背光模组及其发光光谱的调节方法、液晶显示装置与流程

本公开至少一个实施例涉及一种背光模组及其发光光谱的调节方法、液晶显示装置。

背景技术：

随着科技的发展，人们对色彩的追求日益提高，高色域的产品也逐渐占据市场的主导地位，还原自然色也成为现代显示技术的一个发展方向。色域是指某种设备所能表达的颜色数量所构成的范围区域，也就是各种屏幕显示设备、打印机或者印刷设备所能表现的颜色范围。美国国家电视标准委员会(nationaltelevisionstandardscommittee，简称ntsc)基于cie色度图制定了ntsc色域标准，划出了一个100％的色域区域，通过百分比来量化表示色域的大小。一般色域值在72％ntsc左右的色域为普通色域，色域值达到90％ntsc以上的色域就可称为高色域。

技术实现要素：

本公开的至少一实施例提供一种背光模组及其发光光谱的调节方法、液晶显示装置。该背光模组通过对背光光谱的调节，可以提高包括该背光模组的显示装置的色域。

本公开的至少一实施例提供一种背光模组，包括发光装置，其包括光源以及位于光源出光侧的滤色层，滤色层包括二维阵列排布的至少三种颜色的滤色片，并且，滤色层被配置为对光源发出的不同波长光的透过率不同。

例如，光源发出第一白光，第一白光经过滤色层后转化为第二白光，第一白光包括第一颜色光和第二颜色光，第一颜色光在第一白光中的相对光谱强度小于第二颜色光在第一白光中的相对光谱强度，滤色层被配置为对第一颜色光的透过率大于对第二颜色光的透过率以使第一颜色光在第二白光中的相对光谱强度大于第二颜色光在第二白光中的相对光谱强度。

例如，第一颜色光的波长大于第二颜色光的波长。

例如，第一颜色光为红光，第二颜色光为绿光或者蓝光。

例如，背光模组还包括：位于发光装置的出光侧的光线调整结构以实现均匀取光。

例如，至少两种颜色的滤色片的体积不同，以使滤色层对光源发出的不同波长光的透过率不同。

例如，至少两种颜色的滤色片的面积不同以调节滤色层对不同波长光的透过率。

例如，至少两种颜色的滤色片的厚度不同以调节滤色层对不同波长光的透过率。

例如，滤色层包括红色滤色片、绿色滤色片以及蓝色滤色片。

例如，滤色层还包括白色滤色片。

例如，每种颜色的滤色片包括多个子滤色片，每个子滤色片的形状以及尺寸相同。

本公开的至少一实施例提供一种对上述背光模组的发光光谱的调节方法，包括：获取光源发出的光的原始光谱；获取基准光谱；比较原始光谱与基准光谱，得到比较结果；根据比较结果调节滤色层以使光源发出的光经过滤色层后，光源的原始光谱转换为目标光谱。

例如，调节滤色层包括调节至少两种颜色的滤色片的体积。

例如，调节滤色层包括的至少两种颜色的滤色片的体积包括：调节至少两种颜色的滤色片的面积。

例如，调节滤色层包括的至少两种颜色的滤色片的体积包括：调节至少两种颜色的滤色片的厚度。

本公开的至少一实施例提供一种液晶显示装置，包括对置设置的阵列基板和彩膜基板，位于阵列基板与彩膜基板之间的液晶层，以及位于阵列基板远离液晶层的一侧的如上述任一种实施例所述的背光模组。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1a为本公开的一实施例提供的一种背光模组的局部结构示意图；

图1b为图1a所示的背光模组沿ab线所截的局部平面示意图；

图2a为本公开一实施例提供的背光模组的原始光谱图；

图2b为本公开一实施例提供的背光模组的基准光谱图；

图3为本公开一实施例提供的背光模组的发光光谱的调节方法的流程示意图；

图4为本公开一实施例提供的一种液晶显示装置的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在研究中，本申请的发明人发现：提高色域的比较有效的方法是对背光进行改善，即，可以通过提高背光的纯度(尤其是红绿蓝三个波段)以达到提高利用该背光的显示装置的色域的目的。

本公开的实施例提供一种背光模组及其发光光谱的调节方法、液晶显示装置。该背光模组包括发光装置，其包括光源以及位于光源出光侧的滤色层，滤色层包括二维阵列排布的至少三种颜色的滤色片，并且，滤色层被配置为对光源发出的不同波长光的透过率不同。该背光模组通过对背光光谱的调节，可以提高包括该背光模组的显示装置的色域。

