一种背光模组及液晶显示装置的制作方法

本申请涉及液晶显示领域，尤其涉及一种背光模组及液晶显示装置。

背景技术：

液晶显示器通常包括顺序设置的背光模组和液晶面板。液晶面板是一种被动发光元件，其本身并不发光，需要背光模组提供亮度充分的背光，以实现液晶显示装置的显示功能。

图1是一种液晶显示器的结构示意图。如图1所示，液晶显示器包括背光模组10和液晶面板20。背光模组包括均匀分布的多个led蓝色背光源11，液晶面板20包括液晶层21和量子点颜色转换层22，液晶层21包括依次排布的多个液晶单元211，量子点颜色转换层22包括依次排布的多个量子点转换组221，每一个量子点转换组221由顺序排布的一个红色量子点单元、一个绿色量子点单元和一个空白量子点单元组成，其中，每一个量子点转换单元均与一个液晶单元211对应设置。当液晶显示器显示图像时，蓝色背光进入液晶层21，液晶层21中各个液晶单元211内的液晶可以根据显示需求重新排列，从而改变蓝色背光透过各液晶单元211的光通量，经过液晶层21的蓝色背光进入量子点颜色转换层22，量子点颜色转换层22中每一个量子点转换组221均可将蓝色背光转化为与各个量子点转换单元对应的三原色背光，光通量不同的三原色背光经过调和后即可获得一个对应像素的颜色，显示屏幕上各个不同颜色的像素即可共同构成需要显示的图像。

目前，led背光源的发射角度通常较大，经过液晶单元的背光容易进入到除对应量子点转换单元以外的其他量子点转换单元中。比如，当开启图1中的一个绿色量子点单元对应的液晶单元时，大角度的蓝色背光可以经过该液晶单元进入到相邻的红色量子点单元和空白量子点单元中，相应的得到少量的红色背光和蓝色背光，导致绿色量子点单元对应的绿色背光的颜色纯度下降，以及三原色背光之间的颜色串扰，影响液晶显示器的显示效果。

技术实现要素：

本申请提供了一种背光模组及液晶显示装置，以解决背光的颜色纯度下降，以及三原色背光之间颜色串扰的问题。

第一方面，本申请的提供了一种背光模组，所述背光模组包括：

多个排布方向相同的单元模块，所述单元模块包括背光单元和与所述背光单元对应设置的光线准直结构，所述背光单元包括至少一个背光光源，所述光线准直结构包括反射混光部件和角度选择部件，其中，

所述反射混光部件设置于所述背光单元的四周，所述反射混光部件包括一个用于反射背光的反射面；

所述角度选择部件覆盖于所述反射面的顶部，所述角度选择部件设有多个通孔，所述通孔近光源侧的底面半径大于或者等于远光源侧的底面半径；

所述角度选择部件为具有高反射性能的材质。

第二方面，本申请的还提供了另外一种背光模组，所述背光模组包括：

多个排布方向相同的单元模块，所述单元模块包括背光单元和与所述背光单元对应设置的光线准直结构，所述背光单元包括至少一个背光光源，所述光线准直结构包括角度发散部件和角度选择部件，其中，

所述角度发散部件包括发散本体，在所述发散本体的底面设有一凹面结构，所述背光单元设置于所述凹面结构内，所述发散本体的侧面贴附有反射层；

所述角度选择部件设置于所述角度发散部件的上表面，所述角度选择部件设有多个通孔，所述通孔近光源侧的底面半径大于或者等于远光源侧的底面半径；

所述角度发散部件为具有高透射性能的材质，所述角度选择部件为具有高反射性能的材质。

第三方面，本申请还提供了第三种背光模组，所述背光模组包括：

多个排布方向相同的背光光源，以及与所述多个背光光源对应设置的光线准直结构，所述光线准直结构包括角度发散部件和角度选择部件，其中，

所述角度发散部件包括发散本体，在所述发散本体的底面上设有多个凹面结构，每一个所述背光光源设置在相应的所述凹面结构内，所述发散本体的侧面上贴附有反射层；

所述角度选择部件设置于所述角度发散部件的上表面，所述角度选择部件设有多个通孔，所述通孔近光源侧的底面半径大于或者等于远光源侧的底面半径；

所述角度发散部件为具有高透射性能的材质，所述角度选择部件为具有高反射性能的材质。

第四方面，本申请还提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括上述任意一项所述的背光模组和液晶面板，其中，

