CN108761909A - 一种led面光源及其制备方法、显示面板 - Google Patents

一种led面光源及其制备方法、显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种LED面光源及其制备方法、显示面板，该方法包括下述步骤：在驱动基板上形成高反射介质膜，高反射介质膜包含有两层透明有机膜以及夹持在两层透明有机膜之间的高反射金属膜，高反射金属膜为反射率大于90％的金属膜；在高反射介质膜上刻蚀出阵列排布的多个过孔；在多个过孔内形成有机绝缘膜并将多个过孔内的有机绝缘膜进行固化，或者将多个LED的侧面上涂布有机绝缘膜并将多个LED侧面的有机绝缘膜进行固化；将多个LED分别放置在多个过孔中，且将多个LED固定在所述驱动基板上，多个LED与驱动基板之间电性连接，通过有机绝缘膜将LED与高反射金属膜绝缘隔开。本发明可以提高LED面光源的光效，还可以降低LED面光源的厚度。

Description

一种LED面光源及其制备方法、显示面板
技术领域
本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED面光源及其制备方法、显示面板。
背景技术
显示行业经过几十年的发展先后出现了CRT(Cathode Ray Tube，电子射线管)、PDP(Plasma Display Panel，等离子显示面板)和LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示时代。仅存的LCD显示技术也经过了一系列的更新换代，到目前为止形成了基于LTPS(Low Temperature Poly-Silicon，低温多晶硅)的显示技术，并广泛应用在电视、手机、车载等领域。
近年来自发光OLED(Organic Light Emitting Display，有机发光显示器)逐渐在显示市场上崭露头角，以其高色域、响应速度快、高对比度、柔性可折叠、省功耗等特点备受广大消费者的青睐。但是OLED发光材料会受到空气中的水、氧气以及高温等因素的影响发生老化现象，所以它在寿命以及可靠性等方面会逊色于LTPS LCD。LCD生产商为了摆脱被市场淘汰的命运，致力于研发一种显示性能更优于OLED的新显示技术，于是micro-LED(微型LED)显示应运而生了。将RGB(红绿蓝)三种颜色的micro-LED用作显示的子像素，通过驱动TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)来控制每个子像素的开关进行显示(如图1所示)。图1中，1’为驱动基板，2’为油漆反射层，3’透明保护层，4’为匀光膜，5’为增亮膜，6’为micro-LED。
与OLED材料相比，无机LED材料的发光效率更高，更为重要的是不会受水汽、氧气或高温的影响，因而在稳定性、使用寿命、工作温度等方面均具有明显的优势。其次，作为显示屏应用于手机、穿戴式设备、VR/AR设备，LED显示屏的功耗更低，更利用长期的续航，且其成本更低。
尽管micro-LED显示技术兼顾了LCD和OLED显示共同的优点，但是到目前为止这种技术还处于实验室研究阶段，目前的技术还不能完成这一宏伟目标。于是采用折中的办法，利用几何尺寸达到数百微米的mini-LED(迷你型LED)蓝光芯片搭配黄色荧光膜(如图2所示)或者量子点薄膜来制作新型LED直下式背光结构，同时搭配液晶面板来显示。图2中，1’为驱动基板，2’为油漆反射层，5’为增亮膜，7’为荧光膜，8’为扩散膜，9’为mini-LED。一般采用FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路)或者PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)作为基底层，在其上布置LED驱动电路，为了避免短路和提高LED面光源的光效，通常在LED和电路之间涂布一层厚度为几十微米的油漆反射层。通常这种油漆层的反射率约为80％，很难满足目前mini-LED的光效需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种LED面光源及其制备方法、显示面板，可以提高LED面光源的光效，还可以降低LED面光源的厚度。
