CN110398857A - 微型发光二极管灯板、其制作方法、背光模组及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型发光二极管灯板、其制作方法、背光模组及显示装置，包括：透明基材电路板，设置于透明基材电路板上的微型发光二极管芯片，以及位于透明基材电路板背离微型发光二极管芯片一侧的第一反射层。在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片的一侧设置第一反射层，可以避免微型发光二极管芯片焊接工艺中对第一反射层的破坏，保证第一反射层具有较高的反射效率。微型发光二极管芯片向透明基材电路板的一侧的出射光透过透明基材电路板入射到第一反射层上，被重新向微型发光二极管芯片背离透明基材电路板的一侧出射，由此使光源的更多出射光可以被利用，提高光源的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种微型发光二极管灯板、其制作方法、背光模组及显示装置。
背景技术
高动态范围(High-Dynamic Range，简称HDR)显示技术相比传统显示技术，可以提供更多的动态表现和图像细节，能够更好地反映出真实环境中物体自有的视觉效果，并被普遍认为会引发显示领域里的下一次变革。同时，HDR显示技术对液晶显示终端也提出更高的要求——更精细的分区控制和更高的图像对比度。
微型发光二极管(Mini-Light Emitting Diode，简称Mini-LED)作为背光在液晶显示中已经成为了当前的研究热点。不同于传统液晶显示采取导光板侧入式的背光方案，其采用巨量Mini-LED作为背光源应用到背光领域，不仅可以实现背光的轻薄化，还可以实现更为精细化的区域调光控制，提升液晶显示的动态对比度。
然而Mini-LED在应用设计时存在诸多问题，Mini-LED灯板的出射光一部分会直接投射向显示面板，还会有一部分光线会向灯板底部出射，造成光源的利用低。
发明内容
本发明提供了一种微型发光二极管灯板、其制作方法、背光模组及显示装置，用以提高光源的利用效率。
第一方面，本发明提供一种微型发光二极管灯板，包括：透明基材电路板，设置于所述透明基材电路板上的微型发光二极管芯片，以及位于所述透明基材电路板背离所述微型发光二极管芯片一侧的第一反射层；
所述第一反射层用于将入射光线向所述微型发光二极管芯片一侧反射。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微型发光二极管灯板中，所述第一反射层为白色油墨层或反射片。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微型发光二极管灯板中，所述白色油墨的厚度为10-50μm。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微型发光二极管灯板中，所述透明基材电路板包括：透明基底，位于所述透明基底上的线路层，以及覆盖所述线路层的透明绝缘层；
所述透明绝缘层包括：与所述微型发光二极管芯片的电极一一对应的镂空部。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微型发光二极管灯板中，所述透明基材电路板为印刷电路板或柔性电路板。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微型发光二极管灯板中，还包括：位于所述透明基材电路板背离所述第一反射层一侧表面的第二反射层；
所述第二反射层的图形在所述透明基板电路板的正投影与所述微型发光二极管芯片在所述透明基板电路板的正投影互不交叠；所述第二反射层的厚度小于所述微型发光二极管芯片的高度。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微型发光二极管灯板中，所述第二反射层为白色油墨层。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微型发光二极管灯板中，所述白色油墨层的厚度不超过25μm。
第二方面，本发明提供一种背光模组，包括：背板以及设置在所述背板上的上述任一微型发光二极管灯板。
