CN109445180B - 一种背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组及显示装置，其中，该背光模组包括：LED光源，所述LED光源包括基板和阵列排布在所述基板上的mini LED灯珠；荧光胶层，设置在所述LED光源的出光方向上，且所述荧光胶层远离所述LED光源的位置上设置有四棱锥结构，且每个mini LED灯珠与每个四棱锥结构一一对应设置。用于解决现有Mini LED背光模组存在厚度较厚的技术问题。

Description

一种背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

Mini LED技术可实现直下式背光Local Dimming(局部调光)设计，达到高动态范围的屏幕效果，使画面更为细腻。此外，在降低背光功耗的同时，通过提供高亮度面光源，提升了背光模组的亮度。

具体来讲，将mini LED灯珠打件于布完线的基板上，再采用喷涂或膜压方式固定荧光粉或者荧光膜。其中，基板可以是FPC板(Flexible Printed Circuit Board，即柔性印刷电路板)或BT(Bismaleimide Triazine，即BT树脂基板材料)板。通过基板上线路对miniLED灯珠进行控制，达到面光源和Local Dimming效果。

在现有技术中，由于电子设备背光空间十分有限，不能像大尺寸直下式背光那样，采用增大混光距离来解决LED灯影问题。此外，由于mini LED灯珠发光角度一般在120°左右，如果mini LED灯珠间存在间距，那么该间距内无发光体而偏暗。最终，将在mini LED面光源上呈现为满天星的现象。目前，常采用较厚的扩散膜或扩散板，利用其遮瑕性，将光线打散，进而解决Mini LED背光模组的灯影和四周漏光问题。

然而，在采用较厚的扩散膜或扩散板时，Mini LED背光模组存在厚度较厚的技术问题。

可见，现有Mini LED背光模组存在厚度较厚的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种背光模组及显示装置，用于解决现有Mini LED背光模组存在厚度较厚的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种背光模组，包括：

LED光源，所述LED光源包括基板和阵列排布在所述基板上的mini LED灯珠；

荧光胶层，设置在所述LED光源的出光方向上，且所述荧光胶层远离所述LED光源的位置上设置有四棱锥结构，且每个mini LED灯珠与每个四棱锥结构一一对应设置。

在本发明实施例的技术方案中，直接将荧光胶层设置在LED光源的出光方向上，且在荧光胶层远离LED光源的位置上设置四棱锥结构，且每个mini LED灯珠与每个四棱锥结构一一对应设置。如此一来，来自某一mini LED灯珠的部分入射光线经相应的四棱锥结构，将从该mini LED灯珠与相邻的mini LED灯珠间所围成的暗区射出。从而在实现Mini LED背光模组轻薄化设计的同时，解决了背光模组四周漏光及灯影的问题。

可选地，所述四棱锥结构与所述荧光胶层一体成型。

在本发明实施例的技术方案中，该四棱锥结构与荧光胶层一体成型，也就是说，直接设计具有四棱锥结构的荧光胶层，从而实现了背光模组的轻薄化设计。

可选地，所述四棱锥结构为顶点区域呈圆弧化的结构。

在本发明实施例的技术方案中，将四棱锥结构的顶点区域设计成圆弧结构，有利于将来自mini LED灯珠的入射光线充分打散，背光模组发散性能更好，发光更均匀，从而提高了背光模组的使用性能。

可选地，所述四棱锥结构为凹槽结构，所述顶点区域靠近所述mini LED灯珠。

在本发明实施例的技术方案中，该四棱锥结构为凹槽结构，且该凹槽结构的顶点区域靠近mini LED灯珠。如此一来，来自mini LED灯珠的部分入射光线经该凹槽结构，将从mini LED灯珠与相邻的mini LED灯珠间所围成的暗区射出，从而在实现Mini LED背光模组轻薄化设计的同时，解决了背光模组四周漏光及灯影的问题。

可选地，所述四棱锥结构为凸棱结构，所述顶点区域远离所述mini LED灯珠。

在本发明实施例的技术方案中，该四棱锥结构为凸棱结构，且该凸棱结构的顶点区域远离mini LED灯珠。如此一来，来自mini LED灯珠的部分入射光线经该凸棱结构，将从该mini LED灯珠正上方的暗区射出。从而在实现Mini LED背光模组轻薄化设计的同时，解决了背光模组四周漏光及灯影的问题。

