一种背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

液晶显示(Liquid Crystal Display，简称LCD)装置中，由于液晶显示面板本身无法发光，需要设置背光模组为其提供背光。迷你发光二极管(Mini Light Emitting Diode，简称Mini LED)具有亮度高、对比度高和使用寿命长等优点，常被应用于背光模组中作为其背光源。

背光模组的发光效果将直接影响到液晶显示装置的视觉效果，主要的影响因素在于背光模组出光亮度及出光的均匀性，而相邻的发光单元之间的光线串扰是影响背光模组出光均匀性的重要原因，因此，如何在避免光线串扰的同时保证高亮度显示是需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种背光模组及显示装置，可以降低背光模组中相邻发光单元之间的光线串扰，提高背光亮度和改善显示装置的显示质量。

本发明一方面提供一种背光模组，包括：背板和位于所述背板之上的多个发光单元；

所述发光单元包括：

至少一个发光元件；

第一反射曲面，所述第一反射曲面环绕所述至少一个发光元件设置；

第二反射曲面，所述第二反射曲面用于接收所述第一反射曲面出射的光线并向背离所述背板的一侧反射。

本发明的一些实施例中，所述第二反射曲面环绕所述第一反射曲面设置，所述第二反射曲面的高度大于所述第一反射曲面的高度。

本发明的一些实施例中，在垂直于所述背板且由所述背板指向所述发光单元的方向上，所述第一反射曲面的横截面面积不变；或者，所述第一反射曲面的横截面面积逐渐增大或逐渐减小。

本发明的一些实施例中，在垂直于所述背板的方向上，所述第一反射曲面的横截面形状为圆形或矩形。

本发明的一些实施例中，在垂直于所述背板且由所述背板指向所述发光单元的方向上，所述第二反射曲面的横截面面积逐渐增大。

本发明的一些实施例中，所述第二反射曲面在所述背板上的正投影环绕所述第一反射曲面在所述背板上的正投影，且所述第二反射曲面在所述背板上的正投影与所述第一反射曲面在所述背板上的正投影相距设定距离。

本发明的一些实施例中，在垂直于所述背板的方向上，所述第二反射曲面的横截面形状为圆形。

本发明的一些实施例中，所述第一反射曲面在所述背板上的正投影的最大半径与所述第二反射曲面在所述背板上的正投影的最大半径的比值为1/2～1/3。

本发明的一些实施例中，所述第一反射曲面的高度与所述第二反射曲面的高度的比值为1/2～1/4。

本发明的一些实施例中，所述第二反射曲面位于所述第一反射曲面背离所述背板的一侧；

在垂直于所述背板且由所述背板指向所述发光单元的方向上，所述第一反射曲面的横截面面积逐渐增大，所述第二反射曲面的横截面面积不变，所述第二反射曲面在所述背板上的正投影覆盖所述第一反射曲面在所述背板上的正投影。

本发明另一方面提供一种显示装置，所述显示装置包括上述的任一种背光模组。

本发明有益效果如下：

本发明提供一种背光模组及显示装置，其中，背光模组包括：背板和位于背板之上的多个发光单元；发光单元包括：至少一个发光元件；第一反射曲面，第一反射曲面环绕至少一个发光元件设置；第二反射曲面，第二反射曲面用于接收第一反射曲面出射的光线并向背离背板的一侧反射。从发光元件侧面出射的光线可以被第一反射曲面反射，而第一反射曲面出射的边缘光线又可以被第二反射曲面反射，从而可以降低相邻的发光单元之间的光线串扰，同时有利于提高发光单元正上方的出光亮度。

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；

图2为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之一；

图4为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之二；

图5为本发明实施例提供的发光区的结构示意图之一；

图6为本发明实施例提供的发光区的结构示意图之二；

图7为发光元件的出光示意图；

图8为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之三；

图9为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之四；

图10为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之五；

图11为本发明实施例提供的发光单元的俯视图；

图12为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之六。

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。

液晶显示装置的显示原理是将液晶置于两个电极之间，在两个电极间的电场作用下，液晶分子的排列方式被改变，从而可以遮蔽或透射光线，若配合彩色滤光片，则可以显示彩色图像，改变施加于液晶的电压大小可以控制不同颜色光线的透过率，实现不同灰度层次和颜色的显示。

液晶显示装置主要由背光模组和液晶显示面板构成，其中，液晶显示面板本身不发光，需要依靠背光模组提供背光，因此，背光模组的发光效果直接影响到液晶显示装置的视觉效果，主要的影响因素在于背光模组出光亮度及出光的均匀性，而相邻的发光单元之间的光线串扰是影响背光模组出光均匀性的重要原因，因此，如何在避免光线串扰的同时保证高亮度显示是需要解决的问题。

