CN111290165B - 一种光源板、背光模组及显示装置 - Google Patents

一种光源板、背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明适用于显示技术领域，提供了一种光源板、背光模组和显示装置，光源板包括驱动基板和发光封装组件，驱动基板包括第一基板以及设置于第一基板上的开关元件和电容元件，发光封装组件设于驱动基板上，包括第二基板以及以分立元件的形式封装于第二基板上的驱动元件和发光元件。本发明通过将驱动元件和发光元件以分立元件的形式封装于第二基板上形成发光封装组件，驱动元件可以直接采用目前能够承受较大驱动电流的MOS管分立元件，满足作为背光使用的发光元件的驱动电流要求，实现了以主动驱动方式进行驱动的背光技术，驱动基板的制作更简单，可以做到更大尺寸，驱动基板与发光封装组件之间的焊接更简单便捷，简化了光源板焊接组装的操作性。

Description

一种光源板、背光模组及显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，特别涉及一种光源板、背光模组及显示装置。
背景技术
目前，LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)背光技术大部分采取将LED焊接在PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)背板上的方式来制作，并采取静态或者被动的方式驱动。TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)驱动背板用于驱动液晶面板或者OLED显示面板，其可以用主动方式驱动像素单元或发光元件，具有对比度高、节能等优点。然而，液晶面板或者OLED显示面板的像素单元或发光元件需要的驱动电流小，TFT背板能够承受的电流密度较小，未能达到对LED进行驱动所需要的电流密度。受此限制，目前尚未有LED背光阵列采取主动方式驱动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光源板，旨在解决现有的主动驱动方式无法达到驱动LED所需要的电流要求而无法应用于背光驱动的技术问题。
本发明是这样实现的，一种光源板，包括：
驱动基板，包括第一基板以及设置于所述第一基板上的开关元件和电容元件；以及
发光封装组件，设于所述驱动基板上，包括第二基板以及以分立元件的形式封装于所述第二基板上的驱动元件和发光元件。
在一实施例中，所述封装基板以所述发光元件背离所述驱动基板的方向发光的形式焊接于所述驱动基板上。
在一实施例中，所述封装基板以所述发光元件朝向所述驱动基板的方向发光的形式焊接于所述驱动基板上。
在一实施例中，所述驱动基板远离所述封装基板的底面上设有漫反射膜，所述第二基板为透明基板。
在一实施例中，所述驱动基板朝向所述发光封装组件的表面上设有多个电极触点，所述封装基板朝向所述驱动基板的表面上设有多个电极连接点，所述电极触点与所述电极连接点一一对应实现电性连接。
在一实施例中，所述驱动元件设于所述第二基板上的第一封装区域，所述发光元件设于所述第二基板上的第二封装区域；
所述第一封装区域设有用于将所述驱动元件封装的第一封装层，所述第二封装区域设有用于将所述发光元件封装的第二封装层。
在一实施例中，所述第一封装层为不透明材料，所述第二封装层为透明材料。
在一实施例中，所述第一封装区域为设于所述第二基板上的第一凹槽，所述第二封装区域为设于所述第二基板上的第二凹槽。
在一实施例中，所述驱动元件与所述发光元件采用同一封装胶层封装于所述第二基板上。
本发明的另一目的在于提供一种背光模组，包括上述各实施例所说的光源板。
本发明的又一目的在于提供一种显示装置，包括上述实施例所说的背光模组。
本发明提供的光源板的有益效果在于：
第一，驱动元件与驱动电路中的其他元件相对分立设置，可以直接采用目前市面上现有的MOS管，简化了光源板的制作工序，并且，由于目前市面上的MOS管能够承受的电流大于在第一基板上制作的薄膜晶体管器件，因此，驱动元件能够承受更大的驱动电流通过，满足作为背光使用的发光元件的驱动电流要求，实现了以主动驱动方式进行驱动的背光技术；
第二，驱动基板由在第一基板上制作行控制线、列控制线、开关元件和电容元件而形成，其制作更简单，可以做到更大尺寸，用于大尺寸的显示装置中时，可以仅使用一块驱动基板，无需像现有技术那样使用多块PCB板进行拼接，降低了电性连接的复杂性，同时也防止带来寄生电容等影响；
第三，驱动基板与发光封装组件之间的焊点数量少，焊接更简单便捷，简化了发光封装组件与驱动基板之间的焊接连接的操作性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的光源板的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的光源板上发光单元的一种示意图；
