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CN107132697A - 一种背光模组及显示装置 - Google Patents

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CN107132697A
CN107132697A CN201710588245.4A CN201710588245A CN107132697A CN 107132697 A CN107132697 A CN 107132697A CN 201710588245 A CN201710588245 A CN 201710588245A CN 107132697 A CN107132697 A CN 107132697A
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CN
China
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backlight module
electrode
light
liquid crystal
light source
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CN201710588245.4A
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English (en)
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王雪绒
禹璐
马俊杰
陈雷
高斐
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BOE Technology Group Co Ltd
Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明实施例提供一种背光模组及显示装置，涉及显示技术领域，能够在实现区域调光的过程中，避免反复对LED灯进行调节。该背光模组包括光源组件、设置于光源组件出光侧的光照渲染膜。该光照渲染膜包括多个呈矩阵形式排列调光单元。调光单元用于接收调光信号，并根据调光信号改变该调光单元的透过率。上述背光模组用于提供背光源。

Description

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
近年来，HDR(High-Dynamic Range，高动态光照渲染)技术的发展，再次掀起了区域调光(Local Dimming)技术在显示装置上应用浪潮，随着用户对显示画质技术的追求，采用上述区域调光技术，可以使得显示图像具备具有更多的明暗动态范围和图像细节，从而能够给用户呈现更高画质效果的图像。然而，现有技术中，为了实现上述区域调光技术，通常需要对背光源中的LED灯单独进行调节。这样一来，在反复调节的过程中容易使得LED灯发生损坏，降低背光源的使用寿命。
发明内容
本发明的实施例提供一种背光模组及显示装置，能够在实现区域调光的过程中，避免反复对LED灯进行调节。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例的一方面，提供一种背光模组，包括光源组件、设置于所述光源组件出光侧的光照渲染膜；所述光照渲染膜包括多个呈矩阵形式排列调光单元；所述调光单元用于接收调光信号，并根据所述调光信号改变该调光单元的透过率。
优选的，所述调光单元包括相对设置的第一电极和第二电极，以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的透过率调节层；所述第一电极和所述第二电极用于根据所述调光信号产生控制所述透过率调节层雾度的电场。
进一步优选的，所述透过率调节层包括聚合物分散液晶层。
或者，进一步优选的，所述透过率调节层包括聚合物稳定液晶层，以及位于所述聚合物稳定液晶层两侧的取向层。
或者，进一步优选的，所述透过率调节层包括液晶层以及位于所述液晶层两侧的取向层。
优选的，所述聚合物分散液晶层的厚度为120μm±5μm。
优选的，所述光照渲染膜还包括覆盖所述第一电极和/或所述第二电极的绝缘保护层。
优选的，所述光源组件包括导光板以及位于所述导光板至少一个侧面的光源。
优选的，所述光源组件还包括位于所述导光板出光侧的扩散片、至少一层棱镜片，以及位于所述导光板导光面所在一侧的反射片。
优选的，所述光源组件包括设置于背板上的光源阵列、依次位于所述光源阵列出光侧的扩散板、至少一层棱镜片。
进一步优选的，所述至少一层棱镜片包括第一棱镜片和第二棱镜片；所述第一棱镜片上的棱镜的延伸方向与所述第二棱镜片上的棱镜的延伸方向垂直。
本发明实施例的另一方面，提供一种显示装置包括如上所述的任意一种背光模组。
本发明实施例提供一种背光模组及显示装置。其中，通过在背光模组中设置具有多个调光单元的光照渲染膜，可以实现区域调光的目的，使得显示图像的细节更加清晰。综上所述，上述区域调光过程，无需对光源组件中的光源进行调整，因此能够避免反复对光源调节，导致光源寿命降低的问题。
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为本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图2为图1中光照渲染膜中各个调光单元的透过率示意图；