所述液晶面板包括液晶层和量子点颜色转换层，所述液晶层设置于所述背光模组和所述量子点颜色转换层之间；

所述液晶层包括依次排布的多个液晶单元，所述量子点颜色转换层包括依次排布的多个量子点转换组，所述量子点转换组包括可将背光对应转换为三原色的量子点单元，所述量子点单元与所述液晶单元对应设置。

本申请的有益效果如下：

本申请提供三种背光模组及对应的液晶显示装置。背光模组中均设有光线准直结构，光线准直结构中均包括角度选择部件，其中一种光线准直结构还包括反射混光部件，另外两种光线准直结构还包括角度发散部件。角度选择部件上设有多个通孔，背光光源发射的光线中符合预设角度的光线可以直接经过角度选择部件发散出去；不符合预设角度的光线则在反射混光部件、角度发散部件以及角度选择部件的反射或者折射作用下改变传播角度，直至符合预设角度为止。本申请通过光线准直结构，能够将背光光源发射的光线转化为符合预设角度的小角度背光，该小角度背光能够完全进入对应的量子点单元中，可以解决背光的颜色纯度下降，以及三原色背光之间颜色串扰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种液晶显示器的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的一种背光模组的结构示意图；

图3为本申请实施例一提供的一种单元模块的结构示意图；

图4为本申请实施例一提供的一种背光的光路示意图；

图5为本申请实施例二提供的背光光源发射的背光光线的光强分布示意图；

图6为本申请实施例二提供的一种单元模块的结构示意图；

图7为本申请实施例三提供的一种单元模块的结构示意图；

图8为本申请实施例三提供的一种背光的光路示意图；

图9为本申请实施例四提供的一种背光的光路示意图；

图10为本申请实施例五提供的一种背光模组的结构示意图；

图11为本申请实施例六提供的一种液晶显示装置的结构示意图。

具体实施方式

参见图2和图3，分别为本申请提供实施例一的一种背光模组的结构示意图和本申请提供实施例一的一种单元模块的结构示意图。由图2和图3可见，本申请背光模组包括：

多个排布方向相同的单元模块100，其中，每一个所述单元模块100均包括背光单元200，以及，与所述背光单元200对应设置的光线准直结构300。背光单元200包括至少一个背光光源210。为了避免多个背光光源210发射的光线之间产生干扰，背光单元200内通常仅包括一个背光光源。背光单元200用于提供亮度充足的背光，以实现液晶显示装置的显示功能。

每一个光线准直结构300均包括两个反射混光部件310和一个角度选择部件320，其中的两个反射混光部件310设置于背光单元200的四周，角度选择部件320覆盖于以上两个反射混光部件310的顶部，所述反射混光部件310的顶部指的是反射混光部件310上远离背光单元200的面。整个光线准直结构300可以为圆周对称结构，也可以为方形结构。

具体的，反射混光部件310包括一个用于反射背光的反射面311，优选的，反射面311上沿远离所述背光单元200方向的各个点到所述背光单元200下表面所在平面的距离由小到大连续变化。具有高反射性能的角度选择部件320覆盖于所述反射面311的顶部，角度选择部件320设有多个贯穿的、光面光滑的通孔321。通孔321近光源侧的底面半径大于或者等于远光源侧的底面半径，所述近光源侧为靠近背光单元200的一侧，所述远光源侧为远离背光单元200的一侧。

