CN109358450A - 薄型背光模组及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄型背光模组及其制作方法，其中薄型背光模组包括驱动基板、多个发光源、荧光层及多个粒子微结构。每一所述发光源阵列布设于所述驱动基板上。所述荧光层表面设置有多个表面微结构，每一所述表面微结构对应每一所述发光源。每一所述粒子微结构对应每一所述表面微结构设置，其中所述粒子微结构与所述表面微结构共同构成散设所述发光源光线的引导层。借此，实现更小的混光距离与达到超薄的背光模组厚度。

Description

薄型背光模组及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种薄型背光模组及其制作方法。
背景技术
由于电子产品都朝着轻、薄、短、小的目标发展，薄型化概念已成为显示装置持续努力的方向。因薄型化的趋势，显示装置的厚度相应的受到限制，而显示装置薄型化与否的关键因素之一是背光模组的厚度。LED已经广泛用于液晶显示的背光模组，现有的LED背光模组主要分为两种型式，一是侧入式(edge-lit type)，另一是直下式(direct-lit type)。
直下式LED背光模组具有窄边框的优点，在大尺寸显示领域得到广泛的应用，但却具有厚度增加的问题。若采用小尺寸的迷你发光二极体(mini-LED)以更小的间距(pitch)排列则可获得较小的混光距离，达到小尺寸直下式背光源实现轻、薄、窄的可能性。然而更小的间距意味着单一背光需要采用更多颗mini-LED，因而产生增加成本的问题。
此外，目前小尺寸显示器采用侧入式LED背光源，由于LED本身具有一定厚度，需要通过导光板等元件将光线均匀扩散，避免近光处产生热点(hotspot)现象，因此需要一定的混光距离。然而为了缩短混光距离实现降低厚度的需求，但通常降低混光距离又会伴随着背光效率的急剧衰减的问题，因此如何有效缩短混光距离、达到全面屏的需求，而且成本又不增加的情况是业者亟须挑战的课题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种薄型背光模组及其制作方法，以解决现有技术所存在厚度增加，混光距离不足，无法实现将发光源的正面光线最大程度引出的问题。
本发明的目的在于提供一种薄型背光模组及其制作方法，通过在荧光层表面设置表面微结构与粒子微结构，共同构成散设发光源光线的引导层，从而能够实现更小的混光距离与超薄的背光模组厚度。
为达成本发明的前述目的，本发明提供一种薄型背光模组，包括驱动基板、多个发光源、荧光层及多个粒子微结构。每一所述发光源阵列布设于所述驱动基板上。所述荧光层表面设置有多个表面微结构，每一所述表面微结构对应每一所述发光源。每一所述粒子微结构对应每一所述表面微结构设置，其中所述粒子微结构与所述表面微结构共同构成散设所述发光源光线的引导层。
在本发明的一实施例中，所述粒子微结构包括一定浓度的雾度粒子，所述浓度介于10-90％，且所述粒子微结构的厚度介于1-100微米(μm)。
在本发明的一实施例中，所述表面微结构的中心对应所述发光源的中心设置，且所述表面微结构的中心至所述荧光层的表面的连接面为斜面或弧面。
在本发明的一实施例中，所述表面微结构的中心至所述荧光层的表面的长度为50-500微米(μm)，且所述表面微结构的厚度为5-100微米(μm)。
在本发明的一实施例中，所述发光源为迷你发光二极体(Mini LED)或微发光二极体(Micro LED)，所述荧光层包括透光胶和与所述透光胶混合的荧光粉粒子、量子点颗粒或雾度粒子其中之一，所述驱动基板为柔性电路板(FPC)或印刷电路板(PCB)。
