一种背光模组和显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤指一种背光模组和显示装置。

背景技术：

在显示技术领域中，液晶显示面板以其体积小、功耗低、无辐射、分辨率高等优点，被广泛地应用于现代数字信息化设备中。

相比于其它显示模式(PDP，OLED等)，薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor，TFT)液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)为被动发光模式，采用白光发光二极管(LED)作为光源，导致产品的色域低，颜色失真。

提升TFT LCD产品的色域，可以提升彩膜厚度和采用更高色域的LED，但是当产品色域提升后，背光亮度会降低，彩膜透过率也会降低，导致面板功耗提升。如在普通的背光模组结构中，如图1所示，采用量子点薄膜01来提升产品色域，但是蓝光向白光转换的过程中，由于激发的能量损失，导致采用量子点薄膜的产品背光偏低，更多的光通量都在量子点薄膜转换和彩色滤光片中损失。其中，图1中的02为光学膜片，03为发光二极管，04为背板。

因此，如何在产品色域提升的同时，降低背光功耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种背光模组及显示装置，可以有助于提升产品色域的同时，降低背光功耗。

因此，本发明实施例提供了一种背光模组，包括：发光部件、光致发光部件和偏振态调整部件；其中，

所述发光部件，用于提供背光；所述发光部件分为多个第一子区域；各所述第一子区域的发光亮度不同；

所述光致发光部件，用于在所述背光的激发下，发射出偏振方向互相垂直的多种单色光，所述多种单色光复合成白光入射至所述偏振态调整部件；

所述偏振态调整部件，用于调整所述白光中多个单色光的偏振方向。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述背光模组中，所述偏振态调整部件分成多个与所述第一子区域一一对应的第二子区域；所述第二子区域用于调整对应区域的所述白光中不同单色光的偏振方向。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述背光模组中，所述光致发光部件位于所述发光部件和所述偏振态调整部件之间。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述背光模组中，所述发光部件包括导光板，以及位于所述导光板入光侧的发光二极管；或，

所述发光部件包括背板，以及位于所述背板上的发光二极管。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述背光模组中，所述发光部件还包括：位于所述背板出光侧的单层或多层光学膜层。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述背光模组中，所述光致发光部件包括量子棒材料薄膜。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述背光模组中，所述发光二极管为蓝色发光二极管；

所述量子棒材料薄膜为含有红色和绿色量子棒材料的聚合物薄膜。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述背光模组中，所述偏振态调整部件包括液晶盒；

所述液晶盒为扭曲向列型TN盒或平面转换IPS盒或边缘场开关FFS盒。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述背光模组。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述 液晶盒为第一液晶盒，所述显示装置还包括：设置在所述背光模组出光侧的第一偏光片，设置在所述第一偏光片远离所述背光模组一侧的用于显示画面的第二液晶盒，以及设置在所述第二液晶盒远离所述第一偏光片一侧的第二偏光片。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述背光模组中的偏振态调整部件，用于根据所述第二液晶盒显示画面的色彩信息，调整所述白光中多个单色光的偏振方向。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种背光模组及显示装置，包括：发光部件、光致发光部件、偏振态调整部件；其中，发光部件，用于提供背光；发光部件分为多个第一子区域；各第一子区域的发光亮度不同；光致发光部件，用于在背光的激发下，发射出由多个具有特定偏振方向的单色光合成的白光，并将白光传输至偏振态调整部件；偏振态调整部件，用于调整白光中多个单色光的偏振方向。本发明实施例提供的上述背光模组通过发光部件、光致发光部件和偏振态调整部件的共同作用，不仅可以实现背光光谱的动态控制，有助于提升产品色域，还可以降低背光功耗。

附图说明

图1为现有技术中普通背光模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图；

图3和图4分别为本发明实施例提供的背光模组的具体结构示意图；

图5和图6为本发明实施例提供的显示装置的具体结构示意图，以及对应的光路图；

图7为本发明实施例提供的动态背光经过在不同控制电压下的第一液晶盒和第一偏光片后的发射光谱；

图8为现有技术中动态背光模组的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的背光模组及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

其中，附图中各膜层的厚度和形状不反映背光模组的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供了一种背光模组，如图2至图4所示，包括：发光部件1、光致发光部件2、偏振态调整部件3；其中，

发光部件1，用于提供背光；所述发光部件1分为多个第一子区域；各第一子区域的发光亮度不同；

光致发光部件2，用于在背光的激发下，发射出偏振方向互相垂直的多种单色光，多种单色光复合成白光入射至偏振态调整部件3；

偏振态调整部件3，用于调整白光中多个单色光的偏振方向。

需要说明的是，“各第一子区域的发光亮度不同”，具体可以指在每帧画面中，不同第一子区域发出对应显示画面区域的亮度。

在本发明实施例提供的上述背光模组，在背光模组中设置有发光部件、光致发光部件和偏振态调整部件；其中，发光部件分为多个第一子区域，各第一子区域的发光亮度不同；光致发光部件在背光的激发下，发射出偏振方向互相垂直的多种单色光，多种单色光复合成白光入射至偏振态调整部件；偏振态调整部件调整白光中多个单色光的偏振方向。这样，通过发光部件、光致发光部件和偏振态调整部件三者之间的相互作用，不仅可以实现背光光谱的动态控制，有助于提升产品色域，还可以降低背光功耗。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，如图4所示，偏振态调整部件3可以分成多个与第一子区域一一对应的第二子区域；第二子区域用于调整对应区域的白光中不同单色光的偏振方向，这样，在背光亮度动态控制的基础上，可以通过控制不同区域的背光光谱分布，实现不同第二子区域 的背光光谱的动态控制。

