CN110400519A - 背光模组及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，提出一种背光模组及其制作方法、显示装置，该背光模组包括衬底基板、准直层以及多个发光元件，准直层设置于所述衬底基板的一侧，所述准直层上设置有阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；多个发光元件，设置于所述衬底基板且位于所述通孔内。本公开提供的背光模组能够在保证准直度的前提下提高背光模组的光效，同时该背光模组结构简单、加工容易。

Description

背光模组及其制作方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及其制作方法、显示装置。

背景技术

随着平板显示技术的快速发展，其显示范围和应用场景在不断拓展。全息显示和光场显示的应用场景应运而生，在这种场景下，全息和光场、AR显示可以改善普通视差3D显示带来的眩晕感，极大程度还原物体的所有信息，是一种未来的显示趋势。而准直背光是这些立体显示技术的必要条件和核心技术。

相关技术中，准直的背光模组技术一般分为三大类：挡板遮光、波导光栅定向取光和微透镜准直技术。

其中，挡板遮光技术是每个有机发光单元还包括遮光隔离套；所述遮光隔离套套置在所述有机发光单元的侧壁外侧；所述遮光隔离套的高度大于所述有机发光单元的厚度，通过隔离套进行准直。但此种技术准直度极低，且准直度与隔离套高度成正比，加工困难。

波导光栅技术包括侧入式光源向调光单元提供平行入射光；利用光栅衍射对平行入射光进行方向调节，以使其出光侧射出准直光线。由于准直背光源提供的背光能够沿某个特定方向出射，给显示面板提供准直背光源。但改技术需要提供单一入射方向的光源，这本身就是一个技术难点，而且取光光栅加工及使用也很困难。

微透镜阵列准直背光结构包括微透镜阵列以及光源，光源与所述微透镜阵列之间设有多个通光孔，所述通光孔分别与所述微透镜阵列的各微透镜一一对应设置，此种方案通光孔位于所述微透镜阵列的各微透镜的焦点处，该准直背光结构才能使其发出的背光光线为准直光线。此种方案由于需要开孔限制光源发散角，所以光效极低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背光模组，用于解决相关技术中，背光模组发散角大、光效低，加工困难的技术问题。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，提供一种背光模组，该背光模组包括衬底基板、准直层以及多个发光元件。准直层设置于所述衬底基板的一侧，所述准直层上设置有阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；多个发光元件设置于所述衬底基板且位于所述通孔内。

本发明的一种示例性实施例中，所述通孔的内侧面设置有折射层，所述折射层的折射率大于所述准直层的折射率。

本发明的一种示例性实施例中，所述通孔的内侧面设置有反射层。

本发明的一种示例性实施例中，所述准直层的材料为反射材料。

本发明的一种示例性实施例中，该背光模组还包括透镜阵列，透镜阵列设置于所述准直层上，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜与所述通孔一一对应设置，以使所述发光元件位于所述透镜的焦点处。

本发明的一种示例性实施例中，该背光模组还包括透镜阵列，该透镜阵列设置于所述准直层上，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜与多个所述通孔对应设置。

本发明的一种示例性实施例中，所述通孔的侧面沿其延伸方向为一自由凹曲线，以使所述发光元件入射到所述通孔内侧面的光线沿所述准直层的垂直方向射出。

本发明的一种示例性实施例中，所述通孔开口为圆形。

本发明的一种示例性实施例中，所述衬底基板与所述准直层为一体结构。

根据本发明的一个方面，提供一种背光模组制作方法，用于制作上述的背光模组，该方法包括：

提供一衬底基板；

通过转印技术在所述衬底基板上形成阵列分布的多个发光元件；

提供一准直层，所述准直层上设置有与所述发光元件分布方式相同的通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；

将所述准直层与所述衬底基板贴合，以使所述发光元件位于所述通孔内。

根据本发明的一个方面，提供一种背光模组制作方法，用于制作上述的背光模组，该方法包括：

提供一基底结构，所述基底结构包括准直层和衬底基板；

在所述基底结构上开槽，以使准直层上形成阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；

通过转印技术在所述开槽内形成发光元件。

根据本发明的一个方面，提供一种显示装置，该显示装置包括上述的背光模组。

本公开提出一种背光模组及其制作方法、显示装置，该背光模组包括衬底基板、准直层以及多个发光元件，准直层设置于所述衬底基板的一侧，所述准直层上设置有阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；多个发光元件，设置于所述衬底基板且位于所述通孔内。本公开提供的背光模组可以通过通孔对光线进行准直；同时，还可以通过具有反射功能的通孔内侧面对光线进行反射，以避免光线从通孔侧壁射出或被吸收，从而以提高光效。一方面，本公开提供的背光模组能够在保证准直度的前提下提高背光模组的光效，另一方面，该背光模组结构简单、加工容易。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。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为本公开背光模组一种示例性实施例的结构示意图；

