CN117954568A - 一种背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组及显示装置，涉及显示技术领域，其中，该背光模组包括结构背板、发光模块以及依次层叠设置于结构背板上的柔性导热胶层、热电转换层和柔性绝缘层；其中，所述热电转换层包括若干PN结组以及若干柔性导电件，相邻所述PN结组之间通过所述柔性导电件并联连接，用于将所述背光模组上的热能转换为电能，既解决了散热问题，又进行了冗余能量应用，达到环保要求；通过设置柔性导电件连接各个PN结组，设置柔性导热胶层和柔性绝缘层对热电转换层进行软封装，使得热电转换膜具有良好的柔性和延展性，可以适应更大尺寸的显示装置。

Description

一种背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

Micro LED是新一代显示技术，比现有的OLED技术亮度更高、发光效率更好、且功耗更低。该技术通常在一个芯片上集成高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。因Micro LED芯片尺寸微缩化以后量子效率降低，光电转换效率降低，形成了大量的热量，同时驱动基板电路转换效率低也产生大量热量。另外，Mini LED背光显示为了提高色域，使用了光致发光转化效率低的量子膜或β-SiAlON+KSF荧光粉，同时为了提高对比度而提高了亮度规格，以上两种需求导致LED的功率加大，导致显示机的热量增加。

现有的Micro LED显示或者Mini LED背光显示的散热解决方案主要为采用铝框散热，但是铝框的柔性差、重量大，不符合产品轻便性的需求，无法在大尺寸的显示装置上使用。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种背光模组及显示装置，用以解决现有背光模组的散热结构柔性差，无法适用于大尺寸屏幕的技术问题。

本发明为了解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种背光模组，其中，包括：结构背板；

发光模块，设置于所述结构背板上；

热电转换膜，所述热电转换膜包括依次层叠设置的柔性导热胶层、热电转换层和柔性绝缘层，所述柔性导热胶层与所述结构背板连接，所述热电转换层用于将所述背光模组上的热能转换为电能；

其中，所述热电转换层包括若干PN结组以及若干柔性导电件，相邻所述PN结组之间通过所述柔性导电件并联连接。

可选的，所述背光模组还包括热电转换电路负载释放模块，所述热电转换电路负载释放模块与所述热电转换层电连接，用于将所述热电转换层转换的电能输送到其他模块中进行供电。

可选的，所述背光模组还包括散热模块，所述散热模块设置于所述柔性绝缘层上，用于将所述热电转换层未及时转换为电能的热量导出。

可选的，所述PN结组包括P型材料结构、N型材料结构、第一柔性导电片和第二柔性导电片；所述P型材料结构和所述N型材料结构相互隔开设置；

所述P型材料结构的一面与所述N型材料结构的一面通过所述第一柔性导电片连接，所述P型材料结构的另一面与所述N型材料结构的另一面通过所述第二柔性导电片连接；所述P型材料结构和所述N型材料结构通过所述第一柔性导电片和所述第二柔性导电片串联连接。

可选的，所述P型材料结构、所述N型材料结构与所述第一柔性导电片之间形成有第一间隙，所述柔性绝缘层包括第一填注部，所述第一填注部的形状大小与所述第一间隙的形状大小一致；所述第一填注部设于所述第一间隙内；

所述P型材料结构、所述N型材料结构与所述第二柔性导电片之间形成有第二间隙，所述柔性导热胶层包括第二填注部，所述第二填注部的形状大小与所述第二间隙的形状大小一致；所述第二填注部设于所述第二间隙内。

可选的，所述柔性导电件包括正极柔性导电片和负极柔性导电片，所述PN结组的两端分别通过所述正极柔性导电片和所述负极柔性导电片连接所述热电转换电路负载释放模块，所述正极柔性导电片和所述负极柔性导电片为网状结构。

