一種背光模組及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種背光模組及顯示裝置，所述背光模組包括所述背光模組包括：至少N個光源單元，能提供N種顏色的單色光，N為正整數(shù)且N≥0；導光板，所述導光板包含多個導光條，每個所述導光條具有一出光面，以及與所述出光面相對設置的第一表面，所述第一表面上設置有半透半反膜；每個所述光源單元的發(fā)出的單色光從對應的所述導光條的入光面進入所述導光條，從導光條的出光面射出。本實用新型取代了現(xiàn)有技術中的彩色濾光片，可以使顯示屏擁有更高的光線透過率。通過所述光源單元可以提供大于背景自然光的亞像素照明，因此可以在透明的前提下，實現(xiàn)亞像素照明，從而實現(xiàn)更突出的透明顯示效果。
【專利說明】一種背光模組及顯示裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及顯示【技術領域】，尤其涉及一種背光模組及顯示裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中的透明顯示裝置的背光源一般采用白光光源加透明導光板作為背光光源，或者采用聚合物分散液晶(PDLC, Polymer Dispersed Liquid Crystal)作為背光光源，再通過顯示裝置的面板上的彩色濾光片(Color Filter,簡稱CF)來獲得紅、綠、藍(RGB)三原色光,從而得到色域范圍內(nèi)的各種顏色顯示。
[0003]但是現(xiàn)有技術的缺點在于，由于顯示裝置表面的彩色濾光片只允許單一顏色、特定波長的光射出顯示裝置，會造成其他顏色的、非透過波長的光的光能量大量損失。而且，聚合物分散液晶的成本太高，不適合作為背光源直接使用。而且聚合物分散液晶只能進行透明顯示和非透明顯示之間的切換，無法對在透明狀態(tài)中的顯示面板進行背光照明，聚合物分散液晶在開啟時已經(jīng)不再是透明顯示。實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供一種背光模組及顯示裝置，用于解決透明背光模組采用彩色濾光片帶來的光損失的問題。
[0005]本實用新型提供一種背光模組，所述背光模組包括:
[0006]至少N個光源單元，能提供N種顏色的單色光，每個光源單元發(fā)出一種顏色的單色光，N為正整數(shù)且N≥O ；
[0007]導光板，所述導光板包含多個導光條，每個所述導光條具有一出光面，以及與所述出光面相對設置的第一表面，所述第一表面上設置有半透半反膜；
[0008]每個所述光源單元至少對應一個所述導光條，每個所述光源單元的發(fā)出的單色光從對應的所述導光條的入光面進入所述導光條，從導光條的出光面射出。
[0009]進一步，所述背光模組還包括導光介質(zhì)，每個所述光源單元發(fā)出的單色光分別通過所述導光介質(zhì)導入對應的所述導光條。
[0010]其中，所述導光條還包含至少一側(cè)表面，相鄰的所述導光條通過所述側(cè)表面相連接。
[0011]進一步，所述側(cè)表面上設置有反射膜。
[0012]優(yōu)選的，所述半透半反膜為單色反射薄膜，所述單色反射薄膜反射所述導光條對應的光源單元的單色光。
[0013]其中，所述單色反射薄膜的厚度為所反射的單色光波長的二分之一。
[0014]其中，所述導光條中分布有散射顆粒。
[0015]進一步，所述散射顆粒的分布密度自靠近所述導光條的入光面到遠離入光面的方向逐漸增大。
[0016]其中，所述導光介質(zhì)為光纖。[0017]其中，所述光源單元包括紅色單色光源、綠色單色光源和藍色單色光源。
[0018]此外，本發(fā)明還提供一種顯示裝置，包括如上所述的背光模組；所述顯示裝置還包括一顯示面板，所述顯示面板包含多個呈矩陣分布的像素單元，每個所述導光條至少對應同一列或者同一行像素單元。
[0019]本實用新型提供的一種背光模組及顯示裝置，在背光模組的導光板設置多個導光條，導光條與像素陣列對應，所述光源單元通過導光介質(zhì)向所述導光條提供單色光，從而取代了現(xiàn)有技術中的彩色濾光片，由于沒有彩色濾光片帶來的光損耗，可以使顯示屏擁有更高的光線透過率。通過所述光源單元可以提供大于背景自然光的亞像素照明，因此可以在透明的前提下，實現(xiàn)亞像素照明，從而實現(xiàn)更突出的透明顯示效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型實施例所述的背光模組的正面視圖；