第三方面，本发明提供一种显示装置，包括上述任一背光模组以及设置在所述背光模组出光侧的显示面板。
本发明有益效果如下：
本发明提供的微型发光二极管灯板、其制作方法、背光模组及显示装置，包括：透明基材电路板，设置于透明基材电路板上的微型发光二极管芯片，以及位于透明基材电路板背离微型发光二极管芯片一侧的第一反射层；第一反射层用于将入射光线向微型发光二极管芯片一侧反射。在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片的一侧设置第一反射层，可以避免微型发光二极管芯片焊接工艺中对第一反射层的破坏，保证第一反射层具有较高的反射效率。微型发光二极管芯片的大部分光线向背离透明基材电路板的一侧出射，但仍然有小部分光线会向透明基材电路板的一侧出射，由于采用了透明基底，这部分光线可以透过透明基材电路板入射到第一反射层上，第一反射层具有反射作用，可以将入射的光线进行反射，反射光线重新向微型发光二极管芯片背离透明基材电路板的一侧出射，由此使光源的更多出射光可以被利用，提高光源的利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的微型发光二极管灯板的结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的微型发光二极管芯片的光线出射路径示意图之一；
图3为本发明实施例提供的微型发光二极管芯片的光线出射路径示意图之一；
图4为本发明实施例提供的微型发光二极管灯板的结构示意图之二；
图5为本发明实施例提供的透明绝缘层的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的微型发光二极管灯板的结构示意图之三；
图7为本发明实施例提供的第二反射层的俯视结构示意图；
图8为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图之一；
图9为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图之二；
图10为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的微型发光二极管灯板的制作方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的微型发光二极管灯板、其制作方法、背光模组及显示装置。
本发明实施例的第一方面，提供一种微型发光二极管灯板，如图1所示，该微型发光二极管灯板包括：透明基材电路板11，设置于透明基材电路板11上的微型发光二极管芯片12，以及位于透明基材电路板11背离微型发光二极管芯片12一侧的第一反射层13；其中，第一反射层13用于将入射光线向微型发光二极管芯片一侧反射。
本发明实施例提供的上述微型发光二极管灯板采用透明基材电路板，即电路板的基底采用透明材料进行制作，在透明的玻璃基板或透明柔性基板上形成用于控制微型发光二极管芯片发光的线路之后，再将微型发光二极管芯片焊接于透明基材电路板之上。微型发光二极管芯片焊接的工艺可以采用回流焊工艺，而在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片的一侧设置第一反射层，可以避免回流焊工艺中对第一反射层的破坏，保证第一反射层具有较高的反射效率。
图2示出了本发明实施例提供的上述微型发光二极管灯板的光线出射路径，如图2所示，微型发光二极管芯片12的大部分光线a向背离透明基材电路板11的一侧出射，但仍然有小部分光线b会向透明基材电路板11的一侧出射，由于采用了透明基底，这部分光线b可以透过透明基材电路板11入射到第一反射层13上，第一反射层13具有反射作用，可以将入射的光线b进行反射，反射光线b’重新向微型发光二极管芯片12背离透明基材电路板11的一侧出射，由此使光源的更多出射光可以被利用，提高光源的利用效率。
