CN112114457A - 一种发光板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发光板及显示装置，所述发光板包括自上而下依次设置的光学功能层、量子点发光层、微泡层、耐温导光层、发光层和反射层；或者包括光学功能层、量子点发光层、微泡层、耐温导光层、设置于耐温导光层侧表面的发光层以及设置于耐温导光层下表面的网点层。发光层适于提供光源，耐温导光层适于将光源导入微泡层，微泡层内部具有微泡体，微泡体适于将光源均匀化。本发明提供的发光板可以以最短的混光距离实现由点光源转化为面光源，可使发光装置的厚度显著减薄；由发光板、液晶面板及背板组成的显示装置可以实现整机装配行业的自动化组装工艺，提高液晶平板的生产效率。

Description

一种发光板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种发光板及显示装置。
背景技术
现阶段，液晶平板显示所使用的背光模组一般由背板、固定框、灯板、各板材如扩散板、导光板以及各片材如反射片、量子点膜材、增亮膜片等多件部件构成，且灯板上的LED灯珠经透镜散射后照射在扩散板上需要一段较长的混光距离，如此，一方面背光模组的设计较为复杂，且无法实现自动化组装，降低了背光模组的生产效率，另一方面不利于液晶显示装置的薄形化。
发明内容
本发明解决的问题是现有背光模组包含多件部件，设计较为复杂，生产效率低，且混光距离较大，不利于液晶显示装置的轻薄化设计。
为解决上述问题中的至少一个方面，本发明提供一种发光板，包括自上而下依次设置的光学功能层、量子点发光层、微泡层和耐温导光层、发光层和反射层；或者包括光学功能层、量子点发光层、微泡层、耐温导光层、发光层和网点层，所述光学功能层、所述量子点发光层、所述微泡层和所述耐温导光层自上而下依次设置，所述发光层设置于所述耐温导光层的侧表面，所述网点层设置于所述耐温导光层的下表面；其中，所述发光层适于提供光源，所述耐温导光层适于将所述光源导入所述微泡层，所述微泡层内部具有微泡体，所述微泡体适于将所述光源均匀化。
较佳地，所述发光器件包括LED芯片和纳米材料发光器件中的一种，其中，所述LED芯片通过导电胶水固定在所述耐温导光层的下表面或侧表面，且所述耐温导光层的下表面或侧表面设置有透明导电线路。
较佳地，所述微泡体的形状包括椭圆形、圆形、长方形、线条形、圆柱形、圆锥形和多边形中的任意一种。
较佳地，所述微泡体为椭圆形微泡体，所述椭圆形微泡体的长轴垂直于光源入射角度，所述椭圆形微泡体的短轴平行于光源入射角度，所述椭圆形微泡体的平均密度≥400个/mm3，所述椭圆形微泡体的长轴尺寸分布在0.5um-500um之间。
较佳地，当所述发光器件设置于所述耐温导光层的下表面时，所述耐温导光层适于在小于或等于120°的温度条件下保持板材的翘曲量小于0.1mm。
较佳地，所述耐温导光层、所述微泡层、所述量子点发光层和所述光学功能层通过挤出机模内共挤工艺制成。
较佳地，所述光学功能层包括光学功能层基体和设置于所述光学功能层基体表面的增光结构，所述增光结构包括棱镜结构、扩散结构、微球结构和偏光发射层中的至少一种。
较佳地，所述网点层包括经激光雕刻、V型十字网格雕刻或UV网版印刷技术印在所述耐温导光层下表面的导光网点。
较佳地，所述反射层包括涂布在所述发光层下表面的反射率大于95％的胶水层。
本发明提供的发光板相较现有技术具有如下有益效果：
一方面，本发明提供的发光板，是由光学功能层、量子点发光层、微泡层和耐温导光层等多层结构构成的整体板材，与现有中多个板材和片材的组装相比，极大地简化了背光模组的结构设计，且减少了装配组件和装配工序，可实现自动化组装，提高显示设备的生产效率，降低生产成本；
另一方面，本发明提供的发光板中，在耐温导光层的上表面设置内部含有微泡体的微泡层，在耐温导光层的下表面或侧表面设置发光层，利用微泡体的光学作用将发光层经耐温导光层导入的光在板材内部传导时均匀化，实现光源的均匀扩散，使得光源由点光源转化为面光源，不仅使得发光板的正面可以发出均匀稳定的光，实现板自发光的效果，还可以将混光空间减小至最低，使得模组厚度显著减薄，进而可以装配超薄显示照明设备。
本发明还提供一种显示装置，包括自上而下依次设置的液晶面板、发光板和背板。
本发明提供的显示装置相较现有技术具有的有益效果如下：