下面结合附图对本公开实施例提供的背光模组及其发光光谱的调节方法、液晶显示装置进行描述。

图1a为本公开的一实施例提供的一种背光模组的局部结构示意图，如图1a所示，背光模组100包括：发光装置，包括光源1130以及位于光源1130出光侧的滤色层120，滤色层120包括二维阵列排布的至少三种颜色的滤色片121，并且，滤色层120被配置为对光源1130发出的光中的不同波长光的透过率不同。本公开实施例中的背光模组利用滤色层对光源发出的不同波长光的透过率进行调节，即，滤色层可以对光源发出的光中的特定波长光的透过率进行调节，从而将背光模组的原始光谱转换为目标光谱，进而提高应用该背光模组的显示装置的色域。

例如，本实施例中的光源1130包括发光芯片110以及位于发光芯片110的出光侧的荧光粉130。

例如，发光芯片110可以为发光二极管芯片，本实施例包括但不限于此。例如，发光芯片110发出的光为蓝光，荧光粉130为yag(钇铝石榴石)荧光粉，发光芯片110发出的蓝光激发yag荧光粉后形成第一白光210，本实施例包括但不限于此。

例如，发光芯片110发出的光为蓝光，荧光粉130为rg荧光粉，发光芯片110发出的蓝光激发rg荧光粉130后形成第一白光210。本实施例不限于此，只要光源1130能够发出第一白光210即可。

例如，如图1a所示，滤色层120包括的至少三种颜色的滤色片121包括红色滤色片1211、绿色滤色片1212以及蓝色滤色片1213。例如，每种颜色的滤色片121会透过与其颜色相同的光并吸收其他颜色的光，因此，红色滤色片1211透过第一白光210中的红光(700nm)、绿色滤色片1212透过第一白光210中的绿光(546.1nm)、蓝色滤色片1213透过第一白光210中的蓝光(435.8nm)，因此，由不同颜色滤色片121透过的光混合后形成第二白光220。

例如，如图1a所示，滤色层120还包括白色滤色片1214，该白色滤色片1214几乎透过第一白光210中的所有颜色的光。因此，采用白色滤色片可以提高滤色层的光透过率。

例如，本实施例以至少两种颜色的滤色片121的体积不同以使滤色层120对光源1130发出的光中的不同波长光的透过率不同为例进行描述。但本实施例不限于此，例如，还可以是所有颜色的滤色片的体积均相同，但是通过对其中一种或几种颜色的滤色片掺杂某种材料(例如光转换材料、遮光材料等)以改变被掺杂材料的滤色片对不同波长光的透过率，从而使滤色层对光源发出的光中的不同波长光的透过率不同。

例如，如图1a所示，第一白光210通过滤色层120后转换为第二白光220，通过对滤色层120中各颜色的滤色片121的体积的调节，可以调节第二白光220中各颜色光的相对光谱强度，从而将背光模组的原始光谱转换为目标光谱，进而提高应用该背光模组的显示装置的色域。

例如，图1b为图1a所示的背光模组沿ab线所截的局部平面示意图，如图1b所示，滤色层120包括二维阵列排布的至少三种颜色的滤色片121即为滤色层120包括的滤色片121沿x方向和y方向阵列排布。滤色层120包括的至少两种颜色的滤色片121的体积不同包括：仅通过调节至少两种颜色的滤色片121的面积，即，仅通过调节至少两种颜色的滤色片121沿xz面的面积，以使至少两种颜色的滤色片121的体积不同，从而使滤色层120对不同波长光的透过率不同。

例如，如图1b所示，每种颜色的滤色片121包括多个子滤色片1210，每个子滤色片1210的形状以及尺寸相同，即，滤色层120包括的所有颜色的子滤色片1210的沿xz面的形状以及尺寸均相同。因此，本实施例的一示例中可以将滤色层中的不同颜色的滤色片的面积比转化为不同颜色的子滤色片的数量比，从而更方便的调节背光模组的原始光谱。

例如，每个子滤色片1210的形状可为如图1b所示的矩形，也可为圆形、多边形或者其他非规则形状，本实施例对此不做限制。

例如，不同颜色的滤色片121包括的多个子滤色片1210可以间隔设置，即，红色子滤色片1210、绿色子滤色片1210以及蓝色子滤色片1210可以大致间隔设置以使从滤色层120出射的光混合的更均匀。

例如，如图1a所示，滤色层120包括的至少两种颜色的滤色片121的体积不同还包括：至少两种颜色的滤色片121的厚度不同以调节滤色层120对不同波长光的透过率，即，通过对至少两种颜色的滤色片121沿y方向的厚度的调节可以实现对不同波长光的透过率的调节。

