CN105445994A - 一种光源模块、背光模组及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光源模块、背光模组及显示装置，涉及显示技术领域。为解决现有技术中量子点管发热集中，量子点的寿命较短的问题而发明。本发明实施例提供的光源模块，包括：基板；发光二极管，所述发光二极管设置于所述基板上，所述发光二极管向上发光；导光板，所述导光板位于所述基板的上方，所述导光板上开设有通孔，所述通孔与所述发光二极管相对；量子点层；光线转向件，所述光线转向件设置于所述发光二极管的出光方向上，用于将所述发光二极管发出的光线反射并扩散至所述空心管柱的内壁一周。本发明光源模块可用于液晶显示器。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光源模块、背光模组及显示装置。
背景技术
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是目前应用于LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)的光源模块上的主要光源之一，根据LED在光源模块中的布置位置不同，光源模块可分为侧入式光源模块和直下式光源模块。
示例的，如图1所示为侧入式光源模块的截面结构示意图，包括：基板01、LED02、量子点管03、量子点管支架04和导光板05。其中，LED02设置于基板01上，量子点管03被量子点管支架04支撑于LED02的出光方向上，量子点管03内封装有量子点材料，LED02发出的光可进入量子点管03内激发量子点材料产生白光，产生的白光可穿过导光板05的侧壁进入导光板05内，导光板05可将进入其内部的光线均匀扩散至各个区域，以实现快速混光，并由导光板05的上表面均匀射出，由此给显示装置提供面光源。由于相比于传统的荧光粉，量子点材料具有独特的光电特性，可以发出纯正高质量的光，使显示装置能够呈现出更加出色的成像色彩，因此采用此光源模块的显示装置可实现高色域显示。
但是，由于LED02与量子点管03的一个侧壁相对，量子点管03距离LED02较近，LED02发出的光线集中激发量子点管03中的量子点材料，造成量子点管03的光能量密度集中，量子点管03中的量子点材料激发产生的热量多，造成量子点材料在激发过程中温度升高，引起大量量子点材料失效，严重影响了量子点管的激发效率，增大了量子点材料的失效概率，从而缩短了量子点材料的使用寿命。
发明内容
本发明的实施例提供一种光源模块、背光模组及显示装置，能够分散发光二极管发出光线的能量，避免量子点管集中发热，保证光线对量子点的激发效率，降低量子点材料的失效概率，从而延长量子点材料的使用寿命。
为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种光源模块，用于背光模组，包括：基板；发光二极管，所述发光二极管设置于所述基板上，所述发光二极管向上发光；导光板，所述导光板位于所述基板的上方，所述导光板上开设有通孔，所述通孔与所述发光二极管相对；量子点层，所述量子点层沿所述通孔的内壁一周设置，所述量子点层包含有量子点材料，且所述量子点材料封装于空心管柱内，所述空心管柱由透明材料制作，所述空心管柱的外壁一周与所述通孔的内壁相对；光线转向件，所述光线转向件设置于所述发光二极管的出光方向上，用于将所述发光二极管发出的光线反射并扩散至所述空心管柱的内壁一周。
优选的，所述光线转向件包括支撑板和设置于所述支撑板下表面的凸起，所述支撑板设置在所述导光板上表面的所述通孔处，所述凸起伸入所述空心管柱围成的空心区域内，所述凸起的表面用于将所述发光二极管发出的光线反射并扩散至所述空心管柱的内壁一周。
优选的，所述凸起的形状为圆锥形或半球形。
优选的，所述光线转向件由透明材料制作，且所述光线转向件的下表面、与所述发光二极管相对的区域设有反射粒子或者反射网点，所述光线转向件的上表面、与所述发光二极管相对的部分铺设有荧光粉或者量子点材料。