在本发明的一实施例中，还包括反射层、扩散层及增亮层，所述反射层设置于所述驱动基板上且位于二相邻的所述发光源之间，所述扩散层设置于所述荧光层上，所述增亮层设置于所述扩散层上，其中每一所述发光源的尺寸介于100-1000微米(μm)，二相邻的所述发光源的间距介于100-2000微米(μm)。
再者，本发明另提供一种薄型背光模组的制作方法，包括以下步骤：
S10、提供驱动基板；
S20、在所述驱动基板上阵列布设多个发光源；
S30、在所述发光源上制备荧光层，在所述荧光层的表面热压出多个表面微结构，每一所述表面微结构对应每一所述发光源；及
S40、在所述表面微结构上制备含有一浓度的粒子微结构，所述粒子微结构与所述表面微结构共同构成散设所述发光源光线的引导层。
在本发明的一实施例中，在步骤S30中，采用热压膜具将每一所述表面微结构制作成中心至所述荧光层表面的连接面为斜面或弧面，其中所述表面微结构的中心至所述荧光层的表面的长度为50-500微米(μm)，且所述表面微结构的厚度为5-100微米(μm)。
在本发明的一实施例中，在步骤S40中，采用钢网工艺以涂布或印刷一透光流体材料于所述表面微结构上，其中所述浓度介于10-90％，且所述粒子微结构的厚度介于1-100微米(μm)。
在本发明的一实施例中，在步骤S30之前，进一步包括制备多个反射层，每一所述反射层形成于二相邻的所述发光源之间。
本发明还有如下功效，本发明在阵列布设的发光源上方，通过热压方式在荧光层上设置表面微结构，然后在表面微结构上通过喷涂或印刷的方式设置包含一定浓度雾度的粒子微结构，增强光线扩散作用，达到最大化程度将发光源的光线导向四周、扩大光形，以及降低背光模组混光厚度的目的。此外，所述表面微结构与雾度粒子微结构制作方法与现有LED封装工艺相兼容，并不需要引入新的设备，具有高效节省成本、亮度效率较高且实现更小混光距离的优势。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明薄型背光模组的剖面示意图；
图2是本发明薄型背光模组的表面微结构的示意图；
图3是本发明薄型背光模组的表面微结构的另一示意图；
图4是本发明薄型背光模组的引导层的示意图；及
图5是本发明薄型背光模组的制作方法的流程图。
具体实施方式
在具体实施方式中提及“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的不同位置出现的相同用语并非必然被限制为相同的实施方式，而应当理解为与其它实施例互为独立的或备选的实施方式。在本发明提供的实施例所公开的技术方案启示下，本领域的普通技术人员应理解本发明所描述的实施例可具有其他符合本发明构思的技术方案结合或变化。
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]、[竖直]、[水平]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
请参照图1至图4所示，本发明提供一种薄型背光模组，包括驱动基板1、多个发光源2、荧光层3及多个粒子微结构5。如图所示的薄型背光模组较佳为直下式背光模组，然而在其他不同的实施例中，薄型背光模组也可应用在侧入式或其他适合的背光模组中。具体而言，将相关微结构工艺用于侧入式背光的线光源lightbar也可以适用，同样有利于降低混光距离，从而实现窄边框的作用。
每一所述发光源2阵列布设于所述驱动基板1上。所述荧光层3表面设置有多个表面微结构4，每一所述表面微结构4对应每一所述发光源2。每一所述粒子微结构5对应每一所述表面微结构4设置，其中所述粒子微结构5与所述表面微结构4共同构成散设所述发光源2光线的引导层6。
