CN108803142A - 光源及其制备方法、背光模组、显示面板 - Google Patents

光源及其制备方法、背光模组、显示面板 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种光源及其制备方法、背光模组、显示面板，该光源包括：基板、固定于基板表面的发光芯片、设置于发光芯片表面的微结构，以及覆盖微结构和基板表面的荧光膜层；其中，微结构包括第一介质膜层和第二介质膜层，第一介质膜层覆盖发光芯片，第二介质膜层覆盖第一介质膜层，第一介质膜层的折射率小于第二介质膜层的折射率，第二介质膜层的折射率大于荧光膜层的折射率。通过上述方式，本申请能够改善光源的混光特性。

Description

光源及其制备方法、背光模组、显示面板
技术领域
本申请涉及光源技术领域，特别是涉及一种光源及其制备方法、背光模组、显示面板。
背景技术
mini-LED是目前市场上的热点，其组装形成的光源属于直下式背光的一种。由于LED光形接近朗伯型分布，中心亮度较高，周围亮度较低，在直下式发光过程中极易产生亮度不均的现象。目前通常采用扩散片混光或者在荧光膜中加入散射雾度粒子混光的方式来改善亮度不均的问题。但是，扩散片的加入会降低整体光源的穿透率，影响光源的整体亮度，荧光膜中雾度粒子也无法达到较好的混光效果。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种光源及其制备方法、背光模组、显示面板，能够改善光源的混光特性。
为解决上述技术问题，本申请采用的第一个技术方案是：提供一种光源，包括：基板、固定于基板表面的发光芯片、设置于发光芯片表面的微结构，以及覆盖微结构和基板表面的荧光膜层；其中，微结构包括第一介质膜层和第二介质膜层，第一介质膜层覆盖发光芯片，第二介质膜层覆盖第一介质膜层，第一介质膜层的折射率小于第二介质膜层的折射率，第二介质膜层的折射率大于荧光膜层的折射率。
为解决上述技术问题，本申请采用的第二个技术方案是：提供一种背光模组，至少包括如上所述的光源。
为解决上述技术问题，本申请采用的第三个技术方案是：提供一种显示面板，至少包括如上所述的背光模组。
为解决上述技术问题，本申请采用的第四个技术方案是：提供一种光源的制备方法，包括：在基板表面固定发光芯片；形成覆盖发光芯片的第一介质膜层；形成覆盖第一介质膜层的第二介质膜层；形成覆盖第二介质膜层和基板表面的荧光膜层；其中，第一介质膜层的折射率小于第二介质膜层的折射率，第二介质膜层的折射率大于荧光膜层的折射率。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的部分实施例中，光源包括基板、固定于基板表面的发光芯片、设置于发光芯片表面的微结构，以及覆盖微结构和基板表面的荧光膜层；其中，微结构包括第一介质膜层和第二介质膜层，第一介质膜层覆盖发光芯片，第二介质膜层覆盖第一介质膜层，第一介质膜层的折射率小于第二介质膜层的折射率，第二介质膜层的折射率大于荧光膜层的折射率。通过上述方式，本申请能够利用不同折射率的第一介质膜层、第二介质膜层和荧光膜层，使得发光芯片发射的光线经过多次折射后，增大出光角度，从而实现大角度出光，最终可以改善光源的整面混光特性，使得光源亮度均匀。
附图说明
图1是本申请光源一实施例的结构示意图；
图2是图1所示的光源中一LED芯片的出光路径示意图；
图3是图1所示的光源中第一介质膜层设置有中空腔体的结构示意图；
图4是本申请背光模组一实施例的结构示意图；
图5是本申请显示面板一实施例的结构示意图；
图6是本申请光源的制备方法一实施例的流程示意图；
图7是图6所示光源的制备方法各步骤执行过程中光源的结构变化过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本申请光源一实施例中，光源10包括：基板101、固定于基板101表面的发光芯片102、设置于发光芯片102表面的微结构103，以及覆盖微结构103和基板101表面的荧光膜层104。
其中，该微结构103包括第一介质膜层1031和第二介质膜层1032，该第一介质膜层1031覆盖发光芯片102，第二介质膜层1032覆盖第一介质膜层1031，第一介质膜层1031的折射率小于第二介质膜层1032的折射率，第二介质膜层1032的折射率大于荧光膜层104的折射率。
该基板101可以是柔性电路板(FPC基板)，该FPC基板101上设置有铜走线，并蚀刻有焊盘，发光芯片102可以焊接在该焊盘上，以固定于该FPC基板101上，且该基板101表面还可以涂布有高反射率材料(如白油涂层)，从而可反射将发光芯片102发射的光线，进而提高光线利用率。