本发明提供的一种LED面光源的制备方法，包括下述步骤：
在驱动基板上形成高反射介质膜，所述高反射介质膜包含有两层透明有机膜以及夹持在所述两层透明有机膜之间的高反射金属膜，所述高反射金属膜为反射率大于90％的金属膜；
在所述高反射介质膜上刻蚀出阵列排布的多个过孔；
在所述多个过孔内形成有机绝缘膜并将所述多个过孔内的有机绝缘膜进行固化，或者将多个LED的侧面上涂布有机绝缘膜并将所述多个LED侧面的有机绝缘膜进行固化；
将多个LED分别放置在所述多个过孔中，且将所述多个LED固定在所述驱动基板上，所述多个LED与所述驱动基板之间电性连接，通过所述有机绝缘膜将所述LED与所述高反射金属膜绝缘隔开。
优选地，还包括下述步骤：
在所述高反射介质膜上形成发光层，且所述发光层覆盖所述多个LED；其中，所述发光层为荧光膜、量子点膜以及陶瓷荧光片中的一种；
在所述发光层上形成扩散膜；
在所述扩散膜上形成增亮膜。
优选地，所述两层透明有机膜的厚度范围均为0.5～3微米，所述高反射金属膜的厚度不超过1微米。
优选地，所述高反射介质膜上的过孔的形状与所述LED的形状相匹配。
优选地，还包括下述步骤：
将钢网上的多个网孔分别与所述高反射介质膜上的多个过孔对准，通过所述多个网孔往所述多个过孔中注入导电粘性层，并将所述多个LED分别放置在所述多个过孔中的导电粘性层的上方；
将所述多个LED固定在所述驱动基板上，具体为：
将所述多个LED分别放置在所述多个过孔中的导电粘性层的上方之后，通过回流焊的方式将所述多个LED固定在所述驱动基板上。
优选地，通过离子束刻蚀或者电子束刻蚀的方式在所述高反射介质膜上刻蚀出阵列排布的多个过孔。
优选地，所述高反射金属膜为金属银、金属铝、金属铑中的一种；
所述透明有机膜和所述有机绝缘膜均为PI材料、PCT材料、PET材料以及环氧树脂类材料中的一种。
本发明还提供一种LED面光源，包括：驱动基板、位于所述驱动基板上的高反射介质膜，以及多个LED；
所述高反射介质膜包含有两层透明有机膜，以及夹持在所述两层透明有机膜之间的高反射金属膜，所述高反射金属膜为反射率大于90％的金属膜；
其中，所述高反射介质膜上刻蚀有阵列排布的多个过孔，所述多个过孔内形成有有机绝缘膜或者所述多个LED的侧面上涂布有有机绝缘膜；
所述多个LED分别设置在所述多个过孔中且通过所述有机绝缘膜将所述LED与所述高反射金属膜绝缘隔开，所述多个LED固定在所述驱动基板上，所述多个LED与所述驱动基板之间电性连接。
优选地，还包括依次层叠的发光层、扩散膜以及增亮膜，且所述发光层覆盖所述多个LED；所述发光层为荧光膜、量子点膜以及陶瓷荧光片中的一种；
所述高反射金属膜为金属银、金属铝、金属铑中的一种；
所述透明有机膜和所述有机绝缘膜均为PI材料、PCT材料、PET材料以及环氧树脂类材料中的一种；
所述驱动基板上包含有多个驱动电路，所述多个LED划分为多个LED区域，每一LED区域中对应有至少一个LED；
其中，每一个驱动电路均用于驱动一个LED区域内的LED。
本发明还提供一种显示面板，包括上述的LED面光源或根据上述方法制作的LED面光源。
实施本发明，具有如下有益效果：本发明采用高反射介质膜替代油漆反射层，高反射介质膜中包含有高反射金属膜，可以极大提供高反射介质膜的反射率，也即是提高了LED面光源的光效，并且高反射介质膜是金属膜，其相对于油漆反射层而言，厚度也可以降低，从而降低LED面光源的整体厚度。