需要说明的是，各第一子区域由第一控制电压信号来进行控制，各第二子区域由第二控制电压信号来进行控制，第一控制电压信号和第二控制电压信号由控制装置分别提供的。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，具体地，发光部件可以包括导光板，以及位于导光板入光侧的发光二极管；或，发光部件可以包括背板，以及位于背板上的发光二极管，即发光部件可以依照光源入射位置的不同分为侧入式入光与直下式入光两种。以图3和图4为例，该发光部件1为直下式入光，此时发光部件1可以具体包括背板11，以及位于背板11上的发光二极管12。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，如图3和图4所示，发光部件1还可以包括：位于背板11出光侧设置有单层或多层光学膜层13，该光学膜层可以提升背光模组出射光的亮度均一性，而且提升背光模组出光侧的显示面板在正视角的亮度。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，光致发光部件包括量子棒材料薄膜；背光模组利用量子棒在不同偏振光下的发射光谱不同的特性，采用量子棒材料薄膜技术，背光的色域和白点色坐标可以随意调整，扩充了产品的使用领域。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，发光二极管可以设置为蓝色发光二极管；而量子棒材料薄膜可以设置为含有红色和绿色量子棒材料的聚合物薄膜，这样经过蓝色背光激发，才能发出特定偏振方向红光和绿光。需要说明的是，量子棒材料为由IIB.VIA族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等)或IIIA.VA族元素(如InP、InAs等)组成，一般内径为1～10nm，长度为10～100nm。量子棒材料薄膜的主要发射波长受量子棒材料类型和量子棒的内径影响，在蓝光的激发下，主要发射波长为500～550nm的量子棒材料为绿光量子棒材料，主要发射波长为590～700nm的量子棒材料为红光量子棒材料。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，偏振态调整部件可以包括液晶盒；该液晶盒可以包括上、下电极以及设置在上、下电极之间的液晶，液晶在上、下电极之间的电压的控制下进行旋转，使得经过液晶盒的光线的偏振态发生改变。由于如图4所示，偏振态调整部件3分成多个与第一子区域一一对应的第二子区域；此时液晶盒分成的各第二子区域与发光部件分成的各第一子区域一一对应，且在每帧画面中，在上、下电极之间的电压的控制下，各第二子区域的液晶可以调整对应区域的白光中不同单色光的偏振方向，进而改变光的偏振态。

上述液晶盒可以为扭曲向列型(Twisted Nematic,TN)盒或平面转换(In-Plane Switchin，IPS)盒或边缘场开关(Fringe Field Switching,FFS)盒。当液晶盒为TN液晶盒时，只变更TN液晶盒中的上、下电极的电压差，控制TN液晶盒内液晶的偏转方向即可。对于液晶盒的选取，可以根据实际情况而定，在此不做限定。为了与显示面板中的用于画面显示的液晶盒相区分，该液晶盒，以下可以称为第一液晶盒。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述背光模组。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，显示装置还可以包括：设置在背光模组出光侧的第一偏光片，设置在第一偏光片远离背光模组一侧的用于显示画面的第二液晶盒，以及设置在第二液晶盒远离第一偏光片一侧的第二偏光片。较佳地，第一偏光片的透过轴方向与量子棒排列方向互相平行或者垂直时，背光模组的色域较高，可以有效提升产品的色域。

下面以图5和图6为例，介绍下本发明实施例提供的上述显示装置的工作过程：(需要说明的是，图5和图6中不同单色光的偏振方向仅包含垂直方向和水平方向，同时，单色光的种类也不限于示意出的某种色光，目的只是示意说明本发明内容。)

具体地，显示装置包括导光板001、蓝光发光二极管002、光学膜层003、 量子棒材料薄膜004(量子棒材料薄膜为含有红色和绿色量子棒材料的聚合物薄膜)、第一液晶盒005、第一偏光片006、用于显示画面的第二液晶盒007、第二偏光片008；其中，导光板001分为多个第一子区域，各第一子区域的发光亮度不同；第一液晶盒005分成多个与第一子区域一一对应的第二子区域；第二子区域用于调整对应区域的白光中不同单色光的偏振方向；图5和图6仅显示了一个第一子区域和对应的第二子区域；