本发明提供的显示装置，包括可自发光的发光板，发光板集成了传统背光模组的功能，使得显示装置仅包括背板、发光板和液晶面板三层结构，极大地简化了液晶平板显示结构的架构，且可以实现自动化组装，提高液晶平板显示的生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例中直下式发光板的结构示意图；
图2为本发明实施例中直下式发光板中发光器件涂布有胶水层的结构示意图；
图3为本发明实施例中直下式发光板中发光器件的光路示意图；
图4为本发明实施例中直下式发光板中微泡层的结构示意图；
图5为本发明实施例中直下式发光板中微泡层的光路示意图；
图6为本发明实施例中直下式发光板中量子点发光层的光路示意图；
图7为本发明实施例中包含直下式发光板的显示装置的结构示意图；
图8为本发明实施例中侧入式发光板的结构示意图；
图9为本发明实施例中包含侧入式发光板的显示装置的结构示意图。
附图标记说明：
100-发光板；200-液晶面板；300-背板；10-发光层；11-耐温导光层；12-微泡层；13-量子点发光层；14-光学功能层；15-反射层；16-导光网点；121-微泡层基体；122-微泡体；141-光学功能层基体；142-增光结构。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本实施例提供一种发光板100，可用于实现背光源作用，以供应充足的亮度和分布均匀的光源，使得液晶显示器面板能够正常显示影像。根据光源入射位置的不同，背光模组一般可分为直下式背光和侧入式背光，本实施例提供的发光板100既可用于直下式，也可用于侧入式。
如图1、8所示，发光板100包括自上而下依次设置的光学功能层14、量子点发光层13、微泡层12和耐温导光层11，且光学功能层14、量子点发光层13、微泡层12和耐温导光层11通过挤出机模内共挤工艺制成。发光板100还包括发光层10，发光层10用以提供光源，包括LED芯片和纳米材料发光器件中的一种。耐温导光层11适于将光源导入微泡层12，微泡层12内部具有微泡体122，微泡体122适于将光源均匀化，使得光线进一步进入量子点发光层13，并经光学功能层14的出光面射出。
对于直下式背光，如图1所示，发光层10设置于耐温导光层11的下表面。如图2、3所示，为了提高发光层10的光能量利用率，在发光层10的下表面还设置有反射层15，如此，发光板100包括自上而下依次设置的光学功能层14、量子点发光层13、微泡层12和耐温导光层11、发光层10和反射层15。其中，反射层15包括涂布在LED芯片周围的反射率大于95％的胶水层，如此LED芯片发出的光线大部分可以往耐温导光层11的出光面发射。需要说明的是，在LED芯片表面设置的胶水层不仅具有反射光线以提高发光层10光能利用率的作用，同时还对LED芯片具有保护作用，使得发光板100整体看上去是一块板，且板是发光的，实现了板自发光的效果。
应当理解的是，光源与板材之间的混光距离(OD)越大，LED光束混光越充分，视觉效果会更好，但是背光模组的厚度也会越大，不符合当前模组轻薄化发展的趋势。本实施例中，将发光层10设置于板材的背面，并在板材中设置含有微泡体122的微泡层12，利用微泡体122的光学作用实现光源的均匀扩散，使得光源由点光源转化为面光源，从而使得发光板100的正面可以发出均匀稳定的光，同时还可以将混光空间减小至最低，使得模组厚度显著减薄。
另外，对于直下式背光，由于光源全部装在板材的背面，为了避免光源长时间照射发热对板材造成不良影响，在直下式背光的发光板100中，耐温导光层11还适于在小于或等于120°的温度条件下保持板材的翘曲量小于0.1mm，从而提高板材的耐高温性能。其中，耐温导光层11的材料包括聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等。
对于侧入式背光，发光板100包括光学功能层14、量子点发光层13、微泡层12、耐温导光层11、发光层10和网点层，其中，光学功能层14、量子点发光层13、微泡层12和耐温导光层11自上而下依次设置。如图8所示，发光层10设置于耐温导光层11的侧表面，网点层设置于耐温导光层11的下表面。应当理解的是，耐温导光层11具有上表面、下表面和绕耐温导光层11一周的侧表面，一般来说，耐温导光层11为矩形，因此侧表面包括四个侧面，LED芯片可以设置在四个侧面中的任意区域。网点层包括通过激光雕刻、V型十字网格雕刻或UV网版印刷技术印在耐温导光层11下表面的导光网点16。当耐温导光层11吸收光线至导光网点16时，导光网点16适于将光线由耐温导光层11正面射出。导光网点16的疏密程度及大小可以根据实际需要设置。通过各种疏密、大小不一的导光网点16，可以将发光板100侧边的LED芯片发出的光源经耐温导光层11均匀发光，并进一步通过含有微泡体122的微泡层12将耐温导光层11射出的光源进行扩散传导，以优化光源均匀性，保证耐温导光层11的光源均匀出光。