图3是本发明实施例提供的驱动基板的纵剖视图；
图4是本发明实施例提供的光源板上发光单元的另一种示意图；
图5是本发明实施例提供的发光封装组件的一种示意图；
图6是图5所示的发光封装组件的俯视结构示意图；
图7是本发明实施例提供的发光封装组件的另一种示意图；
图8是本发明实施例提供的发光封装组件的又一种示意图；
图9是本发明实施例提供的发光封装组件的再一种示意图；
图10是本发明实施例提供的发光封装组件与驱动基板的一种连接示意图；
图11是本发明实施例提供的光源板的俯视结构示意图；
图12是本发明实施例提供的发光封装组件的再一种示意图；
图13是图12所示的发光封装组件的俯视结构示意图；
图14是本发明实施例提供的发光封装组件与驱动基板的另一种连接示意图。
图中标记的含义为：
光源板100，发光单元90，驱动基板1，第一基板10，开关元件11，电容元件12，行控制线101，列控制线102，电极触点103，栅极绝缘层104，钝化层105，保护层106，电源线107，栅极111，有源层112，源极113，漏极114，第一电极板121，第二电极板122；
发光封装组件2，第二基板20，第一表面201，第二表面202，驱动元件21，发光元件22，第一封装区域23，第二封装区域24，第一封装层25，第二封装层26，电极连接点27，封装胶层28，凹部29；
漫反射膜4，液晶面板200。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
请参阅图1、图2、图5和图10，本发明首先提供一种光源板100，包括第一基板10以及呈阵列式设置于第一基板10上的多个发光单元90。第一基板10上还设有多条行控制线101和多条列控制线102，发光单元90设置于行控制线101和列控制线102之间交叉所限定的区域内。
发光单元90包括开关元件11、驱动元件21、电容元件12和发光元件22，其中，开关元件11和电容元件12设置于第一基板10上，形成驱动基板1，驱动元件21和发光元件22以分立元件的形式封装于第二基板20上，形成发光封装组件2。发光封装组件2连接于驱动基板1上，也即发光元件22和驱动元件21通过第二基板20设置于驱动基板1上。
需要指出的是，本发明所说的“分立元件”与本领域技术内的通常理解含义相同，指的是可以形成独立电路功能、构成电路的基本单元的电子元器件，例如，电阻、电容、电感器、机电元件(连接器、开关、继电器等)、电声器件、光电器件、敏感元器件、显示器件、压电器件、半导体器件等。在本发明中，驱动元件21和发光元件22是直接获得并应用于此的电子元器件，无需在第二基板20上通过各种沉积、蚀刻等工序制作形成。
具体地，驱动元件21为MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属-氧化物-半导体)管。本发明实施例提供的光源板100用于背光模组中提供背光源，发光元件22包括LED芯片，由此得到的发光封装组件2是LED封装组件。
发光封装组件2焊接于驱动基板1上。并且，发光封装组件2可以位于开关元件11和电容元件12的正上方，以使发光封装组件2在第一基板10上的投影与开关元件11和电容元件12的重叠面积最大，或者根据发光单元90的面积而定，发光封装组件2可以设于发光单元90内的任意位置。
图2所示为发光单元90的结构示意图，开关元件11、驱动元件21和电容元件12构成用于驱动发光元件22的驱动电路。
如图2和图3所示，开关元件11为一TFT，其包括栅极111、源极113和漏极114，驱动元件21包括控制端、电流输入端和电流输出端，电容元件12包括第一电极板121和第二电极板122。
如图3所示的驱动基板1的纵剖面图，驱动基板1由下至上依次包括：第一基板10，形成于第一基板10上的行控制线101和栅极111，形成于行控制线101和栅极111上的栅极绝缘层104，形成于栅极绝缘层104上的有源层112、列控制线102和第一电极板121，形成于第一有源层112的两侧上方的源极113和漏极114，形成于源极113、漏极114、列控制线102和第一电极板121上的钝化层105，形成于钝化层105上的第二电极板122、电源线107，形成于第二电极板122和电源线107上的保护层106。
栅极111连接至行控制线101，源极113连接至列控制线102，漏极114连接至控制端和第一电极板121，电流输入端连接至发光元件22的负极，电流输出端连接至第二电极板122和公共电位端(Vcc)，发光元件22的正极连接至电源端(Vdd)。公共电位端(Vcc)的电位低于电源端(Vdd)的电位。其中，公共电位端可以是接地端。