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，下面将对实施例或现有技术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，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是背景技术中micro-LED面光源的结构示意图。
图2是背景技术中mini-LED面光源的结构示意图。
图3是本发明提供的LED面光源的制备方法的流程图。
图4是本发明提供的LED面光源的结构示意图。
图5是本发明提供的高反射介质层的结构示意图。
图6是本发明提供的高反射介质层上刻蚀出过孔的示意图。
图7是本发明提供的通过钢网的网孔注入导电粘性层的示意图。
图8是本发明提供的LED放置在高反射介质层的过孔中的示意图。
图9是本发明提供的液晶显示面板的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种LED(Light Emitting Diode，发光二极管)面光源10的制备方法，如图3所示，该制备方法包括下述步骤：
如图4所示，在驱动基板1上形成高反射介质膜2，如图5所示，高反射介质膜2包含有两层透明有机膜21、23以及夹持在两层透明有机膜21、23之间的高反射金属膜22，高反射金属膜22为反射率大于90％的金属膜；高反射金属膜22为金属银、金属铝、金属铑中的一种。高反射介质膜2中所包含的两层透明有机膜21、23为耐热型透明有机膜。驱动基板1上设置有用于驱动LED发光的驱动电路。
如图6所示，在高反射介质膜2上刻蚀出阵列排布的多个过孔24；高反射介质膜2上的过孔24的形状与LED6的形状相匹配，例如可以是方形过孔或者是圆形过孔，还可以是其他形状的过孔；通过离子束刻蚀或者电子束刻蚀的等高精度刻蚀工艺的方式在高反射介质膜2上刻蚀出阵列排布的多个过孔24。
在多个过孔24内形成有机绝缘膜并将多个过孔24内的有机绝缘膜进行固化，或者将多个LED6的侧面上涂布有机绝缘膜并将多个LED6侧面的有机绝缘膜进行固化。
如图7所示，将钢网8上的多个网孔81分别与高反射介质膜2上的多个过孔24对准，通过多个网孔81往多个过孔24中注入导电粘性层，往多个过孔24中注入导电粘性层之后的5～20分钟内，将多个LED6分别放置在多个过孔24中的导电粘性层的上方，使得LED6与导电粘性层接触。这里导电粘性层可以是锡膏或者其他易冷却固化金属。可以通过控制导电粘性层的浓度、含量以及注入导电粘性层的时长，来精确控制高反射介质膜2的不同过孔24中导电粘性层高度的一致性，也即是高反射介质膜2上不同过孔24中的导电粘性层的高度均相同，这样可以保证多个LED6发光的均匀性。
如图8所示，通过转印的方式将多个LED6分别放置在多个过孔24中，且将多个LED6通过导电粘性层7固定在驱动基板1上，多个LED6与驱动基板1之间通过导电粘性层7电性连接，通过有机绝缘膜将LED6与高反射金属膜22绝缘隔开，避免高反射金属膜22与LED6表面的金属之间短接。
本发明中，利用高反射金属膜22替代传统技术方案中的油漆反射层，不仅可以提高光的反射效果，使更多的光从面光源的表面出射，极大的提高了LED面光源10的亮度。其次，高反射金属膜22还可以制作的很薄，一般可以不超过1微米，相对于油漆反射层数十微米的厚度而言，可以降低LED面光源10的厚度。
在驱动基板1上依次形成高反射介质膜2，具体包括：
在驱动基板1上形成第一透明有机膜21，将第一透明有机膜21烘干固化；
在第一透明有机膜21上通过溅射或者蒸镀的方式制备高反射金属膜22；
在高反射金属膜22上形成第二透明有机膜23，将第二透明有机膜23烘干固化。
其中，第一透明有机膜21可以将高反射金属层与驱动基板1上的电路绝缘隔开，还可以作为驱动基板1与LED6之间的缓冲层。第一透明有机膜21和第二透明有机膜23可以将LED6与空气中的水和氧气隔离。