在实际应用中，微型发光二极管灯板在作为背光使用时，在微型发光二极管芯片12背离透明基材电路板11的一侧还可能包括扩散板和/或量子点材料层。扩散板可以匀化微型发光二极管灯板的出射光线，而在白色背光领域通常采用蓝色微型发光二极管芯片激发量子点材料产生红色光和绿色光，从而形成三基色光的技术方案。而上述扩散板和量子点材料层中一般均包括散射粒子，光线入射到散射粒子后会被散射向处个方向，因此在微型发光二极管灯板出光侧的光学膜片也会造成一部分光线向灯板底侧出射的损失。而采用本发明实施例提供的上述微型发光二极管灯板时，如图3所示，微型发光二极管芯片12的大部分光线a1向背离透明基材电路板11的一侧出射，但仍然有小部分光线b1会向透明基材电路板11的一侧出射，由于采用了透明基底，这部分光线b1可以透过透明基材电路板11入射到第一反射层13上，第一反射层13具有反射作用，可以将入射的光线b1进行反射，反射光线b1’重新向微型发光二极管芯片12背离透明基材电路板11的一侧出射；同样地，光学膜片使得入射光线中的大部分光线a2和a3仍然向背离透明基材电路板11的一侧出射，但仍有小部分光线b2和b3会向透明基材电路板出射，这部分光线b2和b3可以透过透明基材电路板11入射到第一反射层13中，第一反射层13入射的光线b2和b3反射，反射光线b2’和b3’重新向背离透明基材电路板11的一侧出射。由此使光源的更多出射光可以被利用，提高光源的利用效率。
在具体实施时，上述第一反射层13可以为白色油墨层或反射片。白色油墨可以采用涂覆或方喷涂的方式形成在透明基底的底面，除此之外，也可以采用其它反光材料形成在透明基底的底面，用于对光线的反射，在此不做限定。反射片可以直接设置在透明基底的底面，也可以与透明基底相距一定的距离，反射片的反射面应面向透明基材电路板。
白色油墨薄涂在透明基材电路板11背离微型发光二极管芯片12一侧的表面就可以起到光反射的作用，且反射效率随着白色油墨的涂覆厚度的增加而提高，在具体实施时将白色油墨层的厚度设置在10-50μm的范围内就可以达到较佳的反射率，相比于设置反射板，白色油墨层的厚度仅为反射板的25％以下，因此可以有效减小微型发光二极管灯板的整体厚度，有利于器件的轻薄化。
在具体实施时，如图4所示，透明基材电路板包括：透明基底111，位于透明基底111上的线路层112，以及覆盖线路层112的透明绝缘层113；其中，透明绝缘层113的俯视结构如图5所示，透明绝缘层113包括：与微型发光二极管芯片的电极一一对应的镂空部h，该镂空部h用于暴露出线路层112中用于焊接微型发光二极管芯片电极的焊脚，透明绝缘层113的其它区域用于覆盖线路层112，避免线路层112被破坏。
透明基底111可以采用玻璃、亚克力等材料进行制作，也可以采用聚酰亚胺或聚酯薄膜等柔性材料进行制作。在透明基底之上形成整层的导电金属层，例如可以采用金属铜，而后通过刻蚀形成线路以及用于焊接微型发光二极管芯片的焊脚，在形成的线路之上覆盖用于保护线路的透明绝缘层113。透明基材电路板11所采用的透明基材不同，可以将透明基材电路板划分为印刷电路板和柔性电路板，在实际应用中，可以根据需求选择硬性基材或柔性基材来制作上述电路板，在此不做限定。
如图5所示，线路层112中除了用于焊接微型发光二极管芯片12的焊脚之外，还包括由相互连接的导线构成的线路，为了增强散热减小线路自身的电阻，会将导线的宽度加宽处理，而线路层所采用的金属不具透光性，会阻碍光线透过透明基材电路板到达第一反射层，此时第一反射层并不能有效地将微型发光二极管芯片的出射光进行反射。有鉴于此，如图6所示，本发明实施例提供的微型发光二极管灯板还可以包括：位于透明基材电路板11背离第一反射层13一侧表面的第二反射层14；如图7所示的第二反射层的俯视图，第二反射层14的图形在透明基板电路板的正投影与微型发光二极管芯片12在透明基板电路板的正投影互不交叠。
微型发光二极管芯片12和第二反射层14均设置在透明基材电路板11的表面，微型发光二极管芯片12相比于发光二极管来说，无论在封装结构还是尺寸上都有较大区域。传统的发光二极管的尺寸较大，且通过会在发光芯片的外侧再设置透镜等结构再进行封装。而微型发光二极管则是将芯片形成之后，再转移到电路板之上进行焊接，尺寸一般小于200μm。因此在微型发光二极管芯片12的同侧设置的膜层均需要合理设置，以免造成对微型发光二极管芯片12出射光的遮挡。本发明实施例将第二反射层14的图形设置得与微型发光二极管芯片12互不重叠，且第二反射层14的厚度小于微型发光二极管芯片12的高度，避免第二反射层14对微型发光二极管芯片12出射光的遮挡，同时还可以将微型发光二极管12向底部出射的光线重新向背离透明基材电路板11的一侧反射，以提高光线的利用效率。
