CN108345145B - 一种高对比度背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高对比度背光模组，包括金属背板、光源、反光纸、导光板、膜片、液晶屏；所述金属背板形状为L型，金属背板包括背板短边、背板长边，背板长边左侧顶部设置有垂直背板长边的背板短边；所述背板短边左侧安装有光源；所述背板长边上表面设置有反光纸，反光纸上方设置有导光板，导光板上方依次设置有膜片和液晶屏；所述光源包括PCB板、LED灯珠，PCB板为矩形，PCB板左侧设置有平行于长边，且呈等间距的四个焊盘，焊盘右侧设置有等间距排列的LED灯珠。本发明具有对比度高、纯净度好、工艺简单的特点，通过控制液晶层局部光线通过率，提升液晶屏显示的对比度。

Description

一种高对比度背光模组
技术领域
本发明涉及LED背光领域，具体为一种对比度高、纯净度好、工艺简单的高对比度背光模组。
背景技术
LED作为一种新兴固体照明光源，具有体积小、寿命长、可靠性好、节能环保等特点，已在照明和显示领域广泛应用，而随着LED背光技术的迅猛发展，消费者对LED电视高色域等方面的需求日渐增强，要求其颜色更加丰富，层次感更好，色彩还原度更高，对比度要求也越来越高。
目前，OLED背光模组中拥有优秀的对比度。OLED是Organic Light-EmittingDiode的缩写，中文名为有机发光二极管，又称为有机电激光显示、有机发光半导体。由美籍华裔教授邓青云于1979年在实验室中发现。OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。但是，作为高端显示屏，价格上也会比LED电视要贵。但OLED背光模组的缺点也很明显，主要缺点有：①寿命短，OLED的寿命通常为5000小时，至少低于LED背光模组寿命10000小时；②尺寸偏小，OLED因工艺难度较大，无法实现大尺寸屏幕的量产，目前只能适用于手机和平板等小尺寸显示屏；③色彩纯度不够，OLED背光模组的色域值一般为NTSC 80～85％，比LED背光模组的NTSC 85～110％差很多。④成本高，OLED较之LED背光模组的工艺复杂，良品率差；⑤亮度低，OLED背光模组的最高亮度一般为LED背光模组的60～70％；⑥光衰大，OLED中有机发光二极管的稳定性比LED背光模组内LED光源差。
LED背光模组分为直下式背光模组或侧入式背光模组，直下式背光模组中光源位于导光板正下方，光源由LED芯片发出蓝光激发黄色荧光粉发出黄光，或激发红色荧光粉和绿色荧光粉，发出红光和绿光，与蓝光在透镜和导光板中混合后，从背光模组上方的液晶显示屏均匀出光；侧入式背光模组光源位于导光板一侧，光源发出的蓝光、黄光或蓝光、红光、绿光经导光板下方设置的网点，折射成竖直方向的光，从导光板上方经LED背光源的液晶显示屏射出；
根据OLED背光模组中，每个像素点独立发光，某一像素点不发光，则为黑色。但LED背光模组中，光源经导光板转换成面光源，面光源照射到液晶屏上；液晶屏上的每一个像素点，被光源照射，某一像素点的液晶偏振方向垂直时，显示为黑色。但光源依旧保持点亮状态；如果LED背光模组的屏幕为全黑时，由于光源处于点亮状态，在屏幕的边缘会有漏光现象，漏光现象为屏幕边缘存在亮度相对较高的亮边现象。
如何现有LED背光模组的基础上，提高显示屏的对比度，使背光模组具有OLED的对比度的同时，具有LED背光的优势，成为新能源背光领域未来的一个发展方向。
发明内容
本发明的目的在于客服现有技术的不足，提供了一种高对比度背光模组，具有对比度高、纯净度好、工艺简单的特点。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高对比度背光模组，包括金属背板、光源、反光纸、导光板、膜片、液晶屏；
所述金属背板形状为L型，金属背板包括背板短边、背板长边，背板长边左侧顶部设置有垂直背板长边的背板短边；所述背板短边左侧安装有光源；所述背板长边上表面设置有反光纸，反光纸上方设置有导光板，导光板上方依次设置有膜片和液晶屏；