例如，如图1a和图1b所示，可以通过对滤色层120包括的至少两种颜色的滤色片121的面积以及厚度均进行调节以更好的实现对滤色片121的体积的调节。

例如，当滤色层中的不同颜色的滤色片的厚度不同时，滤色层会产生不平坦的一侧，即某些位置会产生凹陷部，在滤色层制作完成后，可在滤色层不平坦的一侧制作平坦层以使平坦层能够填充滤色层的凹陷部，从而使滤色层平坦化。

例如，如图1a所示，本实施例提供的背光模组还包括：位于发光装置的出光侧的光线调整结构140，光线调整结构140用于实现对第二白光220的均匀取光。

例如，如图1a所示，本实施例以背光模组为直下式背光模组为例进行描述，光线调整结构140包括扩散膜141。例如，扩散膜141可以包括一个高透过率的聚合物(如聚碳酸酯、聚甲基丙稀酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等)基板和掺杂在其中的散射颗粒(如二氧化钛等)。例如，扩散膜141也可以为多层膜的叠层结构。穿过扩散膜141的光线会被其中的散射颗粒散射，使观察者感知光是由扩散膜141表面直接提供的亮度分布。

例如，如图1a所示，光线调整结构140还包括设置在扩散膜141远离滤色层120的一侧棱镜膜142。例如，棱镜膜142可以由一个具有尖角微棱镜结构的棱镜层和一个基板层贴合而成，被配置为将大角度的光向小角度集中，增加正视角的观看亮度。

本实施例不限于此，例如，背光模组还可以为侧入式，此时的光线调整结构包括导光板，导光板被配置为对入射到导光板中的光进行均匀化。

例如，如图1a所示，本公开实施例提供的背光模组还包括反射层150，设置在光源1130远离滤色层120的一侧以提高光能的利用率。

例如，图2a为本公开一实施例提供的背光模组的原始光谱图，图2b为本公开一实施例提供的背光模组的基准光谱图，如图2a和图2b所示，光谱图中的横坐标为光的波长，纵坐标为各波长光的相对光谱强度。本实施例中光源发出的第一白光的光谱为原始光谱，第一白光经过滤色层后转换为第二白光，第二白光的光谱为目标光谱。本实施例以基准光谱与原始光谱的光谱差异作为滤色层的设计依据，对滤色层中的各颜色的滤色片的体积进行调节，以使第二白光的目标光谱与基准光谱相似，即，本实施例中的第二白光的目标光谱与图2b所示的基准光谱相似。

例如，如图2a所示，本实施例中的原始光谱为包括yag荧光粉的光源的光谱，该光谱在应用于显示装置时，显示装置的色域较低。

例如，如图2a所示，原始光谱中的第一白光包括第一颜色光211和第二颜色光212，第一颜色光211的相对光谱强度小于第二颜色光212的相对光谱强度。

例如，第一颜色光211的波长大于第二颜色光212的波长。例如，第一颜色光211为红光，第二颜色光212为绿光或者蓝光。

例如，如图2a所示，第一颜色光211的中心波长为630nm，第二颜色光212的中心波长为450nm，即，第一颜色光211为红光，第二颜色光212为蓝光。

例如，如图2a所示，原始光谱中还包括第三颜色光213，其中心波长为550nm，即，第三颜色光213为绿光。

例如，如图2a所示，第二颜色光212的相对光谱强度最大，第一颜色光211以及第三颜色光213的相对光谱强度小于第二颜色光212的相对光谱强度。例如，第一颜色光211的相对光谱强度约为0.1，第二颜色光212的相对光谱强度约为1，第三颜色光213的相对光谱强度约为0.3。

例如，如图2b所示，本实施例中的基准光谱为包括rg荧光粉的光源的光谱，该光谱在应用于显示装置时，该显示装置的色域高于具有如图2a所示的原始光谱的显示装置的色域。因此，本实施例可在包括yag荧光粉的光源的出光侧设置滤色层，从而使包括yag荧光粉的光源发出的第一白光经过滤色层后转化的第二白光具有与包括rg荧光粉的光源相似的光谱。

例如，如图2b所示，基准光谱中包括的第一颜色光211的相对光谱强度最大，第二颜色光212以及第三颜色光213的相对光谱强度小于第一颜色光211的相对光谱强度。例如，第一颜色光211的相对光谱强度约为1，第二颜色光212的相对光谱强度约为0.5，第三颜色光213的相对光谱强度约为0.2。