行控制线101向栅极111输入行控制信号，用于控制栅极111的打开或关闭。列控制线102向源极113输入列控制信号，当栅极111打开时，列控制信号可以经由漏极114传递至控制端，并控制控制端的打开或关闭。当控制端打开时，电流输入端和电力输出端之间形成通路，电源端(Vdd)的电流可以流向发光元件22，以驱动发光元件22发光。电容元件12连接于控制端与电流输出端之间，为控制端的打开提供维持和偏置电压。
电源线107分别连接电源端(Vdd)和公共电位端(Vcc)。
如图3所示，保护层106上还形成有多个电极触点103，分别将漏极114、电源端(Vdd)、第二电极板122和公共电位端(Vcc)引出，用于与发光封装组件2焊接，即分别用于与发光封装组件2中的控制端、发光元件22的正极和电流输出端焊接实现电性连接。
发光封装组件2内的发光元件22用于发出白光，可以包括一个或多个蓝光LED芯片以及设于蓝光LED芯片上的转换层，转换层内混合有荧光粉或量子点，用于将蓝光LED芯片发出的蓝光一部分转换为黄光(或者红光和绿光)，蓝光与黄光(或者蓝光与红光和绿光)混合后最终得到白光。发光元件22也可以包括一组红光、绿光和蓝光LED芯片。
对于包含一个LED芯片的发光封装组件2，需要4个电极触点103，对于一组红光、绿光和蓝光LED芯片，如图4所示，红光、绿光和蓝光LED芯片均需要一驱动元件21，发光封装组件2中共需3个MOS管，因此，该发光封装组件2共需要8个电极触点103(图4所示的8个黑色实心圆点)。
本发明实施例提供的光源板100，其行控制线101、列控制线102、开关元件11和电容元件12形成于第一基板10上，作为驱动基板1，而发光元件22和驱动元件21以分立元件的形式封装于第二基板20上，作为发光封装组件2与驱动基板1焊接在一起，其有益效果在于：
第一，驱动元件21与驱动电路中的其他元件相对分立设置，可以直接采用目前市面上现有的MOS管，简化了光源板100的制作工序，并且，由于目前市面上的MOS管能够承受的电流大于在第一基板10上制作的薄膜晶体管器件，驱动元件21能够承受更大的驱动电流通过，满足作为背光使用的发光元件22的驱动电流要求，实现了以主动驱动方式进行驱动的背光技术；
第二，驱动基板1由在第一基板10上制作行控制线101、列控制线102、开关元件11和电容元件12而形成，其制作更简单，可以做到更大尺寸，用于大尺寸的显示装置中时，可以仅使用一块驱动基板1，无需像现有技术那样使用多块PCB板进行拼接，降低了电性连接的复杂性，同时也防止带来寄生电容等影响；
第三，驱动基板1与发光封装组件2之间的焊点数量少，焊接更简单便捷，简化了发光封装组件2与驱动基板1之间的焊接连接的操作性。
如图5至图14所示，为本发明实施例提供的发光封装组件2的几种形式以及发光封装组件2与驱动基板1的几种焊接形式。
如图5至图11所示，发光封装组件2中的发光元件22直接朝向远离驱动基板1的方向发光。
第二基板20上设有第一封装区域23和第二封装区域24，第一封装区域23用于放置控制芯片，第二封装区域24用于放置LED芯片。控制芯片包括驱动元件21。
在一实施例中，如图5所示，第一封装区域23可以是形成于第二基板20的第一表面201的第一凹槽，第二封装区域24可以是形成于第二基板20的第一表面201上的第二凹槽。当然，第一封装区域23和第二封装区域24也可以是其他形式。
如图5和图9所示，第一封装区域23采用第一封装层25将控制芯片封装和保护在内，第二封装区域24采用第二封装层26将LED芯片封装和保护在内。即控制芯片和LED芯片各自被封装在第二基板20上的不同位置。
第一封装层25为不透明材料，如不透明的环氧树脂胶，具体如黑色环氧树脂胶，第二封装层26为透明的环氧树脂胶或透明硅胶。这样的好处是，可以避免光线对控制芯片内的驱动元件21的影响，防止驱动元件21受到光照影响而产生光漏电流以及影响对LED芯片的驱动电流的控制作用。
在一实施例中，控制芯片和LED芯片采用同一封装胶层28共同封装，该封装胶层28为透明封装层，如图7和图8所示，在此基础上，控制芯片和LED芯片可以设置于第二基板20的第一表面201上的同一个凹部29内，或者同时位于第二基板20的第一表面201上，这均不影响同一个封装胶层28的实施。
LED芯片朝向由第二基板20的第二表面202至第一表面201的方向发光(图5中点划线箭头所示方向)。
在本实施例中，第二基板20的与第一表面201相对的第二表面202上对应每一发光封装组件2设有8个电极连接点27，与驱动基板1上的8个电极触点103对应并焊接连接。
如图10所示，发光封装组件2以第二基板20的第二表面202与第一基板10靠近的方式与驱动基板1之间进行焊接(图10中虚线框内表示设置于第一基板10上的部分驱动电路元件)。进一步如图11所示，多个发光封装组件2呈阵列式排布并焊接于驱动基板1上。