上述的透明有机膜和有机绝缘膜均为PI(聚酰亚胺)材料、PCT(聚对苯二甲酸环己撑二亚甲基酯树脂)材料、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料以及环氧树脂类材料中的一种。
LED面光源10的制备方法还包括下述步骤：
在高反射介质膜2上形成发光层3，且发光层3覆盖多个LED6；其中，发光层3为荧光膜、量子点膜以及陶瓷荧光片中的一种；
在发光层3上形成扩散膜4；
在扩散膜4上形成增亮膜5。
优选地，两层透明有机膜21、23的厚度范围均为0.5～3微米，高反射金属膜22的厚度不超过1微米。
将多个LED6固定在驱动基板1上，具体为：
将多个LED6分别放置在多个过孔24中的导电粘性层的上方之后，通过回流焊的方式将多个LED6固定在驱动基板1上，也即是将导电粘性层加热熔化后，再进行固化，通过固化后的导电粘性层将LED6固定在驱动基板1上，使得LED6与导电粘性层底部的驱动基板1、高反射介质层之间紧密结合。
在高反射介质膜2制备完成之后，再进行后续的LED6并搭载发光层3和相关的光学膜片(扩散膜4、增亮膜5)构成直下式背光源。
本发明还提供一种LED面光源10，如图4所示，其包括：驱动基板1、位于驱动基板1上的高反射介质膜2，以及多个LED6。
如图5所示，高反射介质膜2包含有两层透明有机膜21、23，以及夹持在两层透明有机膜21、23之间的高反射金属膜22，高反射金属膜22为反射率大于90％的金属膜。
其中，如图6所示，高反射介质膜2上刻蚀有阵列排布的多个过孔24，多个过孔24内形成有有机绝缘膜或者多个LED6的侧面上涂布有有机绝缘膜。
如图8所示，多个LED6分别设置在多个过孔24中且通过有机绝缘膜将LED6与高反射金属膜22绝缘隔开，多个LED6固定在驱动基板1上，多个LED6与驱动基板1之间电性连接。
LED面光源10还包括依次层叠的发光层3、扩散膜4以及增亮膜5，且发光层3覆盖多个LED6；发光层3为荧光膜、量子点膜以及陶瓷荧光片中的一种。
上述的高反射金属膜22为金属银、金属铝、金属铑中的一种；透明有机膜和有机绝缘膜均为PI材料、PCT材料、PET材料以及环氧树脂类材料中的一种。
驱动基板1上包含有多个驱动电路，多个LED6划分为多个LED区域，每一LED区域中对应有至少一个LED6；其中，每一个驱动电路均用于驱动一个LED区域内的LED6。
本发明还提供一种显示面板。显示面板可以是液晶显示面板，或者micro LED显示面板，当然，显示面板的类型不限于此。在本实施例中，以液晶显示面板为例进行说明，如图9所示，该液晶显示面板包括上述的LED面光源10，以及位于LED面光源10上的液晶盒20。液晶盒20包含有上下两层偏光片以及夹持在两层偏光片之间的液晶。
具体地，LED面光源10采用分区的方式进行控制，驱动基板1上包含有PCB(PrintedCircuit Board，印刷电路板)板或者FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路)板，在PCB板或者FPC板上制备有多个驱动电路，将整面的多个LED6划分为m×n个LED6区域，m和n均是大于等于1的正整数。LED6区域的数量越多，对LED6面光源的控制就越精细，显示画面的细节处理就越好。分区控制的LED6面光源搭配Local dimming(区域调光)技术，能够在省功耗的同时，提高显示画面的对比度。例如，需要其中一个LED6区域进行显示时，那么其他的LED6区域则可以不点亮，此时，可以节省功耗，同时，还可以将用于控制其他LED6区域的电流都输送至需要点亮的一个LED6区域中，就会使得该LED6区域的亮度更高，因而可以提高显示画面的对比度。
综上所述，本发明采用高反射介质膜2替代油漆反射层，高反射介质膜2中包含有高反射金属膜22，可以极大提供高反射介质膜2的反射率，也即是提高了LED面光源10的光效，并且高反射介质膜2是金属膜，其相对于油漆反射层而言，厚度也可以降低，从而降低LED6面光源的整体厚度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED面光源的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