所述光源包括PCB板、LED灯珠，PCB板为矩形，PCB板左侧设置有平行于长边，且呈等间距的四个焊盘，焊盘右侧设置有等间距排列的LED灯珠；
所述焊盘分别通过导线连接电源，焊盘分为第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘、第四焊盘，第一焊盘和第二焊盘与液晶层连接；第三焊盘、第四焊盘通过PCB板内集成的电路，与LED灯珠连接；
所述导光板分为塑料板层、光学粘胶剂层、液晶层，塑料板层下方表面设置有网点结构，塑料板层上方通过光学粘胶剂层粘附有液晶层，液晶层左侧伸出塑料板层、光学粘胶剂层，液晶层左侧与LED灯珠底部齐平；所述液晶层边缘设置有两个焊点，焊点连接液晶层内部电路，焊点通过导线连接第一焊盘、第二焊盘；
所述塑料板层由塑料板制成，塑料板的材质为PMMA、PC、MS中的一种；所述网点的结构为半圆形、圆形网点、环形网点或条形凸点；网点的排布方式为线性阵列、弧形阵列、乱数排列；
所述LED灯珠包括LED支架、LED芯片、金线、荧光胶、白条、小焊盘、大焊盘，其中LED支架为内侧壁倾斜的矩形槽，LED支架底部中间镶嵌一段白条，白条两边分别设置有贯穿LED支架底部的小焊盘、大焊盘；小焊盘、大焊盘分别从LED支架底部两侧伸出；所述LED支架内侧上表面固定有LED芯片，LED芯片上表面左右两侧分别设置有两个电极，两个电极分别通过金线连接到底部的小焊盘和大焊盘；LED支架槽内填充有荧光胶；
所述LED支架的材质由陶瓷、PCT、EMC、SMC中的一种或几种构成，LED支架的尺寸规格为4010、4014、7020、7016中的一种；
所述荧光胶由热固型胶水和荧光粉混合热固而成，热固型胶水为有机硅胶、有机树脂中的一种；荧光粉的材质为YAG粉、硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉、β-SiAlON或量子点荧光粉中的一种或两种；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；所述量子点荧光粉的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；
所述导光板的制作方法，包括以下步骤：
步骤S01、将干净的塑料板放入镭射机台的加工台对应位置上，并固定；塑料板与加工台上表面接触，塑料板位于雷射头下方；
步骤S02、开启镭射机台，镭射机台对塑料板进行轮廓扫描，若塑料板与导光板加工档的导光板图形和尺寸一致，则直接进行下一步；若塑料板与导光板加工档的导光板形状或尺寸不一致，则镭射机台停止加工，并报警提示，待确认进行下一步或退出导光板；
步骤S03、下一步为镭射机台调整镭射头到塑料板的焦距，镭射头沿水平方向移动，并对塑料板进行镭射加工，镭射机台按网点分布图形完成塑料板网点的加工，完成塑料板层制作；
步骤S04、将光学粘胶剂涂布在塑料板层的上表面，采用旋涂、刮涂或丝网印刷的方式使光学粘胶剂均匀分布在塑料板层的上表面，再将超薄液晶屏放置在光学粘胶剂上方，使超薄液晶屏左侧伸出塑料板层，并压紧，固定后，形成光学粘胶剂层和液晶层，完成导光板的制作；
该背光模组的制作方法，包括以下步骤：
步骤S11、将所述LED芯片固晶到LED支架上，通过金线分别将LED芯片上方的两个电极连接小焊盘、大焊盘；向LED支架槽内加入荧光粉和胶水混合的荧光胶，烘烤固化荧光胶，形成LED灯珠；
步骤S12、将上述LED灯珠通过锡膏焊接在PCB板上；
步骤S13、将第一焊盘、第二焊盘与液晶层上的焊点用导线连接；将第三焊盘、第四焊盘用导线引出；
步骤S14、将所述PCB板的背部通过背胶贴于背板短边内侧，背板长边上方依次放置反光纸、导光板、膜片、液晶屏，完成背光模组的制作。
本发明提供了一种高对比度背光模组，具有对比度高、纯净度好、工艺简单的特点。本发明通过电源控制液晶层内液晶排布，使光源发出的光经过液晶层形成后，过滤掉斜射的光线；根据液晶屏的显示内容，控制电路控制液晶层上的局部液晶的透光率，提升液晶屏显示的对比度。