可选地，所述凹槽结构远离所述mini LED灯珠的一侧设置有反射材料。

在本发明实施例的技术方案中，通过在凹槽结构远离mini LED灯珠的一侧设置反射材料，来自mini LED灯珠的部分入射光线，在经该反射材料反射后，大部分光线将被反射至mini LED灯珠的暗区中，从而提高了光线的利用率，改善了背光模组的显示效果。

可选地，所述反射材料填充至所述凹槽结构内。

可选地，所述四棱锥结构的每个侧面，与过所述mini LED灯珠的中心轴线且垂直于所述基板的平面间的夹角范围均为0°～90°。

在本发明实施例的技术方案中，通过将四棱锥结构的每个侧面，与过mini LED灯珠的中心轴线且垂直于基板的平面间的夹角范围设置为0°～90°，如此一来，来自mini LED灯珠的部分入射光线，经四棱锥结构的每个侧面进行相应的光线传播后，光线被充分打散，从而保证了背光模组的发光均匀性。

可选地，所述顶点区域往所述mini LED灯珠方向的投影区域，完全落入所述miniLED灯珠的顶部区域，且所述顶部区域往所述四棱锥结构方向的投影区域，完全落入所述四棱锥结构的底部区域，所述顶点区域的直径值不大于所述底部区域的内切圆的直径值。

在本发明实施例的技术方案中，该呈圆弧化的结构的顶点区域往mini LED灯珠方向的投影区域，完全落入该mini LED灯珠的顶部区域。且该mini LED灯珠的顶部区域往四棱锥结构方向的投影区域，完全落入该四棱锥结构的底部区域。该顶点区域的直径值不大于该四棱锥结构的底部区域的内切圆的直径值，从而保证了光线经顶点区域后的均匀化，进而有效改善了背光模组暗区的亮度，提高了背光模组的光学效果。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：

如第一方面所述的背光模组；

显示面板，设置在所述背光模组的出光面一侧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明实施例提供了一种背光模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种背光模组中四棱锥结构为凹槽结构的正面立体结构示意图；

图3为图2所示背光模组中四棱锥结构为凹槽结构的一种A-A剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种背光模组中来自mini LED灯珠的入射光线经凹槽结构后的光线示意图；

图5为本发明实施例提供的一种背光模组中形成凹槽结构的其中一种示意图；

图6为本发明实施例提供的一种背光模组中四棱锥结构为凸棱结构的正面立体结构示意图；

图7为图6所示背光模组中四棱锥结构为凸棱结构的一种B-B剖视图；

图8为本发明实施例提供的一种背光模组中形成凸棱结构的其中一种示意图；

图9为本发明实施例提供的一种背光模组中来自mini LED灯珠的入射光线经凸棱结构后的光线示意图；

图10为本发明实施例提供的一种背光模组中凹槽结构内部设置有反射材料的其中一种结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种背光模组中通过掩膜板技术将反射材料填充至凹槽结构的其中一种结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

在本文中提及“实施例”意味着，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。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。并且，附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

请参考图1，为本发明实施例提供了一种背光模组的结构示意图。本发明实施例提供了一种背光模组，包括：

LED光源10，LED光源10包括基板101和阵列排布在基板101上的mini LED灯珠102；

荧光胶层20，设置在LED光源10的出光方向上，且荧光胶层20远离LED光源10的位置上设置有四棱锥结构201，且每个mini LED灯珠102与每个四棱锥结构201一一对应设置。

在本发明实施例中，LED光源10包括基板101和阵列排布在基板101上的mini LED灯珠102，mini LED灯珠102的尺寸通常为100μm～1000μm。由于尺寸约在百微米级别的miniLED灯珠102无需克服巨量转移的技术门槛，其量产具有可行性，可应用在大尺寸显示屏的背光(如电视)中，也可以作为小尺寸显示屏(如手机)的背光应用。在具体实施过程中，基板101可以是FPC板，还可以是BT板，等等。基板101上设置有用于实现信号和电的对外连接的走线，该走线用于传输驱动mini LED灯珠发光的信号。该mini LED灯珠102可以是若干数目。排布在基板101上的mini LED灯珠102可以是按照预设顺序排布，比如，以mini LED灯珠102彼此间间隔固定位置，且呈1000行×1000列来排布。当然，本领域技术人员可以根据实际情况设置mini LED灯珠102的个数，以及设置mini LED灯珠102在基板101上的排布顺序，在此就不再赘述了。此外，在具体实施过程中，具体可以通过CSP(Chip Scale Package，即芯片级封装)工艺来生产该背光模组，具体来讲，通过集中化打件来排布mini LED灯珠102，然后用荧光胶层20来包覆mini LED灯102珠，从而形成Mini LED背光模组。