图3a为未进行局部调光的显示图像示意图；
图3b为对图3a所示的图像进行高动态光照渲染后的图像；
图4为图1中调光单元的结构示意图；
图5为图1中光照渲染膜的一种结构示意图；
图6为图1中光照渲染膜的另一种结构示意图；
图7为图4中透过率调节层的一种透光状态示意图；
图8为图1中光照渲染膜中各个调光单元的透光状态示意图；
图9为图4中透过率调节层的另一种透光状态示意图；
图10为图4中透过率调节层的一种结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图12为图11中第一棱镜片和第二棱镜片的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的另一种显示装置的结构示意图。
附图标记：
01-背光模组；02-显示面板；10-光源组件；101-导光板；102-光源；103-扩散片；104-棱镜片；1041-第一棱镜片；1042-第二棱镜片；114-棱镜；105-反射片；110-背板；111-支撑柱；112-光源阵列；113-扩散板；115-下扩散片；116-上扩散片；20-光照渲染膜；201-调光单元；210-第一电极；220-第二电极；230-透过率调节层；2301-液晶微滴；2302-聚合物单体；2304-液晶分子；2303-液晶层；202-绝缘保护层。
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。
本发明实施例提供一种背光模组01，如图1所示，包括光源组件10、设置于该光源组件10出光侧的光照渲染膜20。
其中，该光照渲染膜20，如图2所示包括多个呈矩阵形式排列调光单元201。每个调光单元201用于接收调光信号，并根据上述调光信号改变该调光单元201自身的透过率。
此外，上述背光源组件10包括用于提供光线的光源。该光源可以由LED灯或者LED灯条构成。
基于此，当上述背光模组01应用于一显示装置后，该显示装置包括处理器。上述处理器可以向每个调光单元201单独发出上述调光信号。其中，该处理器可以设置于上述背光模组01内，也可以设置于该背光模组01的外部。
在此情况下，在一图像帧显示之前，上述处理器可以对待显示的图像进行区域划分，每个区域与上述一个调光单元201相对应，然后处理器可以对该显示图像中的每个区域是亮场区域还是暗场区域进行判断，并根据判断结果生成上述调光信号，以使得调光单元201在接收到上述调光信号后，可以根据该调光信号改变该调光单元201自身的透过率。从而使得与亮场区域相对应的调光单元201的透过率提高，而与暗场区域相对应的调光单元201的透过率降低。在此情况下，经过上述调光处理后显示的图像中，亮场区域更亮、暗场区域更暗，从而能够显示出更多的图像细节，达到高动态光照渲染的目的。
例如，图3a为未为经过上述调光处理的图像，该图像中树后的背景整体发白。对图3a所示的图像经过上述高动态光照渲染。具体的，如图3b所示，上述处理器对整个图像进行区域划分，并判断出树、山以及蓝天属于暗场区域，白云属于亮场区域。在此基础上，可以根据上述待显示图像中划分出的区域的亮、暗程度，对多个暗场区域或亮场区域进行排序。例如，图3a中树、山、蓝天的暗度依次递减。因此，分别与树、山、蓝天所在的暗场区域相对应的调光单元201的透过率依次增加。而与白云所在的亮场区域所对应的调光单元201的透过率最大，从而使得树背后的景致细节能够显示出来。这样一来，通过在背光模组中设置具有多个调光单元201的光照渲染膜20，可以实现区域调光的目的，使得显示图像的细节更加清晰。综上所述，上述区域调光过程，无需对光源组件10中的光源进行调整，因此能够避免反复对光源调节，导致光源寿命降低的问题。
以下对上述调光单元201的具体结构进行详细的说明。
具体的，上述调光单元201，如图4所示，包括相对设置的第一电极210和第二电极220，以及位于第一电极210和第二电极220之间的透过率调节层230。
上述处理器可以分别向第一电极210和第二电极220输出上述调光信号。在此情况下，相对设置的该第一电极210和第二电极220可以根据该调光信号产生用于控制透过率调节层230雾度的电场。即第一电极210和第二电极220产生的电场不同，该透过率调节层230的雾度也不尽相同。
其中，构成上述第一电极210和第二电极220的材料可以为透明导电材料，例如，氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。
在此基础上，为了对上述第一电极210和/或第二电极220的外表面进行保护。或者，避免上述第一电极210和第二电极220与其他部件电连接，而发生短路。优选的，如图5所示，上述光照渲染膜20还包括覆盖第一电极210和/或第二电极220的绝缘保护层202。
在此情况下，为了提高上述光照渲染膜20的透明度。优选的，构成上述绝缘保护层202的材料可以为透明树脂材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)。
由上述可知，相邻两个调光单元201需要独立控制。在此情况下，上述光照渲染膜20的结构如图5所示，相连两个调光单元201的结构之间具有间隙或者挡墙。或者，还可以如图6所示，所有调光单元201的第一电极210(或第二电极220)相连接，而相邻第二电极220(或第一电极210)、以及相邻两个透过率调节层230之间具有间隙或者挡墙。
以下对上述透过率调节层230的具体结构进行详细的说明。