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为本发明一种高对比度背光模组结构示意图；
图2为本发明一种高对比度背光模组的导光板结构示意图；
图3为本发明一种高对比度背光模组的光源结构示意图；
图4为本发明一种高对比度背光模组的LED灯珠结构示意图。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高对比度背光模组，参见图1-4，包括金属背板1、光源2、反光纸3、导光板4、膜片5、液晶屏6；
所述金属背板1形状为L型，金属背板1包括背板短边11、背板长边12，背板长边12左侧顶部设置有垂直背板长边12的背板短边11；所述背板短边11左侧安装有光源2；所述背板长边12上表面设置有反光纸3，反光纸3上方设置有导光板4，导光板4上方依次设置有膜片5和液晶屏6；
所述光源2包括PCB板21、LED灯珠22，PCB板21为矩形，PCB板21左侧设置有平行于长边，且呈等间距的四个焊盘，焊盘右侧设置有等间距排列的LED灯珠22；
所述焊盘分别通过导线连接电源，焊盘分为第一焊盘211、第二焊盘212、第三焊盘213、第四焊盘214，第一焊盘211和第二焊盘212与液晶层43连接，通过电源改变液晶层43内液晶矩阵排列方式，从而使光学粘胶剂层42上方出射的光经过液晶层43时，选择透过的光的角度；第三焊盘213、第四焊盘214通过PCB板21内集成的电路，与LED灯珠22连接，通过电源控制LED灯珠22的电流电压，从而使LED灯珠22产生背光模组所需的背光；
所述导光板4分为塑料板层41、光学粘胶剂层42、液晶层43，塑料板层41下方表面设置有网点结构，塑料板层41上方通过光学粘胶剂层42粘附有液晶层43，液晶层43左侧伸出塑料板层41、光学粘胶剂层42，液晶层43左侧与LED灯珠22底部齐平；所述液晶层43边缘设置有两个焊点，焊点连接液晶层43内部电路，焊点通过导线连接第一焊盘211、第二焊盘212；
所述塑料板层41由塑料板制成，塑料板的材质为PMMA、PC、MS中的一种；所述网点的结构为半圆形、圆形网点、环形网点或条形凸点；网点的排布方式为线性阵列、弧形阵列、乱数排列；
所述LED灯珠22包括LED支架221、LED芯片222、金线223、荧光胶224、白条225、小焊盘226、大焊盘227，其中LED支架221为内侧壁倾斜的矩形槽，LED支架221底部中间镶嵌一段白条225，白条225两边分别设置有贯穿LED支架221底部的小焊盘226、大焊盘227；小焊盘226、大焊盘227分别从LED支架221底部两侧伸出；所述LED支架221内侧上表面固定有LED芯片222，LED芯片222上表面左右两侧分别设置有两个电极，两个电极分别通过金线223连接到底部的小焊盘226和大焊盘227；LED支架221槽内填充有荧光胶224；
所述LED支架221的材质由陶瓷、PCT、EMC、SMC中的一种或几种构成，LED支架221的尺寸规格为4010、4014、7020、7016中的一种；
所述荧光胶224由热固型胶水和荧光粉混合热固而成，热固型胶水为有机硅胶、有机树脂中的一种；荧光粉的材质为YAG粉、硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉、β-SiAlON或量子点荧光粉中的一种或两种；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；所述量子点荧光粉的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；
所述导光板4的制作方法，包括以下步骤：
步骤S01、将干净的塑料板放入镭射机台的加工台对应位置上，并固定；塑料板与加工台上表面接触，塑料板位于雷射头下方；
步骤S02、开启镭射机台，镭射机台对塑料板进行轮廓扫描，若塑料板与导光板加工档的导光板图形和尺寸一致，则直接进行下一步；若塑料板与导光板加工档的导光板形状或尺寸不一致，则镭射机台停止加工，并报警提示，待确认进行下一步或退出导光板；