图2为本公开背光模组另一种示例性实施例的结构示意图；

图3为本公开背光模组另一种示例性实施例的结构示意图；

图4为本公开背光模组另一种示例性实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本示例性实施例首先提供一种背光模组，如图1所示，为本公开背光模组一种示例性实施例的结构示意图。该背光模组包括衬底基板1、准直层2以及多个发光元件3。准直层2设置于所述衬底基板1的一侧，所述准直层2上设置有阵列分布的多个通孔21，所述通孔21的内侧面能够反射光线；多个发光元件3设置于所述衬底基板且位于所述通孔内。

本公开提出一种背光模组，该背光模组包括衬底基板、准直层以及多个发光元件，准直层设置于所述衬底基板的一侧，所述准直层上设置有阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；多个发光元件，设置于所述衬底基板且位于所述通孔内。本公开提供的背光模组可以通过通孔对光线进行准直；同时，还可以通过具有反射功能的通孔内侧面对光线进行反射，以避免光线从通孔内侧面射出或被吸收，从而提高光效。一方面，本公开提供的背光模组能够在保证准直度的前提下提高背光模组的光效，另一方面，该背光模组结构简单、加工容易。

本示例性实施例中，衬底基板1可以为玻璃、PI(聚酰亚胺)、PET(聚对苯二甲酸类塑料)等柔性或刚性基板，准直层2可以采用玻璃、石英、硅片、金属、PET、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、COC(典型环烯烃共聚物)等树脂材料、有机或无机材料。发光元件3可以与通孔21一一对应设置，通孔21可以沿准直层的层向延伸。发光元件可以为mini-LED或micro-LED。

本示例性实施例中，通孔21的内侧面实现反射光线的一种可实施方式可以是，将准直层2直接采用具有反射光线能力的材料制成，例如，准直层可以采用金属制成。

本示例性实施例中，通孔21的内侧面实现反射光线的另一种可实施方式还可以是，在所述通孔的内侧面设置折射层，且所述折射层的折射率大于所述准直层的折射率。利用光的全反射原理，光线从光密介质到光疏介质传播时，当光线的入射角大于临界角时，光线会全部返回光密介质。因此，部分穿过该折射层射向准直层的光线将全部反射回折射层。

本示例性实施例中，通孔21的内侧面实现反射光线的另一种可实施方式还可以是，在所述通孔的内侧面设置有反射层。反射层可以用于反射光线，该反射层可以为金属反射层。

本示例性实施例中，如图1所示，该背光模组还可以包括透镜阵列，透镜阵列设置于所述准直层2上，所述透镜阵列包括多个透镜4，所述透镜4与所述通孔21一一对应设置，以使所述发光元件2位于所述透镜4的焦点处。该透镜可以为超表面透镜、菲涅尔透镜、全息透镜中的一种，该透镜可以将发光元件发出的光线沿准直方向射出。

本示例性实施例中，如图2所示，为本公开背光模组另一种示例性实施例的结构示意图。该背光模组还可以包括透镜阵列，该透镜阵列设置于所述准直层上，所述透镜阵列包括多个透镜4，所述透镜4可以与多个所述通孔对应设置。本示例性实施例以一个透镜对应两个通孔为例进行说明，在本示例性实施例中，虽然发光元件没有位于透镜4的焦点处，但是由于发光元件偏离焦点的距离较小，该背光模组依然能够达到较高的准直度。

本示例性实施例中，如图3所示，为本公开背光模组另一种示例性实施例的结构示意图。所述通孔的侧面沿其延伸方向为一自由凹曲线。该设置可以通过设置自由凹曲线每一位置的曲率，从而实现发光元件入射到通孔内侧面的光线可以沿准直方向射出。图3中箭头方向表示光线传播方向。

本示例性实施例中，所述通孔开口可以为圆形、椭圆形、方形等。

本示例性实施例中，制作上述背光模组的一种方式可以是，首先，可以提供一衬底基板，同时在该衬底基板上设置发光元件的驱动电路；然后，通过转印技术在所述衬底基板上形成阵列分布的多个发光元件，同时将发光元件与其驱动电路连接；然后，提供一准直层，在该准直层上设置与发光元件分布方式相同的通孔，同时通过上述任一方法使得所述通孔的内侧面能够反射光线；然后，将所述准直层与所述衬底基板贴合，以使所述发光元件位于所述通孔内。最后，形成一透镜阵列，将透镜阵列贴合到准直层上。

