CN110515241A - 一种背光模组、显示装置及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种背光模组、显示装置及制作方法，其中，所述背光模组包括：LED光源，所述LED光源包括基板和阵列排布在所述基板上的LED灯珠；设置在相邻两个LED灯珠之间的至少一个微结构，所述微结构包括交替层叠设置的多个折射层和多个反射层，其中，所述反射层至少远离所述基板的一面为反射面。用于解决现有背光模组存在亮暗不均匀的技术问题。

Description

一种背光模组、显示装置及制作方法

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、显示装置及制作方法。

背景技术

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发光二极管(Light Emitting Diode，即LED)灯影问题。此外，由于LED灯珠之间存在间距，而每个LED灯珠的发光角度较为有限，使得LED灯珠之间与LED灯珠其它位置的亮度出现差异，导致mura现象严重。

可见，现有背光模组存在亮暗不均匀的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种背光模组、显示装置及制作方法，用于解决现有背光模组，用于解决现有背光模组存在亮暗不均匀的技术问题。

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LED灯珠；

设置在相邻两个LED灯珠之间的至少一个微结构，所述微结构包括交替层叠设置的多个折射层和多个反射层，其中，所述反射层至少远离所述基板的一面为反射面。

可选地，所述微结构沿垂直于所述基板方向上的高度为(h±0.2)mm，h为所述LED灯珠的高度。

可选地，所述微结构沿平行于所述基板方向上的最大长度小于或者等于(L-1)mm，L为相邻两个LED灯珠之间的间距。

可选地，所述背光模组包括中心区域，和围绕所述中心区域的边缘区域，在所述中心区域的相邻两个LED灯珠之间的所述微结构的分布密度，大于在所述边缘区域的相邻两个LED灯珠之间的所述微结构的分布密度。

可选地，所述微结构包括棱锥、圆锥、棱台、圆台中的一种或多种。

可选地，所述微结构在平行于所述基板所在平面上的截面形状包括矩形、三角形以及圆形中的一种或多种。

可选地，所述微结构包括沿远离所述基板方向依次层叠的第一折射层和第二折射层，所述第一折射层的折射率大于所述第二折射层的折射率。

可选地，所述折射层的材料为光学胶。

可选地，所述反射层包括反射油墨、反射胶中的一种或两种。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：

液晶显示面板，和本发明实施例提供的上述背光模组。

第三方面，本发明实施例还提供了一种上述背光模组的制作方法，包括：

采用注塑方式和喷涂方式，交替形成所述微结构的多个折射层和多个反射层；

采用喷涂方式或填充方式，将所述微结构设置在相邻两个LED灯珠之间。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供了一种背光模组、显示装置及制作方法，通过在阵列排布在基板上的相邻两个LED灯珠之间设置至少一个微结构，在LED光源工作时，来自LED光源的光线，由该微结构的交替层叠设置的多个折射层和多个反射层进行折射与反射之后，提高了相邻两个LED灯珠之间的光线利用率，从而改善了亮暗不均匀的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种背光模组中LED灯珠的阵列排布结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种背光模组的其中一种俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种背光模组沿MM方向的其中一种剖面图；

图4为本发明实施例提供的一种背光模组中微结构在中心区域和边缘区域分布情况的其中一种俯视图；

图5为本发明实施例提供的一种背光模组中微结构为三棱镜且包括两个折射层和两个反射层的其中一种光线传播示意图；

图6为本发明实施例提供的一种背光模组中微结构为三棱镜且包括三个折射层和三个反射层的侧视图；

图7为本发明实施例提供的一种背光模组的另外一种侧视图；

图8为本发明实施例提供的一种显示装置的侧视图；

图9为本发明实施例提供的一种背光模组的制作方法的流程示意图。

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。目前，除了平面背光模组易出现亮暗不均匀的问题外，曲面背光模组中仍存在类似的问题。具体来讲，在制作曲面背光模组的过程中，往往要将铁框弯折一定曲率，并将平直的灯板(即LED光源所在的PCB电路板)强行拉弯与铁框贴附在一起。由于灯板本身存在应力回弹，与铁框也存在挤压回弹，往往会因为应力过大而导致灯板与铁框的底板之间发生peeling(分离)。如此一来，灯板上的LED灯珠到扩散板间的距离不均匀，致使背光模组出光不均匀，使得不同位置的亮度出现差异，从视觉上出现亮暗不均的现象。

