背光单元、显示屏和显示装置的制造方法
专利名称:背光单元、显示屏和显示装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种背光单元以及包含该背光单元的显示屏和显示装置。其中，背光单元包括：光源，所述光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元；导光板，所述导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个所述发光单元；所述多个发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且所述发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。本实用新型提供的技术方案，可以实现对背光光线的色度和亮度调节的多元化和区域独立控制，提供广色域显示。
【专利说明】
背光单元、显示屏和显示装置
技术领域
[0001]本实用新型实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光单元以及包含该背光单元的显示屏和显示装置。
【背景技术】
[0002]在液晶显示装置等非自主发光的显示装置中，通常由背光单元为显示装置提供光线，在侧入光式背光单元中，一般采用发光二极管作为背光源，经过导光板的作用，改变入射光的方向，将侧面光源转换成朝向显示屏的光源，经由光学膜层透过显示屏，来实现显示器的图像显示功能。
[0003]背光单元中，一般采用可以发不同颜色光线的发光二极管，多颗发光二极管串联或者并联，并由相应的控制单元提供给各发光二极管稳定的电流，以使得各发光二极管保持稳定的色度和亮度，维持各种图像的正常显示。
[0004]然而，在控制发光二级管进行图像显示过程中，只能控制大范围区域的光线来显示图像，背光颜色调节比较单一，显示的图像画质不够细腻，可以显示的色域较窄。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种背光单元、显示屏和显示装置，以实现背光光线颜色调节的多元化和区域独立控制，提供广色域显示。
[0006]本实用新型实施例的一方面提供一种背光单元，该背光单元包括:光源，光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元;导光板，导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个发光单元;多个发光单元在与导光板入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。
[0007]本实用新型实施例的另一方面提供一种显示屏，该显示屏包括上述的背光单元。
[0008]本实用新型实施例的又一方面提供一种显示装置，该显示装置包括上述的显示屏。
[0009]通过以上描述可知，本实用新型实施例提供的背光单元、显示屏以及显示装置，其中，背光单元包括:光源，光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元;导光板，导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个发光单元;多个发光单元在与入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。导光板中的每个区域都能接收到至少两个入光侧对应的发光单元发出的光线，至少两个入光侧的发光单元提供的各色光线可以在导光板的各个区域进行混合，使导光板的每个区域获得其所对应的显示图像所需的光线，实现对导光板每个区域所对应图像所需光线的颜色的单独控制，实现背光颜色调节的多元化，提供广色域显示。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型实施例提供的一种背光单元的结构示意图；
[0011]图2是本实用新型实施例提供的另一种背光单元的结构示意图；
[0012]图3是本实用新型实施例提供的一种背光单元中发光单元排列方式结构示意图；
[0013]图4是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图；
[0014]图5是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图；
[0015]图6是导光板上只设置一个入光侧的一种背光单元的结构示意图；
[0016]图7是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图；
[0017]图8是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图；
[0018]图9是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图；
[0019]图10是本实用新型实施例提供的一种光源的示意图；
[0020]图11是本实用新型实施例提供的一种印刷电路板的结构示意图；
[0021]图12是本实用新型实施例提供的一种光线进入导光板的光路示意图
[0022]图13是本实用新型实施例提供的一种背光控制单元功能模块的结构示意图；
[0023]图14是本实用新型实施例提供的一种显示屏的示意图；
[0024]图15是本实用新型实施例提供的一种子像素阵列的示意图；
[0025]图16是本实用新型实施例提供的另一种子像素阵列的示意图；
[0026]图17是本实用新型实施例提供的一种显示屏的控制模块的结构示意图；
[0027]图18是本实用新型实施例提供的一种显示装置的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0029]本实用新型实施例提供一种背光单元，该背光单元包括:光源，光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元;导光板，导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个发光单元；多个发光单元在与入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。
[0030]示例性的，参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种背光单元的结构示意图。图中的背光单元设置两个入光侧，背光单元包括:光源10，光源10包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元101;导光板20，导光板20包括两个相邻的入光侧:第一入光侧210和第二入光侧220，第一入光侧210和第二入光侧220分别相对设置有多个发光单元101。多个发光单元101在与第一入光侧210平行的平面内呈一行排列，多个发光单元101在与第二入光侧220平行的平面内呈一行排列。示例性的，发光单元101包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元。
[0031]参见图2，图2是本实用新型实施例提供的另一种背光单元的结构示意图。导光板20包括多个呈矩阵排列的预设区域，如预设区域201和预设区域202，背光单元10还包括:
[0032]背光控制单元30，背光控制单元30获取各预设区域所对应的图像数据信号，根据各所述预设区域对应的图像数据信号计算得出各预设区域对应图像的色度和亮度信息，并根据所述色度和亮度信息控制发光单元101为各预设区域提供光线。
