CN111338126A - 柔性直下式背光装置及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性直下式背光装置。该装置包括自上而下设置的光学膜片组和mini‑LED灯板。mini‑LED灯板包括柔性聚酰亚胺薄膜、mini‑LED芯片和封装mini‑LED芯片的荧光层。光学膜片组的下表面设置有第一反射结构，第一反射结构和mini‑LED芯片相对应。mini‑LED灯板还包括第二反射结构，第二反射结构与第一反射结构交错排布，以使得可见光被第一反射结构和第二反射结构多次反射后均匀地向柔性直下式背光装置的出光侧出射。本发明能够实现柔性背光，其改善柔性面光源均匀出光，并提高了光的利用效率。

Description

柔性直下式背光装置及显示设备
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及一种柔性直下式背光装置及显示设备。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，人们对显示器需求越来越高，特别是对柔性液晶显示器、曲面液晶显示器、可挠液晶显示器和可折叠液晶显示器等非平面型显示设备的需求日渐增多。柔性液晶显示面板凭借其轻薄、可弯折、耐冲击的特性即将成为显示领域的主流。但液晶显示装置为非自发光显示装置，需要搭配背光才能实现显示，大大增加了柔性显示的难度。如何实现柔性背光一直是难以解决的问题。
直下式背光模组直接设置在液晶显示面板的后方，具有窄边框的优势，在大尺寸显示领域得到广泛的应用，但是面临着厚度增加的问题。迷你发光二极管(Mini-LED)是一种尺寸在100微米左右的小型LED，将Mini-LED应用到背光模组中，能够在实现窄边框的同时，减少液晶显示装置的厚度增加。与传统侧入式背光模组类似，采用Mini-LED的直下背光模组也需要采用增亮膜、反射片等结构以提升正面的亮度。目前最常使用的增亮膜的基本原理在于能够将部分大角度光线往中心区域收敛，而其余部分光线能够通过全反射重新进入导光板并得到重新回收利用。不同于侧入式背光的导光板回光系统，采用Mini-LED的直下背光模组一般是通过在驱动基板上涂覆白色反光油墨(即白油)方式进行回光，由于白油的反射特性使得反射光与入射光通常具有相同的角度，要么反射后重新进入增亮膜再次被全反射回来，要么被反射至驱动基板的低反射区(如Mini-LED表面、与白油之间的间隔区)被损耗，导致整体回光效率出现较大损失，出光效率不高。这些柔性Mini-LED背光技术实施困难，一方面与传统背光工艺脱节，两一方面制造成本高，良率低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种柔性直下式背光装置，其改善面光源均匀出光，并提高了光的利用效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种柔性直下式背光装置，其包括自上而下设置的光学膜片组和mini-LED灯板。所述mini-LED灯板包括柔性聚酰亚胺薄膜、mini-LED芯片和封装mini-LED芯片的荧光层。所述光学膜片组的下表面设置有第一反射结构，所述第一反射结构和所述mini-LED芯片相对应。所述mini-LED灯板还包括第二反射结构，所述第二反射结构与所述第一反射结构交错排布，以使得可见光被所述第一反射结构和所述第二反射结构多次反射后均匀地向柔性直下式背光装置的出光侧出射。所述柔性直下式背光装置还包括FPC驱动板。所述mini-LED灯板还包括介电层，所述介电层设置在所述mini-LED芯片的下方，所述FPC驱动板通过所述介电层与所述mini-LED芯片电性连接。
本发明通过第一反射结构与第二反射结构的设置，增加反射光程，实现均光效果可调，消除Mura灯眼现象，提升了面光源出光均匀度和光能利用效率。从各LED光源射出的光，虽然具有较高的聚集度，但通过向第一反射结构与第二反射结构的反射从而能扩大扩散角，克服亮暗不均(Mura)的问题，实现均匀的面光源出光。本发明同时可以获得终端设备的高HDR对比度值显示画面。另外，整个显示装置的生产、组装工艺及结构都更简单，并且结构稳定性高。
介电层材料为Cu、Ni、Cr、Ti、Al、Ag、Au等导电金属材料。介电层材料与所述mini-LED的焊盘形成欧姆接触实现电性连接。
柔性聚酰亚胺薄膜也可以替换为其他柔性高分子材料，如聚酯(PET)，或者记忆金属。所述第一反射结构和所述第二反射结构包括有光泽的白色反射材料、漫反射材料、镜面反射白色反射材料(Al、Ag、Al/Ag/Al)以及胶体折射率的聚合物膜中的至少一种。
在一个优选实施例中，所述第二反射结构设置在荧光层的上方之侧方。