在具体实施时，上述第二反射层14可采用白色油墨层。可以在透明基材电路板11上设置掩膜板，掩膜板的镂空图形对准除微型发光二极管芯片12以外的区域，再掩膜板的掩膜下喷涂白色油墨，从而在透明基材电路板11上形成第二反射层14。为了避免白色油墨层对微型发光二极管芯片12的遮挡，同时又可以接收微型发光二极管芯片的出射光线，白色油墨层的厚度一般不超过25μm。微型发光二极管芯片12的尺寸在百微米量级，因此将白色油墨层设置在25μm以下不会影响微型发光二极管芯片12向背离透明基材电路板11一侧的出光，还可以接收微型发光二极管芯片12向透明基材电路板11出射的较大范围内的出射光，并将这部分光反射以提高光线利用效率。
本发明实施例的第二方面，提供一种背光模组，如图8所述，该背光模组包括：背板200以及设置在背板200上的上述任一微型发光二极管灯板100。该背光模组包括上述任一微型发光二极管灯板，其解决问题的原理与上述微型发光二极管灯板相似，该背光模组的实施可以参见上述微型发光二极管灯板的实施，重复之处不再赘述。
在具体实施时，上述微型发光二极管灯板中的微型发光二极管芯片可采用蓝光芯片，微型发光二极管芯片的出射光为蓝色光；此时，如图9所示，背光模组还包括：位于微型发光二极管灯板100出光侧的量子点层300。量子点层300中可以包含红色量子点材料和绿色量子点材料，红色量子点材料在蓝色光的激发下产生红色光，绿色量子点材料在蓝色光的激发下产生绿色光，由此产生红、绿、蓝三基色光，使得背光模组的出射光为白光。微型发光二极管芯片的出射光，以及量子点材料的出射光均有向灯板底侧出射的部分，在灯板底部设置第一反射层，可以将这部分光线重新向上出射，由此提高光源的利用效率。
本发明实施例的第三方面，提供一种显示装置，如图10所示，该显示装置包括上述任一背光模组以及设置在背光模组出光侧的显示面板400。该显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视等显示设备，也可以为手机、平板电脑、移动相册等移动终端。该显示面板400可包括：相对而置的阵列基板41和对向基板42，以及位于阵列基板41和对向基板42之间的液晶层43。背光模组具有较高的光利用效率，可以为显示面板提供高效背光。由于该显示装置解决问题的原理与上述背光模组相似，因此该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例的第四方面，提供一种微型发光二极管灯板的制作方法，如图11所示，该制作方法可以包括：
S10、形成透明基材电路板；
S20、将微型发光二极管芯片焊接于透明基材电路板上；
S30、在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片的一侧形成第一反射层。
微型发光二极管芯片通常采用回流焊工艺焊接于电路板上，具体来说，在透明基材电路板的焊脚上涂覆锡膏，再将微型发光二极管芯片转移至电路板上的对应位置，将微型发光二极管芯片和电路板进行高温回流，以使锡膏熔化，待温度降低之后可以将微型发光二极管芯片焊接于电路板上。本发明实施例提供的上述制作方法，在焊接发光二极管芯片之后再形成第一反射层，这样可以避免回流焊高温环境对第一反射层的破坏，保证第一反射层具有较高的反射效率。同时采用透明基底形成电路板，使得透明基材电路板具有透光性质。微型发光二极管芯片的大部分光线向背离透明基材电路板的一侧出射，但仍然有小部分光线会向透明基材电路板的一侧出射，由于采用了透明基底，这部分光线可以透过透明基材电路板入射到第一反射层上，第一反射层具有反射作用，可以将入射的光线进行反射，反射光线重新向微型发光二极管芯片背离透明基材电路板的一侧出射，由此使光源的更多出射光可以被利用，提高光源的利用效率。
在具体实施时，上述第一反射层可以采用白色油墨层也可以采用反射片。当采用白色油墨层时，上述的步骤S30，具体可以包括：
在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片的一侧的表面涂覆白色油墨。
当第一反射层采用反射片时，上述的步骤S30，具体可以包括：
在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片的一侧设置反射片。