在驱动基板上形成高反射介质膜，所述高反射介质膜包含有两层透明有机膜以及夹持在所述两层透明有机膜之间的高反射金属膜，所述高反射金属膜为反射率大于90%的金属膜；
在所述高反射介质膜上刻蚀出阵列排布的多个过孔；
在所述多个过孔内形成有机绝缘膜并将所述多个过孔内的有机绝缘膜进行固化，或者将多个LED的侧面上涂布有机绝缘膜并将所述多个LED侧面的有机绝缘膜进行固化；
将多个LED分别放置在所述多个过孔中，且将所述多个LED固定在所述驱动基板上，所述多个LED与所述驱动基板之间电性连接，通过所述有机绝缘膜将所述LED与所述高反射金属膜绝缘隔开。
2.根据权利要求1所述的LED面光源的制备方法，其特征在于，还包括下述步骤：
在所述高反射介质膜上形成发光层，且所述发光层覆盖所述多个LED；其中，所述发光层为荧光膜、量子点膜以及陶瓷荧光片中的一种；
在所述发光层上形成扩散膜；
在所述扩散膜上形成增亮膜。
3.根据权利要求1所述的LED面光源的制备方法，其特征在于，所述两层透明有机膜的厚度范围均为0.5~3微米，所述高反射金属膜的厚度不超过1微米。
4.根据权利要求1所述的LED面光源的制备方法，其特征在于，所述高反射介质膜上的过孔的形状与所述LED的形状相匹配。
5.根据权利要求1所述的LED面光源的制备方法，其特征在于，还包括下述步骤：
将钢网上的多个网孔分别与所述高反射介质膜上的多个过孔对准，通过所述多个网孔往所述多个过孔中注入导电粘性层，并将所述多个LED分别放置在所述多个过孔中的导电粘性层的上方；
将所述多个LED固定在所述驱动基板上，具体为：
将所述多个LED分别放置在所述多个过孔中的导电粘性层的上方之后，通过回流焊的方式将所述多个LED固定在所述驱动基板上。
6.根据权利要求1所述的LED面光源的制备方法，其特征在于，通过离子束刻蚀或者电子束刻蚀的方式在所述高反射介质膜上刻蚀出阵列排布的多个过孔。
7.根据权利要求1所述的LED面光源的制备方法，其特征在于，
所述高反射金属膜为金属银、金属铝、金属铑中的一种；
所述透明有机膜和所述有机绝缘膜均为PI材料、PCT材料、PET材料以及环氧树脂类材料中的一种。
8.一种LED面光源，其特征在于，包括：驱动基板、位于所述驱动基板上的高反射介质膜，以及多个LED；
所述高反射介质膜包含有两层透明有机膜，以及夹持在所述两层透明有机膜之间的高反射金属膜，所述高反射金属膜为反射率大于90%的金属膜；
其中，所述高反射介质膜上刻蚀有阵列排布的多个过孔，所述多个过孔内形成有有机绝缘膜或者所述多个LED的侧面上涂布有有机绝缘膜；
所述多个LED分别设置在所述多个过孔中且通过所述有机绝缘膜将所述LED与所述高反射金属膜绝缘隔开，所述多个LED固定在所述驱动基板上，所述多个LED与所述驱动基板之间电性连接。
9.根据权利要求8所述的LED面光源，其特征在于，还包括依次层叠的发光层、扩散膜以及增亮膜，且所述发光层覆盖所述多个LED；所述发光层为荧光膜、量子点膜以及陶瓷荧光片中的一种；
所述高反射金属膜为金属银、金属铝、金属铑中的一种；
所述透明有机膜和所述有机绝缘膜均为PI材料、PCT材料、PET材料以及环氧树脂类材料中的一种；所述驱动基板上包含有多个驱动电路，所述多个LED划分为多个LED区域，每一LED区域中对应有至少一个LED；
其中，每一个驱动电路均用于驱动一个LED区域内的LED。
10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求8或9所述的LED面光源或根据如权利要求1-7任一项所述的方法制作的LED面光源。
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