[0033]具体地，背光控制单元通过分析计算得出每一预设区域所对应图像的色度和亮度信息，并根据各预设区域所对应图像的色度和亮度信息得出控制进入每一预设区域的不同入光侧的各种发光单元所发出光线的脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulat1n)信号，根据该PWM信号控制发光单元发出所需光线，使得呈矩阵排列的各个预设区域所对应图像所需光线的色度和亮度得到单独控制，实现背光光线色度和亮度调节的多元化和独立可控性，提供广色域显示。另外，因PWM信号对各发光单元所需能量进行调制，使得背光源的能量能够合理分配，从而降低了背光单元的整体功耗。例如，当某一预设区域所对应的色度和亮度信息中，红色分量为Xl %，绿色分量为X2 %，蓝色分量为X3 %时，可按照Xl，X2，X3之间的比值确定分别提供给红色发光单元、绿色发光单元以及蓝色发光单元的电流值，从而可以避免不必要的能量损耗。尤其是当显示屏进行单色画面显示时，只需为提供所显示颜色的相应发光单元提供电流，而提供其他颜色光线的各发光单元可以关闭，从而大大地降低了背光单元的功耗。此外，光线在各预设区域内呈收敛式传播，使得背光源的能量进一步降低的同时，提升了显示画面的对比度。
[0034]示例性的，继续参见图2，对于图中预设区域201和202，背光控制单元30通过分析计算得出预设区域201和202所对应图像的色度和亮度信息，并根据该色度和亮度信息得出控制进入预设区域201和202的不同入光侧的各发光单元所发出光线的PffM信号，根据该PWM信号控制发光单元发出所需光线，预设区域201和202的光线可由第一入光侧210和第二入光侧220的光线混合而成。对于预设区域201，来自于第一入光侧210的光线中，红色分量为Xll %，绿色分量为Xl2%，蓝色分量为X13% ;来自于第二入光侧220的光线中，红色分量为X21%，绿色分量为X22%，蓝色分量为X23%。预设区域201最终发出的光线的色度和亮度由红色分量为Xll %、绿色分量为X12%、蓝色分量为X13%的光线、红色分量为X21 %、绿色分量为X22 %和蓝色分量为X23 %的光线混合组成。对于预设区域202，来自于第一入光侧210的光线中，红色分量为X14%，绿色分量为X15%，蓝色分量为X16%，来自于第二入光侧220的光线中，红色分量为X24%，绿色分量为X25%，蓝色分量为X26%，预设区域202最终发出的光线的色度和亮度由红色分量为X14%、绿色分量为X15%、蓝色分量为X16%的光线、红色分量为X24%、绿色分量为X25%和蓝色分量为X26%的光线混合组成。对于预设区域201，发光控制单元30可按照乂11412413421422和乂23之间的比值，确定分别提供给第一入光侦拉10和第二入光侧220对应的红色发光单元、绿色发光单元以及蓝色发光单元的电流值。在本实施例中，通过控制不同入光侧的发光单元发出光线的分量比例，可以对呈矩阵排布的每一个预设区域的光线的色度和亮度进行单独控制，实现每个预设区域呈现发出各种颜色的光线，实现背光颜色调节的多元化，提供广色域显示。
[0035]需要说明的是，图2中所示的发光单元仅为示意性举例，每一预设区域所对应的不同的入光侧的发光单元的数量视具体情况而定，在此不作特殊限定。在本实施例中，光线在进入导光板后呈收敛式传播，即光线进入导光板后，其传播方向基本保持为进入导光板时的传播方向，朝向其他方向的散射较小。光线在导光板内呈收敛式传播可通过改善导光板的材质，或者在导光板上设置微结构等方式实现，在此不作特殊限定。收敛式传播有利于减弱甚至消除各预设区域内光线的相互混合，有利于背光控制单元对各预设区域的单独控制，提供更加精确的画面显示；同时，收敛式传播有利于增大光线在导光板内的传播距离，降低背光单元的功耗。
[0036]在本实施例中，参见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种背光单元中发光单元排列方式结构示意图。在图3中，光源10包括发光单元101，发光单元101示例性的包括红色发光单元R、绿色发光单元G和蓝色发光单元B，与导光板10的每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。例如，在图3中，与第一入光侧210和第二入光侧220相对的发光单元发出的光线按照RG B RG B RG B……的预设规律重复排布，发光单元还可以RB G RBG RB G……，BGRBGRBGR……，……，RRBGRRBGRRBG……的预设规律重复排列。发光单元发出的光线按预设规律重复排列，只是为了说明，发光单元根据发出的光线颜色，可以按照需要排布的方式进行重复排列，各发光单元的排列方式视具体的情形而定，在此不作特殊限定。各入光侧相对的发光单元的排列方式可以相同也可以不同。例如，与第一入光侧210相对的发光单元按第一排布方式排布，与第二入光侧220相对的发光单元按第二排布方式排布，第一排布方式和第二排布方式可以相同也可以不同，此亦不作特殊限定。
[0037]可选的，参见图1、图2或图3，导光板20包括两个相邻的第一入光侧210和第二入光侧220，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0038]上述描述是在导光板上设置有两个相邻入光侧的情况，在本实施例的其他实施方式中，入光侧的数量可以视具体情况而定，在此不作特殊限定。参见图4，图4是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图。导光板包括相邻的三个入光侧:第一入光侧210、第二入光侧220和第三入光侧230，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0039]参见图5，图5是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图。导光板包括四个入光侧:第一入光侧210、第二入光侧220、第三入光侧230和第四入光侧240，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0040]在导光板为其他形状时，例如正多边形时或者圆形时，导光板可包括多个入光侧，如大于或者等于五个入光侧，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种发出不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0041]需要说明的是，在上述实施方式中，发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列，此处，预设规律为各种不同发光单元之间排列组合所遵循的规律，如前面所述，当背光单元中包含R、G、B三种发光单元时，各发光单元可按照RGBRGBRGB……，RBGRBGRBG……，BGRBGRBGR……，RRBGRRBGRRBG……等预设规律重复排列，也可以以其他预设规律重复排列，此处不再赘述。
[0042]参见图6，图6是导光板上只设置一个入光侧的一种背光单元的结构示意图。导光板20只设置有一个入光侧21，与入光侧21相对的发光单元呈一行排列，导光板20上的第一边角区域205的光线主要是由发光单元102提供，第二边角区域206的光线主要是由发光单元103提供。假设发光单元102为红色发光单元R，发光单元103为蓝色发光单元B，若第一边角区域205需要提供非红色的光线，但由于第一边角区域205的光线主要由发光单元102提供，其他发光单元的光线进入第一边角区域205较少或者无法进行第一边角区域205，第一边角区域205的光线会偏红色，类似的，第二边角区域的光线会偏蓝，即第一边角区域和第二边角区域混光不均匀，出现了偏光问题。
