CN113625489A - 一种显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置及背光模组，包括电路板，设置于电路板上的多个微型发光二极管，覆盖多个微型发光二极管和电路板的保护胶层，设置于保护胶层背离电路板一侧的透明基板，以及设置于透明基板背离所述电路板一侧的扩散板；其中，透明基板的厚度满足微型发光二极管的混光距离。通过将透明基板作为保护胶层和扩散板之间的支撑结构，使微型发光二极管发出的光在到达扩散板前充分地混光，提升背光照明效果。
Description
本申请是2019年09月20日提出的发明名称为“一种显示装置及背光模组”的中国发明专利申请201910891020.5的分案申请。
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种显示装置及背光模组。
背景技术
高动态范围显示技术(High-Dynamic Range，简称HDR)，可以提供更多的动态表现和图像细节，能够更好地反映出真实环境中物体所自有的视觉效果，并被普遍认为会引发显示领域里的下一次变革。同时，HDR技术对液晶显示终端也提出更高的要求——更精细的分区控制和对比度。
微型发光二极管（mini LED）的尺寸约为50μm-300μm。采用巨量mini LED晶粒作为背光源应用到液晶显示领域，不仅可以实现背光模组的薄形化，还能实现更为精细化的动态控制，提升液晶显示的动态对比度。
在传统的直下式背光模组中，通常在灯板和扩散板之间放置扩散板支架完成混光。但mini LED灯板的LED间距很小，一般小于5mm，该间距不足以放置扩散板支架，因此常规做法难以实现。
发明内容
本发明提供一种显示装置及背光模组，用于优化混光效果。
本发明实施例的第一方面，提供了一种显示装置，包括：背光模组以及位于所述背光模组出光侧的显示面板；
所述背光模组包括：电路板，设置于所述电路板上的多个微型发光二极管，覆盖所述多个微型发光二极管和所述电路板的保护胶层，设置于所述保护胶层背离所述电路板一侧的透明基板，以及设置于所述透明基板背离所述电路板一侧的扩散板；
其中，所述透明基板的厚度满足所述微型发光二极管的混光距离。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述透明基板面向所述保护胶层一侧的表面为不平整表面。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述不平整表面具有多个平行设置的条形凹凸棱。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述透明基板面向所述保护胶层一侧的表面涂布有散射涂层，所述散射涂层包括胶体层和分布于胶体层的散射颗粒。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，在所述透明基板和所述保护胶层之间还包括贴合胶层，所述贴合胶层与所述透明基板和所述保护胶层之间无空隙贴合。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述背光模组还包括设置于所述扩散片背离所述透明基板一侧的光学膜片组。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述微型发光二极管的尺寸为50μm-300μm。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述保护胶层的材料为硅胶或环氧树脂。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述透明基板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
本发明实施例的第一方面，提供了一种背光模组。包括电路板，设置于所述电路板上的多个微型发光二极管，覆盖所述多个微型发光二极管和所述电路板的保护胶层，设置于所述保护胶层背离所述电路板一侧的透明基板，以及设置于所述透明基板背离所述电路板一侧的扩散板；
其中，所述透明基板的厚度满足所述微型发光二极管的混光距离。
本发明有益效果如下：
本发明提供的显示装置及背光模组，包括电路板，设置于所述电路板上的多个微型发光二极管，覆盖所述多个微型发光二极管和所述电路板的保护胶层，设置于所述保护胶层背离所述电路板一侧的透明基板，以及设置于所述透明基板背离所述电路板一侧的扩散板；其中，所述透明基板的厚度满足所述微型发光二极管的混光距离。透明基板作为保护胶层和扩散板之间的支撑结构，使微型发光二极管发出的光在到达扩散板前充分地混光，优化混光效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的透明基板的光路原理图；
图3为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之二；
图4为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之三；
图5为本发明实施例提供的透明基板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之四；