请参考图1-图4，本发明实施例提供的一种背光模组，该背光模组包括：

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

在具体实施过程中，如图1所示为LED灯珠102阵列排布在基板101上的其中一种结构示意图。

设置在相邻两个LED灯珠102之间的至少一个微结构20，微结构20包括交替层叠设置的多个折射层201和多个反射层202，其中，反射层202至少远离基板101的一面为反射面。

在具体实施过程中，折射层201可以是两个或两个以上，相应的反射层202也可以是两个或两个以上。在具体实施过程中，反射层202远离基板101的一面为反射面，以及反射层202靠近基板101的一面为反射面；或者，反射层202仅远离基板101的一面为反射面。如图2所示为背光模组的其中一种俯视图。

如图3所示为如图2所示的背光模组沿MM方向的其中一种剖面图。具体来讲，图2和图3所示的微结构20为三棱锥，且微结构20中多个折射层201中每个折射层包括第一折射层2011和第二折射层2012在内的两个折射层，以及多个反射层202中每个反射层包括第一反射层2021和第二反射层2022在内的两个反射层。

在本发明实施例中，通过在相邻两个LED灯珠102之间设置至少一个微结构20，这样的话，进入该相邻两个LED灯珠102之间的光线，经过多个折射层201的多次折射，以及多个反射层202的多次反射之后，从两个LED灯珠102之前的区域出射，光线利用率得到了提高，且光线在该相邻两个LED灯珠102之间的区域内进行了聚拢，提高了相应区域的亮度。并且可以使微结构20中心上方区域的光线最集中，再向四周逐渐减弱，从而使得光线更均匀地过渡。采用相同的设计思路，在背光模组的任一相邻两个LED灯珠102之间设置至少一个微结构20，则相应提高了整个背光模组的亮度均匀性。

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LED灯珠102，LED灯珠102的尺寸通常为100μm～1000μm。由于尺寸约在百微米级别的LED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(如电视背光)中，也可以作为小尺寸显示屏(如手机显示屏)的背光应用。在具体实施过程中，基板101可以是柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board，即FPC板)，还可以是树脂基板(Bismaleimide Triazine，即BT板)，等等。相应地，本发明实施例中的背光模组可以是具有一定曲率的曲面背光模组，还可以是平面的背光模组。

在本发明实施例中，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LED灯珠102发光的信号。该LED灯珠102可以是若干数目，彼此按照预设顺序排布在基板101上。比如，以LED灯珠102彼此间间隔5mm，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LED灯珠102的个数，以及设置LED灯珠102在基板101上的排布顺序，在此就不再赘述了。在具体实施过程中，具体可以通过集中化打件来排布LED灯珠102，然后，通过注塑方式或者喷涂方式等成型技术，形成微结构20，然后，通过喷涂方式或填充方式，将微结构20设置在相邻两个LED灯珠之间，从而形成背光模组。

在本发明实施例中，为了提高相邻两LED灯珠102之间的光线利用率，微结构20沿垂直于基板101方向上的高度为(h±0.2)mm，h为LED灯珠102的高度。在具体实施过程中，LED灯珠102的高度h的数值范围为0.2mm～2mm，相应地，微结构20沿垂直于基板101方向上的高度范围可以为0.1mm～2.2mm。比如，在LED灯珠102的高度为1mm时，微结构20沿垂直于基板101方向上的整体高度为1.2mm。在具体实施过程中，为了弱化相邻两LED灯珠102之间暗影的影响，将微结构20的高度和LED灯珠102的高度之间的高度差值控制在一定数值范围内，比如二者高度在工艺误差范围内大致相等。由于相邻两LED灯珠102之间基本上无暗影，从而提高了相邻两LED灯珠102间区域的亮度均匀性，基于同样的发明构思，从而提高了整个背光模组的亮度均匀性。