可选的，所述背光模组还包括后壳，所述后壳设于所述散热模块背离所述柔性绝缘层的一侧，所述后壳上设置有散热通孔。

可选的，所述散热模块的一侧与所述柔性绝缘层连接，另一侧设有导流槽。

可选的，所述导流槽竖直设置。一种显示装置，其中所述显示装置包括显示面板和如上任一项所述的背光模组。

综上所述，本发明的有益效果是：

本发明的背光模组，该背光模组包括结构背板、发光模块以及依次层叠设置于结构背板上的柔性导热胶层、热电转换层和柔性绝缘层；其中，所述热电转换层包括若干PN结组以及若干柔性导电件，相邻所述PN结组之间通过所述柔性导电件并联连接，用于将所述背光模组上的热能转换为电能，既解决了散热问题，又进行了冗余能量应用，达到环保要求；通过设置柔性导电件连接各个PN结组，设置柔性导热胶层和柔性绝缘层对热电转换层进行软封装，使得热电转换膜具有良好的柔性和延展性，可以适应更大尺寸的显示装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的背光模组的结构示意图；

图2为本发明中背光模组的局部剖视图；

图3为本发明中热电转换膜的局部剖示图；

图4为本发明中热电转换膜的局部结构示意图；

图5为本发明中热电转换层的俯视图。

其中：100、显示面板；200、结构背板；210、发热密集区；300、发光模块；400、热电转换膜；410、柔性导热胶层；411、第二填注部；420、热电转换层；421、P型材料结构；422、N型材料结构；423、第一柔性导电片；424、第二柔性导电片；425、正极柔性导电片；426、负极柔性导电片；430、柔性绝缘层；431、第一填注部；500、散热模块；510、导流槽；600、后壳、610、散热通孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供一种背光模组，该背光模组用于为显示面板100提供光源，使显示面板100可以进行画面显示。所述显示面板100的显示质量与结构背板200的背光光源的质量有关，所述显示面板越大，所述结构背板上需要设置的背光光源就越多，散热需求也越大。因此，显示面板越大，结构背板上的散热组件就越大，也即散热组件的重量和产生的应力越大。在设计大尺寸的显示装置时，为了保证显示装置的轻便性，需要解决大尺寸散热组件的重量和应力问题。现有的散热组件为硬性结构，用于大尺寸显示装置时比较厚重，不能满足大尺寸显示装置的轻便性，鉴于此，本申请实施例提供一种背光模组，该背光模组的散热组件具有较好的柔性，结构轻薄，可以进行弯曲和变形，有效防止因尺寸大而产生的过重以及应力集中问题，能适用于更大的显示装置。

该背光模组可以包括结构背板200、发光模块300和依次层叠设置于所述结构背板200上的柔性导热胶层410、热电转换层420和柔性绝缘层430。其中，所述热电转换层420包括若干PN结组以及若干柔性导电件，相邻所述PN结组之间通过所述柔性导电件并联连接，用于将所述背光模组上的热能转换为电能，既解决了散热问题，又进行了冗余能量应用，达到环保要求，通过设置柔性导电件连接各个PN结组，设置柔性导热胶层410和柔性绝缘层430对热电转换层进行软封装，使得热电转换膜具有良好的柔性和延展性，可以适应更大尺寸的显示装置。

下面结合附图和实施方式对本申请做进一步说明。

请参阅图1、图2，本发明的一实施例中，公开了一种背光模组，包括结构背板200、发光模块300和热电转换膜400，所述发光模300块设置于所述结构背板200上；所述热电转换膜400包括依次层叠设置的柔性导热胶层410、热电转换层420和柔性绝缘层430，所述柔性导热胶层410与所述结构背板200连接，所述热电转换层420用于将所述背光模组上的热能转换为电能；其中，所述热电转换层420包括若干PN结组以及若干柔性导电件，相邻所述PN结组之间通过所述柔性导电件并联连接。

在本实施例中，所述结构背板200可以与显示面板100连接，以使得显示面板100和结构背板200之间形成空腔，所述发光模块300固定于结构背板200上朝向所述空腔的一侧。

在本实施例中，所述发光模块300可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，也可以是其他类型的LED，比如次毫米发光二极管(Mini Light Emitting Diode，Mini LED)或者微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro LED)等。所述发光组件可以是以灯条的形式固定在结构背板200上，也可以是呈阵列排布的形式固定在结构背板200上，其中，所述固定方式可以是胶合，也可以是其他的方式。

在本实施例中，所述柔性导电件为导电性良好、延展性良好的材料，比如铜线、铜片等。所述柔性导热胶层410可以为硅胶柔性导热胶层，或者其他可以进行弯曲、导热性能良好的柔性材料层，所述柔性绝缘层430可以为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)柔性绝缘层。柔性导热胶层410和柔性绝缘层430可以通过模压、膜压或涂布的方式形成软载体。

