CN108051952B - 一种出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法，该背光模组包括金属背板、PCB灯板、膜片、液晶面板，其中PCB灯板包括PCB板、倒装芯片、透明硅胶层、量子点膜、隔水氧膜；所述金属背板包括底板和侧板，侧板垂直连接在底板的周边；所述底板上方固定有PCB灯板；所述侧板边缘上方依次放置有膜片、液晶面板；所述PCB灯板为PCB板上方固定有倒装芯片，相邻两个倒装芯片呈等间距排列；所述倒装芯片上方设置有透明硅胶层；倒装芯片中心上方的透明硅胶层设置为透镜结构；透明硅胶层上方设置有量子点膜，量子点膜上方覆盖有隔水氧膜。本发明具有超薄、区域调光、散热好、NTSC色域值高、出光亮度均匀的特点。

Description

一种出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法，尤其是一种具有超薄、区域调光、散热好、NTSC色域值高、出光亮度均匀的出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法。
背景技术
随着电视技术的不断进步，电视经历了从黑白到彩色的发展，从电子管、晶体管到如今的平板液晶电视。液晶自身并不能发光，需要利用到亮度恒定、均匀的白光背光源，通过信号电压，改变液晶分子的排布状态，达到调节穿透液晶后的光线强度，从而在屏幕上产生所需图像内容。现有市场中的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，包括液晶面板和背光模组，液晶面板和背光模组相对设置，背光模组提供光源，从而使得液晶面板显示图像。其中直下式背光模组由于具有高辉度、良好的出光视角、光利用效率高、结构简易化等优点而成为市场主流，但由于其结构主要是由铝基板、LED灯珠再搭配透镜组成，需要一定的高度才能达到出光均匀的效果，无疑会增加模组的厚度和重量，同时无法做到区域调光，从而增加耗电量。
量子点(Quantum Dot)又叫纳米晶，是一种把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构，通常由II－VI族或III－V族元素组成，粒径介于1～10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。量子点荧光粉具有较宽的吸收谱和较窄的激发谱，具有比传统荧光粉，更优秀的光电性能，NTSC高达140％。通过改变量子点颗粒尺寸和化学组成，可以使发射光谱覆盖整个可见光区域。
目前，主流市场中的直下式背光模组结构主要是由PCB板、LED灯珠再搭配透镜组成，同时需要一定的高度才能达到出光均匀的效果，无疑会增加模组的厚度和重量，同时无法做到区域调光，从而增加耗电量。此外LED灯珠背光源大都为YAG粉或硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉、β-SiAlON，色域仅能达到72％-95％，同时荧光粉的激发效率低，提高色域只能通过增加用量来实现，远远不能满足当今社会对能耗更低，能效更高，以及高色域的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有超薄、区域调光、散热好、NTSC色域值高、出光亮度均匀的出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种出光均匀的高色域直下式背光模组，包括金属背板、PCB灯板、膜片、液晶面板，其中PCB灯板包括PCB板、倒装芯片、透明硅胶层、量子点膜、隔水氧膜；
所述金属背板包括底板和侧板，侧板垂直连接在底板的周边；所述底板上方固定有PCB灯板；所述侧板边缘上方依次放置有膜片、液晶面板；
所述PCB灯板为PCB板上方固定有倒装芯片，相邻两个倒装芯片呈等间距排列；所述倒装芯片上方设置有透明硅胶层；倒装芯片中心上方的透明硅胶层设置为透镜结构；透明硅胶层上方设置有量子点膜，量子点膜上方覆盖有隔水氧膜；
所述透镜结构的厚度为0.1-3mm，透镜结构的直径0.05-0.5mm；
该背光模组中包括沿线性方向相互拼接的若干个PCB灯板，相邻两个PCB灯板通过侧壁相互拼接；
所述倒装芯片的尺寸为0.1-0.6mm，相邻倒装芯片之间的距离为0.1-5mm，倒装芯片发出光的主波长为440-470nm；