有鉴于此，本发明实施例提供一种背光模组及显示装置，可以降低背光模组中相邻发光单元之间的光线串扰，提高背光亮度和改善显示装置的显示质量。

图1为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图。

如图1所示，显示装置包括背光模组100和显示面板200。显示面板200位于背光模组100的出光侧。显示面板200的形状与尺寸通常与背光模组100相匹配，通常情况下显示面板200可以设置为矩形。

显示面板200可以采用液晶显示(LCD)面板，显示面板200自身不发光，但可以对光线的透射率进行调制。显示面板200中具有多个像素单元，每个像素单元均可以独立地控制入射至其中的光线的透过率和颜色，从而实现图像显示。

本发明实施例中的背光模组100采用直下式背光模组，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100的形状通常为矩形。

图2为本发明实施例提供的背光模组的截面结构示意图。

如图2所示，本发明实施例提供的背光模组100包括背板10和位于背板10之上的多个发光单元20。

其中，背板10位于背光模组100的底部，具有支撑和承载作用，背板10通常情况下为一矩形结构，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10可以采用印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)基板或玻璃基板，基板上设置有驱动电路以驱动发光单元20发光，发光单元20在背板10上呈阵列排布。

图3为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之一；图4为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之二。

如图3和图4所示，发光单元20中包括至少一个发光元件21、第一反射曲面22和第二反射曲面23。

其中，发光元件21可以为Mini LED，Mini LED在背板上的正投影的尺寸例如可以为6mil*20mil、8mil*16mil、8mil*8mil中的一种或几种。在具体实施时，本发明实施例对发光元件的尺寸和种类不做限定。

多个发光元件21通常阵列排布于背板10之上，为实现区域调光，背板10被划分为多个发光区，一个发光区中包括多个发光元件21，例如，一个发光区中可以包括4个发光元件、6个发光元件或9个发光元件等。

本发明实施例中，第一反射曲面22环绕至少一个发光元件21设置，如图3所示，第一反射曲面22可以环绕一个发光元件21设置，或者，如图4所示，第一反射曲面22可以环绕一个发光区中的多个发光元件21设置。

图5为本发明实施例提供的发光区的结构示意图之一；图6为本发明实施例提供的发光区的结构示意图之二。

图5和图6以一个发光区Q中包括4个发光元件21的情形为例进行说明。如图5所示，发光区Q中的每个发光元件21周围均可以设置有第一反射曲面22和第二反射曲面23，或者，如图4和图6所示，第一反射曲面22可以环绕发光区Q中的所有发光元件21。

在本发明的一些实施例中，发光元件21上还可以覆盖封装结构24，封装结构24可以采用透明胶材制成，如硅胶或环氧树脂等，用以防止水氧或异物进入发光元件21内部影响其发光效果。参照图5，封装结构24可以分立设置，即一个封装结构24覆盖一个发光元件21，此时封装结构24可以采用点涂的方式进行制作。或者，参照图6，当第一反射曲面22环绕发光区Q设置时，封装结构24可以覆盖发光区Q中的多个发光元件21。此时封装结构24可以采用整面涂覆再图案化的方式进行制作。或者，当第一反射曲面环绕发光区设置时，封装结构也可以与发光元件一一对应设置。

以下实施例中均以发光元件21采用Mini LED且第一反射曲面22环绕一个发光元件21的情形为例进行说明。

图7为发光元件的出光示意图。

如图7所示，发光元件21出射的部分光线会从其上表面出射，即图中所示的光线L1，而部分光线会从发光元件21的侧面出射，即图中所示的光线L2，这样，相邻的发光元件21侧面出射的光线L2会产生串扰，进而造成背光模组100出光不均的问题。

因此本发明实施例环绕发光元件21设置了第一反射曲面22，第一反射曲面22可以将发光元件21侧面出射的光线向发光元件21上方反射，从而可以避免相邻发光元件21之间光线产生串扰，有利于提高背光模组100的出光均匀性，且第一反射曲面22可以捕捉发光元件21完整的光通量，有利于提高发光元件21正上方的出光亮度。

如图3和图4所示，第二反射曲面23可以环绕第一反射曲面22设置，且第二反射曲面23的高度大于第一反射曲面22的高度，以保证第一反射曲面22的出射光线可以入射至第二反射曲面23，第二反射曲面23用于接收第一反射曲面22出射的光线并向背离背板10的一侧反射，且第二反射曲面23可以反射第一反射曲面22边缘出射的光线，由此进一步减少相邻的发光单元20之间的光线串扰，同时还可以增加发光单元20正视角的出光亮度，对于背光模组100的光学增益有正向效果。