在另一个优选实施例中，所述第二反射结构设置在mini-LED芯片和荧光层之间的侧方。所述第一反射结构和所述第二反射结构之间的距离增加，进一步增加混光的光程和效率，改善出光的均匀性。
在又一个优选实施例中，所述第二反射结构设置在mini-LED芯片的下方之侧方。同样，该设置使得所述第一反射结构和所述第二反射结构之间的距离增加，进一步增加混光的光程和效率，改善出光的均匀性。
在一个优选实施例中，所述mini-LED灯板的上表面设置有保护凸起，用以增加反射光的光程。所述保护凸起包括扩散粒子，所述扩散粒子包括SiO2、TiO2、Au、Ag、Al、Cu、Zn、Pt、Co、Ni、Cu2O、CuO、CdO、ZnO、玻璃纤维中至少一种微粒。
在一个优选实施例中，所述荧光层包括红色荧光量子点、绿色荧光量子点和黄色荧光量子点中的至少两种量子点。
在一个优选实施例中，所述光学膜片组的下表面还设置有开孔结构，用于向柔性直下式背光装置的出光侧出光；或者所述光学膜片组的下表面还设置有透明结构；或者所述光学膜片组的下表面还设置有低折射率结构。所述光学膜片组包括棱镜片，棱镜片下方的扩散膜。
在一个优选实施例中，所述第一反射结构和/或所述第二反射结构为凸起，其为半球结构、四面体结构、多面体结构、圆柱体结构或者近圆锥体结构。
在一个优选实施例中，所述光学膜片组和所述mini-LED灯板形成密闭的腔体，进一步提高了光的利用效率。
根据本发明之实施例，本发明之柔性直下式背光装置与LCD面板和柔性盖板整合成一种电子设备，其可应用于柔性LCD显示器。
附图说明
本发明及其优点将通过研究以非限制性实施例的方式给出，并通过所附附图所示的特定实施方式的详细描述而更好的理解，其中：
图1是本发明实施例1的柔性直下式背光装置的爆炸视图。
图2是本发明实施例1的柔性直下式背光装置的mini-LED灯板与光学膜片组的部分截面视图，示出了实施例1的第一反射结构与第二反射结构的对应关系。
图3是本发明实施例1的柔性直下式背光装置的mini-LED灯板与光学膜片组的部分截面视图，示出了实施例1的一般光学原理。
图4是本发明实施例2的mini-LED灯板的部分截面视图。
图5是本发明实施例3的mini-LED灯板的部分截面视图。
具体实施方式
请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
实施例1
首先，通过图1-3，就本发明的实施例1的柔性直下式背光装置进行说明。本发明采用的一个技术方案是提供柔性直下式背光装置，其包括自上而下设置的光学膜片组101、mini-LED灯板102和FPC驱动板103。所述FPC驱动板103与所述mini-LED灯板102电性连接。所述mini-LED灯板102包括柔性聚酰亚胺薄膜1021、mini-LED芯片1022和封装mini-LED芯片1022的荧光层1023。如图2所示，所述光学膜片组101的下表面设置有第一反射结构1001，所述第一反射结构1001和所述mini-LED芯片1022相对应。所述mini-LED灯板102还包括第二反射结构1024，所述第二反射结构1024与所述第一反射结构1001交错排布(如图3所示)，以使得可见光被所述第一反射结构1001和所述第二反射结构1024多次反射后均匀地向柔性直下式背光装置的出光侧出射。所述mini-LED灯板102还包括介电层。所述介电层设置在所述mini-LED芯片1022的下方，介电层材料为Cu。介电层材料Cu与所述mini-LED的焊盘形成欧姆接触实现电性连接。所述FPC驱动板设置在所述mini-LED灯板102的下表面，FPC驱动板通过所述介电层Cu与所述mini-LED芯片1022电性连接。
本实施例通过第一反射结构1001与第二反射结构1024的设置，增加反射光程，实现均光效果可调，消除Mura灯眼现象，提升了面光源出光均匀度和光能利用效率。从各LED光源射出的光，虽然具有较高的聚集度，但通过向第一反射结构1001与第二反射结构1024的反射从而能扩大扩散角，克服亮暗不均(mura)的问题，实现均匀的面光源出光。本发明同时可以获得终端设备的高HDR对比度值显示画面。另外，整个显示装置的生产、组装工艺及结构都更简单，并且结构稳定性高。
所述第二反射结构1024设置在荧光层1023的上方之侧方，位于所述mini-LED灯板102的上侧。所述第二反射结构1024上表面设置有保护凸起1025，保护凸起1025为透明材料，用以增加反射光的光程。所述保护凸起1025包括扩散粒子，所述扩散粒子包括SiO2。保护凸起1025所述第一反射结构1001和所述第二反射结构1024之间的距离增加，进一步增加混光的光程和效率，改善出光的均匀性。
所述荧光层1023包括红色荧光量子点、绿色荧光量子点两种量子点。
所述光学膜片组101的下表面还设置有开孔结构1002，用于向柔性直下式背光装置的出光侧出光。