所述透明硅胶层的厚度为0.3-5mm，透明硅胶层的材质为环氧树脂类、有机硅胶类、聚氨酯类中的一种；所述量子点膜(24)的厚度为0.05-1mm；
所述量子点膜是由量子点荧光粉和胶水混合而成，量子点荧光粉的材质由甲组分材料、乙组分材料、丙组分材料中的一种或多种组成；所述量子点荧光粉结构为核壳结构或掺杂纳米晶；
所述甲组分材料为化学元素周期表II－VI族或III－V族元素组成化合物；所述乙组分材料为化学元素周期表第Ⅰ主族、第Ⅳ主族与第Ⅶ主族中的元素形成的三元化合物；所述丙组分材料为全无机钙钛矿，由BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中至少一种材料组成；
所述透镜结构为锥形凹槽、蝴蝶型凸起、弧形凸起中的一种；
所述量子点膜内含有YAG粉、硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉或β-SiAlON；
所述量子点膜内含有扩散剂或哑光剂中的一种或两种，扩散剂或哑光剂的浓度为1-10％wt。
一种出光均匀的高色域直下式背光模组的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、在所述PCB板上的焊盘位置涂布锡膏，将倒装芯片放置到PCB板的焊盘上；将PCB板放入回流炉，经240-280℃3-15min的烘烤；使倒装芯片焊接在PCB板上；
步骤二、在上述PCB板上方安装硅胶成型模具，将硅胶倒入透镜模具的下模中，将上模盖在下模上，并合膜，去除多余硅胶；将PCB板与模具一起放入烤箱中，经120-180℃1-5小时固化烘烤，冷却后，取出PCB板，去除模具，形成透明硅胶层；
步骤三、将量子点胶水和隔水氧胶水分别倒入平板模具中，将平板模具放入真空干燥箱，经30-60min，去除量子点胶水和隔水氧胶水内的气泡，同时使量子点胶水和隔水氧胶水在平板模具中流匀；将盛有量子点胶水放入烤箱中，分别经100-170℃1-5小时固化烘烤，冷却后，去除平板模具，形成量子点膜；将盛有隔水氧胶水的模具放入烤箱中，分别经60-170℃1-5小时固化烘烤，冷却后，去除平板模具，形成隔水氧膜；
步骤四、向上述得到的量子点膜和隔水氧膜依次放置于透明硅胶层上方，完成PCB灯板的制作；
步骤五、将PCB灯板通过侧壁粘连在一起，通过粘胶固定在金属背板的底板上，将膜片、液晶面板放置在侧板上方，完成背光模组的组装。
本发明提供了一种出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法，具有超薄、区域调光、散热好、NTSC色域值高、出光亮度均匀的特点。倒装芯片尺寸较小，搭配量子点膜后，能够达到色域值为100-140％，实现高色域背光显示；PCB灯板内通过透明硅胶层直接包裹倒装芯片，该方法取代了传统，透镜和支架结构，使PCB灯板具有优秀的散热能力，同时降低背光模组的厚度，实现超薄的显示器；相互拼接的多个PCB灯板，通过相互拼接方式，组成任意尺寸的背光模组，并通过驱动电路独立控制，实现背光模组内区域调光的功能，提升画面的动态对比度；所述透明硅胶层上的透镜结构对倒装芯片正上方的光进行扩散，将原本顶部较强的光分散到周围，达到隔水氧膜上表面出光亮度均匀的效果。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种出光均匀的高色域直下式背光模组的局部截面结构示意图；
图2为本发明一种出光均匀的高色域直下式背光模组的蝴蝶型凸起透镜结构局部截面结构示意图；
图3为本发明一种出光均匀的高色域直下式背光模组的弧形凸起透镜结构局部截面结构示意图。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种出光均匀的高色域直下式背光模组，参见图1-3，包括金属背板1、PCB灯板2、膜片3、液晶面板4，其中PCB灯板2包括PCB板21、倒装芯片22、透明硅胶层23、量子点膜24、隔水氧膜25；
所述金属背板1包括底板11和侧板12，侧板12垂直连接在底板11的周边；所述底板11上方固定有PCB灯板2；所述侧板12边缘上方依次放置有膜片3、液晶面板4；