在本发明实施例中，为了保证为微结构20能够充分放置在相邻LED灯珠102之间，该微结构20沿平行于基板101方向上的最大长度小于或者等于(L-1)mm，L为相邻两个LED灯珠之间的间距。在具体实施过程中，相邻两个LED灯珠102之间的间距L的数值范围为1.5mm～100mm，相应地，微结构20沿平行于基板101方向上的长度范围可以为0.5mm～99mm。比如，在相邻两个LED灯珠之间的间距为2mm时，该微结构20沿平行于基板101方向上的长度为0.6mm。

在本发明实施例中，为了提高背光模组的亮暗均匀性，可以针对不同区域内的LED灯珠102之间设置不同数目或者不同尺寸的微结构20。具体来讲，背光模组包括中心区域，和围绕该中心区域的边缘区域，在该中心区域的相邻两个LED灯珠102之间的微结构20的分布密度，大于在所述边缘区域的相邻两个LED灯珠102之间的微结构20的分布密度。如图4所示为微结构20在中心区域A和边缘区域B分布情况的其中一种俯视图。一般情况下，背光模组的中心区域对应显示屏的显示区，背光模组的边缘区域对应显示屏的非显示区。在微结构20为同一尺寸大小且同一结构时，由于LED光源10进入每相邻两个LED灯珠102之间的区域内的光线量为一既定值，光线经一个微结构20折射与反射后，只有一定比例的光线从而该区域出射，当增加该区域的微结构20的数量时，光线从该区域出射的比例也随之增多，也就意味着该区域光线的出射率提高了，该区域的亮度也随之增加。如此一来，在中心区域中相邻LED灯珠间的微结构20的数量，大于在边缘区域中相邻LED灯珠102间的微结构数量时，中心区域中两LED灯珠102之间的区域的亮度更亮，亮度更加均匀，相应地，显示区的显示效果更佳，从而提高了背光模组的使用效率。此外，在微结构30为同种形状的结构，所设置的个数相同，而尺寸大小不同时，还可以控制中心区域中相邻两LED灯珠102间的微结构20的尺寸，大于边缘区域中的相邻两LED灯珠102间的微结构20的尺寸。由于微结构20的尺寸越大，对进入相邻两LED灯珠102间的光线的折射与反射的比例越大，从而提高了光线在相应区域的出射率，在提高背光模组亮度均匀性的同时，提高了显示区的显示效果。

当然，本领域技术人员可以根据本发明实施例中的相同设计构思，根据对背光模组中各个区域的亮度需要，来在相应区域内设置所需数量，所需尺寸大小的微结构20，比如，如需提高背光模组边缘区域的亮度，相应地在边缘区域中的两相邻LED灯珠间增设多个数量的微结构20。此外，还可以根据其他实际需要来设定微结构20，在此就不做限定了。

在本发明实施例中，微结构20包括交替层叠设置的多个折射层201和多个反射层202，其中，反射层202至少远离基板101的一面为反射面。在具体实施过程中，以相邻LED灯珠102间设置一个为微结构20为例，其中一个实现方式可以是，直接在相邻LED灯珠102间形成微结构20，具体来讲，首先在该相邻LED灯珠102间喷涂形成一层反射层1；然后在该反射层1上喷涂折射层1，然后在该折射层1上再喷涂形成一层反射层2；然后在该反射层2上喷涂折射层2。另外一种实现方式可以是，首先形成微结构20，然后将微结构20填充在相邻LED灯珠102之间。此时微结构20的形成过程可以是，先注塑成型出折射层3以及折射层4，然后在折射层3上下表面喷涂反射层，以及在折射层4上下表面喷涂反射层，然后，将处理后的折射层3与折射层4层叠在一起，则形成单个的微结构。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要，采用不同的方式来在相邻LED灯珠102之间形成为微结构20，在此就不一一举例说明了。