存在以上变化特征的反射面按照由靠近背光单元200向远离背光单元200的方向，逐渐靠近角度选择部件320，并且能够逐渐缩小背光光线的入射角度(反射角度)。在角度选择部件320上的通孔321的形状和分布位置均相同的情况下，反射面的以上变化特征更有利于背光光线达到预设角度，从而穿过角度选择部件320进入液晶面板。其他形式的反射面311很容易造成背光光线在光线准直结构300内多次反射，甚至出现背光光线在角度选择部件320内无限次反射，而无法到达穿过角度选择部件320的情况。由于光线的每一次反射均会造成一定的光能损失，可见，本申请提供的反射面311能够在角度选择的同时，尽可能的避免背光的能量损失。

设置于角度选择部件320上的通孔321是背光光线角度选择的关键因素，只有符合预设角度的背光光线才能够穿过该通孔321发散出去。预设角度与通孔321远光源侧的底面半径之间的关系式可表示为：θ＝arctan(a/h)，其中，θ为预设角度，通孔321远光源侧的底面半径为a，通孔321远光源侧的底面到背光单元200上表面所在平面的距离为h。当背光光线的发射角度小于或者等于预设角度θ时，背光光线则会直接透过角度选择部320；当背光光线的发射角度大于预设角度θ时，背光光线则会在角度选择部件320上发生反射。

通孔321可以为圆柱孔或者倒圆台孔，本申请中，通孔321优选为倒圆台孔。由于倒圆台孔的下表面半径大于上表面半径，因此，在倒圆台形通孔的上表面半径与圆柱形通孔底面半径相同的情况下，倒圆台形通孔能够允许更多的背光光线进入通孔321内进行光线角度的筛选，其中一部分不符合预设角度的背光光线，在经过通孔321侧壁的反射作用后，有可能转化为符合角度要求的光线而通过通孔321，从而降低背光光线的反射次数和能量损耗，提高角度选择部件320对背光光线选择的效率。

另外，为了能够尽可能的提高光能利用率，背光单元200的正上方通常设有对应的通孔321，以便背光单元200发出的背光光线能够直接进入该通孔321进行角度选择。

此外，反射混光部件310上反射面311的顶部位置可以设置一个突出的台阶结构312，角度选择部件320卡固于对称设置的两个反射混光部件之间，以增强角度选择部件320在反射混光部件310上的牢固性。

参见图4，为本申请实施例一提供的一种背光的光路示意图。由图4可见，背光单元200发射的一部分角度较小的背光光线能够直接进入位于其上方的通孔，进入该通孔的背光光线中，小于或者等于预设角度的背光光线能够直接穿过该通孔进入液晶面板；大于预设角度的背光光线则会被该通孔反射，返回到由反射面311和角度选择部件320的下表面共同围成的混光腔330内，在反射混光部件310和角度选择部件320的反射作用下，继续调整发射角度，直至符合预设角度后，自通孔321射出。背光单元200发射的另外一部分角度偏大的背光光线则会在角度选择部件320实体结构上发生反射作用，返回到混光腔330内，继续调整发射角度。

本申请通过光线准直结构，能够将背光光源发射的背光光线转化为符合预设角度的小角度背光，该小角度背光能够完全进入对应的量子点单元中，可以解决背光的颜色纯度下降，以及三原色背光之间颜色串扰的问题。

请参考图参见图5，为本申请实施例二提供的背光光源发射的背光光线的光强分布示意图。由图5可见，越靠近背光光源的中心位置(视角为零)，背光光源的光通量越大，背光光线越集中。可见，背光光源发射的背光光线并不是均匀分布的，而是随着发射角度的增大而逐渐减少。为了保证液晶显示装置的显示效果，背光光源发射的背光光线需要具有一定的均匀性。本申请中，反射面311可以为平面，也可以为曲面，比如球面、椭球面或者自由曲面。但是出于背光光线的均匀性考虑，本申请优选将反射面311设计为球面或者椭球面。

请参考图参见图6，为本申请实施例二提供的一种单元模块的结构示意图。由图6可见，反射面311为球面的一部分。在通孔321的形状和分布位置均相同的情况下，球面或椭球面较平面更有利于背光光线向背光光源210的两侧扩散，从而在一定程度上改善背光光线中间密度大，两侧小的问题。