优选的，所述支撑板的下表面围绕所述凸起的一周设有环形卡槽，所述空心管柱的上端可卡接于所述环形卡槽内。
优选的，所述空心管柱与所述基板之间垫设有软质材料。
优选的，所述量子点层的上、下两端均伸出所述通孔设置。
另一方面，本发明的实施例还提供了一种背光模组，所述背光模组包括至少一个上述技术方案中所述的光源模块。
第三方面，本发明的实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括液晶显示面板和上述技术方案所述的背光模组，所述背光模组正对所述液晶显示面板设置。
本发明实施例提供的一种光源模块、背光模组及显示装置，光线转向件设置于发光二极管的出光方向上，此光线转向件用于将发光二极管发出的光线反射并扩散至空心管柱的内壁一周，进入空心柱的光线部分参与激发空心管柱内封装的量子点材料，激发产生的光与直接透射过空心管柱的光混合形成白光，混合形成的白光最终经导光板的入光面进入导光板内部。由此采用光线转向件将发光二极管发出的光反射并分散至空心管柱的内壁一周，并穿过空心管柱的内壁进入量子点层内，从而将发光二极管发出光的能量分散至量子点层所处的环形区域内，相比于现有技术中发光二极管发出的光线集中激发量子管中的量子点材料，本发明实施例的光源模块通过光线转向件，将发光二极管发出的光线反射改变方向后，分散至量子点层所处的环形区域内，降低了量子点层对应的光能量密度，有效分散了量子点层激发过程中量子点材料激发产生的热量，避免了量子点层中量子点材料因激发温度过高导致的量子点材料失效，从而延长了量子点材料的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为现有技术侧入式光源模块的结构示意图；
图2为本发明实施例光源模块的结构示意图之一；
图3为本发明实施例光源模块的结构示意图之二；
图4为本发明实施例光源模块中光线的传播路径示意图之一；
图5为本发明实施例光源模块中光线的传播路径示意图之二；
图6为本发明实施例背光模组的结构示意图；
图7为本发明实施例背光模组中光源模块的排列结构示意图；
图8为本发明实施例显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
显示装置包括显示面板以及与显示面板相对设置的背光模组，其中背光模组包括背板、光源模块和光学膜片组等，其中背板用于支撑光源模块，光学膜片组用于优化光源模块发出的光，光源模块为背光模组的核心部件，用于给背光模组提供均匀的平面光源，光源模块包括基板、发光二极管、量子点层和导光板，发光二极管发出的光激发量子点层中的量子点材料形成白光，量子点材料具有独特的光电特性，可以发出纯正高质量的光，可以将显示装置的色域提高到100％以上，使得显示装置的色彩表现更加饱和逼真，画面表现更有视觉冲击力。量子点层中的量子点材料封装于透明介质内，同时，导光板内设置有多个大小不一的导光点，可快速将进入导光板内的光扩散至整个导光板区域，并由上表面均匀射出。
参照图2所示，图2为本发明实施例光源模块的一个具体实施例，本发明实施例的光源模块包括：基板1；发光二极管2，所述发光二极管2设置于所述基板1上，所述发光二极管2向上发光；导光板3，所述导光板3位于所述基板1的上方，所述导光板3上开设有通孔31，所述通孔31与所述发光二极管2相对；量子点层5，所述量子点层5贴近所述通孔31的内壁一周设置，所述量子点层5包含有量子点材料，且所述量子点材料封装于空心管柱内，所述空心管柱由透明材料制作，所述空心管柱的外壁一周与所述通孔31的内壁相对；光线转向件4，所述光线转向件4设置于所述发光二极管2的出光方向上，用于将所述发光二极管发出的光线反射并扩散至所述空心管柱的内壁一周。
示例的，本发明实施例的发光二极管为LED发光芯片，LED发光芯片向上发光，其发射光线类似于朗伯辐射体，发光角度为120°。