如图5和图6所示，蓝光发光二极管002发出的蓝光(蓝色圆偏光可以分解为垂直偏振方向的蓝光和水平偏振方向的蓝光)通过导光板001、光学膜层003后传输至量子棒材料薄膜004，量子棒材料薄膜004可以在蓝色背光的激发下，出射包含垂直偏振方向的蓝光和水平偏振方向的黄光(需要说明的是，黄光为红光和绿光的混合光，其中，量子棒材料只能将入射光中偏振方向平行于量子棒的排列方向的光激发出红光和绿光，且红光和绿光的偏振方向为水平方向)。

如图5所示，当第一液晶盒005在不加电的情况下，光线经过第一液晶盒005后仍为垂直偏振方向的蓝光和水平偏振方向的黄光(需要说明的是，第一偏光片006的偏光轴方向与量子棒的排列方向是垂直的)；光线经过第一偏光片006后，光线经过第一液晶盒005后只包括垂直偏振方向的蓝光，之后经过第二液晶盒007和第二偏光片008后，对应区域的显示画面的颜色为蓝色；

如图6所示，对第一液晶盒005施加电压，调整蓝光和黄光的偏振方向，光线经过第一液晶盒005后变为垂直偏振方向的黄光和水平偏振方向的蓝光，再经第一偏光片006后，光线变为包括具有垂直偏振方向的黄光，之后经过第二液晶盒007和第二偏光片008后，对应区域的显示画面的颜色为红色、绿色或红色和绿色的混色。

需要说明的是，第一液晶盒在不加电的情况下，第一液晶盒不改变光线的偏振状态，当向第一液晶盒施加电压时，在不同电压的控制下，背光的发射光谱会发生相应的变化。图7为动态背光经过在不同控制电压下的第一液晶盒和 第一偏光片后的发射光谱，其中横坐标表示波长，纵坐标表示发射率(比辐射率)，当电压由0V到3.5V进行变化时，蓝光的波峰逐渐降低，红光的波峰和绿光的波峰逐渐升高。因此通过控制第一液晶盒上的电压，可以改变不同第二子区域发射出的光谱，进而实现不同第二子区域的背光光谱的动态控制。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述背光模组中，为了降低动态背光的功耗，保证功耗最低化，背光模组中的偏振态调整部件，用于根据第二液晶盒显示画面的色彩信息，调整不同色光的偏振方向。

需要说明的是，上述所提及的“根据第二液晶显示画面的色彩信息”，具体可以首先通过光学软件测试正常产品(非动态背光产品)RGB处于不同灰阶时的色坐标，然后通过理论计算，将原有的RGB不同灰阶信号转换为RGB电压信号、各第一子区域的第一控制电压信号和各第二子区域的第二控制电压信号，最后将上述信号传输至控制装置(如IC芯片)中。这样，就可以通过上述信号利用背光模组中的偏振态调整部件调整白光中多个单色光的偏振方向。

目前，如图8所示，动态背光模组结构一般将背板分区处理，形成具有多个子区域的背板05(图8中的01为量子点薄膜，02为光学膜片，03为发光二极管)。通过控制背光在不同子区域的亮度，达到动态显示的效果。在显示领域，动态背光技术已经被广泛采用。但是目前的动态背光技术仅仅是亮度的动态形式，对于高色域产品，若通过彩膜膜厚的提升会导致屏幕透过率降低，若通过背光色域提升技术会导致背光亮度下降，产品功耗提升。

具体地，下表1中列出了分别对图1的普通背光模组、图8的动态背光模组和本专利提供的图4的背光模组中的九组不同色彩画面经测试后的LED功耗电压的参数(以32寸背光模组样品为例)。

表1

从表1可以看出，当普通背光模组、现有动态背光模组和本专利提供的背光模组在色彩画面显示效果相同时，本专利提供的动态背光模组可以改善LED的功耗，尤其画面1、画面2、画面3、画面9均为偏蓝色画面时，在画面1、画面2、画面3、画面9中本专利提供的动态背光模组明显大大改善了LED的功耗，功耗均不超过0.5V。本专利提供的动态背光模组可以改善LED功耗的 主要原因在于本专利的背光模组中在经光致发光部件和偏振态调整部件的相互作用下，将背光形成偏振方向互相垂直且可以调整的多种单色光，在经调整之后的多种单色光经过第一偏振片后，透过率相对于普通背光模组、现有动态背光模组要高很多，因此需要LED的亮度相对低一些，进而LED的功耗电压低一些。

该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述背光模组的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种背光模组及显示装置，包括：发光部件、光致发光部件和偏振态调整部件；其中，发光部件，用于提供背光；发光部件分为多个第一子区域；各第一子区域的发光亮度不同；光致发光部件，用于在背光的激发下，发射出偏振方向互相垂直的多种单色光，多种单色光复合成白光入射至偏振态调整部件；偏振态调整部件，用于调整白光中多个单色光的偏振方向。本发明实施例提供的上述背光模组通过发光部件、光致发光部件和偏振态调整部件的共同作用，不仅可以实现背光光谱的动态控制，有助于提升产品色域，还可以降低背光功耗。

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。