在具体实施时，第一反射曲面22和第二反射曲面23的内部表面可以涂覆反射物质，例如白色反射物质二氧化钛(TiO

第一反射曲面22和第二反射曲面23的形状可以根据需求进行设计，参照图2～图4，在垂直于背板10且由背板10指向发光单元20的方向上，第一反射曲面22的横截面面积不变，且第一反射曲面22的横截面形状为圆形，即第一反射曲面22为圆筒型，此时，第一反射曲面22可以出射发散的圆形光束。

图8为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之三。

如图8所示，在垂直于背板10且由背板10指向发光单元20的方向上，第一反射曲面22的横截面面积不变，且第一反射曲面22的横截面形状可以为矩形，此时第一反射曲面22同时具有对光束整形的作用，在需要匹配特定功能膜层的情形下可以采用该设计。

图9为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之四。

如图9所示，在垂直于背板10且由背板10指向发光单元20的方向上，第一反射曲面22的横截面面积可以逐渐减小，且第一反射曲面22的横截面形状为圆形，该设计可以提高发光元件21正视角的出光亮度。

图10为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之五。

如图10所示，在垂直于背板10且由背板10指向发光单元20的方向上，第一反射曲面22的横截面面积可以逐渐增大，且第一反射曲面22的横截面形状为圆形，此时第一反射曲面22侧面切线与背板10的夹角应与第二反射曲面23侧面切线与背板10的夹角不同，以使第一反射曲面22的出射光可以入射至第二反射曲面23。

参照图3、图4和图8～图10，在垂直于背板10且由背板10指向发光单元20的方向上，第二反射曲面23的横截面面积逐渐增大，从而第二反射曲面23可以将第一反射曲面22出射的大角度光线转换为小角度出射，有利于提高各发光单元20的出光亮度，同时减少相邻的发光单元20之间的光线串扰。

图11为本发明实施例提供的发光单元的俯视图。

图11对应于如图3所示的发光单元20的俯视图，如图3和图11所示，本发明实施例中，第二反射曲面23在背板10上的正投影环绕第一反射曲面22在背板10上的正投影，且第二反射曲面23在背板10上的正投影与第一反射曲面22在背板10上的正投影相距设定距离。第一反射曲面22和第二反射曲面23的横截面形状均为圆形，在具体实施时，第一反射曲面22在背板10上的正投影的最大半径R1与第二反射曲面23在背板10上的正投影的最大半径R2的比值可以为1/2～1/3；第一反射曲面22的高度H1与第二反射曲面23的高度H2的比值可以为1/2～1/4。

图12为本发明实施例提供的发光单元的结构示意图之六。

参照图2和图12，本发明实施例中，第二反射曲面23可以位于第一反射曲面22背离背板10的一侧，在垂直于背板10且由背板10指向发光单元20的方向上，第一反射曲面22的横截面面积逐渐增大，第二反射曲面23的横截面面积不变，第二反射曲面23在背板10上的正投影覆盖第一反射曲面22在背板10上的正投影。第一反射曲面22和第二反射曲面23在背板10上的正投影均可以为圆形，且第二反射曲面23在背板10上的正投影的半径和第一反射曲面22在背板10上的正投影的半径相同。

此时，第一反射曲面22可以将发光元件21侧边出射的杂光向主光束所在的区域反射，且第二反射曲面23可以将第一反射曲面22出射的光束限制在一定范围内出射，从第二反射曲面23出射的光束为一圆形光束，各发光单元20出射的光线之间互不干扰。

在具体实施时，背光模组中还可以设置多个具有不同功能的膜层以实现更好的出光效果，各膜层位于发光单元20背离背板10的一侧。

举例来说，背光模组中还可以包括扩散层，扩散层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。扩散层可以采用扩散板或扩散片，在应用于电视、电脑等大型显示装置中时，可以采用扩散板，当应用于手机、手环等小型显示装置时，可以采用扩散片。

当发光元件采用单色发光元件时，背光模组中还可以包括波长转换层，波长转换层可以在入射的单色光的激发下出射其他颜色的光线，例如，当发光元件采用蓝光MiniLED时，波长转换层可以在蓝光的激发下出射红光和绿光，激发出的红光和绿光以及被透射的蓝光可以混合成白光出射。波长转换层可以采用量子点材料或荧光材料制成。

背光模组中还可以包括偏光层，例如，偏光层可以采用反射式偏光片，反射式偏光片作为一种增亮片，可以提高背光模组的亮度，提高光线的利用效率，同时使出射光线具有偏振的性质，省略液晶显示面板下偏光片的使用。

本发明实施例中，背光模组的各功能膜层可以与第二反射曲面的顶端相接，当采用图3、图4和图7～图9所示的发光单元结构时，背光模组的混光距离较小，采用本发明实施例提供的发光单元可以在较小的混光距离内出射较均匀的光线，有利于实现背光模组的轻薄化设计，当采用如图11所示的发光单元结构时，背光模组可以具有较大的混光距离，有利于充分匀化光线。

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。