所述PCB灯板2为PCB板21上方固定有倒装芯片22，倒装芯片22呈等间距排列；所述倒装芯片22上方设置有透明硅胶层23；倒装芯片22中心上方的透明硅胶层23设置为透镜结构；透明硅胶层23上方设置有量子点膜24，量子点膜24上方覆盖有隔水氧膜25；
所述透镜结构的厚度为0.1-3mm，透镜结构的直径0.05-0.5mm；所述透镜结构侧壁设置有弧形凸起；
该背光模组中包括沿线性方向相互拼接的若干个PCB灯板2，相邻两个PCB灯板2通过侧壁相互拼接，通过驱动电路独立控制每条PCB灯板2的电流和电压，实现背光模组的区域调光；
所述倒装芯片22的尺寸为0.1-0.6mm，相邻倒装芯片22之间的距离为0.1-5mm，倒装芯片22发出光的主波长为440-470nm；
所述透明硅胶层23的厚度为0.3-5mm，透明硅胶层23的材质为环氧树脂类、有机硅胶类、聚氨酯类中的一种；所述量子点膜24的厚度为0.05-1mm；
所述量子点膜24是由量子点荧光粉和胶水混合而成，量子点荧光粉的材质由甲组分材料、乙组分材料、丙组分材料中的一种或多种组成；所述量子点荧光粉结构为核壳结构或掺杂纳米晶；
所述甲组分材料为化学元素周期表II－VI族或III－V族元素组成化合物；所述乙组分材料为化学元素周期表第Ⅰ主族、第Ⅳ主族与第Ⅶ主族中的元素形成的三元化合物；所述丙组分材料为全无机钙钛矿，由BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中至少一种材料组成；
所述透镜结构为锥形凹槽、蝴蝶型凸起、弧形凸起中的一种；
所述量子点膜24内含有YAG粉、硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉或β-SiAlON；
所述量子点膜24内含有扩散剂或哑光剂中的一种或两种，扩散剂或哑光剂的浓度为1-10％wt。
一种出光均匀的高色域直下式背光模组的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、在所述PCB板21上的焊盘位置涂布锡膏，将倒装芯片22放置到PCB板21的焊盘上；将PCB板21放入回流炉，经240-280℃3-15min的烘烤；使倒装芯片22焊接在PCB板21上；
步骤二、在上述PCB板21上方安装硅胶成型模具，将硅胶倒入透镜模具的下模中，将上模盖在下模上，并合膜，去除多余硅胶；将PCB板21与模具一起放入烤箱中，经120-180℃1-5小时固化烘烤，冷却后，取出PCB板21，去除模具，形成透明硅胶层23；
步骤三、将量子点胶水和隔水氧胶水分别倒入平板模具中，将平板模具放入真空干燥箱，经30-60min，去除量子点胶水和隔水氧胶水内的气泡，同时使量子点胶水和隔水氧胶水在平板模具中流匀；将盛有量子点胶水放入烤箱中，分别经100-170℃1-5小时固化烘烤，冷却后，去除平板模具，形成量子点膜24；将盛有隔水氧胶水的模具放入烤箱中，分别经60-170℃1-5小时固化烘烤，冷却后，去除平板模具，形成隔水氧膜25；
步骤四、向上述得到的量子点膜24和隔水氧膜25依次放置于透明硅胶层23上方，完成PCB灯板2的制作；
步骤五、将PCB灯板2通过侧壁粘连在一起，通过粘胶固定在金属背板1的底板11上，将膜片3、液晶面板4放置在侧板12上方，完成背光模组的组装。
本发明的原理：
所述倒装芯片22尺寸较小，搭配量子点膜24后，能够达到色域值为100-140％，实现高色域背光显示；所述PCB灯板2内通过透明硅胶层23直接包裹倒装芯片22，该方法取代了传统，透镜和支架结构，使PCB灯板2具有优秀的散热能力，同时降低背光模组的厚度，实现超薄的显示器；相互拼接的多个PCB灯板2，通过相互拼接方式，组成任意尺寸的背光模组，并通过驱动电路独立控制，实现背光模组内区域调光的功能，提升画面的动态对比度；所述透明硅胶层23上的透镜结构对倒装芯片正上方的光进行扩散，将原本顶部较强的光分散到周围，达到隔水氧膜上表面出光亮度均匀的效果。