[0043]鉴于以上的偏光缺陷，可使发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈η行排列，其中，η为正整数且η多2;每行发光单元发出光线的颜色均按照预设规律重复排列，且不同行的发光单元的排列顺序不同。
[0044]图7是本实用新型实施例提供又一种背光单元的结构示意图。参见图7，光源10中的发光单元在与第一入光侧210平行的平面内呈3行排列(图中只示出了第一入光侧210)，分别为第一行发光单元110、第二行发光单元120和第三行发光单元130。每行发光单元发出光线的颜色均按照预设规律重复排列，且第一行发光单元110、第二行发光单元120和第三行发光单元130中的发光单元的排列顺序不同。例如，在图8中，第一行发光单元110按照RGBRGBRGB……的方式排列，第二行发光单元120按照GBRGBRGBR……的方式排列，第三行发光单元130按照81?81?^1?……的方式排列。由于导光板20的边角区域205和206的光线可以由不同行的发出不同颜色光线的发光单元提供，可以实现导光板边角区域混光均匀，解决导光板边角区域出现的偏光问题。
[0045]可选的，导光板上两个相邻的入光侧形成一个边角，距离边角最近、分别与两个相邻的入光侧相对设置的两个发光单元发出光线的颜色不同。
[0046]示例性的，参见图8，图8是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图。导光板20上两个相邻的入光侧210和入光侧220形成一个边角，距离边角最近、分别与入光侧210和入光侧220相对设置的两个发光单兀104和105发出光线的颜色不同，例如，发光单元104发出绿色的光线，发光单元105发出红色的光线。由于发光单元104和105发出光线的颜色不同，边角区域的光线是由发光单元104和发光单元105共同提供，可以使边角区域混光均匀，可解决边角区域偏光的问题。
[0047]可选的，导光板包括至少两个相邻的入光侧，在入光侧相对的发光单元中，与各入光侧相对的发光单元分别发出不同颜色的光线。
[0048]示例性的，参见图9，图9是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图。导光板20包括三个相邻的入光侧:第一入光侧210、第二入光侧220和第三入光侧230，与第一入光侧210、第二入光侧220和第三入光侧230相对的发光单元分别发出不同颜色的光线，例如，与第一入光侧210相对的发光单元为红色发光单元，发出红色的光线;与第二入光侦拉20相对的发光单元为绿色发光单元，发出绿色的光线；与第三入光侧230相对的发光单元为蓝色发光单元，发出蓝色的光线。在各入光侧相对的发光单元分别发出不同颜色的光线，不仅可以实现背光颜色调节的多元化，还可以解决导光板边角区域偏光的问题。
[0049]进一步地，参见图10，图10是本实用新型实施例提供的一种光源的示意图，其中，光源10包括发光单元101，相邻两发光单元之间的间距L为0.0lmm?4mm，研究人员通过多次试验得出当两发光单元之间的间距为0.0lmm?4mm时，各预设区域所对应的同一入光侧的发光单元所发出的光线进入相应的预设区域后，光线能够混合均匀，提供较佳的显示效果。当两发光单元之间间距大于4mm时，因发光单元之间的距离太大，且本实施例中，光线在导光板内呈收敛式传播，使得同一入光侧对应的各发光单元所发出的光在预设区域内无法均匀混合，进而使得发光单元无法按照预设区域所对应图像的色度和亮度信息为预设区域提供所需光线。在本实施例中，进一步研究发现，当发光单元之间的间距为0.3mm?1.5mm时，同一入光侧的各发光单元的光线能够在相应的预设区域内呈现最佳的混合状态，从而提供更佳的显示效果。
[0050]继续参考图10，在本实施例的一些可选的实施方式中，发光单元101可以为发光二极管芯片，即图中所示的R、G、B发光单元分别为红色发光二极管芯片、绿色发光二极管芯片以及蓝色发光二极管芯片，其中，可选的，各发光二极管芯片的尺寸为10um?300um，因发光二极管芯片的尺寸较小，导光板的一预设区域可对应多个发光二极管芯片，从而使得进入预设区域的光线分布均匀，提供更加精确的画面显示。
[0051]在本实施例的一些另外可选的实施方式中，发光单元101也可以为纳米线发光二极管单元，即图中所示的R、G、B发光单元分别为红色纳米线发光二极管单元、绿色纳米线发光二极管单元以及蓝色纳米线发光二极管单元，其中，可选的，纳米线发光二极管单元的尺寸为5um?30um，纳米线发光二极管单元为形成于基底上的尺寸为纳米级的发光二极管阵列，基底可以为硅片或者其他材料，在此不作特殊限定。形成于基底上后，纳米线发光二极管单元再被转印至光源处，作为发光单元。因纳米线发光二极管单元的尺寸极小，其作为发光单元可使导光板的一预设区域对应多个纳米线发光二极管单元，从而使得进入预设区域的光线分布均匀，提供更加精确的画面显示。
[0052]在本实施例的一些其他可选的实施方式中，发光单元101也可以为量子点发光二极管单元，即图中所示的R、G、B发光单元分别为红色量子点发光二极管单元、绿色量子点发光二极管单元以及蓝色量子点发光二极管单元，因量子点发光二极管单元的发光材料为纳米晶体，故而量子点发光二极管单元的尺寸可以为纳米级别，使得导光板的一预设区域可对应多个量子点发光二极管单元，从而使得进入预设区域的光线分布均匀，提供更加精确的画面显示。
[0053]进一步地，本实施例中，背光单元还包括印刷电路板，参见图11，图11是本实用新型实施例提供的一种印刷电路板的结构示意图，其中，发光单元101集成于印刷电路板50上，并通过封装材料40进行整体封装。封装材料为透明材料，可以为硅胶、硅酮胶以及环氧树脂等形成的透明胶层，本实施例对此不作特殊限定。取封装材料40的折射率为nl，导光板20的折射率为n2，则-5%<(nl-n2)/n2<5%，即封装材料40与导光板20的折射率相等或者近似相等，参考图12，图12是本实用新型实施例提供的一种光线进入导光板的光路示意图，其中，箭头所示为光线的传播方向，当封装材料40的折射率nl与导光板20的折射率n2相等或者近似相等时，根据折射率的计算公式，nl/n2 = sin02/sin01，则Θ1^；Θ2，即光线由封装材料40进入导光板20后，其传播方向未发生明显变化，从而可使光线从发光单元射出，经过封装材料进入导光板时，在封装材料与导光板的入光表面之间的界面处的全内反射减小甚至消除，使得发光单元所发出的光线全部或者接近全部进入导光板，减少光线的损失。
[0054]进一步地，仍参考上述的图2，背光单元包括背光控制单元30，背光控制单元30包括图像信息接收模块，图像信息分析模块以及发光单元控制模块，上述各模块共同实现了背光控制单元对导光板多个呈矩阵排列的预设区域的控制，各模块的功能以及相互之间的连接关系如图13中所示。图13是本实用新型实施例提供的一种背光控制单元功能模块的结构示意图，其中，图像信息接收模块131接收由显示屏中的相关集成电路传输给背光单元的各预设区域对应的图像数据信号，图像信号分析模块132将各预设区域对应的图像数据信号通过计算得出各预设区域所对应图像的色度和亮度信息，色度和亮度信息为各预设区域对应图像的红色、绿色以及蓝色等各种颜色所占的分量以及各种颜色的亮度信息。获得各预设区域对应图像的色度和亮度信息后，发光单元控制模块133根据色度和亮度信息得出控制进入各预设区域的不同入光侧的各种发光单元所发出光线的PWM信号，并根据该PWM信号控制不同入光侧的发光单元发出所需光线。