可以替换设置的，开孔结构1002可以替换为透明结构或低折射率结构设置在所述光学膜片组的下表面。
所述光学膜片组包括上棱镜片1011和下棱镜片1012，棱镜片下方的扩散膜1013。
所述第一反射结构1001和所述第二反射结构1024为立方体结构凸起。
可以替换设置的，第一反射结构1001和第二反射结构1024可以为半球结构、四面体结构、多面体结构、圆柱体结构或者近圆锥体结构。
所述光学膜片组101和所述mini-LED灯板102形成密闭的腔体，进一步提高了光的利用效率。
实施例2
请参照图4，是本发明的实施例2的柔性直下式背光装置的mini-LED灯板的部分截面视图。以下仅就实施例2与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
所述第二反射结构1024设置在mini-LED芯片1022和荧光层1023之间的侧方。荧光层1023替代保护凸起的功能，用以增加反射光的光程，荧光层1023内填充扩散粒子。
实施例3
请参照图5，是本发明的实施例3的柔性直下式背光装置的mini-LED灯板的部分截面视图。以下仅就实施例3与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
所述第二反射结构1024设置在mini-LED芯片1022的下方之侧方。同样，该设置使得所述第一反射结构1001和所述第二反射结构1024之间的距离增加，进一步增加混光的光程和效率，改善出光的均匀性。荧光层1023替代保护凸起的功能，用以增加反射光的光程，荧光层1023内填充扩散粒子。
虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种柔性直下式背光装置，其特征在于，包括：
自上而下设置的光学膜片组和mini-LED灯板；
其中，所述mini-LED灯板包括柔性聚酰亚胺薄膜、mini-LED芯片和封装mini-LED芯片的荧光层；
所述光学膜片组的下表面设置有第一反射结构，所述第一反射结构和所述mini-LED芯片相对应；
所述mini-LED灯板还包括第二反射结构，所述第二反射结构与所述第一反射结构交错排布，以使得可见光被所述第一反射结构和所述第二反射结构多次反射后均匀地向柔性直下式背光装置的出光侧出射。
2.根据权利要求1所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述第二反射结构设置在所述荧光层的上方之侧方；或者所述第二反射结构设置在所述mini-LED芯片和所述荧光层之间的侧方；或者所述第二反射结构设置在所述mini-LED芯片的下方之侧方。
3.根据权利要求1所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述柔性直下式背光装置还包括FPC驱动板；所述mini-LED灯板还包括介电层，所述介电层设置在所述mini-LED芯片的下方，所述FPC驱动板通过所述介电层与所述mini-LED芯片电性连接。
4.根据权利要求3所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述mini-LED灯板的上表面设置有保护凸起，用以增加反射光的光程。
5.根据权利要求1所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述保护凸起包括扩散粒子，所述扩散粒子包括SiO2、TiO2、Au、Ag、Al、Cu、Zn、Pt、Co、Ni、Cu2O、CuO、CdO、ZnO、玻璃纤维中至少一种微粒。
6.根据权利要求1所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述光学膜片组的下表面还设置有开孔结构；或者所述光学膜片组的下表面还设置有透明结构；或者所述光学膜片组的下表面还设置有低折射率结构。
7.根据权利要求1所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述第一反射结构和/或所述第二反射结构为凸起，其为半球结构、四面体结构、多面体结构、圆柱体结构或者近圆锥体结构。
8.根据权利要求1所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述光学膜片组和所述mini-LED灯板形成密闭的腔体，。
9.根据权利要求1所述的柔性直下式背光装置，其特征在于，所述光学膜片组包括棱镜片，棱镜片下方的扩散膜。
10.一种显示设备，其特征在于，包括：柔性LCD面板和权利要求1-9中任一所述的柔性直下式背光装置。
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