[发明专利]用于背光显示器的背光单元

说明书

背光单元包括发光二极管阵列、位于发光二极管阵列上方的至少两个光学膜、以及位于至少两个光学膜上方的一对亮度增强膜。光学膜的大部分为在其至少一个表面上具有多个分光微结构的分光光学膜。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月11日提交的美国临时专利申请序列No.62/898,693、2019年11月1日提交的美国临时专利申请序列No.62/929,309和2020年5月12日提交的美国临时专利申请序列No.63/023,618的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般而言涉及背光显示器的背光单元，特别是针对具有发光二极管(LED)光源的背光显示器。

背景技术

在追求改进的图像质量的过程中，液晶显示器(LCD)越来越多地使用背光单元体系架构100，如图1中示意性示出的，其包括各个短波长(蓝色)LED 112的阵列110。图2A和2B图示了如由测角光度计测量的、从单个LED发射的光的根据角度的典型强度分布。如图所示，LED光源近似于朗伯(Lambertian)光源，其发射相对于最低点基本对称、在最低点具有最高光强度的光分布。

回到图1，一系列膜可以用于散布或漫射从蓝色LED 112发射的光，使得背光单元100可以将更均匀的光输送到包含液晶位于背光单元100上方的LCD面板(未示出)。如图所示，背光单元100通常包括可以是为体积漫射器或圆形漫射器的漫射膜120、使用例如量子点或磷光体材料将由LED 110发射到的一些蓝色光转换成绿色和红色光的颜色转换层130、可以是体积漫射器或由随机纹理化表面产生的圆形漫射器的被配置为散布或漫射离开颜色转换层130的光的漫射膜140，以及通常是两个相对于彼此旋转大约90度的棱镜膜的两个亮度增强膜(BEF)150、160。在背光单元100中可以具有附加的膜，用于提高被输送到LCD面板的光的整体均匀性和亮度。在一些背光单元中，可以使用白色LED而没有颜色转换层。

当LED 112布置为阵列时，诸如图3中所示的阵列110，期望隐藏各个LED 112并向LCD面板呈现明亮且均匀的光。如上所述，实现该目标的一种方法是在背光单元100中包括一个或多个漫射器，诸如漫射膜120，以漫射、散布或模糊由LED 112发射的光束。图4示意性地图示了由单个LED 112发射的光的这种漫射，其中较深的灰色阴影表示比较浅的灰色阴影更亮的光。这种漫射还可以降低光的平均能量。

此外，包括LCD的电子设备变得越来越薄。因此，这种显示器的背光单元也变得越来越薄，这对以有效方式管理由LED 112发射的光提出了另一个挑战。例如，当漫射膜120放置在LED 112的阵列110上方时，如图5A在示意性示出的，由LED发射的各个光点被漫射，使得来自相邻LED 112的具有较小强度的光开始重叠以创建具有更高强度的光区域。如果增加漫射膜120的厚度，这对于较薄的背光单元100可能是非期望的，那么各个光点可能会散布得更远并提供更好的光均匀性，但仍然存在更亮和更暗的区域，如在图5B中示意性示出的。

期望具有用于LCD显示器的背光单元100，该背光单元具有蓝色LED 112的阵列110和薄轮廓，但仍向LCD面板输送明亮且均匀的光，同时有效地隐藏各个LED 112。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种背光单元，该背光单元包括发光二极管阵列、位于发光二极管阵列上方的至少两个光学膜，以及位于所述至少两个光学膜上方的一对亮度增强膜。所述至少两个光学膜的大部分为其至少一个表面上具有多个分光微结构的分光光学膜。

在实施例中，所述至少两个光学膜全部在其至少一个表面上具有所述多个分光微结构。

在实施例中，背光单元包括位于发光二极管阵列上方和所述一对亮度增强膜下方的颜色转换层。在实施例中，颜色转换层位于至少一个分光光学膜上方。在实施例中，颜色转换层具有至少一个表面，该表面包括多个分光微结构。