图7为本发明实施例提供的散射涂层的结构示意图；
图8本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之五；
图9本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之六；
图10本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之七；
图11为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的第一方面，提供一种显示装置，如图1所示，该显示装置包括背光模组10和位于背光模组10出光侧的显示面板20。
显示面板20，位于背光模组10的出光侧。它有多个呈阵列排布的像素单元，每个像素单元都可以独立的控制背光模组10入射到该像素单元的光线透过率和色彩，以使全部像素单元透过的光线构成待显示的图像。
背光模组10，可以在整个出光面内均匀的发出光线，用于为显示面板20提供亮度充足且分布均匀的光线，以使显示面板20可以正常显示影像。
具体的，背光模组10包括：电路板101，设置于电路板101上的多个微型发光二极管102，覆盖多个微型发光二极管102和电路板101的保护胶层103，设置于保护胶层103背离电路板101一侧的透明基板104，以及设置于透明基板104背离电路板101一侧的扩散板105。
其中，电路板101用于为微型发光二极管提供驱动电信号。在电路板101上设置有焊脚和电路线路，微型发光二极管102的电极通过焊接工艺焊接在电路板101的焊脚上，电路线路用于使微型发光二极管102之间互相电气连接以及微型发光二极管102与外置的电源驱动板（图中未示出）电气连接。
在本发明某些实施例中，电路板101是印刷电路板（Printed Circuit Board，简称PCB），PCB包括电子线路和绝缘层，绝缘层将电子线路中焊接微型发光二极管102的焊脚裸露在外而将其余部分覆盖。
在本发明的某些实施例中，电路板101是在衬底基板设置薄膜晶体管驱动电路形成的阵列基板，阵列基板的表面具有连接至薄膜晶体管驱动电路的连接电极，各微型发光二极管102的电极与各连接电极一一对应焊接。
以上电路板101的衬底或衬底基板可以采用柔性材料来制作以形成柔性显示装置。
在本发明实施例中，电路板101为板状，整体呈长方形或正方形。电路板101的长度在200-800mm，宽度在100-500mm。根据显示装置的尺寸，在本发明实施例中，显示装置可以包括多个电路板101，电路板101之间通过拼接方式共同构成灯板结构。为了避免电路板101拼接带来的光学问题，相邻电路板101之间的拼缝尽量做到较小，甚至实现无缝拼接。
多个微型发光二极管102，用于发射光源光线。微型发光二极管通过焊接方式固定在电路板101的一侧表面，多个微型发光二极管102成行或成列排布，相邻两个微型发光二管102之间的距离小于5mm。
本发明实施例中的微型发光二极管的尺寸约为50μm-300μm之间。微型发光二极管101不同于普通的发光二极管，其具体指的是微型发光二极管芯片。尺寸小的发光芯片有利于将动态发光控制到更小的分区，进一步提高画面的对比度。在本发明实施例中，微型发光二极管102为单色微型发光二极管。
保护胶层103的作用是对微型发光二极管102进行封装，从而有效的防止了微型发光二极管的脱落、潮湿等不利情况的发生。保护胶层103所用材料包括硅胶或环氧树脂。也可以使用其他光透过率与二者接近的材料。采用喷涂的形成来形成保护胶层103。
为了较好的保护微型发光二极管102，保护胶层103的上表面距离微型发光二极管102的上表面的距离在100-300μm。
透明基板104，能够使来自微型发光二极管102的光线透过且用于支撑扩散板105。透明基板104的材料可选自聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯中的至少一个。但是也不限于此，透明基板104也可使用其他高反射率，低吸光率的材料制作。这是由于光线在透明基板104内部发生多次的反射，采用高反射率，低吸光率的材料可以尽可能的降低光线在透明基板104内传播时的衰减，从而提高背光模组的光利用率，降低功耗。透明基板104作为扩散板105的支撑结构，使微型发光二极管102发出的光在到达扩散板前充分地混光。
在本发明实施例中，透明基板104的厚度满足微型发光二极管102的混光距离，从而使微型发光二极管的出射光线在到达扩散板105时可以充分混光，保证背光效果。在本发明实施例中，透明基板104的厚度不大于10mm。
扩散板105，通过光线经过扩散板时不断发生折射与反射，从而达到将光线打散的效果，进而实现匀光的作用。扩散板所用材质一般选自聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC、聚苯乙烯系材料PS、聚丙烯PP中的至少一种。
以及，背光模组10在电路板101与扩散板105之间不设置用于支撑扩散板105的扩散板支撑架。
微型发光二极管102作为点光源，它的出射光型呈一锥形，且边缘的光强小于中心的光强，因此需要使相邻的两个微型发光二极管的边缘区域光混光，以使混光区域的光强与中心区域的光强的差距减小。目前微型发光二极管102之间的间距很小，不足以放置扩散板支架来完成混光，因此本发明实施例利用透明基板104支撑扩散板105，以使微型发光二极管102与扩散板105之间拉开设定距离，透明基板104的厚度满足微型发光二极管102的混光距离，从而使微型发光二极管的出射光线在到达扩散板105时可以充分混光，优化背光效果。
