯板12具有更高亮度，在配合分区的动态控制，可以提升显示装置的动态对比度。

灯板12上还设置有反射片，反射片具有暴露出灯板上光源的开孔，反射片用于将光线向出光侧反射，从而提高光线利用率。

扩散板13位于灯板12的出光侧，且与灯板12之间相距一定的距离。该距离的设置是为了使灯板上的光源之间可以充分混光。扩散板13的作用是对入射光线进行散射，使经过扩散板13的光线更加均匀。

扩散板13中设置有散射粒子材料，光线入射到散射粒子材料会不断发生折射与反射，从而达到将光线打散的效果，实现匀光的作用。扩散板的厚度通常设置为0.5mm-3mm，扩散板13的厚度越大，雾度越大，均匀效果更佳。

扩散板13通常可以采用挤出工艺加工，扩散板13所用材质一般选自聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC、聚苯乙烯系材料PS、聚丙烯PP中的至少一种。

在一些实施例中，灯板12可以用于出射蓝色光。此时，扩散板13可以是量子点扩散板，用于实现色彩转换以及扩散功能。

光学膜片14位于扩散板13背离灯板12的一侧。光学膜片14的尺寸大小与显示装置相适应，略小于显示装置，通常设置为矩形或方形。

在具体实施时，光学膜片14可以包括荧光膜、量子膜、棱镜片和增亮膜等的一种或几种组合，根据具体的需要进行设置，在此不做限定。

图4为相关技术中灯板的俯视结构示意图。

如图4所示，灯板12通常设置于背板11的容置空间内。在相关技术中，如图4所示，灯板12上设置有多个第一光源121，由于第一光源121的发散角有限，入射到背光模组边缘位置的光线不足，这就使得背板11的边缘区域11x的折角不能过大，背光模组的厚度无法进一步减小。

图5为本发明实施例提供的灯板的俯视结构示意图，图6为本发明实施例提供的灯板的截面结构示意图。

在本发明实施例中，如图5和图6所示，灯板包括：电路板F和设置在电路板上的多个第一光源121，以及多个围绕在所有的第一光源121四周的第二光源组122。

其中，第一光源121包括：第一发光芯片121a和位于第一发光芯片121a表面的保护层123a。第二光源组122包括：一个靠近第一光源121设置的第二发光芯片122a和至少一个靠近背板的边缘区域11x且位于第二发光芯片122a附近的第三发光芯片122b；第二发光芯片122a的表面设置有保护层123b，第三发光芯片122b的表面设置有保护层123c。

电路板F可以采用印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)，根据实际需要电路板F可以采用单层板、双层板或多层板，在此不做限定。

在本发明实施例中，第一发光芯片121a、第二发光芯片122a和第三发光芯片122b均可以采用Mini LED芯片。发光芯片表面的保护层123与发光芯片一一对应，且保护层123的表面为弧面，保护层不仅起到对发光芯片封装保护的作用，同时还可以使入射光线进行偏折，起到透镜的作用。在具体实施时，保护层可以采用硅胶等材料进行制作，在此不做限定。

如图6所示，第一发光芯片121a的中心到第二发光芯片122a的中心的距离以及相邻的第一发光芯片121a的中心之间的距离均大于第二发光芯片122a的中心到第三发光芯片122b的中心的距离。第一光源121位于中心区域，用于照明。第二光源组122中的第二发光芯片122a用于照明，第三发光芯片122b用于实现光线大角度偏折，从而使更多的光线可以入射到背光模组的边缘区域，增大边缘区域的倾斜角度，减小背光模组的整体厚度。

本发明实施例通过改变发光芯片表面的保护层的面型达到将光线向设定方向偏折的目的。如图6所示，第一发光芯片121a表面的保护层123a的高度h1与第二发光芯片122a表面的保护层123b的高度h2相等。第二发光芯片122a表面的保护层123b的高度h2大于第三发光芯片122b表面的保护层123c的高度h3。将第一发光芯片121a表面的保护层123a的高度h1和第二发光芯片122a表面的保护层123b的高度h2设置为相同，可以在对各发光芯片进行封装时，采用一次工艺同时对第一发光芯片121a和第二发光芯片122a进行封装，提高封装效率。而第三发光芯片122b表面的保护层123c的高度h3小于第二发光芯片122a表面的保护层123b的高度h2，是为了配合第二发光芯片的出射光，使更多的光线向背光模组的边缘区域入射。