在本发明实施例中，背光模组还包括荧光胶层20，该荧光胶层20具体为荧光粉与胶搅拌在一起所形成的胶层结构。在具体实施过程中，该荧光胶层20设置在LED光源10的出光方向上，且该荧光胶层20远离LED光源10的位置上设置有四棱锥结构201，且每个miniLED灯珠102与每个四棱锥结构201一一对应设置，具体如图1所示。在具体实施过程中，每个mini LED灯珠102对应一个四棱锥结构201，也就是说，该背光模组中四棱锥结构201的数量等于mini LED灯珠102的数量，且每个四棱锥结构201位于mini LED灯珠102的上方，且远离LED光源10的荧光胶层20上。如此一来，来自某一mini LED灯珠102的部分入射光线经相应的四棱锥结构201，该部分入射光线将从该mini LED灯珠102与相邻的mini LED灯珠102间所围成的暗区射出。所谓暗区具体为相对mini LED灯珠102正上方区域的光线亮度来说，该暗区所对应区域内的光线亮度较暗。在本发明实施例中，由于来自mini LED灯珠102的部分入射光线经四棱锥结构201后，从该暗区射出，从而对该暗区的光线亮度进行了增强，从而提高了背光模组亮度显示的均匀性。此外，在本发明实施例中，该四棱锥结构具体为由四个三角形，一个四边形所围成的立体图形结构。来自mini LED灯珠102的部分入射光线，通过具有四棱锥结构201的荧光胶层20，光线将经包括该背光模组的显示装置的各个方向进行发散，从而保证了mini LED灯珠102的发光均匀性，同时解决了背光模组四周漏光及灯影的问题。

在本发明实施例中，为了实现背光模组的轻薄化设计，该四棱锥结构201与荧光胶层20一体成型，也就是说，本发明实施例设计了一种具有四棱锥结构201的荧光胶层20。在具体实施过程中，具体可以通过针对未固化的荧光胶层20进行压膜定位下压成型，从而形成具有四棱锥结构201的荧光胶层20。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要来设计具有四棱锥结构201的荧光胶层20，在此就不再赘述了。

在本发明实施例中，为了提高四棱锥结构201对光线的发散性能，改善mini LED灯珠102的发光均匀性，该四棱锥结构201为顶点区域呈圆弧化的结构，从而将来自mini LED灯珠102的入射光线充分打散。在四棱锥结构201的顶点区域呈圆弧化的结构时，围成该结构的相邻两三角形结构间圆弧过渡。在具体实施过程中，该四棱锥结构201具体可以是凹槽结构，还可以是凸棱结构。对于每种结构其相对应的顶点区域有所不同，且光线经每种结构后的光路也有所不同，具体在下述内容中进行介绍，这里先不用描述。

在本发明实施例中，若mini LED灯珠102的发光角度小于120°，可以将该四棱锥结构201设计为凹槽结构，此凹槽结构的顶点区域2011靠近所对应的mini LED灯珠102。如图2所示为背光模组中四棱锥结构201设计为凹槽结构的正面立体结构示意图。图3所示为图2所示的背光模组的一种A-A剖视图。在具体实施过程中，来自mini LED灯珠102的部分入射光线经该凹槽结构，从该凹槽结构相对的mini LED灯珠102与相邻的mini LED灯珠102间所围成的暗区射出。在现有技术中，每个mini LED灯珠102的发光角度小于120°时，mini LED灯珠102所发出的光线极易出现中间亮，两边暗的现象。当该四棱锥结构201为凹槽结构时，能够将来自mini LED灯珠102的部分入射光线反射到该mini LED灯珠102的两侧，以一个mini LED灯珠102为例，所对应的光线示意图具体如图4所示，具体来讲，来自mini LED灯珠102的部分入射光线，由光密介质(荧光胶层20)射入光疏介质(凹槽结构内的空气)，发生全反射。此时，经该凹槽结构折射到mini LED灯珠102正上方的光线将减少。部分入射光线垂直入射顶点区域2011后，从相应的mini LED灯珠102的正上方射出。如此一来，经该凹槽结构后能够对mini LED灯珠102两侧的暗区进行补偿，从而弱化了mini LED灯珠102中间亮，两边暗的现象。在实现Mini LED背光模组轻薄化设计的同时，有效解决了Mini LED背光模组的灯影和四周漏光问题。