[0021]圖2為本實用新型實施例所述光纖連接結(jié)構(gòu)局部示意圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例所述導光條的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實用新型實施例所述光纖與導光條的熔斷耦合連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本實用新型 實施例所述散射粒子在導光條中的分布密度變化示意圖；
[0025]圖6為本實用新型實施例所述背光模組在背光打開時的光路示意圖；
[0026]圖7為本實用新型實施例所述背光模組在背光關閉時的光路示意圖；
[0027]圖8為本實用新型實施例所述單色反射薄膜(散射粒子)的反射率(散射率)隨可見光譜波長的變化情況示意圖；
[0028]其中，本實用新型的附圖標號如下:
[0029]1-背板、2-光源單兀、3-光纜、4-光纖、5-導光條、6_單色反射薄膜、7_光纖包層、8-光纖纖芯、9-纖芯熔斷耦合結(jié)構(gòu)、10-反射膜。
【具體實施方式】
[0030]為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步描述。
[0031]本實施例提供一種背光模組，所述背光模組包括:
[0032]至少N個光源單元，能提供N種顏色的單色光，每個光源單元發(fā)出一種顏色的單色光，N為正整數(shù)且N ^ O ;具體地，所述光源單元包括紅色單色光源、綠色單色光源和藍色單色光源，特定情況下還可以包括黃色等單色光源。
[0033]導光板，所述導光板包含多個導光條，每個所述導光條具有一出光面，以及與所述出光面相對設置的第一表面，所述第一表面上設置有半透半反膜；
[0034]每個所述光源單元至少對應一個所述導光條，每個所述光源單元的發(fā)出的單色光從對應的所述導光條的入光面進入所述導光條，從導光條的出光面射出，一個光源單元也可以同時對應多個導光條，但是需要分光器將一個光源單元發(fā)出的光分為多束，進一步的可通過光纖將分光后的光線導入對應的導光條。
[0035]具體地，所述背光模組還包括導光介質(zhì)，每個所述光源單元發(fā)出的單色光分別通過所述導光介質(zhì)導入對應的所述導光條。導光板的材料為導光性能較好的高折射率材料，例如玻璃、石英等；導光介質(zhì)的材質(zhì)可選擇多種。本實施例的導光介質(zhì)優(yōu)選使用光纖，每個光纖通過纖芯熔斷耦合結(jié)構(gòu)與對應導光條連接，所述纖芯熔斷耦合結(jié)構(gòu)通過熔斷耦合方法獲得；單色光源單元通過光纖擴束耦合器將單色光耦合入光纖，通過熔接技術實現(xiàn)光纖端點來和背光屏的導光條一端相連接；若干條光纖可以形成一條光纜，光纜可以保護光纖不受損壞而且可以節(jié)省布線空間。
[0036]需要說明的是，本實用新型中也可以不設置導光介質(zhì)，光源發(fā)出的光也可以直接入射到導光條中，使用導光介質(zhì)可以使光源發(fā)出的光更集中的入射到導光條，減少光的損失，提高發(fā)光亮度。
[0037]本實用新型所述的背光模組不需要使用彩色濾光片即可實現(xiàn)透明顯示效果，沒有彩色濾光片帶來的光損耗。
[0038]進一步，本實用新型所述的背光模組，
[0039]所述導光條還包含至少一側(cè)表面，相鄰的所述導光條通過所述側(cè)表面相連接。進一步，所述側(cè)表面上設置有反射膜。反射膜的作用是反射入射到導光條周邊的光，并且進一步利用這些光使其從導光條的出光面射出。反射膜還可用于防止導光條內(nèi)光線從所述導光條的側(cè)面射出，反射膜的反射率越高越好，具體可以采用高反射率反射膜制成。
[0040]本實用新型所述的背光模組，所述半透半反膜為單色反射薄膜，所述單色反射薄膜反射所述導光條對應的光源單元的單色光。單色反射薄膜的作用是反射一種波長的單色光，透射其他波長的光。所述單色反射薄膜的厚度為所反射的單色光波長的二分之一，此時單色反射薄膜的反射效率最優(yōu)。
[0041]在所述導光條的第一表面涂覆對所述單色光進行反射的單色反射薄膜，可以將與導入導光條中的單色光顏色相同的單色光反射出所述導光條，使所述單色光的相應顏色得到增強。并且，所述單色反射薄膜可以透過與所反射的單色光波長不同的其他波長的光，因此，允許除了所述單色光之外的其他顏色的環(huán)境光從所述亞像素中射出，大量減少光損耗，提高透明顯示效果。