在实际应用中，覆盖微型发光二极管102的保护胶层103具有封装微型发光二极管102的作用。在具体实施时，既可以采用点胶的方式封装微型发光二极管，也可以采用整层涂覆的方式封装微型发光二极管。而整层涂覆的封装方式具有更高的生产效率且效果优异。由于保护胶层103通常采用喷涂的方式形成于微型发光二极管之上，因此其表面并不平整，局部区域容易形成凸起或凹陷。如果保护胶层103面向透明基板一侧的表面存在凸起，这些凸起部分与透明基板104接触，保护胶层103与透明基板104在上述凸起部分相邻的区域形成空气层。参考图2所示的光路原理图，由于空气的折射率小于保护胶层的折射率，透明基板104中的一些光线入射到与空气层的交界面时可以发生全反射，而在同样入射角度的光线入射到与保护胶层的交界面时，由于全反射条件发生变化，临界角增大，原本可以发生全反射的光线可以从该交界面向外出射，那么透明基板就会在凸起部分处出射更多的光线，造成亮条。
为了解决上述问题，如图3所示，本发明实施例将透明基板104面向保护胶层103一侧的表面进行表面处理，使该表面成为一不平整表面，由此可以使透明基板104和保护胶层103之间形成均匀介质层。此处的均匀，是指就介质层的横向分布来说，空气介质层或者保护胶层的分布是均匀的，不会出现某块区域出现大片的空气介质层或者保护胶层。因此，光线在该分界面的反射情况也是均匀的，从而保证出射光的均匀性，避免亮条的产生。本发明不对上述不平整表面的具体参数作硬性要求，任何可以使透明基板104和保护胶层103之间形成均匀介质层的不平整表面都在本发明的保护范围之内。
在一种可能的实施方式中，如图4所示，在本发明实施例提供的显示装置中，透明基板104靠近保护胶层103的一侧的表面具有多个平行设置的条形凹凸棱。该透明基板104的立体结构如图5所示。通过合适的设置条形凹凸棱凸起的高度与凹凸棱所包含的斜面与透明基板104背离该条形凹凸棱的平表面的夹角，可以使该条形凹凸棱与保护胶层103之间，形成均匀的介质层，保证背光从透明基板104背离保护胶层103一侧的表面均匀的出射，避免了亮条的产生，提高显示亮度的均匀性。
其中，图4中透明基板104表面的条形凹凸棱结构可以利用刻蚀工艺形成，在透明基板104表面设置阻挡材料，采用刻蚀工艺形成条形凹凸棱结构；或者，还可以在透明基板104的表面贴覆具有条形凹凸结构的膜片；或者可以采用成型模具一次形成带有条形凹凸棱结构的透明基板。条形凹凸棱的高度约为20μm-50μm，顶角小于或等于90°。这种结构的透明基板104可以和保护胶层103之间足以形成均匀的介质层。
在另一种可能的实施方式中，如图6所示，本发明实施例在透明基板104靠近保护胶一侧的表面涂布散射涂层106。散射涂层106均匀的涂布在透明基板104的表面，涂布厚度约为50μm -200μm。散射涂层106中填充有一些微小的固体颗粒，光线入射到这些颗粒上时发生散射，散射光均匀的从透明基板104出射。散射涂层106可以利用溅射、蒸镀或其他现有技术中的工艺形成。
请参考图7，为本发明实施例提供的散射涂层的结构示意图。如图7所示，散射涂层106包括胶体层1061和散射颗粒1062。其中，胶体层1061作为分散剂，使散射颗粒1062均匀的分散在其中。散射颗粒1062是一些微小的粒子，例如二氧化钛和/或二氧化硅颗粒，光线入射到散射颗粒1062上后，会向各个方向传播。具体的，胶体层的材料可以是透明树脂，它的厚度在保证填充足够的散射颗粒的基础上尽量的做到较小，从而减少散射涂层106对入射光线能量的衰减。透明树脂为液体或胶体状态时，分子具有流动性，因此可以使散射颗粒均匀的分散在其中。散射涂层106涂布到透明基板104上后，经过加热或光照，可以使透明树脂发生固化。当光线从透明基板104进入到散射涂层106时，在散射涂层106的各个区域都可以发生均匀的散射，从而不会受到保护胶层103的凸起部分的影响。保证了光线能从透明基板104背离保护胶层103的一侧均匀的出射，避免了亮条的产生，提高显示亮度的均匀性。
在另一种可能的实施方式中，如图8所示，本发明实施例在透明基板104和保护胶层103之间设置贴合胶层107，该贴合胶层与透明基板104和保护胶层103之间无空隙地贴合。通过设置贴合胶层107，使透明基板104与保护胶层103之间只存在贴合胶层107这一均匀介质，因此光线在透明基板中传播时在各位置处的全反射条件均相同，不会出现亮条的问题，由此提高显示亮度的均匀性。
贴合胶层107可以采用紫外固化胶。该紫外固化胶具有良好的透光型，通常情况下呈胶体状。在透明基板104和保护胶层103之间填充该紫外固化胶后，利用紫外线从透明基板104背离保护胶层103的一层对其照射5-10分钟，即可使胶体固化，从而使透明基板104和保护胶层103之间紧密的贴合。
在实际应用中，如图9所示，背光模组10还包括设置于扩散片105背离透明基板104一侧的光学膜片组108。
其中，光学膜片组108可以包括棱镜片、量子点膜、扩散片、反射式偏光片等中的一种或者多种，在背光模组10中添加这些膜片的目的，是为了使背光模组10适应多种多样的实际应用。例如，棱镜片可以改变光线的出射角度，从而改变显示装置的可观看角度。量子点膜可以提供单色性更高的量子点发光，应用于量子点电视，提高电视的显示色域。