例如，如图7所示，上述透过率调节层230包括聚合物分散液晶层(PolymerDispersed Liquid Crystal，PDLC)。其中，PDLC由聚合物单体2302以及分散于聚合物单体2302中的液晶微滴2301构成。其中，聚合物单体2302在该聚合物分散液晶层中比重较大，使得液晶以上述液晶微滴的形式分散于聚合物单体中。
在此基础上，结合制作成本以及生产精度，优选的，上述聚合物分散液晶层的厚度为120μm±5μm。
基于此，为了使得分别位于该聚合物分散液晶层两侧的第一电极210和第二电极220之间能够产生电场，如图7所示，上述第一电极210和第二电极220可以与电压源相连接。而该电压源连接上述处理器。电压源根据处理器向第一电极210和第二电极220输出的调光信号，分别向第一电极210和第二电极220输出与上述调光信号相匹配的电压。
具体的，当施加至第一电极210和第二电极220的电压较小，例如在0V左右时。由于第一电极210和第二电极220产生的电场较弱，不足以驱动液晶微滴2301中液晶分子的偏转方向发生变化。因此液晶微滴2301中液晶分子以无序的方式排布于每一个液晶微滴2301中。在此情况下，入射至PDLC的大部分光线被无序的液晶分子分散，而无法将光源组件10发出的平行光，仍然保持平行的状态出射。此时，该透过率调节层230的雾度较大，平行光透过率仅为5％，该具有该透过率调节层230的调光单元201处于如图8所示的雾态。在此情况下，待显示图像中与该调光单元201相对应区域，接收到平行光较少，暗度较大。
或者，当施加至第一电极210和第二电极220的电压较大，例如交流电(Alternating Current，AC)±30V左右时。此时第一电极210和第二电极220能够产生一定的电场，并在该电场的作用下，驱动液晶微滴2301中液晶分子发生偏转。其中，位于同一调光单元201中的液晶分子所在的电场一样，所以偏转角度也相同。
在此情况下，因此同一调光单元201中液晶分子以有序的方式排布于每一个液晶微滴2301中。在此情况下，如图9所示，入射至PDLC的大部分光线能够保持平行状态出射。此时，当施加至第一电极210和第二电极220的电压最大时，该透过率调节层230的雾度为2％，而平行光透过率可以达到90％，该具有该透过率调节层230的调光单元201处于如图8所示的透过态。在此情况下，待显示图像中与该调光单元201相对应区域，接收到平行光较多，亮度较大。
在此基础上，通过调节施加至第一电极210和第二电极220的电压大小，可以使得每个调光单元201的透过率在5％～90％的范围内进行调节。从而使得待显示图像中与不同调光单元201相对应的区域接收到的平行光的光量不同，以达到区域调光的目的。基于此，图8中多个处于透过态(或雾态)的调光单元201的透过率可以不相同。
需要说明的是，图8示例性的示意出两个具有透过态的调节单元201。本发明对具有透过态或雾态的调节单元201的数量不做限定。本领域技术人员可以根据待显示图像进行设定。
或者，又例如，如图10所示，上述透过率调节层230包括聚合物稳定液晶层(Polymer Stabilized Liquid Crystal，PSLC)，以及位于该聚合物稳定液晶层两侧的取向层2303。
具体的，PSLC中包括含量较高的液晶分子2304，以呈连续相。此外，还包括聚合物单体2032。该聚合物单体2032以网络形式分散于由液晶分子2304形成的液晶中。
在此情况下，当施加至第一电极210和第二电极220的电压较小，例如0V时。由于第一电极210和第二电极220产生的电场较弱，不足以驱动液晶分子2304的偏转方向发生变化。因此液晶分子2304在上述取向层2303的取向作用下，以有序的方式排布。此时，液晶分子2304的折射率与聚合物单体2032的折射率相匹配，从而使得入射至PSLC的大部分光线能够保持平行状态出射。在此情况下，该透过率调节层230具有较高的透过率，且雾度较低，使得具有该透过率调节层230的调光单元201处于如图8所示的透过态。待显示图像中与该调光单元201相对应区域，接收到平行光较多，亮度较大。
或者，当施加至第一电极210和第二电极220的电压增大时。由于第一电极210和第二电极220能够产生一定的电场，从而可以驱动液晶分子2304沿电场的方向偏转。此时，液晶分子2304的折射率与聚合物单体2032的折射率不相匹配，从而使得该透过率调节层230的透过率降低，使得具有该透过率调节层230的调光单元201处于如图8所示的雾态。待显示图像中与该调光单元201相对应区域，接收到平行光较少，暗度较大。
综上所述，通过调节施加至第一电极210和第二电极220的电压大小，可以对液晶分子2304的折射率与聚合物单体2032的折射率的匹配程度进行调节，从而使得待显示图像中与不同调光单元201相对应的区域接收到的平行光的光量不同，以达到区域调光的目的。
或者，再例如，如图11所示，上述透过率调节层230包括液晶层2305以及位于液晶层2305两侧的取向层2303。该液晶层2305包括均匀分布的液晶分子2304。
在此情况下，通过由第一电极210和第二电极220构成的垂直电场控制液晶层2305中液晶分子2304的偏转方向，以对液晶层2305的透光率进行调整。最终达到调节该透过率调节层230透过率的目的，以使得待显示图像中与暗场区域相对应的调光单元201处于雾态，与亮场区域相对应的调光单元201处于透过态。
以下结合不同类型的背光模组，对图1中的光源组件10的具体结构进行详细的说明。