为了进一步提高背光光线的均匀性，本申请实施例中，角度选择部件320上通孔321的分布密度沿远离背光单元的方向逐渐升高。在靠近背光单元200中心的位置，设置相对较少的通孔321，以迫使一部分分布于背光单元200中心的背光光线在角度选择部件320的实体部分上发生发射，从而向背光单元200的两侧扩散。可见，通过改变通孔321分布的疏密程度，能够配合背光光线的光强分布特性，有利于提高背光单元200发射的背光光线的均匀性。

另外，本申请实施例中，反射面311上各个点到所述背光光源下表面所在平面的最小距离小于或者等于所述背光光源的高度。背光单元200以及对应的反射混光部件310通常处于同一水平面上，反射混光部件310的最小厚度(即靠近背光单元200一侧的厚度)应小于或者等于背光单元200中背光光源210的厚度。对称设置于背光单元200两侧的两个反射混光部件310之间的距离较小，如果反射混光部件310的最小厚度远大于背光光源210的厚度，则背光光源210发射出来的背光光线很可能需要在反射混光部件310的侧壁上发生多次反射以后，才能进入混光腔330进行角度选择，造成不必要的光能损失。

本申请还提供了另外一种背光模组，以提高背光单元发射的背光光线的均匀性。该背光模组包括多个排布方向相同的单元模块，各个单元模块的排布方式与实施例一类似。

请参考图参见图7，为本申请实施例三提供的一种单元模块的结构示意图。由图7可见，实施例三提供的单元模块包括：

背光单元200和与背光单元200对应设置的光线准直结构400，背光单元200包括至少一个背光光源，光线准直结构400包括高透射性的角度发散部件410和高反射性的角度选择部件420，其中，所述角度选择部件420设置于所述角度发散部件410的上方(所述上方为背光单元200发射光线的方向)。角度选择部件420设有多个通孔421，所述通孔421近光源侧的底面半径大于或者等于远光源侧的底面半径。

角度发散部件410包括发散本体411，所述发散本体411为直四棱柱体，在所述发散本体中任意的一个表面上设有一个光滑的凹面结构412。通常情况下，角度发散部件410和背光单元200均设置于水平面上，此时，凹面结构412所在的面作为角度发散部件410的底面，扣设于背光单元200的上方(即背光单元200设置于凹面结构412的内部)。发散本体411的各个侧面均贴附有反射层413。背光模组通常放置于pcb板上，而pcb板上涂油白油，具有反射功能，即发散本体411的底面可直接与pcb板上的白油接触，因而，本实施例中发散本体411的底面无需贴附反射层413。

凹面结构412是角度发散部件410上的一个关键设置，根据凹透镜原理，角度发散部件410对背光单元200发射的背光光线具有发散作用，有利于集中在背光单元200中心位置的背光光线向背光单元200的两侧扩散，从而获得均匀度更高的背光。

请参见图8，为本申请实施例三提供的一种背光的光路示意图。

由图8可见，背光单元200发射的背光光线首先进入角度发散部件410内部，经过角度发散部件410的发散作用后，一部分角度较小的背光光线能够直接进入位于其上方的通孔，进入该通孔的背光光线中，小于或者等于预设角度的背光光线能够直接穿过该通孔进入液晶面板；大于预设角度的背光光线则会被该通孔反射，返回到角度发散部件410内部，并在角度发散部件410的侧壁和角度选择部件420的反射作用下，(自通孔反射出来的背光光线通常入射角度较大，因此多以反射为主，少量的折射光线在图8中未示出)继续调整发射角度，直至符合预设角度后，自通孔421射出。背光单元200发射的另外一部分角度偏大的背光光线则会在角度选择部件420实体结构上发生反射作用，返回到角度发散部件410内，继续调整发射角度。