步骤S03、下一步为镭射机台调整镭射头到塑料板的焦距，镭射头沿水平方向移动，并对塑料板进行镭射加工，镭射机台按网点分布图形完成塑料板网点的加工，完成塑料板层41制作；
步骤S04、将光学粘胶剂涂布在塑料板层41的上表面，采用旋涂、刮涂或丝网印刷的方式使光学粘胶剂均匀分布在塑料板层41的上表面，再将超薄液晶屏放置在光学粘胶剂上方，使超薄液晶屏左侧伸出塑料板层41，并压紧，固定后，形成光学粘胶剂层42和液晶层43，完成导光板4的制作；
该背光模组的制作方法，包括以下步骤：
步骤S11、将所述LED芯片222固晶到LED支架221上，通过金线223分别将LED芯片222上方的两个电极连接小焊盘226、大焊盘227；向LED支架221槽内加入荧光粉和胶水混合的荧光胶224，烘烤固化荧光胶224，形成LED灯珠22；
步骤S12、将上述LED灯珠22通过锡膏焊接在PCB板21上；
步骤S13、将第一焊盘211、第二焊盘212与液晶层43上的焊点用导线连接；将第三焊盘213、第四焊盘214用导线引出，待与电源连接；
步骤S14、将所述PCB板21的背部通过背胶贴于背板短边11内侧，背板长边12上方依次放置反光纸3、导光板4、膜片5、液晶屏6，完成背光模组的制作。
工作原理：
液晶具有通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况，以达到遮光和透光的效果；
本发明在传统导光板的基础上，设置有光线过滤的液晶层43，通过电源控制液晶层43内液晶排布，使光源2发出的光经过液晶层43形成后，过滤掉斜射的光线；根据液晶屏6的显示内容，控制电路控制液晶层43上的局部液晶的透光率，提升液晶屏显示的对比度。如，液晶屏6显示黑色的区域，对应的液晶层43区域，过滤所有的光，使液晶屏6显示黑色区域无光源照射，可以达到纯黑的效果。
本发明提供了一种高对比度背光模组，具有对比度高、纯净度好、工艺简单的特点。本发明通过电源控制液晶层内液晶排布，使光源发出的光经过液晶层形成后，过滤掉斜射的光线；根据液晶屏的显示内容，控制电路控制液晶层上的局部液晶的透光率，提升液晶屏显示的对比度。
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 (7)

1.一种高对比度背光模组，包括金属背板(1)、光源(2)、反光纸(3)、导光板(4)、膜片(5)、液晶屏(6)，其特征在于：
所述金属背板(1)形状为L型，金属背板(1)包括背板短边(11)、背板长边(12)，背板长边(12)左侧顶部设置有垂直背板长边(12)的背板短边(11)；所述背板短边(11)内侧安装有光源(2)；所述背板长边(12)上表面设置有反光纸(3)，反光纸(3)上方设置有导光板(4)，导光板(4)上方依次设置有膜片(5)和液晶屏(6)；
所述光源(2)包括PCB板(21)、LED灯珠(22)，PCB板(21)为矩形，PCB板(21)左侧设置有平行于矩形长边，且呈等间距的四个焊盘，焊盘右侧设置有等间距排列的LED灯珠(22)；
所述导光板(4)分为塑料板层(41)、光学粘胶剂层(42)、液晶层(43)，塑料板层(41)下方表面设置有网点结构，塑料板层(41)上方通过光学粘胶剂层(42)粘附有液晶层(43)，液晶层(43)左侧伸出塑料板层(41)、光学粘胶剂层(42)，液晶层(43)左侧与LED灯珠(22)底部齐平；所述液晶层(43)边缘设置有两个焊点，焊点连接液晶层(43)内部电路，焊点通过导线连接第一焊盘(211)、第二焊盘(212)；
所述塑料板层(41)由塑料板制成，塑料板的材质为PMMA、PC、MS中的一种；所述网点的结构为半圆形网点、圆形网点、环形网点或条形凸点；网点的排布方式为线性阵列、弧形阵列或乱数排列。
2.根据权利要求1所述的一种高对比度背光模组，其特征在于，所述焊盘分别通过导线连接电源，焊盘分为第一焊盘(211)、第二焊盘(212)、第三焊盘(213)、第四焊盘(214)，第一焊盘(211)和第二焊盘(212)与液晶层(43)连接；第三焊盘(213)、第四焊盘(214)通过PCB板(21)内集成的电路，与LED灯珠(22)连接。