在本发明实施例中，可以通过所需的四棱锥结构的具体形状来设计压膜，在针对背光模组所涂布的荧光胶层20尚未固化前，通过压膜定位下压成型形成较为精准的凹槽结构，具体如图5所示。

在本发明实施例中，若mini LED灯珠102的发光角度大于或等于120°，还可以将该四棱锥结构201设计为凸棱结构，该凸棱结构的顶点区域2012远离相应的mini LED灯珠102。如图6所示为背光模组中四棱锥结构201设计为凸棱结构的正面立体结构示意图。图7所示为图2所示的背光模组的一种B-B剖视图。在具体实施过程中，来自mini LED灯珠102的部分入射光线经该凸棱结构，将发生折射，从该mini LED灯珠102正上方的暗区射出。在具体实施过程中，可以在压膜上预先设置与凸棱结构的形状相同的凹槽结构，在荧光胶层20包覆mini LED灯珠102且尚未固化前用压膜成型并固化，从而在荧光胶层20上形成如图6所示的凸棱结构。具体的压膜过程示意图如图8所示。

在现有技术中，若每个mini LED灯珠102的发光角度大于120°时，mini LED灯珠102所发出的光线极易出现中间暗，两边亮的现象。当该四棱锥结构201为凸棱结构时，能够将来自mini LED灯珠102的部分入射光线聚拢至该mini LED灯珠102的上方，从而经凸棱结构后对mini LED灯珠102上方的暗区进行了补偿，此外，来自mini LED灯珠102的部分入射光线垂直入射该凸棱结构的顶点区域2012后，将从相应的mini LED灯珠102的正上方射出。以一个mini LED灯珠102为例，所对应的光线示意图如图9所示。如此一来，来自mini LED灯珠102的部分入射光线中的大部分光线经该凸棱结构发生折射，较多的折射光线将聚集在mini LED灯珠102的上方，从而对mini LED灯珠上方的暗区进行了补偿。

在本发明实施例中，为了提高四棱锥结构201对光线的发散性能，不管是凹槽结构的四棱锥结构201，还是凸棱结构的四棱锥结构201，该四棱锥结构201呈圆弧化的顶点区域往mini LED灯珠102方向的投影区域，完全落入该mini LED灯珠102的顶部区域1021。且该mini LED灯珠102的顶部区域1021往四棱锥结构201方向的投影区域，完全落入该四棱锥结构201的底部区域2013。具体示意图仍如图6所示。该四棱锥结构201的顶点区域的直径值不大于其底部区域2013的内切圆的直径值。在具体实施过程中，该底部区域2013具体为四边形区域，可以是矩形区域，还可以是正方形区域。该底部区域2013的内切圆的直径值可以是矩形区域的内切圆的直径值，还可以是正方形区域的内切圆的直径值。在具体实施过程中，该四棱锥结构201的顶点区域的直径值还可以是不大于底部区域2013的内切圆的半径值，以使四棱锥结构201对光线的发散性能更佳。当然，本领域技术人员可以根据实际需要来设计四棱锥结构201的顶点区域的直径值，与底部区域2013的内切圆的直径值之间的数值关系，在此就不再详述了。

在本发明实施例中，为了提高mini LED灯珠102的暗区对光线的利用率，该凹槽结构远离相应的mini LED灯珠102的一侧设置有反射材料202，其中的一种设置示意图如图10所示。具体来讲，来自mini LED灯珠102的部分入射光线，经该反射材料202反射后，大部分光线将被反射至mini LED灯珠102的暗区中，从而提高了光线的利用率。在具体实施过程中，该反射材料202具体可以为添加金属元素(比如，银)的透明UV胶(紫外光固化胶)，还可以是添加有二氧化硅的透明UV胶，还可以是添加光学级的亚克力材料的透明UV胶。当然，本领域技术人员可以根据实际需要来设计该UV胶，在此就不再赘述。该反射材料202的反射率要大于荧光胶层20的反射率，从而提高了凹槽结构对暗区的光线补偿效果。

