CN113219727A - 一种Mini LED背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种Mini LED背光模组。包括Mini LED基板、间隔排列于所述基板上的数个Mini LED芯片以及设于所述Mini LED芯片上方的渐变折射率膜，所述渐变折射率膜靠近数个Mini LED芯片的一侧设有数个微结构，所述数个微结构分别位于Mini LED芯片正上方。通过所述微结构，使所述Mini LED在其所属有限范围内实现初步混光均匀性，再通过所述渐变折射率膜实现光线聚拢效果，一方面能够配合Local Dimming更好地实现HDR效果，另一方面能进一步实现出光均匀性并且提高了光线的透过率，同时有利于Mini LED背光模组的薄型化设计。

Description

一种Mini LED背光模组
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种Mini LED背光模组。
背景技术
Mini LED近年来被广泛应用于直下式背光模组，相较于传统LED背光源，Mini LED背光技术通过排列成千上万个尺寸为几百微米的窄间距发光二极管，实现了LCD面板轻薄、高画质、低功耗等特性，性能水平接近于OLED，在亮度、显色等方面优于OLED。此外，MiniLED背光可结合精细的局部调光（Local Dimming）技术，根据电视信号中画面各处的亮暗场，实时控制对应背光区域的开关及亮度调节，可让显示黑色的地方更黑，呈现出高对比，色彩更加艳丽，达到高动态范围（HDR）的屏幕效果。
Mini LED技术对于高动态范围显示的实现起到了重要作用，但是光晕效应（haloeffect）作为局部调光的常见问题，仍不可忽视，因此如何在不损害出光均匀性的情况下减少相邻局部调光区域之间的串扰成为解决问题的关键。目前已证实增加局部调光区域的数量可有效减少光晕效应，而局部调光区域的最大数量由Mini LED芯片的数量决定,即间距越小的Mini LED芯片越多，可实现的调光区域就越多，然而由此也带来了功耗问题和实际制造工艺困难的问题。 同时，小尺寸模组的厚度要求越来越薄，如何在保证出光亮度均匀性的情况下减小混光距离（OD）的问题也亟待得到解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Mini LED背光模组，解决Mini LED背光应用局部调光技术时产生的光晕效应，同时减小混光距离，实现Mini LED背光模组的薄型化设计。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种Mini LED背光模组，包括Mini LED基板、间隔排列于所述Mini LED基板上的数个Mini LED芯片以及设于所述Mini LED芯片上方的渐变折射率膜；所述渐变折射率膜靠近所述数个Mini LED芯片的一侧设有数个微结构，所述微结构与Mini LED芯片形成一对一、一对多或多对一的关系；所述Mini LED基板上设置有反射性材料。
在本发明一实施例中，所述Mini LED芯片尺寸小于等于500μm，芯片发光中心间距小于等于1000μm，所述Mini LED芯片呈阵列排布在所述Mini LED基板上。
在本发明一实施例中，所述Mini LED背光模组包括以下制作工艺步骤：
第一步，利用压印或刻蚀法在一基底下表面形成所述数个微结构；
第二步，利用反应磁控溅射法在基底上表面沉积折射率逐渐变化的光学薄膜，通过调节溅射功率和气体流速，实现对膜层折射率和厚度的控制。
在本发明一实施例中，所述第一步中，所述微结构为背离/靠近Mini LED芯片的一侧凹入/凸起于基底下表面。
在本发明一实施例中，所述第二步中，在基底上表面首先沉积出比基底折射率高的膜层，接着再沉积折射率较前一层高的膜层，以此类推，直到最后与空气接触的是折射率最大的膜层，且在该膜层临界角大于30°；其中，膜折射率变化范围为1.5~2.2，且每层膜折射率可以是呈包括线性、正弦等的变化。
在本发明一实施例中，所述渐变折射率膜中对应不同折射率的膜层的厚度为50nm~5μm。
在本发明一实施例中，所述第二步中，所述渐变折射率膜的沉积方法可采用包括斜角入射沉积、化学气相沉积（PECVD）或反应蒸发法等替换。
在本发明一实施例中，所述数个微结构的剖面包括但不限于球型、圆锥型、圆台型、圆锥曲线型中的一种或多种的组合，其中心与所述Mini LED芯片的距离为50μm~500μm，相邻两个微结构之间的距离取决于所述Mini LED芯片的间距，微结构高度由面型决定，且最大不超过单层膜厚；微结构的口径形状包括但不限于矩形、圆形。
在本发明一实施例中，所述数个微结构分别位于所述Mini LED芯片正上方且与Mini LED芯片一一对应，即对称中心对准。
在本发明一实施例中，还包括依次设于所述渐变折射率膜之上的量子点膜片、增亮膜片。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种Mini LED背光模组，包括Mini LED基板、间隔排列于所述基板上的数个Mini LED芯片以及设于所述MiniLED芯片上方的渐变折射率膜，通过设置于所述渐变折射率膜靠近所述数个Mini LED芯片的一侧的数个微结构，实现初步的混光均匀性，再通过所述渐变折射率膜实现光线聚拢准直的效果，从而改善局部调光技术带来的光晕效应，有利于背光模组的显示效果，同时有利于提高光源的穿透率及Mini LED背光模组的薄型化设计。
附图说明
图1为本发明的Mini LED背光模组的第一实施例的示意图；
图2为本发明的Mini LED背光模组的第二实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
为了使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚明白，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。
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。
应当理解，下面所述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。并且，附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
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。