[0042]進一步，本實用新型所述的背光模組，所述反射膜可以是金屬反射膜，具體可以是鍍銀反射膜。
[0043]進一步，本實用新型所述的背光模組，所述導光條內(nèi)部分布有散射顆粒，散射顆?？梢允箤Ч鈼l的出射光亮度分布更均勻，進一步，本實用新型所述的背光模組，所述散射顆粒的分布密度自靠近所述導光條的入光面到遠離入光面的方向逐漸增大。
[0044]進一步，本實用新型所述的背光模組，所述散射顆粒包括石英砂。
[0045]所述散射顆粒的材料可以為石英砂或金剛石顆粒等透明物質(zhì)，只要具有折射功能的物質(zhì)顆粒均可。所述散射顆粒的直徑需要與對應的光源單元提供的單色光的波長相對應，使所述散射顆粒對所述單色光散射。此外，所述散射顆粒的分布密度自靠近所述導光條的入光面到遠離入光面的方向逐漸增大。即在所述導光條中，距離光纖近的區(qū)域的散射顆粒的分布密度小，距離光纖遠的區(qū)域的散射顆粒的分布密度大，這樣可以使所述散射顆粒對所述單色光散射時，使散射更為均勻，使每列顏色相同的亞像素都發(fā)出均勻的單色光。
[0046]進一步，本實用新型所述的背光模組，所述光源單元包括激光光源，當然可以采用LED光源。當采用LED光源時，需要采用其他輔助裝置對LED光源出射光進行調(diào)整，才能夠使用。[0047]所述LED光源具有很好的單色性，電光轉(zhuǎn)化效率高；而激光光源具有相對于LED光源更好的單色性，同時具有線偏振行，有利于提高背光模組對偏振光的利用率。
[0048]進一步，本實用新型所述的背光模組，所述背光模組還包括:
[0049]光源開關單元，用于控制所述光源單元的打開或者關斷，所述光源開關單元與所述光源單元連接。
[0050]此外，本實施例還提供一種顯示裝置，包括如上所述的背光模組，所述顯示裝置還包括一顯示面板，所述顯示面板包含多個呈矩陣分布的像素單元，每個所述導光條至少對應同一列或者同一行像素單元。
[0051]實施例1:
[0052]本實用新型實施例1提供一種背光模組，圖1為本實用新型實施例所述的背光模組背光模組的俯視圖，如圖1所示，所述背光模組包括:
[0053]光源單元2，用于為對應的亞像素提供單色光，所述單色光的顏色與所述亞像素對應顯示的顏色相同，所述光源單元與所述光纜連接；本實施例中，所述光源單元的數(shù)量為三個，分別為第一光源單元、第二光源單元、第三光源單元；第一光源單元對應為紅色亞像素提供紅色單色光，第二光源單元對應為綠色亞像素提供綠色單色光，第三光源單元對應為藍色亞像素提供藍色單色光；所述背光模組還包括:
[0054]光源開關單元，用于控制所述光源單元的打開或者關斷，所述光源開關單元與所述光源單元連接。
[0055]光纜3，與所述光纖連接并將所述單色光導入所述光纖；所述光纜為二條；
[0056]光纖4，與所述導光條5連接并將所述單色光導入所述導光條5 ;圖2為本實用新型實施例所述光纖連接結(jié)構(gòu)局部示意圖，如圖2所示，光源單元2將單色光傳輸至光纜3，光纜3連接多個光纖4，光纖4將所述單色光傳輸至相應的導光條5，導光條5設于所述背板I的背面，在導光條5的背面設有單色反射薄膜6 ;所述光纖3的總數(shù)量與導光條5的總數(shù)量相同，每個光纖4對應一個導光條5 ;圖3為本實用新型實施例所述導光條的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本實用新型實施例所述光纖與導光條的熔斷耦合連接結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3和圖4所示，每個光纖通過纖芯熔斷耦合結(jié)構(gòu)9與對應導光條5連接，所述纖芯熔斷耦合結(jié)構(gòu)9通過熔斷耦合方法獲得，導光條5的背面設有單色反射薄膜6，導光條5的兩側(cè)設有反射膜10，所述光纖4包括光纖包層7和光纖纖芯8，所述光纖纖芯8的外壁包裹有光纖包層7 ；纖芯熔斷耦合結(jié)構(gòu)9連接光纖纖芯8和導光條5 ;圖3中相鄰的導光條5之間具有間隙，導光條5固定在背板I上，導光條之間也可以不設置間隙，直接通過導光條的側(cè)面進行貼合固定，此時也可省去背板。
[0057]背板1，設于所述背光模組背面，此處背板是透光的，其作用是固定導光條5，需要說明的是也可以使多個導光條5相互之間直接貼合進行固定而不設置背板；