本发明提供了一种出光均匀的高色域直下式背光模组及其制作方法，具有超薄、区域调光、散热好、NTSC色域值高、出光亮度均匀的特点。倒装芯片尺寸较小，搭配量子点膜后，能够达到色域值为100-140％，实现高色域背光显示；PCB灯板内通过透明硅胶层直接包裹倒装芯片，该方法取代了传统，透镜和支架结构，使PCB灯板具有优秀的散热能力，同时降低背光模组的厚度，实现超薄的显示器；相互拼接的多个PCB灯板，通过相互拼接方式，组成任意尺寸的背光模组，并通过驱动电路独立控制，实现背光模组内区域调光的功能，提升画面的动态对比度；所述透明硅胶层上的透镜结构对倒装芯片正上方的光进行扩散，将原本顶部较强的光分散到周围，达到隔水氧膜上表面出光亮度均匀的效果。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种出光均匀的高色域直下式背光模组，包括金属背板（1）、PCB灯板（2）、膜片（3）、液晶面板（4），其特征在于，PCB灯板（2）包括PCB板（21）、倒装芯片（22）、透明硅胶层（23）、量子点膜（24）、隔水氧膜（25）；
所述金属背板（1）包括底板（11）和侧板（12），侧板（12）垂直连接在底板（11）的周边；所述底板（11）上方固定有PCB灯板（2）；所述侧板（12）边缘上方依次放置有膜片（3）、液晶面板（4）；
所述PCB灯板（2）为PCB板（21）上方固定有倒装芯片（22），倒装芯片（22）呈等间距排列；所述倒装芯片（22）上方设置有透明硅胶层（23）；相邻两个倒装芯片（22）中心上方的透明硅胶层（23）设置为透镜结构；透明硅胶层（23）上方设置有量子点膜（24），量子点膜（24）上方覆盖有隔水氧膜（25）；
所述透镜结构的厚度为0.1-3mm，透镜结构的直径0.05-0.5mm；
该背光模组中包括沿线性方向相互拼接的若干个PCB灯板（2），相邻两个PCB灯板（2）通过侧壁相互拼接；
所述倒装芯片（22）的尺寸为0.1-0.6mm，相邻倒装芯片（22）之间的距离为0.1-5mm，倒装芯片（22）发出光的主波长为440-470nm；
所述透明硅胶层（23）的厚度为0.3-5mm，透明硅胶层（23）的材质为环氧树脂类、有机硅胶类、聚氨酯类中的一种；所述量子点膜（24）的厚度为0.05-1mm；
所述量子点膜（24）是由量子点荧光粉和胶水混合而成，量子点荧光粉的材质由甲组分材料、乙组分材料、丙组分材料中的一种或多种组成；所述量子点荧光粉结构为核壳结构或掺杂纳米晶；
所述甲组分材料为化学元素周期表II－VI族或III－V族元素组成化合物；所述乙组分材料为化学元素周期表第Ⅰ主族、第Ⅳ主族与第Ⅶ主族中的元素形成的三元化合物；所述丙组分材料为全无机钙钛矿，由BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中至少一种材料组成；
所述透镜结构为锥形凹槽、蝴蝶型凸起、弧形凸起中的一种；
所述量子点膜（24）内含有YAG粉、硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉或β-SiAlON；
所述量子点膜（24）内含有扩散剂或哑光剂中的一种或两种，扩散剂或哑光剂的浓度为1-10%wt；
出光均匀的高色域直下式背光模组的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、在所述PCB板（21）上的焊盘位置涂布锡膏，将倒装芯片（22）放置到PCB板（21）的焊盘上；将PCB板（21）放入回流炉，经240-280℃ 3-15min的烘烤；使倒装芯片（22）焊接在PCB板（21）上；
步骤二、在上述PCB板（21）上方安装硅胶成型模具，将硅胶倒入透镜模具的下模中，将上模盖在下模上，并合膜，去除多余硅胶；将PCB板（21）与模具一起放入烤箱中，经120-180℃ 1-5小时固化烘烤，冷却后，取出PCB板（21），去除模具，形成透明硅胶层（23）；
步骤三、将量子点胶水和隔水氧胶水分别倒入平板模具中，将平板模具放入真空干燥箱，经30-60min，去除量子点胶水和隔水氧胶水内的气泡，同时使量子点胶水和隔水氧胶水在平板模具中流匀；将盛有量子点胶水放入烤箱中，分别经100-170℃ 1-5小时固化烘烤，冷却后，去除平板模具，形成量子点膜（24）；将盛有隔水氧胶水的模具放入烤箱中，分别经60-170℃ 1-5小时固化烘烤，冷却后，去除平板模具，形成隔水氧膜（25）；
步骤四、向上述得到的量子点膜（24）和隔水氧膜（25）依次放置于透明硅胶层（23）上方，完成PCB灯板（2）的制作；
步骤五、将PCB灯板（2）通过侧壁粘连在一起，通过粘胶固定在金属背板（1）的底板（11）上，将膜片（3）、液晶面板（4）放置在侧板（12）上方，完成背光模组的组装。
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