在本发明实施例中，为了提高背光模组的光线利用率，反射层202至少远离基板101的一面为反射面，如此一来，经折射层后的光线还可以经反射面再次反射，从而提高相应区域的光线利用率。当然，反射层202靠近基板101的一面也可以为反射面。

在本发明实施例中，折射层201的材料为光学胶、UV胶(紫外光固化胶)、棱镜胶，等等。反射层202包括反射油墨、反射胶中的一种或两种。为了提高微结构20所在区域的光线利用率，微结构20包括两个折射层和两个反射层，具体来讲，该微结构20包括沿远离基板101方向依次层叠的第一折射层2011和第二折射层2012中，第一折射层2011的折射率大于第二折射层2012的折射率。以远离基板101依次层叠的反射层202为第一反射层2021和第二反射层2022，微结构20为三棱镜为例，来自LED灯珠102的光线经微结构20之后的传播路径如图5所示。来自LED灯珠102的光线以相同入射角i分别入射至第一折射层2011和第二折射层2012，分别以出射角θ₁和θ₂出射，由于第一折射层2011的折射率n₁大于第二折射层2012的折射率n₂，可知，θ₂大于θ₁，如此一来，相邻两LED灯珠102之间的光线更加聚集，光线利用率较高，相应提高了该区域的亮度，从而保证了该区域亮暗的均匀性。在本发明实施例中，本领域技术人员可以根据实际需要来选用不同折射率的材料来形成折射层201，以及选用相应材料形成的反射层202，在此就不再详细说明了。

在本发明实施例中，为了提高微结构20所在区域的光线利用率，该微结构20具体包括三个折射层和三个反射层。具体来讲，该微结构20包括沿基板101方向依次层叠的第三折射层2013、第四折射层2014、第五折射层2015，以及以远离基板101依次层叠的反射层202为第三反射层2023、第四反射层2024、第五反射层2025，如图6所示为该微结构20为三棱镜的其中一种侧视结构示意图。在具体实施过程中，由于LED光源10进入每相邻两个LED灯珠102之间的区域内的光线量为一既定值，在相邻两个LED灯珠102之间的微结构20的折射层数越多，反射层数越多，光线从该区域出射的比例也随之增多，光线在相应区域的出射率也越高，如此一来，该区域的亮度将随之增加。通过在相邻两个LED灯珠102之间设置多个层数的折射层和反射层，提高相应区域的出射率，从而提高背光模组的亮度均匀性。当然，本领域技术人员可以根据对背光模组不同区域的亮度的实际需要情况来设定微结构20的层数，在此就不做限定了。

在本发明实施例中，为了提高背光模组的多样化设计，微结构20包括棱锥、圆锥、棱台、圆台中的一种或多种。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要来设计不同形状的微结构20，在此就不再详述了。在具体实施过程中，微结构20在平行于基板101所在平面上截面形状包括矩形、三角形以及圆形中的一种或多种。由于不同结构形状的微结构20对进入相邻两LED灯珠102的光线的折射和反射情况有可能不同，光线从相应区域出射的情况也有可能不同，本领域技术人员可以根据对背光模组不同区域的亮度的实际需要情况来选择相应形状的微结构20，在此就不做限定了。

针对现有的背光模组在弯曲时极易导致背光模组亮暗不均匀的问题，在具体实施过程中，还可以将本发明实施例的背光模组应用在曲面背光模组中，比如对曲面显示需求相当大的车载显示屏的背光模组中。由于相邻两LED灯珠102之间设置有微结构20，从而提高相应区域的光线出射率与利用率，从而保证了曲面背光模组的出光均匀性，提高了曲面背光模组的亮暗均匀性。