[0058]導光條5，設于所述背板I背面，所述導光條5與所述顯示面板的像素陣列對應設置，將所述單色光反射出所述亞像素；例如所述背光模組共有M列像素，M為自然數(shù)，每列像素共有紅、綠、藍三列亞像素，則所述背光模組共有3M列亞像素，每個導光條與一列亞像素對應，則對應有3M個導光條，而且接收紅色單色光的一個導光條對應于一列紅色亞像素，接收綠色單色光的一個導光條對應于一列綠色亞像素，接收藍色單色光的一個導光條對應于一列藍色亞像素。所述相鄰兩個導光條之間可以是有間隙的結(jié)構(gòu)，也可以是無間隙的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明優(yōu)選采用無間隙的導光條結(jié)構(gòu)。
[0059]具體地，本實施例1所述的背光模組，所述導光條包括:
[0060]單色反射薄膜，用于將所述單色光反射出所述亞像素，所述單色反射薄膜設于所述導光條背面；該單色反射薄膜能夠反射一種波長的單色光，而透射其他波長的單色光。而且，單色光不管從單色反射薄膜哪一側(cè)入射，都會產(chǎn)生同樣的效果。所述單色反射薄膜可采用增反膜，所述增反膜的厚度為所述單色光波長的二分之一；增反膜設置為二分之一波長的厚度時，增反膜對該波長的光反射率最大，同時對其他波長的光的透射率沒有影響。在本實施例中，對應一列紅色亞像素的增反膜的厚度為紅色單色光波長的二分之一，對應一列綠色亞像素的增反膜的厚度為綠色單色光波長的二分之一，對應一列藍色亞像素的增反膜的厚度為藍色單色光波長的二分之一；這樣，對應一列紅色亞像素的增反膜反射紅色單色光,對應一列綠色亞像素的增反膜反射綠色單色光,對應一列藍色亞像素的增反膜反射藍色單色光，而且由于所述增反膜是增強一種波長的反射光，同時也可以透射其他波長的光，允許其他顏色的光透過所述亞像素射出；
[0061]導光條的側(cè)面設置有反射膜，具體可以是高反射率反射膜，用于防止光線從所述導光條的側(cè)面射出；所述高反射率反射膜包括鍍銀反射膜，也可以是其他材料的反射膜，例如鍍金、鍍鋁或鍍銅的金屬反射膜；
[0062]所述導光條中還分布有散射顆粒。具體地，可在導光條中設置中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)填充散射顆粒，使所述單色光散射；所述散射顆粒的分布密度隨著所述導光條對應光纖的光纖傳播路程的增加而逐漸變大；所述散射顆粒包括石英砂；所述散射顆粒的直徑與導光條對應的亞像素列的單色光的波長相對應，具體為:對應一列紅色亞像素的導光條中的散射顆粒的直徑與紅色光的波長相對應，對應一列綠色亞像素的導光條中的散射顆粒的直徑與綠色光的波長相對應，對應一列藍色亞像素的導光條中的散射顆粒的直徑與藍色光的波長相對應；圖5為本實用新型實施例所述散射粒子在導光條中的分布密度變化示意圖，如圖5所示，所述散射顆粒的分布密度隨著所述導光條5對應光纖4的光纖傳播路程的增加而變大，即在所述導光條5中，距離光纖4近的區(qū)域的散射顆粒的分布密度小，距離光纖4遠的區(qū)域的散射顆粒的分布密度大。
[0063]具體地，本實用新型所述的背光模組，所述光源單元包括以下任意一個:LED光源、激光光源。
[0064]本實用新型實施例1提供的一種背光模組的工作原理:
[0065]圖6為本實用新型實施例所述背光模組在背光打開時的光路示意圖，如圖6所示，當背光打開時，即所述光源單元2工作時，以紅色光為例，第一光源單元提供紅色單色光，紅色單色光通過光纖4的光纖纖芯8、經(jīng)過纖芯熔斷耦合結(jié)構(gòu)9進入導光條5 ;導光條5背面設置的單色反射薄膜6將所述紅色單色光反射出背板1，同時單色反射薄膜6還阻擋來自于背光模組背面的自然光中的紅色光射入所述導光條5，但是單色反射薄膜6并不阻擋紅色光以外的其它顏色的自然光射入導光條5;自背板I射出的光線包括:第一光源單元提供的紅色單色光和背光模組背面射入的自然光中、除了紅色光以外的其他顏色的自然光，另外在背光模組的出光側(cè)也會有部分自然光通過顯示面板入射到背光模組，此時單色反射薄膜6也會反射這部分自然光中包含的紅色單色光；第二光源提供綠色單色光和第三光源提供藍色單色光的情況與此相同，因此不再贅述；[0066]圖7為本實用新型實施例所述背光模組在背光關閉時的光路示意圖，如圖7所示，以紅色光為例，單色反射薄膜6阻擋來自于背光模組背面的自然光中的紅色光射入所述導光條5，但是單色反射薄膜6并不阻擋紅色光以外的其它顏色的自然光射入導光條5 ;自背板I射出的光線包括:除了紅色光以外的其他顏色的自然光，另外在背光模組的出光側(cè)也會有部分自然光通過顯示面板入射到背光模組，此時單色反射薄膜6也會反射這部分自然光中包含的紅色單色光，由于此時通過顯示面板的自然光會受到顯示面板透過率的影響，因此反射的紅色單色光并不多；第二光源提供綠色單色光和第三光源提供藍色單色光的情況與此相同，因此不再贅述；由于此時的單色反射薄膜6屏蔽了大部分對應顏色的自然光，此時的顯示效果并沒有打開背光時的效果好。