例如，当上述背光模组01为侧入式时，上述光源组件10如图11所示，包括导光板101以及位于该导光板101至少一个侧面的光源102。其中，上述光源102包括多个排成一排的LED灯。或者该光源102为LED灯条。
基于此，通过导光板101可以将由设置于导光板101侧面的光源102从侧面入射的光线导入至光照渲染膜20的整个入光面。
此外，上述光源组件10还包括位于导光板101出光侧的扩散片103、至少一层棱镜片104，以及位于导光板101导光面所在一侧的反射片105。
其中，扩散片103用于对光线进行扩散，以提高光源组件10出射光的扩散率。
此外，棱镜片104将经过由扩散片103光线汇聚在一个更小的范围内，从而达到增亮效果。基于此，上述至少一层棱镜片104包括第一棱镜片1041和第二棱镜片1042。如图12所示，第一棱镜片1041上的棱镜114的延伸方向X与第二棱镜片1042上的棱镜114的延伸方向Y垂直。这样一来，第一棱镜片1041可以在X方向上，对出射光线进行增亮。而第二棱镜片1042可以在Y方向上，对出射光线进行增亮，从而使得经过整个棱镜片104出射的光线的亮度均匀。
另外，反射片105可以将光源102出射光线反射至导光板101和扩散片103，从而可以提高光源102出射光线的利用率。
或者，又例如，上述背光模组01为直下式时，上述光源组件10包括设置于背板110上的光源阵列112、依次位于该光源阵列112出光侧的扩散板113、至少一层棱镜片104。
其中，棱镜片104的结构同上所述，此处不再赘述。或者该棱镜板104可以同时包括延伸方向为X的棱镜114和延伸方向为Y的棱镜114。
此外，上述直下式还包括分别位于该棱镜片104两侧的下扩散片115和上扩散片116。其中，该下扩散片115和上扩散片116以及扩散板113的作用相同。
需要说明的是，由于直下式背光模组01对混光距离具有较高的要求，因此扩散板113与背板110之间需要设置支撑柱111。这样一来，导致该直下式背光模组01的厚度较大。而侧入式背光模组01中的光源102设置于导光板101的侧面，因此侧入式背光模组01的厚度较小。
本发明实施例提供一种显示装置，包括如上所述的任意一种背光模组01以及设置于该背光模组01出光测的显示面板02。该显示面板为液晶显示面板。此外该显示装置还包括上述用于向背光模组01中的调光单元201输出调光信号的处理器。
需要说明的是，该显示装置具有与前述实施例提供的背光模组相同的有益效果，此处不再赘述。
此外，在本发明实施例中，显示装置可以为液晶显示器、液晶电视、数码相框、手机或平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。
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 (12)

1.一种背光模组，其特征在于，包括光源组件、设置于所述光源组件出光侧的光照渲染膜；
所述光照渲染膜包括多个呈矩阵形式排列调光单元；所述调光单元用于接收调光信号，并根据所述调光信号改变该调光单元的透过率。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述调光单元包括相对设置的第一电极和第二电极，以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的透过率调节层；
所述第一电极和所述第二电极用于根据所述调光信号产生控制所述透过率调节层雾度的电场。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述透过率调节层包括聚合物分散液晶层。
4.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述透过率调节层包括聚合物稳定液晶层，以及位于所述聚合物稳定液晶层两侧的取向层。
5.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述透过率调节层包括液晶层以及位于所述液晶层两侧的取向层。
6.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述聚合物分散液晶层的厚度为120μm±5μm。
7.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述光照渲染膜还包括覆盖所述第一电极和/或所述第二电极的绝缘保护层。
8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源组件包括导光板以及位于所述导光板至少一个侧面的光源。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述光源组件还包括位于所述导光板出光侧的扩散片、至少一层棱镜片，以及位于所述导光板导光面所在一侧的反射片。
10.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源组件包括设置于背板上的光源阵列、依次位于所述光源阵列出光侧的扩散板、至少一层棱镜片。
11.根据权利要求9或10所述的背光模组，其特征在于，所述至少一层棱镜片包括第一棱镜片和第二棱镜片；所述第一棱镜片上的棱镜的延伸方向与所述第二棱镜片上的棱镜的延伸方向垂直。
12.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的背光模组。
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