参考图5所示，本发明实施例提供的一种光源模块，光线转向件4设置于发光二极管2的出光方向上，此光线转向件4用于将发光二极管2发出的光线反射并扩散至空心管柱的内壁一周，进入空心管柱的光线部分参与激发空心管柱内封装的量子点材料，激发产生的光与直接透射过空心管柱的光混合形成白光，混合形成的白光最终经导光板3的入光面进入导光板3内部，其光线传播路径如图4所示，由此采用光线转向件4将发光二极管2发出的光反射并分散至空心管柱的内壁一周，并穿过空心管柱的内壁进入量子点层5内，从而将发光二极管2发出光的能量分散至量子点层5所处的环形区域内，相比于现有技术中发光二极管发出的光线集中激发量子管中的量子点材料，本发明实施例的光源模块通过光线转向件4，将发光二极管2发出的光线反射改变方向后，分散至量子点层5所处的环形区域内，降低了量子点层对应的光能量密度，有效分散了量子点层5激发过程中量子点材料激发产生的热量，避免了量子点层5中量子点材料因激发温度过高导致的量子点材料失效，从而延长了量子点材料的使用寿命。
在上述实施例中，发光二极管2可以发红色光、绿色光或者蓝色光，为了实现红、绿、蓝三色混合生成白光，当发光二极管2发红色光时，量子点层5包含有激发产生绿色光的量子点和激发产生蓝色光的量子点；当发光二极管2发绿色光时，量子点层5包含有激发产生蓝色光的量子点和激发产生红色光的量子点；当发光二极管2发蓝色光时，量子点层5包含有激发产生绿色光的量子点和激发产生红色光的量子点。由于相比于红色光和绿色光，蓝色光的频率最高，能量较大，有利于量子点的激发，因此，下文仅以发光二极管2发蓝色光，量子点层5包含有激发产生绿色光的量子点和激发产生蓝色光的量子点为例进行说明。
其中，基板1可以是电路板、显示装置的背板或者安装板等等，在此不做限定。针对基板1的材质，可以优选散热材料，以快速分散发光二级管发光产生的热量。
另外，对量子点层5的厚度不做限定，具体地，可以根据发光二极管2发出蓝光的强度进行调整，以满足不同亮度的需求。
再者，对量子点层5中所包含量子点材料的配比，本发明不做限定，具体的，只要可以实现激发产生的光与直接透射过量子点层5的光混合形成白光即可。
为了将发光二极管2发出的蓝光反射至量子点层5内，具体的，光线转向件4可以制作为如图2所示结构，即光线转向件4包括支撑板41和设置于支撑板41下表面的凸起42，此支撑板41盖设于导光板3上表面的通孔31处，以实现支撑，此凸起42伸入空心管柱围成的空心区域内，且凸起42的表面用于将入射光反射并扩散至空心管柱的内壁一周，从而使发光二极管2发出的蓝光可在凸起42的表面产生反射，反射后的蓝光可进入空心管柱的内壁一周。需要说明的是，发光二极管2发出的光线除了可以经光线转向件4反射后进入量子点层5之外，还可以为如图5所示c光线和c′光线的传输路径所示直接进入量子点层5内。
其中，对凸起42的最大宽度不做限定，优选地，凸起42的最大宽度应略小于空心管柱的内径，以最大程度地将入射光线反射至量子点层5内，同时给光线转向件4受热膨胀预留膨胀空间，以防止光线转向件4受热膨胀而挤破空心管柱。
另外，为了使凸起42向四周反射的光的能量均相等，从而提高沿通孔31一周进入导光板3内的光的均匀性，进而提高导光板3的混光均匀性，凸起的形状可以是如图2所示的圆锥型，也可以是如图3所示的半球形。圆锥形和半球形的凸起42的表面向四周反射的光的能量均相等，反射的光进入量子点层5后激发量子点产生的白光可沿通孔31一周均匀进入导光板3内，从而提高了导光板3的混光均匀性，同时还可以避免量子点层5局部的光能量密度集中，提高了量子点层5中量子点材料的激发均匀性，进一步避免了量子点层中局部量子点材料因激发产生热量过高导致量子点材料失效。
为了使凸起42能够将入射光线反射并扩散至沿空心管柱中心轴线方向的整个空心管柱内壁上，优选地，如图5所示，凸起42远离支撑板41的一端可将入射光线(即如图5所示的a光线和a′光线)反射至空心管柱的下边沿，凸起42的侧壁可将入射光线反射至空心管柱下边沿以上的区域，由此可知，凸起42能够将入射光线反射至整个空心管柱内壁上，从而将入射光线的能量分散至整个空心管柱内壁上，更进一步地避免了量子点层集中发热，保证了光线对量子点的激发效率，降低了量子点的失效概率，延长了量子点的使用寿命。