示例性的，请参考图10，为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。该显示装置除具有图1所示的显示装置的结构外，还在背光模组的扩散板105背离透明基板104的一侧设置量子点膜108’，在量子点膜108’背离扩散板105的设置棱镜片和复合膜等光学膜片108。如图10所示，微型发光二极管102为蓝光微型发光二极管，蓝光微型发光二极管在经过透明基板和扩散板之后，形成均匀的面光源照射在量子点膜108’上，以激发量子点膜108’发光。量子点膜108’中包括红色量子点材料和绿色量子点材料，红色量子点材料在蓝光的激发下出红光，绿色量子点材料在蓝光的激发下发出绿光。由于量子点材料的发光效率有限，所以蓝光不会被完全吸收，通过合理设置量子点膜108’中两种量子点颗粒的比例，就可以使剩余的蓝光与红光和绿光混合成白光。或者，也可以使用其他配色方案，例如微型二极管102发出蓝光，激发量子点膜发出黄光，蓝光和黄光同样可以混合成白光。
本发明实施例的第二方面，提供了一种背光模组。请参考图11所示，为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图。如图11所示，背光模组10包括电路板101，设置于电路板101上的多个微型发光二极管102，覆盖多个微型发光二极管102和电路板101的保护胶层103，设置于保护胶层103背离电路板101一侧的透明基板104，以及设置于透明基板104背离电路板101一侧的扩散板105。具体的，本背光模组可以是上述内容中任一可能的实现方式中的背光模组，其包含的各个组件具有与上述内容中任一可能的实现方式中的背光模组的各对应组件相同的结构和功能。为了说明书的简洁，此处不再赘述。该背光模组中，采用透明基板104作为扩散板105的支撑结构，且透明基板104靠近保护胶层103一侧的表面接触的介质为均匀的介质，光线在该表面的反射情况是均匀的，因此从透明基板104出射的光也是均匀的。从而使背光模组能够提供均匀的背光照明。
综上所述，在本发明提供的显示装置以及背光模组中，均包括电路板101，设置于电路板101上的多个微型发光二极管102，覆盖多个微型发光二极管102和电路板101的保护胶层103，设置于保护胶层103背离电路板101一侧的透明基板104，以及设置于透明基板104背离电路板101一侧的扩散板105。其中透明基板104作为保护胶层103和扩散板105之间的支撑结构，使微型发光二极管102发出的光在到达扩散板前充分地混光。透明基板104经过特殊设计后，使其靠近保护胶层103一侧的表面接触的介质为均匀的介质，光线在该表面的反射情况是均匀的，因此从透明基板104出射的光也是均匀的。最终使显示装置可以显示出亮度均匀的画面，或者使背光模组可以提供亮度均匀的背光照明。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模组以及位于所述背光模组出光侧的显示面板；
所述背光模组包括：电路板，设置于所述电路板上的多个微型发光二极管，覆盖所述多个微型发光二极管和所述电路板的保护胶层，所述保护胶层覆盖相邻两个微型发光二极管之间的间隙，且所述保护胶层为连续的，设置于所述保护胶层背离所述电路板一侧的透明基板，以及设置于所述透明基板背离所述电路板一侧的扩散板；
其中，所述透明基板的厚度满足所述微型发光二极管的混光距离。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透明基板面向所述保护胶层一侧的表面为不平整表面。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述不平整表面具有多个平行设置的条形凹凸棱。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透明基板面向所述保护胶层一侧的表面涂布有散射涂层，所述散射涂层包括胶体层和分布于胶体层的散射颗粒。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在所述透明基板和所述保护胶层之间还包括贴合胶层，所述贴合胶层与所述透明基板和所述保护胶层之间无空隙贴合。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括设置于所述扩散片背离所述透明基板一侧的光学膜片组。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述微型发光二极管的尺寸为50μm-300μm。
8.如权利要求1-7任一项所述的显示装置，其特征在于，所述保护胶层的材料为硅胶或环氧树脂。
9.如权利要求1-7任一项所述的显示装置，其特征在于，所述透明基板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
10.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述条形凹凸棱的高度约为20μm-50μm，顶角小于或等于90°。
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