本实施例通过在背光单元200和角度选择部件420之间设置角度发散部件410，能够在一定程度上对背光单元200发射的背光光线起到发散作用，有利于改善背光光线中间密度大，两侧小的问题。通过由角度发散部件410和角度选择部件420组成的光线准直结构，能够将背光光源发射的背光光线转化为符合预设角度的小角度背光，该小角度背光能够完全进入对应的量子点单元中，可以解决背光的颜色纯度下降，以及三原色背光之间颜色串扰的问题。

本申请中，凹面结构412可以为球面结构、椭球面结构或者可以实现散射功能的其他结构。为了进一步提高角度发散部件410对背光的发散能力，本申请实施例四提供了另外一种单元模块，本单元模块中，凹面结构412为椭球面结构。请参见图9，为本申请实施例四提供的一种背光的光路示意图。实施例三中所提供的单元模块中，凹面结构412为球面结构；实施例四中所提供的单元模块中，凹面结构412为椭球面结构。实施例三中的球面半径与实施例四中椭球面的长轴相等，对比图8和图9所示的光路可见，相同发射角度的背光光线在椭球面上的折射程度大于在球面上的折射程度，即相同情况下，椭球面对背光的发散程度更大，有利于在一定程度上提高背光的均匀性。

另外，本申请中，多个所述通孔421可以均匀的分布在角度选择部件420上。一方面有利于角度选择部件420的批量加工；另一方面，角度发散部件410的设置和通孔421分散密度的调整均是为了获得更为均匀的背光，二者作用相同，因此，两种措施选其一即可，防止位于中心位置的光线被过多的分散到两侧，反而影响背光的均匀性，此外，两种措施叠加使用还会增加背光光线的反射和折射次数，造成很多不必要的能量损失。

为了便于背光模组的一体化加工，以及光线准直结构和背光光源的装配，本申请还提供了一种背光模组。请参见图10，为本申请实施例五提供的一种背光模组的结构示意图。由图10可见，背光模组包括：

多个排布方向相同的背光光源210，以及与所述多个背光光源210对应设置的光线准直结构500，光线准直结构500包括角度发散部件510和角度选择部件520，其中，

所述角度发散部件510包括发散本体511，所述发散本体511为直四棱柱体，在所述发散本体511中任意的底面上设有多个凹面结构512，每一个所述背光光源210设置在相应的所述凹面结构512内，与凹面结构512的侧面上贴附有反射层513；

所述角度选择部件520设置于所述角度发散部件510的上表面，所述角度选择部件520设有多个通孔，所述通孔近光源侧的底面半径大于或者等于远光源侧的底面半径；所述角度发散部件510为具有高透射性能的材质，所述角度选择部件520为具有高反射性能的材质。

此外，本申请还提供了一种液晶显示装置。请参见图11，为本申请实施例六提供的一种液晶显示装置的结构示意图。由图11可见，本装置包括实施例一至五中任意一项所述的背光模组600和液晶面板700，其中，液晶面板700包括液晶层710和量子点颜色转换层720，所述液晶层710设置于所述背光模组600和所述量子点颜色转换层720之间；

所述液晶层710包括依次排布的多个液晶单元711，所述量子点颜色转换层720包括依次排布的多个量子点转换组721，所述量子点转换组721包括可将背光对应转换为三原色的量子点单元7211，所述量子点单元7211与所述液晶单元711对应设置。

本申请提供三种背光模组及对应的液晶显示装置。背光模组中均设有光线准直结构，光线准直结构中均包括角度选择部件，其中一种光线准直结构还包括反射混光部件，另外两种光线准直结构还包括角度发散部件。角度选择部件上设有多个通孔，背光光源发射的光线中符合预设角度的光线可以直接经过角度选择部件发散出去；不符合预设角度的光线则在反射混光部件、角度发散部件以及角度选择部件的反射或者折射作用下改变传播角度，直至符合预设角度为止。本申请通过光线准直结构，能够将背光光源发射的光线转化为符合预设角度的小角度背光，该小角度背光能够完全进入对应的量子点单元中，可以解决背光的颜色纯度下降，以及三原色背光之间颜色串扰的问题。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。