该发光芯片是LED芯片，例如100～500微米大小的蓝光芯片(即次毫米发光二极管)，当然也可以是其他尺寸或其他颜色光的芯片，此处不做具体限定。
该第一介质膜层1031、第二介质膜层1032和荧光膜层104的折射率具体可以根据实际需求设置，只要满足第一介质膜层1031、荧光膜层104的折射率均小于第二介质膜层1032的折射率即可。例如，第一介质膜层和荧光膜层的折射率可以在1.0-1.5之间，第二介质膜层的折射率可以在1.5-2.0之间。
该第一介质膜层1031和第二介质膜层1032的材料可以根据实际需求选择，只有满足上述折射率要求即可。例如，该第一介质膜层1031可以采用有机材料(如树脂)，第二介质膜层1032可以采用无机材料(如氮化硅、氧化硅等)，当然，也可以采用其他类型的材料。
该第一介质膜层1031和第二介质膜层1032的形状也可以根据实际需求选择，例如，第一介质膜层1031可以采用三角棱镜或锥面镜的结构，第二介质膜层1032可以采用球面镜的结构。
具体地，在一个应用例中，如图1所示，该基板101表面间隔固定有多个LED芯片102，每个LED芯片102表面设置有微结构103，该微结构103包括第一介质膜层1031和第二介质膜层1032。该第一介质膜层1031为三角棱镜结构(或金字塔结构)，即其垂直基板101的横截面为如图1所示的三角形结构，其具有多个第一出光面A1，该第一出光面A1为平面，相邻两个第一出光面A1之间形成有第一夹角α，该第一夹角α小于180度(如60度)。该第二介质膜层1032为球面镜，即其垂直基板101的横截面为如图1所示的部分球面，即该第二介质膜层1032的出光面(第二出光面A2)为曲面。同时，该微结构103表面和基板101表面还覆盖有荧光膜层104。该荧光膜层104具有荧光材料(如荧光粉或量子点等)，可以将LED芯片102发射的单色光线变换为其他颜色光线，例如将蓝光LED芯片102发射的蓝光变换为红光、绿光或黄光等。
结合图2所示，以一个LED芯片的出光光路为例，当光线1从LED芯片102发出后，经过第一介质膜层1031出射到第二介质膜层1032，由于第一介质膜层1031的折射率小于第二介质膜层1032的折射率，则光线1是从光疏介质向光密介质传播，在第一介质膜层1031的第一出光面A1发生折射时，光线1会向偏离中心的大角度方向折射得到光线2。光线2会继续向荧光膜层104传播，在第二介质膜层1032的第二出光面A2发生折射时，由于第二介质膜层1032的折射率大于荧光膜层104的折射率，即光线2是从光密介质向光疏介质传播，光线2进一步向偏离中心的大角度方向折射得到光线3。虽然光线3从荧光膜层104向空气传播时，由于荧光膜层104的折射率大于空气的折射率1.0，但可以选择荧光膜层104的折射率为1.1或1.2等与1.0比较接近的值，使得荧光膜层104与空气之间的折射率差值较小，从而使得出射光线的角度不会减小过多，进而可以保证整体的出光角度增大。
可选地，本实施例中，该第一介质膜层1031还可以包括一中空腔体，该中空腔体内填充第一介质，该第一介质的折射率小于第二介质膜层1032的折射率。例如图3所示，在第一出光面A1和LED芯片102之间，形成有一中空腔体1031a，该中空腔体1031a内部填充有空气。
当然，在其他实施例中，该第二介质膜层1032也可以采用在中空腔体内填充第二介质的结构，且该第二介质的折射率大于第一介质的折射率。
本实施例中，利用不同折射率的第一介质膜层、第二介质膜层和荧光膜层，使得发光芯片发射的光线经过多次折射后，增大出光角度，从而实现大角度出光，最终可以改善光源的整面混光特性，使得光源亮度均匀。
如图4所示，本申请背光模组一实施例中，该背光模组40至少包括：光源401，该光源401的结构可以参考本申请光源一实施例所提供的结构，此处不再重复。
该背光模组40还可以根据实际需求设置反射片或其他光学膜片等，此处不做具体限定。
本实施例中，背光模组的光源利用不同折射率的第一介质膜层、第二介质膜层和荧光膜层，使得发光芯片发射的光线经过多次折射后，增大出光角度，从而实现大角度出光，最终可以改善光源的整面混光特性，使得背光模组的出光亮度均匀。
如图5所示，本申请显示面板一实施例中，该显示面板50至少包括：背光模组501，该背光模组501的结构可以参考本申请背光模组一实施例所提供的结构，此处不再重复。
该显示面板50还可以包括：相对设置的阵列基板502、彩膜基板503和设置于二者之间的液晶层504。当然，该显示面板50还可以根据实际需求设置触控面板等其他结构，此处不做具体限定。
本实施例中，该显示面板的背光模组中，光源利用不同折射率的第一介质膜层、第二介质膜层和荧光膜层，使得发光芯片发射的光线经过多次折射后，增大出光角度，从而实现大角度出光，最终可以改善光源的整面混光特性，使得显示面板的显示亮度均匀。