为了提高发光二极管2发出光线的利用率，优选地，如图5所示，沿发光二极管2最大出射角(单侧约为60°)射出的光线(如图5所示的c光线和c′光线)可通过光线转向件4反射至空心管柱的内壁，或者直接射入空心管柱的内壁，以最大程度地将发光二极管2发出光线射入量子点层5以用于背光，由此提高了发光二极管发出光线的利用率。
为了防止因部分量子点未被激发或者延迟激发而影响量子点的激发效率，优选地，空心管柱的截面形状为圆形，且空心管柱与圆锥形凸起42的中轴线共线，使圆锥形凸起42的表面向四周反射的光可以以相同能量同时进入空心管柱侧壁的量子点层5内，从而使量子点层5内的量子点得到同时并有效的激发，进而提高了量子点层5内量子点的激发效率。
而且，为了使量子点层5产生的白光能够均匀进入通孔31四周的导光板3内，优选地，通孔31的形状为圆形，且通孔31与空心管柱的中轴线共线，使量子点层5沿空心管柱外壁一周均匀产生的白光可以以相同能量同时进入通孔31的内壁，并穿过通孔31内壁进入导光板3内，从而使激发量子点后产生的白光均匀地进入通孔31四周的导光板3内。
作为一种实施方式，光线转向件4的下表面、与发光二极管2相对的区域可以布满反射材料，以反射所有入射至此区域内的光线，以实现光线的反射。
作为另一种实施方式，如图2所示，光线转向件4由透明材料制作，且光线转向件4的下表面与发光二极管2相对的区域设有反射粒子或者反射网点，光线转向件4的上表面与发光二极管2相对的部分铺设有荧光粉7或者量子点材料，从而使光线转向件4能够反射一部分光线同时能够透射一部分光线，透射的光线可激发光线转向件4上表面荧光粉或者量子点材料以产生白光并向上射出，由此可避免显示装置在设置光线转换件4处产生暗斑。
需要说明的是，为了保证透射区域的出光亮度与导光板3上的出光亮度一致，可以通过调整反射粒子或者反射网点的密度来调节光线的透射和反射比例，比如：反射光线的比例可以为90％～98％，透射光线的比例可以为2％～10％。
示例的，荧光粉7可以为包含红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物，也可以直接为YAG(YttriumAluminateGarnet，钇铝石榴石)荧光粉，在此不做具体限定。
为了实现空心管柱的连接固定，优选地，如图2所示，支撑板41的下表面、围绕凸起42的一周设有环形卡槽43，空心管柱的上端可卡接于环形卡槽43内，从而实现了空心管柱与支撑板41的可拆卸连接，此连接方式可节省维护成本。
为了给空心管柱提供一定的支撑力，优选地，如图2所示，在空心管柱与基板1之间垫设有软质材料6，此软质材料6可给空心管柱提供一定的支撑力，且软质材料6可防止空心管柱与基板1之间产生相对挤压而损坏空心管柱或者基板1，具体地，此软质材料6可以是硅胶垫或者泡棉等等，在此不做限定。
为了防止发光二极管2发出的蓝光直接进入导光板3而使导光板3发出的光影响视觉效果，优选地，量子点层5的上、下两端均伸出通孔31设置，以尽可能地避免发光二极管2发出的蓝光直接穿过通孔31的内壁进入导光板3内而影响视觉效果。
为了防止空心管柱受热膨胀与导光板3发生挤压而破碎，优选地，空心管柱的外壁与导光板3上通孔31内壁之间留有一定间隙，防止空心管柱受热膨胀发生挤压而破碎。
如图6所示，本发明的实施例还提供了一种背光模组400，所述背光模组400包括至少一个如上任一技术方案所述的光源模块100。
由于在本实施例的背光模组400中使用的光源模块100与上述光源模块的各实施例中提供的光源模块相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。
在上述实施例中，如图6所示，背光模组400除了包括光源模块100之外，还包括背板200和光学膜片组300。其中，光源模块100设置于背板200上，背板200用于支撑此光源模块100，光学膜片组300设置于光源模块100上方，用于优化光源模块100发出的面光源。示例的，如图6所示，光学膜片组300可以包括扩散片301、棱镜片302和增亮膜303。
其中，本发明实施例提供的背光模组400，其光源模块100可以设置为一个，通过增加发光二极管2的功率，即可实现整个显示面板的显示，由此显示装置的生产成本较低。