图7为本发明实施例提供的第二光源组的光线偏折示意图。

如图7所示，第二发光芯片122a发出的光线a经过其表面的保护层123b之后再入射至第三发光芯片122b表面的保护层123c，从而使光线向边缘区域偏折，再协同第三发光芯片122b发出的光线b在经过其表面的保护层123c之后，更大程度地向边缘区域偏折，从而可以最大程度地扩大第二光源组122入射到扩散板13时的光斑直径。

Mini LED芯片通常配合区域调光技术实现HDR图像显示，而每个分区中的各光源的最大驱动电压相等。因此为了配合相关技术中分区光源的设计，本发明实施例采用的第二发光芯片122a和第三发光芯片122b的最大驱动电压均小于第一发光芯片121a的最大驱动电压；并且第一发光芯片121a的最大驱动电压等于一个第二光源组122中第二发光芯片122a的最大驱动电压和各第三发光芯片122b的最大驱动电压之和。

例如，第一发光芯片121a的最大驱动电压为6V，那么当第二光源组122包括一个第二发光芯片122a和一个第三发光芯片122b时，可以采用最大驱动电压为3V的第二发光芯片122a，以及最大驱动电压为3V的第二发光芯片122b，使得第二光源组122中各发光芯片的最大驱动电压之和与第一光源的最大驱动电压之和相等。当然，在具体实施时，也可以设置一个第二发光芯片122a和多个第三发光芯片122b。例如，一个第二光源组122中可以设置一个第二发光芯片122a和三个第三发光芯片122b，如果第一发光芯片121a的最大驱动电压为12V时，可以采用最大驱动电压均为3V的一个第二发光芯片122a和三个第三发光芯片122b，以最终实现第二光源组122中各发光芯片的最大驱动电压之和与第一光源的最大驱动电压之和相等即可。第二发光芯片122a和最大驱动电压和第三发光芯片122b的最大驱动电压可以相同，也可以不同，在此不做限定。

在一些实施例中，以图5为例，第二光源组122包括一个第二发光芯片122a和一个第三发光芯片122b。第二光源组122仅包括两个发光芯片，可以最大程度地减小第二光源组的设计难度。通过调控两个发光芯片的相对位置，调节四周边缘处光源的出光角度光强分布，实现超薄Mini LED大倾角光线偏转。

在具体实施时，同一第二光源组122中，第二发光芯片122a的中心与第三发光芯片122b的中心的连线可以垂直于所处背板边缘的侧边。而位于边角位置的第二光源组，可以使第二发光芯片122a的中心与第三发光芯片122b的中心的连线指向边角。由此可以使更多的光线向边缘区域和边角区域偏折。

第二发光芯片122a表面的保护层123b的面型以及第三发光芯片122b表面的保护层123c的面型均可以满足以下关系：

其中，z表示保护层表面的空间位置，c表示曲率半径，r表示径向坐标，k为系数。

例如，当保护层的面型采用椭圆时：

其中，a表示长轴半径，b表示短轴半径。

当第二光源组122中包括一个第二发光芯片122a和一个第三发光芯片122b，且第二发光芯片122a和第三发光芯片122b表面的保护层均采用上述面型时，通过仿真可以将第二发光芯片122a表面的保护层123b的高度h2设置为第三发光芯片122b表面的保护层123c的高度h3的2倍。且第二发光芯片122a的中心与第三发光芯片122b的中心之间的距离小于3mm。

在相关技术中，相邻的第一发光芯片121a的中心之间的距离为厘米量级，而第二光源组中的第二发光芯片122a和第三发光芯片122b需要紧凑设置，避免对第一光源布局的影响，同时第二发光芯片122a的中心与第三发光芯片122b的中心之间的距离设置在毫米量级，可以使更多的光线可以入射到背光模组的边缘区域，从而实现增大边缘倾角的目的，使背光模组的厚度进一步减薄。

本发明实施例经过仿真，可以将第二发光芯片122a表面的保护层123b的面型设置成上述面型，其高度设置为1mm，曲率半径设置为1mm。将第三发光芯片122b表面的保护层123c的面型设置成上述面型，其高度设置为0.5mm，曲率半径为1mm。第二发光芯片122a表面的保护层123b的面型中的k为第三发光芯片122b表面的保护层123c的面型中k的2倍。利用光学仿真，可以看到光强分布的变化。

图8为图2中位于边缘的第一光源的光强分布；图9为图3中位于边缘的第二光源组的光强分布；图10为图2中位于边缘的第一光源的照度曲线；图11为图3中位于边缘的第二光源组的照度曲线。