在如图2至图4所示的实施例中，所述表面微结构4的中心对应所述发光源2的中心设置，即对应所述发光源2的中心呈对称设置。所述表面微结构4的中心至所述荧光层3的表面的连接面为斜面或弧面。所述表面微结构4所形成的斜面或弧面能够有效地将光线往两侧射出，避免光线过多的重新进入所述发光源2而造成二次吸收。
所述表面微结构4的中心至所述荧光层3的表面的长度41，通常近似等于所述发光源2的边长一半，亦即为50-500微米(μm)，且所述表面微结构4的厚度42为5-100微米(μm)。所述粒子微结构5包括一定浓度的雾度粒子(Haze Particles)为液滴状的透光液体，使所述发光源2的光线充分扩散。在此所述的浓度介于10-90％，且所述粒子微结构5的厚度52介于1-100微米(μm)。具雾度的所述粒子微结构5在与所述表面微结构4形成的引导层6，有利地将发光源2发出的光线更有序地导向四周，充分地将光线散射，增强整体光线的出光光形(Spatial distribution)，有效降低混光距离。
在本发明的一实施例中，所述发光源2为迷你发光二极体(mini-LED)、微发光二极体(micro-LED)或其他小型发光二极体。当相邻的所述发光源2的间距越远，降低背光模组的整体厚度则会越明显。所述荧光层3包括透光胶31和与所述透光胶31混合的荧光粉粒子32、量子点颗粒或雾度粒子其中之一，其中透光胶31例如有机硅胶等。所述驱动基板1可为柔性电路板(FPC)或印刷电路板(PCB)，视需要而改变。
此外，如图1所示，还包括反射层7、扩散层8及增亮层9。所述反射层7设置于所述驱动基板1上且位于二相邻的所述发光源2之间，以增加光线的折射回收利用。所述扩散层8设置于所述荧光层3上。所述增亮层9设置于所述扩散层8上，所述的扩散层8及增亮层9均为背光模组现有技术，在此不多加赘述。每一所述发光源2的尺寸介于100-1000微米(μm)，二相邻的所述发光源2的间距介于100-2000微米(μm)。
请一并参考图5所示，为本发明薄型背光模组的制作方法的流程图。如图5所示，本发明另提供一种薄型背光模组的制作方法，包括以下步骤：S10、提供驱动基板；S20、在所述驱动基板上阵列布设多个发光源；S30、在所述发光源上制备荧光层，在所述荧光层的表面热压出多个表面微结构，每一所述表面微结构对应每一所述发光源；及S40、在所述表面微结构上制备含有一浓度的粒子微结构，所述粒子微结构与所述表面微结构共同构成散设所述发光源光线的引导层。
在步骤S20及S30中，所述发光源采用一种超薄面发光源，例如蓝光mini-LED阵列，通过钢网掩膜工艺在mini-LED出光面涂覆或喷墨打印含有荧光粉粒子等的有机硅胶材料(即荧光层)，所述有机硅胶材料在高温下mini-LED表面形成液滴状并且在降温过程中固化，固化成液滴状的mini-LED的光形(光线射出的形狀)更能够展开。
在步骤S30中，采用热压膜具将每一所述表面微结构制作成中心至所述荧光层表面的连接面为斜面或弧面，其中所述表面微结构的中心至所述荧光层的表面的长度为50-500微米(μm)，且所述表面微结构的厚度为5-100微米(μm)。具体而言，所述荧光层是通过以透光材料(例如有机硅胶等)以热压工艺填平，同时通过热压膜具制备所述表面微结构，其中透光材料中可渗入荧光粉粒子、量子点颗粒、雾度粒子等，所述粒子受到蓝光或紫外光的激发会产生对应的绿光和红光，以混合成白光。
此外，在步骤S30之前，进一步包括制备多个反射层，每一所述反射层形成于二相邻的所述发光源之间。所述反射层可以例如蒸鍍、濺鍍或離子被覆等工艺制作，材料优选为金属或其合金。在步骤S40中，采用钢网工艺以涂布或印刷一透光流体材料于所述表面微结构上，其中所述浓度介于10-90％，且所述粒子微结构的厚度介于1-100微米(μm)。所述粒子微结构表面可增加光线扩散效果，且所述透光流体材料成型后会固化。