另外，为了实现显示装置的动态背光控制，如图6所示，光源模块100可以为多个，且均匀铺设于背板200的上表面，由此可以通过每个光源模块100的单独控制以实现动态背光控制，从而可提高显示装置的显示效果。
为了提高显示装置的动态背光效果，可以在光源模块100中导光板的侧壁涂设反射材料，以阻止相邻两个光源模块100发出光线的相互传播，使光源模块100能够完全独立控制，从而增强了光源模块100的动态背光效果。
为了减小显示装置的厚度，铺设于背板200上表面的多个光源模块100可以为如图7中所示相邻两个光源模块100侧壁相互紧贴或者连接成一个整体，使多个光源模块100的出光面共同构成显示装置的出光面，实现整个平面均匀出光，进一步缩小了背光模组400的混光距离，从而减小了显示装置的厚度。
优选的，光源模块100中的基板1可以是通过螺钉或者导热贴固定于背板200上的，由此实现了光源模块100与背板200的连接，且螺钉或者导热贴可以将光源模块100中的热量传导至背板200上，以利于散热。
如图8所示，本发明的实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括液晶显示面板500和如上技术方案所述的背光模组400，所述背光模组400正对所述液晶显示面板500设置。
由于在本实施例的显示装置中使用的背光模组400与上述背光模组的各实施例中提供的背光模组相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。
关于本发明实施例显示装置的其他构成等已为本领域的技术人员所熟知，在此不再详细说明。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种光源模块，用于背光模组，其特征在于，包括：
基板；
发光二极管，所述发光二极管设置于所述基板上，所述发光二极管向上发光；
导光板，所述导光板位于所述基板的上方，所述导光板上开设有通孔，所述通孔与所述发光二极管相对；
量子点层，所述量子点层沿所述通孔的内壁一周设置，所述量子点层包含有量子点材料，且所述量子点材料封装于空心管柱内，所述空心管柱由透明材料制作，所述空心管柱的外壁一周与所述通孔的内壁相对；
光线转向件，所述光线转向件设置于所述发光二极管的出光方向上，用于将所述发光二极管发出的光线反射并扩散至所述空心管柱的内壁一周。
2.根据权利要求1所述光源模块，其特征在于，所述光线转向件包括支撑板和设置于所述支撑板下表面的凸起，所述支撑板设置在所述导光板上表面的所述通孔处，所述凸起伸入所述空心管柱围成的空心区域内，所述凸起的表面用于将所述发光二极管发出的光线反射并扩散至所述空心管柱的内壁一周。
3.根据权利要求2所述光源模块，其特征在于，所述凸起的形状为圆锥形或半球形。
4.根据权利要求1所述光源模块，其特征在于，所述光线转向件由透明材料制作，且所述光线转向件的下表面、与所述发光二极管相对的区域设有反射粒子或者反射网点，所述光线转向件的上表面、与所述发光二极管相对的部分铺设有荧光粉或者量子点材料。
5.根据权利要求2所述光源模块，其特征在于，所述支撑板的下表面围绕所述凸起的一周设有环形卡槽，所述空心管柱的上端可卡接于所述环形卡槽内。
6.根据权利要求1所述光源模块，其特征在于，所述空心管柱与所述基板之间垫设有软质材料。
7.根据权利要求1所述光源模块，其特征在于，所述量子点层的上、下两端均伸出所述通孔设置。
8.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括至少一个如权利要求1～7中任一项所述的光源模块。
9.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括液晶显示面板和如权利要求8所述的背光模组，所述背光模组正对所述液晶显示面板设置。
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