[0055]本实用新型实施例的另一方面提供一种显示屏，包括上述任一实施方式中的背光单元。
[0056]参考图14，图14是本实用新型实施例提供的一种显不屏的不意图，其中，显不屏60包括上述任一实施方式中的背光单元。此外，显示屏60还包括子像素阵列，子像素阵列包括呈阵列分布的子像素，如图15所示，图15是本实用新型实施例提供的一种子像素阵列的示意图，其中，子像素601可以为红色子像素R1、绿色子像素Gl和蓝色子像素BI三种子像素，上述三种子像素呈阵列交错重复排列。
[0057]此外，上述子像素阵列还可以包括白色子像素，如图16所示，图16是本实用新型实施例提供的另一种子像素阵列的示意图，其中，子像素601可以为红色子像素R1、绿色子像素G1、蓝色子像素BI以及白色子像素W四种子像素，上述四种子像素呈阵列交错重复排列。此时，参考图17，图17是本实用新型实施例提供的一种显示屏的控制模块的结构示意图，其中，当上述显示屏的子像素阵列中包含白色子像素时，显示屏中还包括白色算法控制模块134和图像输出模块135，白色算法控制模块134根据各预设区域对应的图像数据信号通过计算得出各预设区域对应的图像色度信息中的白色分量，并根据白色分量得出控制各发光单元所发出光线的PWM信号，进而控制各发光单元为各预设区域提供光线，图像输出模块135输出显示图像。
[0058]进一步地，如图17所示，上述包括Rl、G1和BI三种子像素以及包括Rl、G1、B1以及W四种子像素的显示屏中，还包括伽马调节模块136，伽马调节模块136调节显示屏显示图像的伽马曲线，消除图像的失真现象，提供精确的显示图像。
[0059]本实用新型实施例的又一方面提供一种显示装置，包括上述任一实施方式中的显示屏。
[0060]参考图18，图18是本实用新型实施例提供的一种显示装置的示意图，其中，显示装置70包括上述任一实施方式中描述的显示屏60。
[0061]通过上述描述可知，本实用新型实施例提供的背光单元、显示屏以及显示装置，其中，背光单元的光源为至少三种发出不同颜色光线的发光单元，如红色、绿色以及蓝色三种发光单元，发光单元可以为发光二极管芯片、纳米线发光二极管单元以及量子点发光二极管单元等具有微米级甚至纳米级的发光单元。导光板中的每个预设区域都能接收到至少两个相邻入光侧对应的发光单元发出的光线，至少两个入光侧对应的发光单元提供的光线可以混合形成预设区域对应图像所需的光线，可以实现对导光板每个预设区域对应图像所需光线的色度和亮度的单独控制，实现背光光线调节的多元化，提供广色域显示。另外，将距离入光侧的边角最近，且分别与相邻入光侧相对的发光单元设置为发出不同颜色光线的发光单元，或者将发光单元在与入光侧平行的平面内呈η行排列，其中，η为正整数且η多2，且不同行的发光单元的排列顺序不同，可以解决导光板边角区域的偏色问题。同时，本实用新型实施例中，光线在导光板中呈现收敛式传播，避免了各预设区域之间的光线混合，同时提升了显示画面的对比度。此外，背光控制单元对各预设区域进行单独控制，分析计算出每一预设区域对应图像的色度和亮度信息，并根据色度和亮度信息得出控制进入每一预设区域的不同入光侧的各种发光单元的PWM信号，根据该PWM信号控制发光单元发出所需光线，因PffM信号对各发光单元所需能量进行调制，使得背光源的能量能够合理分配，从而降低了背光单元的整体功耗，尤其是当显示屏进行单色显示时，只需为提供所显示颜色的相应发光单元提供电流，而提供其他颜色的各发光单元可以关闭，从而大大地降低了背光单元的功耗。
[0062]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种背光单元，其特征在于，包括: 光源，所述光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元； 导光板，所述导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个所述发光单元； 所述多个发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且所述发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。2.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括多个预设区域，所述背光单元还包括: 背光控制单元，所述背光控制单元获取各所述预设区域所对应的图像数据信号，根据各所述预设区域对应的图像数据信号计算得出各所述预设区域对应图像的色度和亮度信息，并根据各所述预设区域对应图像的色度和亮度信息控制所述发光单元为各所述预设区域提供光线。3.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括相邻的两个入光侧，与每个入光侧相对的所述发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的所述发光单元按照预设规律重复排列。4.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括相邻的三个入光侧，与每个入光侧相对的所述发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的所述发光单元按照预设规律重复排列。5.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括相邻的四个入光侧，与每个入光侧相对的所述发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的所述发光单元按照预设规律重复排列。6.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈η行排列，其中，η为正整数且η多2;每行发光单元中发出不同颜色光线的发光单元均按照预设规律重复排列，且不同行的发光单元的排列顺序不同。7.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板上两个相邻的入光侧形成一个边角，距离所述边角最近、分别与所述两个相邻的入光侧相对设置的两个发光单元发出光线的颜色不同。8.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，与不同所述入光侧相对的发光单元分别发出不同颜色的光线。9.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述发光单元包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元。10.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述背光单元还包括印刷电路板，所述发光单元集成于所述印刷电路板上，并通过封装材料进行整体封装。11.一种显示屏，其特征在于，所述显示屏包括权利要求1-10任意一项所述的背光单J L ο12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求11所述的显示屏。
【文档编号】G02B6/00GK205691905SQ201620266660
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年3月31日 公开号201620266660.9, CN 201620266660, CN 205691905 U, CN 205691905U, CN-U-205691905, CN201620266660, CN201620266660.9, CN205691905 U, CN205691905U