所述表面微结构与所述雾度粒子微结构共同构成散设所述发光源光线的引导层，所述引导层能够增强光线扩散作用且其制作方式与现有的LED封装制程相兼容，并不需要引入新的制作设备，具有节省成本、亮度效率较高且实现更小混光距离的优势。
因此，本发明采用一种超薄面发光源，例如蓝光mini-LED阵列，通过钢网掩膜工艺在mini-LED出光面涂覆或喷墨打印含有荧光粉粒子等的有机硅胶材料，所述有机硅胶材料在高温下mini-LED表面形成液滴状并且在降温过程中固化。所述液滴状的mini-LED的光形(光线射出的形狀)能够展开，使背光模组厚度有效降低。
综上所述，虽然本发明结合其具体实施例而被描述，应该理解的是，许多替代、修改及变化对于那些本领域的技术人员将是显而易见的。因此，其意在包含落入所附权利要求书的范围内的所有替代、修改及变化。

Claims (10)

1.一种薄型背光模组，包括:
驱动基板；
多个发光源，每一所述发光源阵列布设于所述驱动基板上；
荧光层，所述荧光层表面设置有多个表面微结构，每一所述表面微结构对应每一所述发光源；及
多个粒子微结构，每一所述粒子微结构对应每一所述表面微结构设置，其中所述粒子微结构与所述表面微结构共同构成散设所述发光源光线的引导层。
2.如权利要求1所述的薄型背光模组，其特征在于，所述粒子微结构包括一定浓度的雾度粒子，所述浓度介于10-90％，且所述粒子微结构的厚度介于1-100微米(μm)。
3.如权利要求1所述的薄型背光模组，其特征在于，所述表面微结构的中心对应所述发光源的中心设置，且所述表面微结构的中心至所述荧光层的表面的连接面为斜面或弧面。
4.如权利要求1所述的薄型背光模组，其特征在于，所述表面微结构的中心至所述荧光层的表面的长度为50-500微米(μm)，且所述表面微结构的厚度为5-100微米(μm)。
5.如权利要求1所述的薄型背光模组，其特征在于，所述发光源为迷你发光二极体(Mini LED)或微发光二极体(Micro LED)，所述荧光层包括透光胶和与所述透光胶混合的荧光粉粒子、量子点颗粒或雾度粒子其中之一，所述驱动基板为柔性电路板(FPC)或印刷电路板(PCB)。
6.如权利要求1所述的薄型背光模组，其特征在于，还包括:
反射层，设置于所述驱动基板上且位于二相邻的所述发光源之间；
扩散层，设置于所述荧光层上；及
增亮层，设置于所述扩散层上；
其中每一所述发光源的尺寸介于100-1000微米(μm)，二相邻的所述发光源的间距介于100-2000微米(μm)。
7.一种薄型背光模组的制作方法，包括以下步骤：
S10、提供驱动基板；
S20、在所述驱动基板上阵列布设多个发光源；
S30、在所述发光源上制备荧光层，在所述荧光层的表面热压出多个表面微结构，每一所述表面微结构对应每一所述发光源；及
S40、在所述表面微结构上制备含有一浓度的粒子微结构，所述粒子微结构与所述表面微结构共同构成散设所述发光源光线的引导层。
8.如权利要求7所述的薄型背光模组的制作方法，其特征在于，在步骤S30中，采用热压膜具将每一所述表面微结构制作成，中心至所述荧光层表面的连接面为斜面或弧面，其中所述表面微结构的中心至所述荧光层的表面的长度为50-500微米(μm)，且所述表面微结构的厚度为5-100微米(μm)。
9.如权利要求7所述的薄型背光模组的制作方法，其特征在于，采用钢网工艺以涂布或印刷一透光流体材料于所述表面微结构上，其中所述浓度介于10-90％，且所述粒子微结构的厚度介于1-100微米(μm)。
10.如权利要求7所述的薄型背光模组的制作方法，其特征在于，在步骤S30之前，进一步包括制备多个反射层，每一所述反射层形成于二相邻的所述发光源之间。
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