在本实施例中，热电转换膜400可以设置在结构背板200上朝向所述空腔的一侧，即设置在结构背板200的内壁上，也可以设置在结构背板200上背离所述空腔的一侧，即设置在结构背板200的外壁上。显示装置的LED灯、平台主芯片、电源模块等工作时形成的发热密集区210，由于显示装置内发热元件的布局不同，结构背板200上会产生多个发热密集区210。因此，所述热电转换膜400可以设置一个或多个，一个或多个所述热电转换膜400分别设置于不同的发热密集区210上。实现更精准的散热，提高散热效率。多个所述热电转换膜400串联后接入电路，形成负载电路所需的电动势，所述电动势可以为5V、12V、或者24伏。

具体地，所述热电转换层420通过柔性导热胶层410胶合在结构背板200上，热电转换层420朝向柔性导热胶层410的一面为热源收集面，热电转换层420朝向柔性绝缘层430的一面为热源散热面。结构背板200上的热能通过柔性导热胶层410传递到热电转换层420上，热电转换层420将热能转换成电能。

本实施例通过设置热电转换层420，将背光模组上的热能转换为电能，既解决了散热问题，又进行了冗余能量应用，达到环保要求，相对于现有技术中的PN结间隔刚性贴合的硬封装以及采用双层电路基板夹PN组的结构模式，由于本实施例中的柔性导热胶层410、热电转换层420、正极柔性导电片425、负极柔性导电片426以及柔性绝缘层430均为柔性结构，因此，本实施例的热电转换膜400更加轻薄，且具有更好的柔性和延展性，可以适应大尺寸屏幕的弯曲和变形，有效防止因屏幕尺寸大而产生的应力集中问题。

需要说明的是，本实施例通过设置柔性导热胶层410、和柔性绝缘层430作为热电转换层420的软载体，柔性导热胶层同时起到导热、胶合以及载体的作用，简化了热电转换膜400的体积，提高热电转换膜400的转换效率，满足大屏显示装置的散热需求，确保大尺寸屏幕的稳定运行。

在本实施例中，所述背光模组还包括热电转换电路负载释放模块，所述热电转换电路负载释放模块与所述热电转换层420电连接，用于将所述热电转换层420转换的电能输送到其他模块中进行供电。

在本实施例中，所述热电转换电路负载释放模块可以包括充电电池电路模块和负载电路模块。

具体地，一个或多个所述热电转换层420接入充电电路模块，使由热量产生的电动势稳定，并在整机电路停止工作后，由热能转换的电动势任能给负载电路模块供电。为了实现对热电转换层420转换得到的电能进行存储，所述背光模组还可以包括电能存储模块，所述电能存储模块可以与所述充电电池电路模块连接，用于存储电能，所述电能存储模块还可以与所述负载电路模块连接，用于给所述负载电路模块供电。

在本实施例中，所述背光模组还包括散热模块500，所述散热模块500设置于所述柔性绝缘层430上，用于将所述热电转换层420未及时转换为电能的热量导出。

所述散热模块可以为散热片或者其他可以进行散热的装置，比如水冷散热系统。

具体地，结构背板200上的热量通过柔性导热胶层410传导到热电转换层420上进行热电转换，实现结构背板200的散热，但是由于空间和时间的限制，有部分热能没有及时被热电转换层420转换成电能，该部分热能可以通过散热片传递到显示装置的外部，实现该部分热量的及时散热，避免该部分热量累积在结构背板200上是结构背板200快速升温，从而影响显示装置的光电转换效率和工作寿命。通过设置散热模块500将未及时被转换的热量导出，进一步提高了结构背板200的散热效率。

需要强调的是，热电转换层420两面的温度差异会导致材料内部产生更大的温度梯度，从而产生更大的热电效应，也就是说，通常情况下，温度差异越大，热电转换效率越高。因此，本申请通过在热电转换层420的一面设置柔性导热胶层410，用于将结构背板200上的热量集中到热电转换层420的吸热面，而在热电转换层420的另一面设置散热模块500，用于降低热电转换层420散热面的温度，加大了热电转换层420两面的温度差异，有效提高了热电转换层420的转换效率。