[0067]圖8為本實用新型實施例所述單色反射薄膜(散射粒子)的反射率(散射率)隨可見光譜波長的變化情況示意圖，如圖8所示，所述單色反射薄膜僅反射與光源單元提供的單色光顏色相同的光線，所述散射粒子僅散射與光源單元提供的單色光顏色相同的光線，從而使所述背光模組在透明使用狀態(tài)下和背光打開的情況下，均勻地自亞像素中射出光源單元提供的單色光和背光模組背面射入的自然光中、除了光源單元提供的單色光以外的其他顏色的自然光，從而達到更加突出的透視顯示效果。
[0068]本實施例還提供一種顯示裝置，包括如上所述的背光模組；該顯示裝置還包括一顯示面板，所述顯示面板包含多個呈矩陣分布的像素單元，每個所述導光條至少對應同一列或者同一行像素單元，例如光源單元包括紅色、藍色和綠色光源時，此時顯示面板中同一行或者同一列的像素單元對應顯示的顏色就只有這三種顏色中的一種。
[0069]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，當然，本實用新型還可以有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本實用新型做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種背光模組，其特征在于，所述背光模組包括: 至少N個光源單元，能提供N種顏色的單色光，每個光源單元發(fā)出一種顏色的單色光，N為正整數(shù)且N≥O ； 導光板，所述導光板包含多個導光條，每個所述導光條具有一出光面，以及與所述出光面相對設置的第一表面，所述第一表面上設置有半透半反膜； 每個所述光源單元至少對應一個所述導光條，每個所述光源單元的發(fā)出的單色光從對應的所述導光條的入光面進入所述導光條，從導光條的出光面射出。
2.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述背光模組還包括導光介質(zhì)，每個所述光源單元發(fā)出的單色光分別通過所述導光介質(zhì)導入對應的所述導光條。
3.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述導光條還包含至少一側(cè)表面，相鄰的所述導光條通過所述側(cè)表面相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的背光模組，其特征在于，所述側(cè)表面上設置有反射膜。
5.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述半透半反膜為單色反射薄膜，所述單色反射薄膜反射所述導光條對應的光源單元的單色光。
6.如權(quán)利要求5所述的背光模組，其特征在于，所述單色反射薄膜的厚度為所反射的單色光波長的二分之一。
7.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述導光條中分布有散射顆粒。
8.如權(quán)利要求7所述的背光模組，其特征在于，所述散射顆粒的分布密度自靠近所述導光條的入光面到遠離入光面的方向逐漸增大。
9.如權(quán)利要求2所述的背光模組，其特征在于，所述導光介質(zhì)為光纖。
10.如權(quán)利要求1~9任一項所述的背光模組，其特征在于，所述光源單元包括紅色單色光源、綠色單色光源和藍色單色光源。
11.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-10任一項所述的背光模組；所述顯示裝置還包括一顯示面板，所述顯示面板包含多個呈矩陣分布的像素單元，每個所述導光條至少對應同一列或者同一行像素單元。
【文檔編號】F21S8/00GK203453947SQ201320617189
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】王尚 申請人:京東方科技集團股份有限公司