如图6所示，本申请光源的制备方法一实施例中，包括：
S11：在表面固定有发光芯片的基板上形成覆盖发光芯片的第一介质膜层。
具体地，结合图7所示，在一个应用例中，可以通过在发光芯片表面涂布一层低折射率的第一介质材料后，利用相应形状(如三角棱镜形状)的模具进行压膜后，采用相应的方式(如加热)进行固化后，即可得到该第一介质膜层。
S12：形成覆盖第一介质膜层的第二介质膜层。
具体地，结合图7所示，在一个应用例中，同样可以通过在第一介质膜层表面涂布一层高折射率的第二介质材料后，利用相应形状(如球面形状)的模具进行压膜后，采用相应的方式(如加热)进行固化后，即可得到该第二介质膜层。
当然，在其他应用例中，该第一介质膜层和第二介质膜层也可以通过光刻工艺形成，或者针对某些有机材料制作的第一介质膜层和/或第二介质膜层，也可以采用分子自组装的方式形成该第一介质膜层和/或第二介质膜层
S13：形成覆盖第二介质膜层和基板表面的荧光膜层。
其中，第一介质膜层的折射率小于第二介质膜层的折射率，第二介质膜层的折射率大于荧光膜层的折射率。
具体地，结合图7所示，在一个应用例中，该第一介质膜层和第二介质膜层形成后，可以直接将制备好的荧光膜层压合在该第一介质膜层和第二介质膜层组成的微结构以及该基板表面，然后通过高温固化的工艺进行固化，最后形成覆盖第二介质膜层和基板表面的荧光膜层。
可选地，在步骤S11之前，还包括：
S10：在基板上固定发光芯片。
具体地，结合图7所示，在一个应用例中，该基板可以是柔性电路板(FPC基板)，在制备好的FPC基板上可以进行发光芯片的固晶工艺，该固晶工艺包括刷涂锡膏、打件工艺和锡膏回流焊三个步骤，经过上述固晶工艺后，该发光芯片即会固定在基板上，则可以进行后续步骤S11～S13。
本实施例中，通过在基板固定的发光芯片上形成不同折射率的第一介质膜层、第二介质膜层和荧光膜层，发光芯片发射的光线可以经过不同膜层的多次折射后，增大出光角度，从而实现大角度出光，最终可以改善光源的整面混光特性，使得光源的出光亮度均匀。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源，其特征在于，包括：基板、固定于所述基板表面的发光芯片、设置于所述发光芯片表面的微结构，以及覆盖所述微结构和所述基板表面的荧光膜层；
其中，所述微结构包括第一介质膜层和第二介质膜层，所述第一介质膜层覆盖所述发光芯片，所述第二介质膜层覆盖所述第一介质膜层，所述第一介质膜层的折射率小于所述第二介质膜层的折射率，所述第二介质膜层的折射率大于所述荧光膜层的折射率。
2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述第一介质膜层包括至少一个第一出光面，所述第二介质膜层包括第二出光面，所述第一出光面为平面，所述第二出光面为曲面。
3.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述第一介质膜层包括多个所述第一出光面，相邻两个所述第一出光面之间形成第一夹角，所述第一夹角小于180度。
4.根据权利要求3所述的光源，其特征在于，所述第一介质膜层为棱镜，所述棱镜的垂直所述基板的横截面为三角形。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光源，其特征在于，所述第一介质膜层包括一中空腔体，所述中空腔体内填充第一介质，所述第一介质的折射率小于所述第二介质膜层的折射率。
6.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述第二出光面为球面。
7.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述第一介质膜层和所述荧光膜层的折射率在1.0-1.5之间，所述第二介质膜层的折射率在1.5-2.0之间。
8.一种背光模组，其特征在于，至少包括如权利要求1-7任一项所述的光源。
9.一种显示面板，其特征在于，至少包括如权利要求8所述的背光模组。
10.一种光源的制备方法，其特征在于，包括：
在表面固定有发光芯片的基板上形成覆盖所述发光芯片的第一介质膜层；
形成覆盖所述第一介质膜层的第二介质膜层；
形成覆盖所述第二介质膜层和所述基板表面的荧光膜层；
其中，所述第一介质膜层的折射率小于所述第二介质膜层的折射率，所述第二介质膜层的折射率大于所述荧光膜层的折射率。
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