【发明人】许明吉, 何永新, 丁渊, 萧官诚
【申请人】厦门天马微电子有限公司, 天马微电子股份有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了一种背光单元以及包含该背光单元的显示屏和显示装置。其中，背光单元包括：光源，所述光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元；导光板，所述导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个所述发光单元；所述多个发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且所述发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。本实用新型提供的技术方案，可以实现对背光光线的色度和亮度调节的多元化和区域独立控制，提供广色域显示。
【专利说明】
背光单元、显示屏和显示装置
技术领域
[0001]本实用新型实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光单元以及包含该背光单元的显示屏和显示装置。
【背景技术】
[0002]在液晶显示装置等非自主发光的显示装置中，通常由背光单元为显示装置提供光线，在侧入光式背光单元中，一般采用发光二极管作为背光源，经过导光板的作用，改变入射光的方向，将侧面光源转换成朝向显示屏的光源，经由光学膜层透过显示屏，来实现显示器的图像显示功能。
[0003]背光单元中，一般采用可以发不同颜色光线的发光二极管，多颗发光二极管串联或者并联，并由相应的控制单元提供给各发光二极管稳定的电流，以使得各发光二极管保持稳定的色度和亮度，维持各种图像的正常显示。
[0004]然而，在控制发光二级管进行图像显示过程中，只能控制大范围区域的光线来显示图像，背光颜色调节比较单一，显示的图像画质不够细腻，可以显示的色域较窄。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种背光单元、显示屏和显示装置，以实现背光光线颜色调节的多元化和区域独立控制，提供广色域显示。
[0006]本实用新型实施例的一方面提供一种背光单元，该背光单元包括:光源，光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元;导光板，导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个发光单元;多个发光单元在与导光板入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。
[0007]本实用新型实施例的另一方面提供一种显示屏，该显示屏包括上述的背光单元。
[0008]本实用新型实施例的又一方面提供一种显示装置，该显示装置包括上述的显示屏。
[0009]通过以上描述可知，本实用新型实施例提供的背光单元、显示屏以及显示装置，其中，背光单元包括:光源，光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元;导光板，导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个发光单元;多个发光单元在与入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。导光板中的每个区域都能接收到至少两个入光侧对应的发光单元发出的光线，至少两个入光侧的发光单元提供的各色光线可以在导光板的各个区域进行混合，使导光板的每个区域获得其所对应的显示图像所需的光线，实现对导光板每个区域所对应图像所需光线的颜色的单独控制，实现背光颜色调节的多元化，提供广色域显示。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型实施例提供的一种背光单元的结构示意图；
[0011]图2是本实用新型实施例提供的另一种背光单元的结构示意图；
[0012]图3是本实用新型实施例提供的一种背光单元中发光单元排列方式结构示意图；
[0013]图4是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图；
[0014]图5是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图；
[0015]图6是导光板上只设置一个入光侧的一种背光单元的结构示意图；
[0016]图7是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图；
[0017]图8是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图；
[0018]图9是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图；
[0019]图10是本实用新型实施例提供的一种光源的示意图；
[0020]图11是本实用新型实施例提供的一种印刷电路板的结构示意图；
[0021]图12是本实用新型实施例提供的一种光线进入导光板的光路示意图
[0022]图13是本实用新型实施例提供的一种背光控制单元功能模块的结构示意图；
[0023]图14是本实用新型实施例提供的一种显示屏的示意图；
[0024]图15是本实用新型实施例提供的一种子像素阵列的示意图；
[0025]图16是本实用新型实施例提供的另一种子像素阵列的示意图；
[0026]图17是本实用新型实施例提供的一种显示屏的控制模块的结构示意图；
[0027]图18是本实用新型实施例提供的一种显示装置的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0029]本实用新型实施例提供一种背光单元，该背光单元包括:光源，光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元;导光板，导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个发光单元；多个发光单元在与入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。
[0030]示例性的，参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种背光单元的结构示意图。图中的背光单元设置两个入光侧，背光单元包括:光源10，光源10包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元101;导光板20，导光板20包括两个相邻的入光侧:第一入光侧210和第二入光侧220，第一入光侧210和第二入光侧220分别相对设置有多个发光单元101。多个发光单元101在与第一入光侧210平行的平面内呈一行排列，多个发光单元101在与第二入光侧220平行的平面内呈一行排列。示例性的，发光单元101包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元。
[0031]参见图2，图2是本实用新型实施例提供的另一种背光单元的结构示意图。导光板20包括多个呈矩阵排列的预设区域，如预设区域201和预设区域202，背光单元10还包括:
[0032]背光控制单元30，背光控制单元30获取各预设区域所对应的图像数据信号，根据各所述预设区域对应的图像数据信号计算得出各预设区域对应图像的色度和亮度信息，并根据所述色度和亮度信息控制发光单元101为各预设区域提供光线。
[0033]具体地，背光控制单元通过分析计算得出每一预设区域所对应图像的色度和亮度信息，并根据各预设区域所对应图像的色度和亮度信息得出控制进入每一预设区域的不同入光侧的各种发光单元所发出光线的脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulat1n)信号，根据该PWM信号控制发光单元发出所需光线，使得呈矩阵排列的各个预设区域所对应图像所需光线的色度和亮度得到单独控制，实现背光光线色度和亮度调节的多元化和独立可控性，提供广色域显示。另外，因PWM信号对各发光单元所需能量进行调制，使得背光源的能量能够合理分配，从而降低了背光单元的整体功耗。例如，当某一预设区域所对应的色度和亮度信息中，红色分量为Xl %，绿色分量为X2 %，蓝色分量为X3 %时，可按照Xl，X2，X3之间的比值确定分别提供给红色发光单元、绿色发光单元以及蓝色发光单元的电流值，从而可以避免不必要的能量损耗。尤其是当显示屏进行单色画面显示时，只需为提供所显示颜色的相应发光单元提供电流，而提供其他颜色光线的各发光单元可以关闭，从而大大地降低了背光单元的功耗。此外，光线在各预设区域内呈收敛式传播，使得背光源的能量进一步降低的同时，提升了显示画面的对比度。
[0034]示例性的，继续参见图2，对于图中预设区域201和202，背光控制单元30通过分析计算得出预设区域201和202所对应图像的色度和亮度信息，并根据该色度和亮度信息得出控制进入预设区域201和202的不同入光侧的各发光单元所发出光线的PffM信号，根据该PWM信号控制发光单元发出所需光线，预设区域201和202的光线可由第一入光侧210和第二入光侧220的光线混合而成。对于预设区域201，来自于第一入光侧210的光线中，红色分量为Xll %，绿色分量为Xl2%，蓝色分量为X13% ;来自于第二入光侧220的光线中，红色分量为X21%，绿色分量为X22%，蓝色分量为X23%。预设区域201最终发出的光线的色度和亮度由红色分量为Xll %、绿色分量为X12%、蓝色分量为X13%的光线、红色分量为X21 %、绿色分量为X22 %和蓝色分量为X23 %的光线混合组成。对于预设区域202，来自于第一入光侧210的光线中，红色分量为X14%，绿色分量为X15%，蓝色分量为X16%，来自于第二入光侧220的光线中，红色分量为X24%，绿色分量为X25%，蓝色分量为X26%，预设区域202最终发出的光线的色度和亮度由红色分量为X14%、绿色分量为X15%、蓝色分量为X16%的光线、红色分量为X24%、绿色分量为X25%和蓝色分量为X26%的光线混合组成。对于预设区域201，发光控制单元30可按照乂11412413421422和乂23之间的比值，确定分别提供给第一入光侦拉10和第二入光侧220对应的红色发光单元、绿色发光单元以及蓝色发光单元的电流值。在本实施例中，通过控制不同入光侧的发光单元发出光线的分量比例，可以对呈矩阵排布的每一个预设区域的光线的色度和亮度进行单独控制，实现每个预设区域呈现发出各种颜色的光线，实现背光颜色调节的多元化，提供广色域显示。
[0035]需要说明的是，图2中所示的发光单元仅为示意性举例，每一预设区域所对应的不同的入光侧的发光单元的数量视具体情况而定，在此不作特殊限定。在本实施例中，光线在进入导光板后呈收敛式传播，即光线进入导光板后，其传播方向基本保持为进入导光板时的传播方向，朝向其他方向的散射较小。光线在导光板内呈收敛式传播可通过改善导光板的材质，或者在导光板上设置微结构等方式实现，在此不作特殊限定。收敛式传播有利于减弱甚至消除各预设区域内光线的相互混合，有利于背光控制单元对各预设区域的单独控制，提供更加精确的画面显示；同时，收敛式传播有利于增大光线在导光板内的传播距离，降低背光单元的功耗。
[0036]在本实施例中，参见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种背光单元中发光单元排列方式结构示意图。在图3中，光源10包括发光单元101，发光单元101示例性的包括红色发光单元R、绿色发光单元G和蓝色发光单元B，与导光板10的每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。例如，在图3中，与第一入光侧210和第二入光侧220相对的发光单元发出的光线按照RG B RG B RG B……的预设规律重复排布，发光单元还可以RB G RBG RB G……，BGRBGRBGR……，……，RRBGRRBGRRBG……的预设规律重复排列。发光单元发出的光线按预设规律重复排列，只是为了说明，发光单元根据发出的光线颜色，可以按照需要排布的方式进行重复排列，各发光单元的排列方式视具体的情形而定，在此不作特殊限定。各入光侧相对的发光单元的排列方式可以相同也可以不同。例如，与第一入光侧210相对的发光单元按第一排布方式排布，与第二入光侧220相对的发光单元按第二排布方式排布，第一排布方式和第二排布方式可以相同也可以不同，此亦不作特殊限定。
[0037]可选的，参见图1、图2或图3，导光板20包括两个相邻的第一入光侧210和第二入光侧220，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0038]上述描述是在导光板上设置有两个相邻入光侧的情况，在本实施例的其他实施方式中，入光侧的数量可以视具体情况而定，在此不作特殊限定。参见图4，图4是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图。导光板包括相邻的三个入光侧:第一入光侧210、第二入光侧220和第三入光侧230，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0039]参见图5，图5是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图。导光板包括四个入光侧:第一入光侧210、第二入光侧220、第三入光侧230和第四入光侧240，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0040]在导光板为其他形状时，例如正多边形时或者圆形时，导光板可包括多个入光侧，如大于或者等于五个入光侧，与每个入光侧相对的发光单元能够发出至少三种发出不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列。
[0041]需要说明的是，在上述实施方式中，发出不同颜色光线的发光单元按照预设规律重复排列，此处，预设规律为各种不同发光单元之间排列组合所遵循的规律，如前面所述，当背光单元中包含R、G、B三种发光单元时，各发光单元可按照RGBRGBRGB……，RBGRBGRBG……，BGRBGRBGR……，RRBGRRBGRRBG……等预设规律重复排列，也可以以其他预设规律重复排列，此处不再赘述。
[0042]参见图6，图6是导光板上只设置一个入光侧的一种背光单元的结构示意图。导光板20只设置有一个入光侧21，与入光侧21相对的发光单元呈一行排列，导光板20上的第一边角区域205的光线主要是由发光单元102提供，第二边角区域206的光线主要是由发光单元103提供。假设发光单元102为红色发光单元R，发光单元103为蓝色发光单元B，若第一边角区域205需要提供非红色的光线，但由于第一边角区域205的光线主要由发光单元102提供，其他发光单元的光线进入第一边角区域205较少或者无法进行第一边角区域205，第一边角区域205的光线会偏红色，类似的，第二边角区域的光线会偏蓝，即第一边角区域和第二边角区域混光不均匀，出现了偏光问题。