第一基板10为模压注塑成型的黑色环氧树脂注塑化合物(Epoxy moldingcompound，EMC)基板，以避免LED芯片的光线损失。
对于图5至图11所示的LED芯片发出的光线直接远离第二基板20和第一基板10的方案而言，第二基板20可以为透明基板，也可以为不透明基板，对此不作限制。
如图12至图14所示，为发光封装组件2与驱动基板1之间连接的另一种形式，发光封装组件2中的发光元件22朝向驱动基板1方向发光。
发光封装组件2以第二基板20的第一表面201靠近驱动基板1的方式贴装于驱动基板1上，LED芯片发出的光线先照射到驱动基板1上，在此，第一基板10可以为透明或半透明基板，重要的是，驱动基板1的底面，也即远离发光封装组件2的表面上，贴设有漫反射膜4。LED芯片朝向漫反射膜4方向发光，LED芯片发出的光线先经过驱动基板1到达漫反射膜4，经漫反射膜4的反射后再一次经过驱动基板1照射到如液晶面板200等需要提供背光的组件上。这样的好处在于，经过漫反射回来的光分布更均匀，范围更大。同样面积的光线可使用更少颗数的LED芯片实现，降低成本，同时光线的行走路径增加了驱动基板1的厚度的2倍以上，可以降低OD(Optical Distance，光学距离)值，使用该光源板的显示装置等也可以做得更薄。
在本实施例中，第二基板20为透明基板，如透明陶瓷基板或玻璃基板等。如图13所示，电极连接点27设于第二基板20的第一表面201上。电极连接点27与驱动基板1上的电极触点103对应焊接连接后，实现发光封装组件2与驱动基板1之间的电性连接。
本发明还提供一种背光模组(未图示)，其包括上述各实施例所说的光源板100以及为光源板100提供驱动信号的控制器。控制器向光源板100上的行控制线101和列控制线102分别提供行控制信号和列控制信号，以用于驱动每一发光单元90的工作。
本发明还提供一种显示装置(未图示)，包括上述实施例所说的背光模组以及设于背光模组的出光侧的液晶面板200，参考图14所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种光源板，其特征在于，包括：
驱动基板，包括第一基板以及设置于所述第一基板上的开关元件和电容元件，所述第一基板上还设有多条行控制线和多条列控制线，所述开关元件为一TFT；以及
发光封装组件，设于所述驱动基板上，包括第二基板以及以分立元件的形式封装于所述第二基板上的驱动元件和发光元件，发光单元设置于所述行控制线和所述列控制线之间交叉所限定的区域内；
所述开关元件、所述驱动元件和所述电容元件构成用于驱动所述发光元件的驱动电路，所述驱动元件为MOS管。
2.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述发光封装组件以所述发光元件背离所述驱动基板的方向发光的形式焊接于所述驱动基板上。
3.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述发光封装组件以所述发光元件朝向所述驱动基板的方向发光的形式焊接于所述驱动基板上。
4.如权利要求3所述的光源板，其特征在于，所述驱动基板远离所述发光封装组件的底面上设有漫反射膜，所述第二基板为透明基板。
5.如权利要求2至4中任一项所述的光源板，其特征在于，所述驱动基板朝向所述发光封装组件的表面上设有多个电极触点，所述第二基板朝向所述驱动基板的表面上设有多个电极连接点，所述电极触点与所述电极连接点一一对应实现电性连接。
6.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述驱动元件设于所述第二基板上的第一封装区域，所述发光元件设于所述第二基板上的第二封装区域；
所述第一封装区域设有用于将所述驱动元件封装的第一封装层，所述第二封装区域设有用于将所述发光元件封装的第二封装层。
7.如权利要求6所述的光源板，其特征在于，所述第一封装层为不透明材料，所述第二封装层为透明材料。
8.如权利要求6所述的光源板，其特征在于，所述第一封装区域为设于所述第二基板上的第一凹槽，所述第二封装区域为设于所述第二基板上的第二凹槽。
9.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述驱动元件与所述发光元件采用同一封装胶层封装于所述第二基板上。
10.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的光源板。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的背光模组。
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