请参阅图3、图4、图5，所述PN结组包括P型材料结构421、N型材料结构422、第一柔性导电片423和第二柔性导电片424；所述P型材料结构421和N型材料结构422相互隔开设置；所述P型材料结构421的一面与所述N型材料结构422的一面通过所述第一柔性导电片423连接，所述P型材料结构421的另一面与所述N型材料结构422的另一面通过所述第二柔性导电片424连接；所述P型材料结构421和所述N型材料结构422通过所述第一柔性导电片423和所述第二柔性导电片424串联连接。

PN结是半导体中一种重要的结构，它由一个N型掺杂区和P型掺杂区紧密接触所构成。在两个半导体的交界面附近，由于N型区内自由电子为多子，空穴几乎为零称为少子，而P型区内空穴为多子，自由电子为少子，因此在交界处出现了电子和空穴的浓度差，形成了空间电荷区。PN结具有单向导电性，是电子技术中许多器件所利用的特性，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。在一块完整的硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体，两种半导体的交界面附近的区域即为PN结。

在本实施例中，若干P型材料结构421和N型材料结构422通过若干第一柔性导电片423和第二柔性导电片424串联形成横条状的PN结组，再将若干横条状的PN结组并联后形成平铺的PN结组阵列。若干组横条状的PN结组通过正极柔性导电片425和负极柔性导电片426输出电能至负载电路，PN结组阵列将热量转换为足够大功率的电能后，通过正极柔性导电片425和负极柔性导电片426输出电能至负载电路模块。

在本实施例中，所述N型材料结构422带有负电荷载流子，所述P型材料结构421带有正电荷载流子，所述P型材料结构421和所述N型材料结构422的半导体材料包括含铅、铋、碲、钙、镱、镁等的Zintl化合物Mg3(Sb,Bi)2。Zintl相是一种特殊的金属间化合物，具有特殊的晶体结构和化学性质。这些化合物通常由主族非金属元素(如碳、氮、氧、硅等)和过渡金属元素组成。Mg3(Sb,Bi)2是一种金属间化合物，具有特殊的晶体结构和化学性质。这种化合物通常由主族非金属元素(如碳、氮、氧、硅等)和过渡金属元素组成。

在本实施例中，所述PN结组可通过印刷、光刻、蚀刻等方式形成。

在本实施例中，所述第一柔性导电片423和所述第二柔性导电片424为导电性良好、延展性良好的材料，比如铜线、铜片等。所述第一柔性导电片423和第二柔性导电片424可通过贴合、蚀刻、金属喷刷等方式形成。

在本实施例中，所述P型材料结构421、所述N型材料结构422与所述第一柔性导电片423之间形成有第一间隙，所述柔性绝缘层430包括第一填注部431，所述第一填注部431的形状大小与所述第一间隙的形状大小一致；所述第一填注部431位于所述第一间隙内；所述P型材料结构421、所述N型材料结构422与所述第二柔性导电片424之间形成有第二间隙，所述柔性绝缘层430包括第二填注部411，所述第二填注部411的形状大小与所述第二间隙的形状大小一致；所述第二填注部411位于所述第二间隙内。

具体地，在制作柔性绝缘层430、柔性导热胶层410时，第一间隙将会被柔性绝缘层430上的第一填注部431填注，第二间隙将会被导电胶层的第二填注部411填注。

所述柔性导电件包括正极柔性导电片425和负极柔性导电片426，所述PN结组的两端分别通过所述正极柔性导电片425和所述负极柔性导电片426连接所述热电转换电路负载释放模块，所述正极柔性导电片425和所述负极柔性导电片426为网状结构。

本实施例中的正极柔性导电片425和负极柔性导电片426均为导电性良好、延展性良好的材料，比如铜线、铜片等。所述正极柔性导电片425和所述负极柔性导电片426可以通过铜皮蚀刻或者金属导丝绞丝或者涂布拉丝制作形成。

本实施例将所述正极柔性导电片425和所述负极柔性导电片426设置为网状结构，网状结构的电极能更好地满足大面积热电转换层420的组装过程拉扯、热胀冷缩和应力释放等问题。