[0043]鉴于以上的偏光缺陷，可使发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈η行排列，其中，η为正整数且η多2;每行发光单元发出光线的颜色均按照预设规律重复排列，且不同行的发光单元的排列顺序不同。
[0044]图7是本实用新型实施例提供又一种背光单元的结构示意图。参见图7，光源10中的发光单元在与第一入光侧210平行的平面内呈3行排列(图中只示出了第一入光侧210)，分别为第一行发光单元110、第二行发光单元120和第三行发光单元130。每行发光单元发出光线的颜色均按照预设规律重复排列，且第一行发光单元110、第二行发光单元120和第三行发光单元130中的发光单元的排列顺序不同。例如，在图8中，第一行发光单元110按照RGBRGBRGB……的方式排列，第二行发光单元120按照GBRGBRGBR……的方式排列，第三行发光单元130按照81?81?^1?……的方式排列。由于导光板20的边角区域205和206的光线可以由不同行的发出不同颜色光线的发光单元提供，可以实现导光板边角区域混光均匀，解决导光板边角区域出现的偏光问题。
[0045]可选的，导光板上两个相邻的入光侧形成一个边角，距离边角最近、分别与两个相邻的入光侧相对设置的两个发光单元发出光线的颜色不同。
[0046]示例性的，参见图8，图8是本实用新型实施例提供的再一种背光单元的结构示意图。导光板20上两个相邻的入光侧210和入光侧220形成一个边角，距离边角最近、分别与入光侧210和入光侧220相对设置的两个发光单兀104和105发出光线的颜色不同，例如，发光单元104发出绿色的光线，发光单元105发出红色的光线。由于发光单元104和105发出光线的颜色不同，边角区域的光线是由发光单元104和发光单元105共同提供，可以使边角区域混光均匀，可解决边角区域偏光的问题。
[0047]可选的，导光板包括至少两个相邻的入光侧，在入光侧相对的发光单元中，与各入光侧相对的发光单元分别发出不同颜色的光线。
[0048]示例性的，参见图9，图9是本实用新型实施例提供的又一种背光单元的结构示意图。导光板20包括三个相邻的入光侧:第一入光侧210、第二入光侧220和第三入光侧230，与第一入光侧210、第二入光侧220和第三入光侧230相对的发光单元分别发出不同颜色的光线，例如，与第一入光侧210相对的发光单元为红色发光单元，发出红色的光线;与第二入光侦拉20相对的发光单元为绿色发光单元，发出绿色的光线；与第三入光侧230相对的发光单元为蓝色发光单元，发出蓝色的光线。在各入光侧相对的发光单元分别发出不同颜色的光线，不仅可以实现背光颜色调节的多元化，还可以解决导光板边角区域偏光的问题。
[0049]进一步地，参见图10，图10是本实用新型实施例提供的一种光源的示意图，其中，光源10包括发光单元101，相邻两发光单元之间的间距L为0.0lmm?4mm，研究人员通过多次试验得出当两发光单元之间的间距为0.0lmm?4mm时，各预设区域所对应的同一入光侧的发光单元所发出的光线进入相应的预设区域后，光线能够混合均匀，提供较佳的显示效果。当两发光单元之间间距大于4mm时，因发光单元之间的距离太大，且本实施例中，光线在导光板内呈收敛式传播，使得同一入光侧对应的各发光单元所发出的光在预设区域内无法均匀混合，进而使得发光单元无法按照预设区域所对应图像的色度和亮度信息为预设区域提供所需光线。在本实施例中，进一步研究发现，当发光单元之间的间距为0.3mm?1.5mm时，同一入光侧的各发光单元的光线能够在相应的预设区域内呈现最佳的混合状态，从而提供更佳的显示效果。
[0050]继续参考图10，在本实施例的一些可选的实施方式中，发光单元101可以为发光二极管芯片，即图中所示的R、G、B发光单元分别为红色发光二极管芯片、绿色发光二极管芯片以及蓝色发光二极管芯片，其中，可选的，各发光二极管芯片的尺寸为10um?300um，因发光二极管芯片的尺寸较小，导光板的一预设区域可对应多个发光二极管芯片，从而使得进入预设区域的光线分布均匀，提供更加精确的画面显示。
[0051]在本实施例的一些另外可选的实施方式中，发光单元101也可以为纳米线发光二极管单元，即图中所示的R、G、B发光单元分别为红色纳米线发光二极管单元、绿色纳米线发光二极管单元以及蓝色纳米线发光二极管单元，其中，可选的，纳米线发光二极管单元的尺寸为5um?30um，纳米线发光二极管单元为形成于基底上的尺寸为纳米级的发光二极管阵列，基底可以为硅片或者其他材料，在此不作特殊限定。形成于基底上后，纳米线发光二极管单元再被转印至光源处，作为发光单元。因纳米线发光二极管单元的尺寸极小，其作为发光单元可使导光板的一预设区域对应多个纳米线发光二极管单元，从而使得进入预设区域的光线分布均匀，提供更加精确的画面显示。
[0052]在本实施例的一些其他可选的实施方式中，发光单元101也可以为量子点发光二极管单元，即图中所示的R、G、B发光单元分别为红色量子点发光二极管单元、绿色量子点发光二极管单元以及蓝色量子点发光二极管单元，因量子点发光二极管单元的发光材料为纳米晶体，故而量子点发光二极管单元的尺寸可以为纳米级别，使得导光板的一预设区域可对应多个量子点发光二极管单元，从而使得进入预设区域的光线分布均匀，提供更加精确的画面显示。
[0053]进一步地，本实施例中，背光单元还包括印刷电路板，参见图11，图11是本实用新型实施例提供的一种印刷电路板的结构示意图，其中，发光单元101集成于印刷电路板50上，并通过封装材料40进行整体封装。封装材料为透明材料，可以为硅胶、硅酮胶以及环氧树脂等形成的透明胶层，本实施例对此不作特殊限定。取封装材料40的折射率为nl，导光板20的折射率为n2，则-5%<(nl-n2)/n2<5%，即封装材料40与导光板20的折射率相等或者近似相等，参考图12，图12是本实用新型实施例提供的一种光线进入导光板的光路示意图，其中，箭头所示为光线的传播方向，当封装材料40的折射率nl与导光板20的折射率n2相等或者近似相等时，根据折射率的计算公式，nl/n2 = sin02/sin01，则Θ1^；Θ2，即光线由封装材料40进入导光板20后，其传播方向未发生明显变化，从而可使光线从发光单元射出，经过封装材料进入导光板时，在封装材料与导光板的入光表面之间的界面处的全内反射减小甚至消除，使得发光单元所发出的光线全部或者接近全部进入导光板，减少光线的损失。
[0054]进一步地，仍参考上述的图2，背光单元包括背光控制单元30，背光控制单元30包括图像信息接收模块，图像信息分析模块以及发光单元控制模块，上述各模块共同实现了背光控制单元对导光板多个呈矩阵排列的预设区域的控制，各模块的功能以及相互之间的连接关系如图13中所示。图13是本实用新型实施例提供的一种背光控制单元功能模块的结构示意图，其中，图像信息接收模块131接收由显示屏中的相关集成电路传输给背光单元的各预设区域对应的图像数据信号，图像信号分析模块132将各预设区域对应的图像数据信号通过计算得出各预设区域所对应图像的色度和亮度信息，色度和亮度信息为各预设区域对应图像的红色、绿色以及蓝色等各种颜色所占的分量以及各种颜色的亮度信息。获得各预设区域对应图像的色度和亮度信息后，发光单元控制模块133根据色度和亮度信息得出控制进入各预设区域的不同入光侧的各种发光单元所发出光线的PWM信号，并根据该PWM信号控制不同入光侧的发光单元发出所需光线。
[0055]本实用新型实施例的另一方面提供一种显示屏，包括上述任一实施方式中的背光单元。