3.根据权利要求1所述的一种高对比度背光模组，其特征在于，所述LED灯珠(22)包括LED支架(221)、LED芯片(222)、金线(223)、荧光胶(224)、白条(225)、小焊盘(226)、大焊盘(227)，其中LED支架(221)为内侧壁倾斜的矩形槽，LED支架(221)底部中间镶嵌一段白条(225)，白条(225)两边分别设置有贯穿LED支架(221)底部的小焊盘(226)、大焊盘(227)；小焊盘(226)、大焊盘(227)分别从LED支架(221)底部两侧伸出；所述LED支架(221)内侧上表面固定有LED芯片(222)，LED芯片(222)上表面左右两侧分别设置有两个电极，两个电极分别通过金线(223)连接到底部的小焊盘(226)和大焊盘(227)；LED支架(221)槽内填充有荧光胶(224)。
4.根据权利要求3所述的一种高对比度背光模组，其特征在于，所述LED支架(221)的材质由陶瓷、PCT、EMC、SMC中的一种或几种构成，LED支架(221)的尺寸规格为4010、4014、7020、7016中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种高对比度背光模组，其特征在于，所述荧光胶(224)由热固型胶水和荧光粉混合热固而成，热固型胶水为有机硅胶、有机树脂中的一种；荧光粉的材质为YAG粉、硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉、β-SiAlON或量子点荧光粉中的一种或两种；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；所述量子点荧光粉的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。
6.根据权利要求1所述的一种高对比度背光模组，其特征在于，所述导光板(4)的制作方法，包括以下步骤：
步骤S01、将干净的塑料板放入镭射机台的加工台对应位置上，并固定；塑料板与加工台上表面接触，塑料板位于雷射头下方；
步骤S02、开启镭射机台，镭射机台对塑料板进行轮廓扫描，若塑料板与导光板加工档的导光板图形和尺寸一致，则直接进行下一步；若塑料板与导光板加工档的导光板形状或尺寸不一致，则镭射机台停止加工，并报警提示，待确认进行下一步或退出导光板；
步骤S03、镭射机台调整镭射头到塑料板的焦距，镭射头沿水平方向移动，并对塑料板进行镭射加工，镭射机台按网点分布图形完成塑料板网点的加工，完成塑料板层(41)制作；
步骤S04、将光学粘胶剂涂布在塑料板层(41)的上表面，采用旋涂、刮涂或丝网印刷的方式使光学粘胶剂均匀分布在塑料板层(41)的上表面，再将超薄液晶屏放置在光学粘胶剂上方，使超薄液晶屏左侧伸出塑料板层(41)，并压紧，固定后，形成光学粘胶剂层(42)和液晶层(43)，完成导光板(4)的制作。
7.根据权利要求1所述的一种高对比度背光模组，其特征在于，该背光模组的制作方法，包括以下步骤：
步骤S11、将所述LED芯片(222)固晶到LED支架(221)上，通过金线(223)分别将LED芯片(222)上方的两个电极连接小焊盘(226)、大焊盘(227)；向LED支架(221)槽内加入荧光粉和胶水混合的荧光胶(224)，烘烤固化荧光胶(224)，形成LED灯珠(22)；
步骤S12、将上述LED灯珠(22)通过锡膏焊接在PCB板(21)上；
步骤S13、将第一焊盘(211)、第二焊盘(212)与液晶层(43)上的焊点用导线连接；将第三焊盘(213)、第四焊盘(214)用导线引出；
步骤S14、将所述PCB板(21)的背部通过背胶贴于背板短边(11)内侧，背板长边(12)上方依次放置反光纸(3)、导光板(4)、膜片(5)、液晶屏(6)，完成背光模组的制作。
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