请参考图1，就本发明的背光模组的第一实施例进行说明。本发明所述一种MiniLED背光模组，它包括Mini LED基板1，所述Mini LED基板1上间隔排列了数个Mini LED芯片2，在所述Mini LED芯片2上方设有基底3，在所述基底3上表面沉积渐变折射率膜4，在所述基底3下设有数个微结构5。
在本发明实施例中，所述一种Mini LED背光模组包括以下工艺步骤：
第一步，利用压印或刻蚀法在基底下表面形成所述数个微结构5。
第二步，利用反应磁控溅射法在基底上表面沉积折射率逐渐变化的光学薄膜，即渐变折射率膜4，通过调节溅射功率和气体流速，实现对膜层401、402、403、404的折射率和厚度的控制。优选的，所述第二步中，在基底3上首先沉积出比其折射率略高的膜层401，接着再分别沉积折射率较前一层高的膜层402、403，直到最后与空气接触的是折射率最大的膜层404，且为了避免出射光从光密到光疏介质发生全反射现象，规定在膜层404临界角大于30°，膜层401、402、403、404的厚度为500nm~2000nm。
在本发明实施例中，所述微结构5为背离Mini LED芯片2一侧凹入于基底下表面且在所述数个Mini LED芯片2正上方一一对应，呈对称中心对准。其剖面为不完整的半圆形，曲率半径为100μm~1000μm，长度为500μm~1000μm，其顶面与所述Mini LED芯片的距离为150μm~300μm，相邻两个所述微结构5之间的距离为350μm~650μm，所述微结构5的最大高度为15μm，其能够改变所述Mini LED芯片2在局部有限范围内的散光特性，达到初步混光均匀性。当然，根据实际情况，所述微结构5的形状也可为其他具有上述混光效果的形状。
本实施例的一种Mini LED背光模组，可代替传统Mini LED背光模组中常用的扩散板，将从所述数个Mini LED芯片2发出的光经过所述数个微结构5，首先在局部有限范围内实现初步的均匀混光，再透过基底3从所述折射率依次递增的渐变折射膜4射出，使得光在有限的空间内完成光学偏转，实现一种聚拢、准直的效果，从而使得光束可以进一步均匀混光，也改善了局部调光技术带来的光晕效应，提高了光利用效率的同时也有利于Mini LED背光模组薄型化设计。
在实际制备时，所述渐变折射率膜4也可采用A斜角入射沉积法：通过改变膜料倾斜入射沉积的角度，从而改变沉积薄膜的生长方向和致密度，同时改变膜层的折射率；B化学气相沉积（PECVD）法：通过改变通入的高低折射率气体的相对进气比例来改变基材上的沉积物组成，进而控制薄膜的折射率；C反应蒸发法：通过精确控制溅射气体与反应气体的成分比率的变化来实现薄膜折射率的变化来获得，但并不以此为限。
所述Mini LED基板1上设置有反射性材料，反射性材料为反射油墨。
根据实际情况，请参照图2，就本发明的背光模组的第二实施例进行说明。以下仅就两个实施例的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
所述一种Mini LED背光模组中所述数个微结构5为凸起于基底下表面。
在具体实施过程中，背光模组还包括量子点膜片和增亮膜片，自下而上依次设置在所述渐变折射率膜4的上方。
以上所述，对于本技术领域的技术人员在本发明涉及的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种Mini LED背光模组，其特征在于，包括Mini LED基板、间隔排列于所述Mini LED基板上的数个Mini LED芯片以及设于所述Mini LED芯片上方的渐变折射率膜；所述渐变折射率膜靠近所述数个Mini LED芯片的一侧设有数个微结构，所述微结构与Mini LED芯片形成一对一、一对多或多对一的关系；所述Mini LED基板上设置有反射性材料。
2.根据权利要求1所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述Mini LED芯片尺寸小于等于500μm，芯片发光中心间距小于等于1000μm，所述Mini LED芯片呈阵列排布在所述Mini LED基板上。
3.根据权利要求1或2所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述Mini LED背光模组包括以下制作工艺步骤：
第一步，利用压印或刻蚀法在一基底下表面形成所述数个微结构；
第二步，利用反应磁控溅射法在基底上表面沉积折射率逐渐变化的光学薄膜，通过调节溅射功率和气体流速，实现对膜层折射率和厚度的控制。
4.根据权利要求3所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述第一步中，所述微结构为背离/靠近Mini LED芯片的一侧凹入/凸起于基底下表面。
5.根据权利要求3所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述第二步中，在基底上表面首先沉积出比基底折射率高的膜层，接着再沉积折射率较前一层高的膜层，以此类推，直到最后与空气接触的是折射率最大的膜层，且在该膜层临界角大于30°；其中，膜折射率变化范围为1.5~2.2，且每层膜折射率可以是呈包括线性、正弦的变化。
6.根据权利要求5所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述渐变折射率膜中对应不同折射率的膜层的厚度为50nm~5μm。
7.根据权利要求3所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述第二步中，所述渐变折射率膜的沉积方法可采用包括斜角入射沉积、化学气相沉积（PECVD）或反应蒸发法替换。
8.根据权利要求4所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述数个微结构的剖面包括但不限于球型、圆锥型、圆台型、圆锥曲线型中的一种或多种的组合，其中心与所述Mini LED芯片的距离为50μm~500μm，相邻两个微结构之间的距离取决于所述Mini LED芯片的间距，微结构高度由面型决定，且最大不超过单层膜厚；微结构的口径形状包括但不限于矩形、圆形。
9.根据权利要求8所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，所述数个微结构分别位于所述Mini LED芯片正上方且与Mini LED芯片一一对应，即对称中心对准。
10.根据权利要求8所述的一种Mini LED背光模组，其特征在于，还包括依次设于所述渐变折射率膜之上的量子点膜片、增亮膜片。
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