[0056]参考图14，图14是本实用新型实施例提供的一种显不屏的不意图，其中，显不屏60包括上述任一实施方式中的背光单元。此外，显示屏60还包括子像素阵列，子像素阵列包括呈阵列分布的子像素，如图15所示，图15是本实用新型实施例提供的一种子像素阵列的示意图，其中，子像素601可以为红色子像素R1、绿色子像素Gl和蓝色子像素BI三种子像素，上述三种子像素呈阵列交错重复排列。
[0057]此外，上述子像素阵列还可以包括白色子像素，如图16所示，图16是本实用新型实施例提供的另一种子像素阵列的示意图，其中，子像素601可以为红色子像素R1、绿色子像素G1、蓝色子像素BI以及白色子像素W四种子像素，上述四种子像素呈阵列交错重复排列。此时，参考图17，图17是本实用新型实施例提供的一种显示屏的控制模块的结构示意图，其中，当上述显示屏的子像素阵列中包含白色子像素时，显示屏中还包括白色算法控制模块134和图像输出模块135，白色算法控制模块134根据各预设区域对应的图像数据信号通过计算得出各预设区域对应的图像色度信息中的白色分量，并根据白色分量得出控制各发光单元所发出光线的PWM信号，进而控制各发光单元为各预设区域提供光线，图像输出模块135输出显示图像。
[0058]进一步地，如图17所示，上述包括Rl、G1和BI三种子像素以及包括Rl、G1、B1以及W四种子像素的显示屏中，还包括伽马调节模块136，伽马调节模块136调节显示屏显示图像的伽马曲线，消除图像的失真现象，提供精确的显示图像。
[0059]本实用新型实施例的又一方面提供一种显示装置，包括上述任一实施方式中的显示屏。
[0060]参考图18，图18是本实用新型实施例提供的一种显示装置的示意图，其中，显示装置70包括上述任一实施方式中描述的显示屏60。
[0061]通过上述描述可知，本实用新型实施例提供的背光单元、显示屏以及显示装置，其中，背光单元的光源为至少三种发出不同颜色光线的发光单元，如红色、绿色以及蓝色三种发光单元，发光单元可以为发光二极管芯片、纳米线发光二极管单元以及量子点发光二极管单元等具有微米级甚至纳米级的发光单元。导光板中的每个预设区域都能接收到至少两个相邻入光侧对应的发光单元发出的光线，至少两个入光侧对应的发光单元提供的光线可以混合形成预设区域对应图像所需的光线，可以实现对导光板每个预设区域对应图像所需光线的色度和亮度的单独控制，实现背光光线调节的多元化，提供广色域显示。另外，将距离入光侧的边角最近，且分别与相邻入光侧相对的发光单元设置为发出不同颜色光线的发光单元，或者将发光单元在与入光侧平行的平面内呈η行排列，其中，η为正整数且η多2，且不同行的发光单元的排列顺序不同，可以解决导光板边角区域的偏色问题。同时，本实用新型实施例中，光线在导光板中呈现收敛式传播，避免了各预设区域之间的光线混合，同时提升了显示画面的对比度。此外，背光控制单元对各预设区域进行单独控制，分析计算出每一预设区域对应图像的色度和亮度信息，并根据色度和亮度信息得出控制进入每一预设区域的不同入光侧的各种发光单元的PWM信号，根据该PWM信号控制发光单元发出所需光线，因PffM信号对各发光单元所需能量进行调制，使得背光源的能量能够合理分配，从而降低了背光单元的整体功耗，尤其是当显示屏进行单色显示时，只需为提供所显示颜色的相应发光单元提供电流，而提供其他颜色的各发光单元可以关闭，从而大大地降低了背光单元的功耗。
[0062]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种背光单元，其特征在于，包括: 光源，所述光源包括至少三种发出不同颜色光线的发光单元； 导光板，所述导光板包括至少两个相邻的入光侧，每个入光侧相对设置有多个所述发光单元； 所述多个发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈至少一行排列，且所述发光单元发出的光线在进入导光板后呈收敛式传播。2.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括多个预设区域，所述背光单元还包括: 背光控制单元，所述背光控制单元获取各所述预设区域所对应的图像数据信号，根据各所述预设区域对应的图像数据信号计算得出各所述预设区域对应图像的色度和亮度信息，并根据各所述预设区域对应图像的色度和亮度信息控制所述发光单元为各所述预设区域提供光线。3.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括相邻的两个入光侧，与每个入光侧相对的所述发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的所述发光单元按照预设规律重复排列。4.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括相邻的三个入光侧，与每个入光侧相对的所述发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的所述发光单元按照预设规律重复排列。5.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板包括相邻的四个入光侧，与每个入光侧相对的所述发光单元能够发出至少三种不同颜色的光线，且发出不同颜色光线的所述发光单元按照预设规律重复排列。6.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述发光单元在与所述入光侧平行的平面内呈η行排列，其中，η为正整数且η多2;每行发光单元中发出不同颜色光线的发光单元均按照预设规律重复排列，且不同行的发光单元的排列顺序不同。7.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述导光板上两个相邻的入光侧形成一个边角，距离所述边角最近、分别与所述两个相邻的入光侧相对设置的两个发光单元发出光线的颜色不同。8.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，与不同所述入光侧相对的发光单元分别发出不同颜色的光线。9.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述发光单元包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元。10.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述背光单元还包括印刷电路板，所述发光单元集成于所述印刷电路板上，并通过封装材料进行整体封装。11.一种显示屏，其特征在于，所述显示屏包括权利要求1-10任意一项所述的背光单J L ο12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求11所述的显示屏。
【文档编号】G02B6/00GK205691905SQ201620266660
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年3月31日 公开号201620266660.9, CN 201620266660, CN 205691905 U, CN 205691905U, CN-U-205691905, CN201620266660, CN201620266660.9, CN205691905 U, CN205691905U
【发明人】许明吉, 何永新, 丁渊, 萧官诚
【申请人】厦门天马微电子有限公司, 天马微电子股份有限公司
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