例如，如图2a和图2b所示，比较原始光谱与基准光谱，得到两个光谱的差异点为波段在600nm-650nm的第一颜色光211的相对光谱强度的提升，整个光谱的峰值波长由450nm变为630nm，第一颜色光211的相对光谱强度提升10倍，第二颜色光212的相对光谱强度衰减1/2，第三颜色光213的相对光谱强度衰减1/3。

因此，本实施例中的滤色层被配置为使第一颜色光211的相对光谱强度提高10倍，并且使第二颜色光212的相对光谱强度衰减1/2，使第三颜色光213的相对光谱强度衰减1/3，以使第一颜色光211的相对光谱强度大于第二颜色光212以及第三颜色光213的相对光谱强度，即，滤色层被配置为对第一颜色光211的透过率大于对第二颜色光212以及第三颜色光213的透过率以使第一颜色光211在第二白光中的相对光谱强度大于第一颜色光211在第一白光中的相对光谱强度。

由上述比较结果可知，若需实现对600nm～650nm波段的相对光谱强度的提升，则需要使红色滤色片的体积在滤色片总体积中的比例最大。对比三原色变化比率，在各滤色片厚度均相同的情况下，三种颜色滤色片的面积比率为r:g:b＝40:2:1，考虑到该比例在小面积发光二极管的发光面难以实现，故可通过对三种颜色滤色片的厚度进行调节来实现滤色比例的调节。例如，蓝色滤色片和绿色滤色片的厚度不变，且使红色滤色层的厚度变为蓝色滤色片和绿色滤色片的厚度的4倍，则各颜色滤色片的面积比可变为r:g:b＝10:2:1，此时，滤色片在发光二极管表面排布相对易实现。在对滤色层进行了上述调节之后，第一白光通过滤色层后得到的第二白光的目标光谱与基准光谱相似。

本实施例仅以包括yag荧光粉的光源的光谱作为原始光谱，包括rg荧光粉的光源的光谱作为基准光谱为示例进行说明，但不限于此。

本公开实施例在背光模组中设置滤色层，通过对滤色层中的不同颜色滤色片的体积进行调节以改善背光模组的发光光谱，并且，本公开实施例能够实现不调整色块而微调显示装置白坐标的功能。

一般液晶显示装置中的彩膜基板上也会设置有滤色片，但由于彩膜基板上滤色片的排列和阵列基板上的像素排列是一致的，很难做出调整(例如，面积上的调整)，当显示装置的色域较低时，可以选择更换背光模组的光源中的荧光粉，但是其工艺复杂且成本高，因此，本公开实施例选择在背光模组中设置滤色层，既可以降低背光模组所需的成本、简化工艺，又能够快速解决显示装置的色域不足的问题。

图3为本公开一实施例提供的背光模组的发光光谱的调节方法的流程示意图，如图3所示，本实施例提供的如图1a所示的背光模组的发光光谱的调节方法包括：

s201：获取光源发出的光的原始光谱。

例如，本实施例中获取光源发出的光的原始光谱包括：获取如图2a所示的包括yag荧光粉的光源的光谱，该光谱在应用于显示装置时，显示装置的色域较低。

例如，原始光谱为光源发出的第一白光的光谱，且原始光谱包括第一颜色光和第二颜色光，第一颜色光的相对光谱强度小于第二颜色光的相对光谱强度。

例如，如图2a所示，第一颜色光211的中心波长为630nm，第二颜色光212的中心波长为450nm，即，第一颜色光211为红光，第二颜色光212为蓝光。

例如，如图2a所示，原始光谱中还包括第三颜色光213，其中心波长为550nm，即，第三颜色光213为绿光。

例如，如图2a所示，第二颜色光212的相对光谱强度最大，第一颜色光211以及第三颜色光213的相对光谱强度小于第二颜色光212的相对光谱强度。例如，第一颜色光211的相对光谱强度约为0.1，第二颜色光212的相对光谱强度约为1，第三颜色光213的相对光谱强度约为0.3。

s202：获取基准光谱。

例如，本实施例中获取基准光谱包括：获取如图2b所示的包括rg荧光粉的光源的光谱。

例如，如图2b所示，基准光谱中包括的第一颜色光211的相对光谱强度最大，第二颜色光212以及第三颜色光213的相对光谱强度小于第一颜色光211的相对光谱强度。例如，第一颜色光211的相对光谱强度约为1，第二颜色光212的相对光谱强度约为0.5，第三颜色光213的相对光谱强度约为0.2。