如图8所示，当灯板上仅设置第一光源时，第一光源的光强主要集中在第一光源的正上方，图8中的光斑中心K位于光强分布的中心位置。从图10所示的照度曲线也可以看出，第一光源在X方向的照度呈左右对称分布。

如图9所示，当灯板上同时设置第一光源和第二光源组时，第二光源组的光强沿图3中X方向移动，图8中的光斑中心K向X方向偏移。从图11所示的照度曲线也可以看出，第二光源组靠近X方向(靠近边缘区域)的照度大于远离X方向(远离边缘区域)的照度，照度曲度不再呈对称分布。

由此可见，本发明实施例的第二光源组中设置多个发光芯片，每个发光芯片的表面设置保护层，通过调整各发光芯片的相对位置以及保护层的面型可以扩大第二光源组的光斑尺寸，使其在扩散板上照度的波峰与波谷之间的差值缩小、光斑照度半径变大。采用本发明实施例提供的显示装置，可以增大背板的边缘区域相对于竖直方向的倾斜角度，该倾斜角度可达20°～70°，由此减小背光模组的厚度。

根据第一发明构思，灯板包括多个第一光源以及多个围绕在所有的第一光源四周的第二光源组。其中，第一光源包括第一发光芯片，第二光源组包括一个靠近第一光源设置的第二发光芯片和至少一个靠近背板的边缘区域且位于第二发光芯片附近的第三发光芯片。所有的发光芯片表面均设置有与其一一对应的保护层。保护层的表面为弧面，保护层不仅起到对发光芯片封装保护的作用，同时还可以使入射光线进行偏折，起到透镜的作用。通过调整第二光源组中各发光芯片的相对位置以及保护层的面型可以扩大第二光源组的光斑尺寸，使其在扩散板上照度的波峰与波谷之间的差值缩小、光斑照度半径变大。背板的边缘区域相对于竖直方向的倾斜角度可达20°～70°，由此减小背光模组的厚度。

根据第二发明构思，第一发光芯片的中心到第二发光芯片的中心的距离以及相邻的第一发光芯片的中心之间的距离均大于第二发光芯片的中心到第三发光芯片的中心的距离。第一光源位于中心区域，用于照明。第二光源组中的第二发光芯片用于照明，第三发光芯片用于实现光线大角度偏折，从而使更多的光线可以入射到背光模组的边缘区域，增大边缘区域的倾斜角度，减小背光模组的整体厚度。

根据第三发明构思，第一发光芯片表面的保护层的高度与第二发光芯片表面的保护层的高度相等。在对各发光芯片进行封装时，采用一次工艺同时对第一发光芯片和第二发光芯片进行封装，提高封装效率。第二发光芯片表面的保护层的高度大于第三发光芯片表面的保护层的高度。配合第二发光芯片的出射光，使更多的光线向背光模组的边缘区域入射。第二发光芯片发出的光线经过其表面的保护层之后再入射至第三发光芯片表面的保护层，从而使光线向边缘区域偏折，再协同第三发光芯片发出的光线在经过其表面的保护层之后，更大程度地向边缘区域偏折，从而可以最大程度地扩大第二光源组入射到扩散板时的光斑直径。

根据第四发明构思，为了配合相关技术中分区光源的设计，一个第二光源组中第二发光芯片和第三发光芯片的最大驱动电压均小于第一发光芯片的最大驱动电压；并且第一发光芯片的最大驱动电压等于一个第二光源组中第二发光芯片的最大驱动电压和各第三发光芯片的最大驱动电压之和。

根据第五发明构思，第二光源组可以包括一个第二发光芯片和一个第三发光芯片。第二光源组仅包括两个发光芯片，可以最大程度地减小第二光源组的设计难度。通过调控两个发光芯片的相对位置，调节四周边缘处光源的出光角度光强分布，实现超薄MiniLED大倾角光线偏转。

根据第六发明构思，当第二光源组包括一个第二发光芯片和一个第三发光芯片时，第二发光芯片的中心与第三发光芯片的中心的连线可以垂直于所处背板边缘的侧边。而位于边角位置的第二光源组，第二发光芯片的中心与第三发光芯片的中心的连线指向边角。由此可以使更多的光线向边缘区域和边角区域偏折。

根据第七发明构思，第二发光芯片122a表面的保护层123b的面型以及第三发光芯片122b表面的保护层123c的面型均可以满足以下关系：

其中，z表示保护层表面的空间位置，c表示曲率半径，r表示径向坐标，k为系数。

第二发光芯片表面的保护层的高度为第三发光芯片表面的保护层的高度的2倍。且第二发光芯片的中心与第三发光芯片的中心之间的距离小于3mm。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。