在本实施例中，所述背光模组还包括后壳600，所述后壳600设于所述散热模块600背离所述柔性绝缘层430的一侧，所述后壳600上设置有散热通孔610。所述后壳600用于保护散热模块500以及热电转换膜400，在后壳600上设置散热通孔610，有利于散热片的散热。

在本实施例中，所述散热模块500的一侧与所述柔性绝缘层430连接，另一侧设有导流槽510。所述导流槽510朝向所述后壳600上的散热通孔610，将热电转换层420未有效转换的热量辐射至显示装置外面的空间，且导流槽510的设置还可以增加散热片的散热面积。

在本实施例中，所述导流槽510竖直设置。通常情况下，显示装置会竖直放置，因此将所述导流槽510沿着所述背板结构的宽度方向设置，当显示装置竖直放置时，所述导流槽510为竖直状态，有利于导流槽内的热空气上升，提高散热效率。

作为本申请的另一实施例，还公开了一种显示装置，其中所述显示装置包括显示面板100和如上任一所述的背光模组。

综上，本实施例的背光模组包括结构背板200、发光模块300以及依次层叠设置于结构背板上的柔性导热胶层410、热电转换层420和柔性绝缘层430；其中，所述热电转换层420包括若干PN结组以及若干柔性导电件，相邻所述PN结组之间通过所述柔性导电件并联连接，用于将所述背光模组上的热能转换为电能，既解决了散热问题，又进行了冗余能量应用，达到环保要求；通过设置柔性导电件连接各个PN结组，设置柔性导热胶层410和柔性绝缘层430对热电转换层420进行软封装，使得热电转换膜400具有良好的柔性和延展性，可以适应更大尺寸的显示装置。

需要说明的是，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结合。

需要说明的是，本发明以一种背光模组及显示装置为例对本发明的具体结构及工作原理进行介绍，但本实施例的应用并不以一种背光模组及显示装置为限，也可以应用到其它类似工件的生产和使用中。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

结构背板；

发光模块，设置于所述结构背板上；

热电转换膜，所述热电转换膜包括依次层叠设置的柔性导热胶层、热电转换层和柔性绝缘层，所述柔性导热胶层与所述结构背板连接，所述热电转换层用于将所述背光模组上的热能转换为电能；

其中，所述热电转换层包括若干PN结组以及若干柔性导电件，相邻所述PN结组之间通过所述柔性导电件并联连接。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括热电转换电路负载释放模块，所述热电转换电路负载释放模块与所述热电转换层电连接，用于将所述热电转换层转换的电能输送到其他模块中进行供电。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括散热模块，所述散热模块设置于所述柔性绝缘层上，用于将所述热电转换层未及时转换为电能的热量导出。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述PN结组包括P型材料结构、N型材料结构、第一柔性导电片和第二柔性导电片；所述P型材料结构和所述N型材料结构相互隔开设置；

所述P型材料结构的一面与所述N型材料结构的一面通过所述第一柔性导电片连接，所述P型材料结构的另一面与所述N型材料结构的另一面通过所述第二柔性导电片连接；所述P型材料结构和所述N型材料结构通过所述第一柔性导电片和所述第二柔性导电片串联连接。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述P型材料结构、所述N型材料结构与所述第一柔性导电片之间形成有第一间隙，所述柔性绝缘层包括第一填注部，所述第一填注部的形状大小与所述第一间隙的形状大小一致；所述第一填注部设于所述第一间隙内；

所述P型材料结构、所述N型材料结构与所述第二柔性导电片之间形成有第二间隙，所述柔性导热胶层包括第二填注部，所述第二填注部的形状大小与所述第二间隙的形状大小一致；所述第二填注部设于所述第二间隙内。

6.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述柔性导电件包括正极柔性导电片和负极柔性导电片，所述PN结组的两端分别通过所述正极柔性导电片和所述负极柔性导电片连接所述热电转换电路负载释放模块，所述正极柔性导电片和所述负极柔性导电片为网状结构。

7.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括后壳，所述后壳设于所述散热模块背离所述柔性绝缘层的一侧，所述后壳上设置有散热通孔。

8.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述散热模块的一侧与所述柔性绝缘层连接，另一侧设有导流槽。

9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述导流槽竖直设置。

10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板以及如权利要求1-9中任一项所述的背光模组。