s203：比较原始光谱与基准光谱，得到比较结果。

例如，如图2a和图2b所示，比较原始光谱与基准光谱，得到两个光谱的差异点为波段在600nm-650nm的第一颜色光211的相对光谱强度的提升，整个光谱的峰值波长由450nm变为630nm，第一颜色光211的相对光谱强度提升10倍，第二颜色光212的相对光谱强度衰减1/2，第三颜色光213的相对光谱强度衰减1/3。

s204：根据比较结果调节滤色层以使光源发出的光经过滤色层后，光源的原始光谱转换为目标光谱。

例如，可以调节滤色层包括的至少两种颜色的滤色片的体积。例如，调节滤色层包括的至少两种颜色的滤色片的体积，以使第一颜色光211的相对光谱强度提高10倍，并且使第二颜色光212的相对光谱强度衰减1/2，第三颜色光213的相对光谱强度衰减1/3，即，滤色层被配置为对第一颜色光211的透过率大于对第二颜色光212以及第三颜色光213的透过率以使第一颜色光211在第二白光中的相对光谱强度大于第一颜色光211在第一白光中的相对光谱强度。

例如，滤色层包括的至少三种颜色的滤色片包括红色滤色片、绿色滤色片以及蓝色滤色片。例如，每种颜色的滤色片会透过与其颜色相同的光并吸收其他颜色的光，因此，红色滤色片透过第一白光中的红光(700nm)、绿色滤色片透过第一白光中的绿光(546.1nm)、蓝色滤色片透过第一白光中的蓝光(435.8nm)，因此，由不同颜色滤色片透过的光混合后形成第二白光。

例如，滤色层还包括白色滤色片，白色滤色片几乎透过第一白光中的所有颜色的光。因此，采用白色滤色片可以提高滤色层的光透过率。

例如，调节滤色层包括的至少两种颜色的滤色片的体积包括：调节至少两种颜色的滤色片的面积。

例如，每种颜色的滤色片包括多个子滤色片，每个子滤色片的形状以及尺寸相同。因此，本实施例的一示例中可以将滤色层中的不同颜色的滤色片的面积比转化为不同颜色的子滤色片的数量比，从而更方便的调节背光模组的原始光谱。

例如，调节滤色层包括的至少两种颜色的滤色片的体积包括：调节至少两种颜色的滤色片的厚度。

例如，可以通过对滤色层包括的至少两种颜色的滤色片的面积以及厚度均进行调节以更好的实现对滤色片的体积的调节。

例如，由上述比较结果可知，若需实现对600nm～650nm波段的相对光谱强度的提升，则需要使红色滤色片的体积在滤色片总体积中的比例最大。对比三原色变化比率，在各滤色片厚度均相同的情况下，三种颜色滤色片的面积比率为r:g:b＝40:2:1，考虑到该比例在小面积发光二极管的发光面难以实现，故可通过对三种颜色滤色片的厚度进行调节来实现滤色比例的调节。例如，蓝色滤色片和绿色滤色片的厚度不变，且使红色滤色层的厚度调整为蓝色滤色片和绿色滤色片的厚度的4倍，则各颜色滤色片的面积比可变为r:g:b＝10:2:1，此时，滤色片在发光二极管表面排布相对易实现。在对滤色层进行了上述调节之后，第一白光通过滤色层后得到的第二白光的目标光谱与基准光谱相似。

本实施例仅以包括yag荧光粉的光源的光谱作为原始光谱，包括rg荧光粉的光源的光谱作为基准光谱为示例进行说明，但不限于此。

图4为本公开一实施例提供的一种液晶显示装置的局部结构示意图，如图4所示，本实施例提供的液晶显示装置包括对置设置的阵列基板300和彩膜基板400，位于阵列基板300与彩膜基板400之间的液晶层500，以及位于阵列基板300远离液晶层500的一侧的如上述任一实施例描述的背光模组100。

例如，如图4所示，本实施例提供的彩膜基板400还包括彩膜层410。例如，彩膜层410包括红色彩膜层、绿色彩膜层、蓝色彩膜层以及白色彩膜层，本实施例包括但不限于此。

本实施例中的背光模组包括的滤色层在对光源发出的光的波长进行过滤以及调整后，可以更好的与彩膜层相匹配，从而提高液晶显示装置的色域。

例如，该液晶显示装置可以为包括该液晶显示装置的电视、数码相机、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或者部件，本实施例不限于此。

有以下几点需要说明：

(1)除非另作定义，本公开实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。

(2)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(3)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。