在实际应用中，可以根据需要采用上述两种任一方式形成第一反射层，在此不做限定。当要求灯板的整体厚度较小时，可优先选择在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片一侧的表面形成白色油墨层的实施方案。
当透明基材电路板中的线路较为复杂导致透明基材电路板中的线路层覆盖区域较大时，会降低透明基材电路板的透光率，那么此时微型发光二极管各底部出射的光线不能有效到达第一反射层，面临此问题，本发明实施例提供的上述制作方法还可以包括：
在透明基材电路板背离第一反射层一侧的表面形成第二反射层。
其中，第二反射层的图形在透明基板电路板的正投影与微型发光二极管芯片在透明基板电路板的正投影互不交叠；第二反射层的厚度小于微型发光二极管芯片的高度。
第二反射层的图形设置得与微型发光二极管芯片互不重叠，且第二反射层的厚度小于微型发光二极管芯片的高度，可以避免第二反射层对微型发光二极管芯片向背离透明基材电路板一侧出射光的遮挡，同时还可以将微型发光二极管向底部出射的光线重新向背离透明基材电路板的一侧反射，以提高光线的利用效率。
由于上述第二反射层要求厚度较小，因此在具体实施时可以采用白色油墨层作为上述第二反射层。则上述的步骤具体包括：在透明基材电路板背离第一反射层一侧的表面喷涂白色油墨层。且白色油墨层的厚度可以小于25μm。
本发明实施例提供的微型发光二极管灯板、其制作方法、背光模组及显示装置，包括：透明基材电路板，设置于透明基材电路板上的微型发光二极管芯片，以及位于透明基材电路板背离微型发光二极管芯片一侧的第一反射层；第一反射层用于将入射光线向微型发光二极管芯片一侧反射。在透明基材电路板背离微型发光二极管芯片的一侧设置第一反射层，可以避免微型发光二极管芯片焊接工艺中对第一反射层的破坏，保证第一反射层具有较高的反射效率。微型发光二极管芯片的大部分光线向背离透明基材电路板的一侧出射，但仍然有小部分光线会向透明基材电路板的一侧出射，由于采用了透明基底，这部分光线可以透过透明基材电路板入射到第一反射层上，第一反射层具有反射作用，可以将入射的光线进行反射，反射光线重新向微型发光二极管芯片背离透明基材电路板的一侧出射，由此使光源的更多出射光可以被利用，提高光源的利用效率。
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 (10)
1.一种微型发光二极管灯板，其特征在于，包括：透明基材电路板，设置于所述透明基材电路板上的微型发光二极管芯片，以及位于所述透明基材电路板背离所述微型发光二极管芯片一侧的第一反射层；
所述第一反射层用于将入射光线向所述微型发光二极管芯片一侧反射。
2.如权利要求1所述的微型发光二极管灯板，其特征在于，所述第一反射层为白色油墨层或反射片。
3.如权利要求2所述的微型发光二极管灯板，其特征在于，所述白色油墨的厚度为10-50μm。
4.如权利要求1所述的微型发光二极管灯板，其特征在于，所述透明基材电路板包括：透明基底，位于所述透明基底上的线路层，以及覆盖所述线路层的透明绝缘层；
所述透明绝缘层包括：与所述微型发光二极管芯片的电极一一对应的镂空部。
5.如权利要求4所述的微型发光二极管灯板，其特征在于，所述透明基材电路板为印刷电路板或柔性电路板。
6.如权利要求1-5任一项所述的微型发光二极管灯板，其特征在于，还包括：位于所述透明基材电路板背离所述第一反射层一侧表面的第二反射层；
所述第二反射层的图形在所述透明基板电路板的正投影与所述微型发光二极管芯片在所述透明基板电路板的正投影互不交叠；所述第二反射层的厚度小于所述微型发光二极管芯片的高度。
7.如权利要求6所述的微型发光二极管灯板，其特征在于，所述第二反射层为白色油墨层。
8.如权利要求7所述的微型发光二极管灯板，其特征在于，所述白色油墨层的厚度不超过25μm。
9.一种背光模组，其特征在于，包括：背板以及设置在所述背板上的如权利要求1-8任一项所述的微型发光二极管灯板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的背光模组以及设置在所述背光模组出光侧的显示面板。
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