其中，通过转印技术在所述衬底基板上形成阵列分布的多个发光元件，可以采用Rohinni指针式转印技术或者X-celeprint技术。将发光元件与其驱动电路连接，可以采用发光元件自带插脚插接的方式与驱动电路连接，也可以采用焊接的方式将发光元件的引脚与驱动电路连接。在该准直层上设置与发光元件分布方式相同的通孔，可以采用基板+机械切削的方式加工，也可以采用注塑加工的方式制备。将所述准直层与所述衬底基板贴合，可以采用3D面板贴合机对准直层和衬底基板进行贴合，该设备的特点是采用高精密光学对位系统和高精度点胶装置，设备采用真空贴合，杜绝了气泡产生，对位精度可以达到2um，满足本发设计指标。形成一透镜阵列，可以通过注塑工艺形成。透镜的材质可以为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或COC等树脂材料。其中，也可以先将透镜阵列先贴合到准直层，再将准直层贴合到衬底基板上。

本示例性实施例中，衬底基板和准直层在贴合过程中，难免会出现气泡等贴合不良现象。本示例性实施例中，如图4所示，为本公开背光模组另一种示例性实施例的结构示意图。所述衬底基板与所述准直层可以为一体结构5。

制造该背光模组时，首先，可以直接在一体结构5上开设凹槽，同时通过上述任一方法使得所述通孔的内侧面能够反射光线；然后，通过转印技术在凹槽内形成发光元件；最后，形成一透镜阵列，将透镜阵列贴合到一体结构5上。

本示例性实施例还提供一种背光模组制作方法，用于制作上述的背光模组，该方法包括：

提供一衬底基板；

通过转印技术在所述衬底基板上形成阵列分布的多个发光元件；

提供一准直层，所述准直层上设置有与所述发光元件分布方式相同的通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；

将所述准直层与所述衬底基板贴合，以使所述发光元件位于所述通孔内。

本示例性实施例提供的背光模组制作方法与上述的背光模组具有相同的技术特征和工作原理，上述内容已经做出详细说明，此处不再赘述。

本示例性实施例还提供一种背光模组制作方法，用于制作上述的背光模组，该方法包括：

提供一基底结构，所述基底结构包括准直层和衬底基板；

在所述基底结构上开槽，以使准直层上形成阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；

通过转印技术在所述开槽内形成发光元件。

本示例性实施例提供的背光模组制作方法与上述的背光模组具有相同的技术特征和工作原理，上述内容已经做出详细说明，此处不再赘述。

本示例性实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括上述的背光模组。

本示例性实施例提供的显示装置与上述的背光模组具有相同的技术特征和工作原理，上述内容已经做出详细说明，此处不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (12)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

衬底基板；

准直层，设置于所述衬底基板的一侧，所述准直层上设置有阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；

多个发光元件，设置于所述衬底基板且位于所述通孔内。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述通孔的内侧面设置有折射层，所述折射层的折射率大于所述准直层的折射率。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述通孔的内侧面设置有反射层。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述准直层的材料为反射材料。

5.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，还包括：

透镜阵列，设置于所述准直层上，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜与所述通孔一一对应设置，以使所述发光元件位于所述透镜的焦点处。

6.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，还包括：

透镜阵列，设置于所述准直层上，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜与多个所述通孔对应设置。

7.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，所述通孔的侧面沿其延伸方向为一自由凹曲线，以使所述发光元件入射到所述通孔内侧面的光线沿所述准直层的垂直方向射出。

8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述通孔开口为圆形。

9.根据权利要求1-4任一项所述的背光模组，其特征在于，所述衬底基板与所述准直层为一体结构。

10.一种背光模组制作方法，用于制作权利要求1-8任一项所述的背光模组，其特征在于，包括：

提供一衬底基板；

通过转印技术在所述衬底基板上形成阵列分布的多个发光元件；

提供一准直层，所述准直层上设置有与所述发光元件分布方式相同的通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；

将所述准直层与所述衬底基板贴合，以使所述发光元件位于所述通孔内。

11.一种背光模组制作方法，用于制作权利要求9所述的背光模组，其特征在于，包括：

提供一基底结构，所述基底结构包括准直层和衬底基板；

在所述基底结构上开槽，以使准直层上形成阵列分布的多个通孔，所述通孔的内侧面能够反射光线；

通过转印技术在所述开槽内形成发光元件。

12.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的背光模组。