本实施例提供的发光板100是由包括光学功能层14、量子点发光层13、微泡层12、耐温导光层11、发光层10等在内的多层结构构成的整体，并通过微泡层12将发光层10的灯源转化为面光源，该发光板100集成了传统背光模组的功能，可取代传统背光模组架构中的灯板、反射片、导光板、扩散板、量子点膜材、增亮膜片等部件，极大地简化了液晶平板的结构设计，使得液晶显示装置只需包含液晶面板200、发光板100和背板300三大部件，且可以实现自动化组装，提高液晶平板显示装置的生产效率。
优选方式中，发光层10优选为LED芯片，LED芯片为发光结构，通过导电胶水固定在具有透明导电线路的耐温导光层11的下表面或侧表面。在一些具体实施方式中，采用丝网印刷的方式将透明导电材料印到耐温导光层11的下表面或侧表面，然后通过热固化形成导电线路，再将LED芯片用导电胶水贴到透明的导电线路上，从而实现LED芯片与耐温导光层11的连接。由于LED芯片是贴到耐温导光层11上的，因此，发光层10与耐温导光层11之间几乎没有距离，由此将混光空间减至最低。需要说明的是，透明导电材料需保证一定的透明性，以避免透明度不够而影响光线传播。
本实施例提供的发光板100，由于发光层10耐温导光层11之间的混光距离较小，为了保证发光板100的正面可以发出均匀稳定的光，本实施例在耐温导光层11与量子点发光层13之间设置一层微泡层12，微泡层12的主要功能是使发光层10发出的光源均匀化。
在一些具体实施方式中，微泡层12包括微泡层基体121，采用发泡技术在微泡层基体121内部形成微泡体122，其中，微泡体122的形状包括椭圆形、圆形、长方形、线条形、圆柱形、圆锥形、多边形。应当理解的是，本实施例中所谓线条形的微泡体122结构是指微泡体122整体形状上较为细长。本实施例通过控制微泡层基体121内部的发泡程度，来实现均光效果，发泡程度由微泡体122的数量、体积、密度等决定，而微泡体122的体积大小、数量和密度与微泡层基体121的厚度以及LED芯片分布的密度相关。一般来说，微泡体122的体积大小与微泡层基体121的厚度呈正相关、与LED芯片的分布密度呈负相关，即微泡层基体121的厚度越大，微泡体122的体积可以设置的较大，而LED芯片布置的越密，微泡体122的体积需设置的较小，相应的，微泡体122的数量也就越多。如图4所示，以椭圆形微泡体为例，椭圆形微泡体的长轴AB一般垂直于光源入射角度，短轴CD一般平行于光源入射角度，椭圆形微泡体的平均密度≥400个/mm3，椭圆形微泡体的长轴尺寸分布在0.5um-500um之间。如此设计的微泡层12，可实现良好的混光效果，促进背光源由点状过渡至面状，使画面出光均匀，同时还实现最小距离的混光，达到超薄背光的效果。优选地，由于LED芯片为点光源阵列形式，其所形成的光源面均匀性较差，会存在一定的LED灯影现象，为此在微泡层12内部还设置一定比例的扩散粒子，以解决LED灯影问题。
如图5所示，本实施例中，由于在微泡层12中设置微泡体122，使得微泡层12具有一定的扩散、反射和透射作用，能够将发光层10发出的光源进行反射和透射，实现光源的打散和扩散，使得LED芯片发出的点光源均匀扩散。需要说明的是，本实施例中采用发泡技术制备内部具有微泡体122的微泡层12，与现有技术中发泡扩散板虽然均用到发泡技术，但是二者作用不同，现有技术中，采用发泡技术制备发泡扩散板，发泡的目的主要是为了节省材料，而本实施例中，在发光层10与耐温导光层11之间几乎零混光距离的前提下，发泡的目的是为了在微泡层12内部形成适于将光源进行均匀扩散的微泡体122，从而使得发光层10发出的光能够转化为面光源，从板材的出光面均匀射出。
优选方式中，LED芯片设置为蓝光LED光源，其发光波段在440-660nm之间，量子点发光层13为光致发光层，量子点材料包括CSe、InP、钙钛矿等材料。优选地，为了满足量子点发光层13的可靠性要求，对量子点材料进行改性和包裹处理，如此可以承受250°以上的高温挤出工艺，且保证材料不受损坏。同时，量子点材料外围包裹的材料，可以阻隔水氧进入量子点材料内部，以达到保护量子点材料稳定性的目的。具体实施方式中，量子点材料包含红色量子点材料和绿色量子点材料，其中，红色量子点材料的波长为615-645nm之间，绿色量子点材料的波长为515-540nm之间，如此，LED芯片发出的蓝光进入量子点发光层13，激发红色量子点材料和绿色量子点材料，产生相应波长的红光和绿光，根据颜色加分原则，混合成量子点高色域白光光源。如图6所示为量子点发光层13的光路示意图，入光侧为蓝光单色光源，出光侧为红绿蓝三色光源。