在本发明实施例中，具体可以将该反射材料202涂覆在该凹槽结构的内侧，还可以是将该反射材料202填充至该凹槽结构内，填充后的反射材料202与荧光胶层20在同一平面上。在具体实施过程中，可以通过如图11所示的掩膜板技术来将该反射材料202填充至该凹槽结构内。由于掩膜板技术为现有技术，在此就不再赘述了。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要来采用不同的方案将该反射材料202填充至该凹槽结构内。

在本发明实施例中，为了将经四棱锥结构201的光线充分打散，四棱锥结构201的每个侧面，与过mini LED灯珠102的中心轴线且垂直于该基板101的平面间的夹角范围均为0°～90°。比如，具体可以是四棱锥结构201的每个侧面，与过mini LED灯珠102的中心轴线且垂直于该基板101的平面间的夹角为45°。还可以是四棱锥结构201的每个侧面，与过miniLED灯珠102的中心轴线且垂直该基板101的平面间的夹角为20°。从而保证背光模组发光均匀性的同时，实现了背光模组的轻薄化设计。

在具体实施过程中，背光模组还包括上增光片、下增光片，上增光片和下增光片自上而下依次设置在荧光胶层20的上方。

基于同样的发明构思，请参考图12，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：

如上所述的背光模组30；

显示面板40，设置在背光模组30的出光面一侧。

在本发明实施例中，当背光模组30与显示面板40组装后，显示面板40位于上增光片的上方，在mini LED灯珠发出的光依次经过荧光胶层20、下增光片、上增光片后，自显示面板底部进入，从而为显示面板提供背光源。

在具体实施时，该显示面板40可以为液晶显示面板。该液晶显示面板包括：相对设置的阵列基板与对向基板，以及封装于阵列基板与对向基板之间的液晶层。具体地，该液晶显示面板的具体结构可以与现有技术中的结构相同，在此不作赘述。

在本发明实施例中，通过在背光模组30的内部设置具有四棱锥结构201的荧光胶层20，在保证背光模组30发光均匀性的同时，提高了显示面板40显示效果的均匀性，从而提高了显示装置的显示效果。由于背光模组30的具体结构在上述方案中已经详细描述了，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，可以将该显示装置应用在大尺寸电视的显示屏幕中，还可以将其应用在小尺寸手机的显示屏幕中，还可以应用在小尺寸平板电脑的显示屏幕中，在此就不一一举例说明了。

在本发明实施例中，通过设计具有四棱锥结构201的荧光胶层20，并将其放置在mini LED灯珠102远离LED光源的位置上，通过改善经四棱锥结构201的光线路径，从而解决Mini LED背光模组的灯影和四周漏光问题。整体方案简单易行，且制作成本较低。在保证Mini LED背光模组轻薄化设计的同时，利用简单的结构便解决了背光模组四周漏光及灯影的问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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。

Claims (8)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

LED光源，所述LED光源包括基板和阵列排布在所述基板上的mini LED灯珠；

荧光胶层，设置在所述LED光源的出光方向上，且所述荧光胶层远离所述LED光源的位置上设置有四棱锥结构，且每个mini LED灯珠与每个四棱锥结构一一对应设置，其中，所述荧光胶层具体为荧光粉与胶搅拌在一起所形成的胶层结构，且所述荧光胶层包覆所述miniLED灯珠，所述四棱锥结构为顶点区域呈圆弧化的结构；

其中，所述顶点区域往所述mini LED灯珠方向的投影区域，完全落入所述mini LED灯珠的顶部区域，且所述顶部区域往所述四棱锥结构方向的投影区域，完全落入所述四棱锥结构的底部区域，所述顶点区域的直径值不大于所述底部区域的内切圆的直径值。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述四棱锥结构与所述荧光胶层一体成型。

3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述四棱锥结构为凹槽结构，所述顶点区域靠近所述mini LED灯珠。

4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述四棱锥结构为凸棱结构，所述顶点区域远离所述mini LED灯珠。

5.如权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽结构远离所述mini LED灯珠的一侧设置有反射材料。

6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述反射材料填充至所述凹槽结构内。

7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述四棱锥结构的每个侧面，与过所述mini LED灯珠的中心轴线且垂直于所述基板的平面间的夹角范围均为0°～90°。

8.一种显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任意一项所述的背光模组；

显示面板，设置在所述背光模组的出光面一侧。

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