在本发明实施例提供的上述背光模组中，如图7所示，还可以包括位于LED光源10出光面的光学膜材30，光学膜材20具体可以包括棱镜结构、增透膜层、扩散片等，在此就不做限定了。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置可以是：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述背光模组的实施例，重复之处不再赘述。

具体地，本发明实施例提供的一种显示装置，如图8所示，包括液晶显示面板40和本发明实施例提供的上述背光模组50。需要说明的是，附图中并未体现该显示装置为曲面显示装置，但实际上，本发明实施例所提供的显示装置也可以是曲面显示装置，此处不再赘述。

在本发明实施例中，通过在阵列排布在基板101上的相邻两个LED灯珠之间设置至少一个微结构20，在LED光源10工作时，来自LED光源10的光线，由该微结构20的交替层叠设置的多个折射层和多个反射层进行折射与反射之后，提高了相邻两个LED灯珠之间的光线利用率，从而改善了亮暗不均匀的技术问题。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种上述背光模组的制作方法。由于该制作方法解决问题的原理与前述一种背光模组相似，因此该制作方法的实施可以参见背光模组的实施，重复之处不再赘述。

具体地，本发明实施例提供的一种上述背光模组的制作方法，如图9所示，可以包括：

S101：采用注塑方式和喷涂方式，交替形成所述微结构的多个折射层和多个反射层；

S102：采用喷涂方式或填充方式，将所述微结构设置在相邻两个LED灯珠之间。

在本发明实施例中，可以是先形成微结构，然后将微结构设置在相邻两个LED灯珠之间；还可以是先形成LED光源，然后在相邻LED灯珠之间形成微结构的反射层和折射层。具体来讲，可以是采用注塑方式形成多个折射层，在每个折射层的表面喷涂形成反射层，然后将处理后的折射层贴附在一起，从而形成微结构，然后将该微结构填充在相邻两LED灯珠之间。还可以是，先喷涂形成多个折射层，然后在每个折射层的表面喷涂形成反射层，然后将处理后的折射层贴附在一起，从而形成微结构。还可以是，直接在相邻两LED灯珠之间喷涂形成反射层，然后依次交错喷涂折射层，从而形成微结构。

在本发明实施例中，通过在相邻两个LED灯珠之间设置至少一个微结构，在LED光源工作时，来自LED光源光线，经过该微结构的交替层叠设置的多个折射层和多个反射层之后，相邻两个LED灯珠之间的光线利用率得到了有效的提高，提高了相邻两LED灯珠之间的亮度，从而改善了亮暗不均匀的技术问题。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

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LED灯珠；

设置在相邻两个LED灯珠之间的至少一个微结构，所述微结构包括交替层叠设置的多个折射层和多个反射层，其中，所述反射层至少远离所述基板的一面为反射面。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述微结构沿垂直于所述基板方向上的高度为(h±0.2)mm，h为所述LED灯珠的高度。

3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述微结构沿平行于所述基板方向上的最大长度小于或者等于(L-1)mm，L为相邻两个LED灯珠之间的间距。

4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组包括中心区域，和围绕所述中心区域的边缘区域，在所述中心区域的相邻两个LED灯珠之间的所述微结构的分布密度，大于在所述边缘区域的相邻两个LED灯珠之间的所述微结构的分布密度。

5.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述微结构包括棱锥、圆锥、棱台、圆台中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述微结构在平行于所述基板所在平面上的截面形状包括矩形、三角形以及圆形中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述微结构包括沿远离所述基板方向依次层叠的第一折射层和第二折射层，所述第一折射层的折射率大于所述第二折射层的折射率。

8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述折射层的材料为光学胶。

9.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述反射层包括反射油墨、反射胶中的一种或两种。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：

液晶显示面板，和如权利要求1-9任一项所述的背光模组。

11.一种如权利要求1-9任一项所述的背光模组的制作方法，其特征在于，包括：

采用注塑方式和喷涂方式，交替形成所述微结构的多个折射层和多个反射层；

采用喷涂方式或填充方式，将所述微结构设置在相邻两个LED灯珠之间。