本实施例中，光学功能层14用于实现聚光、混光等功能，包括光学功能层基体141和设置于光学功能层基体141表面的增光结构142，其中增光结构142包括棱镜结构、扩散结构、微球结构和偏光发射层中的至少一种。根据背光模组实际的亮度、亮度可视角等光学指标要求，选择合适的结构加工处理，实现光学增亮或扩散雾化效果。
本发明实施例还提供一种显示装置，由于本实施例提供的发光板100，集成了传统背光模组的功能，因此本实施例提供的显示装置仅包括三层结构，极大的简化了液晶平板显示结构的架构。如图7、9所示，显示装置包括自上而下依次设置的液晶面板200、发光板100和底层，其中，底层为主要起支撑作用的背板300，背板300材料包括玻璃板、铁板、铝板、铝塑复合板等，在背板300上层放置本实施例提供的发光板100，实现背光源作用，在发光板100上层放置液晶面板200，用于控制图像显示功能。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光板，其特征在于，包括自上而下依次设置的光学功能层(14)、量子点发光层(13)、微泡层(12)和耐温导光层(11)、发光层(10)和反射层(15)；或者包括光学功能层(14)、量子点发光层(13)、微泡层(12)、耐温导光层(11)、发光层(10)和网点层，所述光学功能层(14)、所述量子点发光层(13)、所述微泡层(12)和所述耐温导光层(11)自上而下依次设置，所述发光层(10)设置于所述耐温导光层(11)的侧表面，所述网点层设置于所述耐温导光层(11)的下表面；
其中，所述发光层(10)适于提供光源，所述耐温导光层(11)适于将所述光源导入所述微泡层(12)，所述微泡层(12)内部具有微泡体(122)，所述微泡体(122)适于将所述光源均匀化。
2.根据权利要求1所述的发光板，其特征在于，所述发光层(10)包括LED芯片和纳米材料发光器件中的一种，其中，所述LED芯片通过导电胶水固定在所述耐温导光层(11)的下表面或侧表面，且所述耐温导光层(11)的下表面或侧表面设置有透明导电线路。
3.根据权利要求1或2所述的发光板，其特征在于，所述微泡体(122)的形状包括椭圆形、圆形、长方形、线条形、圆柱形、圆锥形和多边形中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的发光板，其特征在于，所述微泡体(122)为椭圆形微泡体，所述椭圆形微泡体的长轴垂直于光源入射角度，所述椭圆形微泡体的短轴平行于光源入射角度，所述椭圆形微泡体的平均密度≥400个/mm3，所述椭圆形微泡体的长轴尺寸分布在0.5um-500um之间。
5.根据权利要求4所述的发光板，其特征在于，当所述发光层(10)设置于所述耐温导光层(11)的下表面时，所述耐温导光层(11)适于在小于或等于120°的温度条件下保持板材的翘曲量小于0.1mm。
6.根据权利要求5所述的发光板，其特征在于，所述耐温导光层(11)、所述微泡层(12)、所述量子点发光层(13)和所述光学功能层(14)通过挤出机模内共挤工艺制成。
7.根据权利要求6所述的发光板，其特征在于，所述光学功能层(14)包括光学功能层基体(141)和设置于所述光学功能层基体(141)表面的增光结构(142)，所述增光结构(142)包括棱镜结构、扩散结构、微球结构和偏光发射层中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的发光板，其特征在于，所述网点层包括经激光雕刻、V型十字网格雕刻或UV网版印刷技术印在所述耐温导光层(11)下表面的导光网点(16)。
9.根据权利要求4所述的发光板，其特征在于，所述反射层(15)包括涂布在所述发光层(10)下表面的反射率大于95％的胶水层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括自上而下依次设置的液晶面板(200)、如权利要求1-9任一项所述的发光板(100)和背板(300)。
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