CN211741784U - 基于mini LED的背光光源及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于mini LED的背光光源，涉及背光光源技术领域，其包括本体，本体包括基板以及mini LED，mini LED安装于基板上，本体还包括散光胶层、扩散胶层、X向光矫正胶层以及Y向光矫正胶层；散光胶层设置于基板上且覆盖mini LED，Y向光矫正胶层依次通过X向光矫正胶层和扩散胶层覆盖至散光胶层的出光面上，X向光矫正胶层和Y向光矫正胶层的出光面分别设置有多个均匀分布的X向凸棱和Y向凸棱，多个X向凸棱和Y向凸棱分别沿X方向和Y方向分布。本实用新型实施例还公开了包括上述基于mini LED的背光光源的显示装置。本实用新型实施例采用多层涂布的方式取代传统背光结构中多个部材，实现超薄和窄边框。

Description

基于mini LED的背光光源及显示装置

技术领域

本实用新型实施例涉及背光光源技术领域，具体涉及一种基于mini LED的背光光源及显示装置。

背景技术

随着科技的发展，市场对背光光源产品的要求也越来越高，超薄、高亮、窄边框已经是目前的主流。对于背光光源超薄窄边框的设计，各种新的方式也是层出不穷，对于超薄都是基于现有的架构减薄所使用的部材，窄边框都是基于不断缩减胶带的粘附宽度来实现。

现有的背光光源架构主要包括侧入式和直下式，其中，侧入式请参照图1所示，其包括遮光胶11、上棱镜12、下棱镜13、扩散板14、导光板15、反射片16、框架17和灯条18。直下式请参照图2所示，其包括遮光胶21、上棱镜22、下棱镜23、扩散板24、灯板25和框架26。从图1和图2可以看出，传统的背光光源均由承载框架、光学膜材、发光源和胶带组装而成，这种结构产品的厚度、边框的宽度均受部件材料本身、配合间隙的影响；而且窄边框、超薄采用的是超薄的材料、超窄的间隙及减少胶带的粘附面积，也会造成产品的不稳定。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于mini LED的背光光源以及显示装置，其采用多层涂布的方式取代传统背光结构中的框架、扩散板、上、下棱镜等部件，可设计成超薄和窄边框的背光光源。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于mini LED的背光光源，其包括本体，所述本体包括基板以及mini LED，所述mini LED安装于所述基板上，所述本体还包括散光胶层、扩散胶层、X向光矫正胶层以及Y向光矫正胶层；所述散光胶层设置于基板上且覆盖所述mini LED，所述Y向光矫正胶层依次通过X向光矫正胶层和扩散胶层覆盖至所述散光胶层的出光面上，且所述扩散胶层、X向光矫正胶层以及Y向光矫正胶层均位于散光胶层远离所述基板的一侧，以基板的宽度方向为X方向，以基板的长度方向为Y方向，所述X向光矫正胶层和Y向光矫正胶层的出光面分别设置有多个均匀分布的X向凸棱和Y向凸棱，多个所述X向凸棱和Y向凸棱分别沿X方向和Y方向分布。

在一个优选的实施例中，所述散光胶层包括功能面和连接部分；相邻功能面之间通过连接部分连接，形成一体成型结构，所述功能面覆盖所述mini LED，所述功能面包括第一功能面、第二功能面和第三功能面中的一种或多种；

以目标mini LED发出的垂直于基板的光线为基准光线，目标mini LED发出的入射至第一功能面的光线与所述基准光线之间的夹角记为第一夹角，所述第一夹角大于或等于0且小于α；目标mini LED发出的入射至第二功能面的光线与所述基准光线之间的夹角记为第二夹角，所述第二夹角大于或等于α且小于或等于α+β；目标mini LED发出的入射至第三功能面的光线与所述基准光线之间的夹角记为第三夹角，所述第三夹角大于α+β且小于或等于α+β+γ；其中，0°≤α≤90°；0°≤β＜90°；0°≤γ≤90°。

在一个优选的实施例中，mini LED入射至其对应的第一功能面上的光线发生散射；mini LED入射至其对应的第二功能面上的光线发生全反射；mini LED入射至其对应的第三功能面上的光线发生散射。

在一个优选的实施例中，所述本体的侧面设置有遮光胶层。

在一个优选的实施例中，所述遮光胶层为白色。

在一个优选的实施例中，所述X向光矫正胶层材料的折射率大于所述Y向光矫正胶层材料的折射率。

在一个优选的实施例中，所述Y向光矫正胶层单独固化成型，所述Y向光矫正胶层通过热压或无粘结方式设置于X向光矫正胶层的出光面上，再在Y向光矫正胶层和X向光矫正胶层连接处的外边缘涂胶固定。

在一个优选的实施例中，所述Y向光矫正胶层通过热压的方式设置于X向光矫正胶层的出光面上时：

所述X向凸棱包括第一X向凸棱和第二X向凸棱，所述第一X向凸棱和第二X向凸棱交错分布，且第一X向凸棱的高度大于第二X向凸棱的高度。

在一个优选的实施例中，所述X向光矫正胶层出光面和Y向光矫正胶层出光面的两侧边缘分别设置有第一胶条和第二胶条；所述第一胶条沿X方向分布，所述第一胶条与X向光矫正胶层一体成型，所述X向凸棱的两端延伸至两个第一胶条；所述第二胶条沿Y方向分布，所述第二胶条与Y向光矫正胶层一体成型，所述Y向凸棱的两端延伸至两个第二胶条。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种显示装置，其包括本实用新型实施例第一方面所述的基于mini LED的背光光源。

相比于现有技术，本实用新型实施例采用多层涂布的方式取代传统背光结构中的框架、扩散、上、下棱镜等部材。其优点在于：1、无需承载部材的背板、框架，可做超窄边框；2、取消了光学膜材设计，可实现超薄设计；3、取消了光学膜材设计，规避了因膜材不平整、翘曲所带来的显示不均，及因膜材组装不当产生的亮边等问题。4、相比传统背光无组装间隙搭配，故规避了膜材因间隙不足信赖性过程中产生的一系列褶皱、膜鼓问题，信赖性表现更稳定。

附图说明

图1为现有侧入式背光光源的结构示意图；

图2为现有直下式背光光源的结构示意图；

图3为实施例一的基于mini LED的背光光源的结构示意图(不含遮光胶层)；

图4为实施例一的基于mini LED的背光光源的结构示意图(含遮光胶层)

图5为散光胶层的结构图；

图6为功能面上的光线光路图；

图7为Y向光矫正胶层的光线光路图；

图8为X向光矫正胶层的结构示意图。

图中：11、遮光胶；12、上棱镜；13、下棱镜；14、扩散板；15、导光板；16、反射片；17、框架；18、灯条；21、遮光胶；22、上棱镜；23、下棱镜；24、扩散板；25、灯板；26框架；1、基板；2、mini LED；3、散光胶层；31、功能面；311、第一功能面；312、第二功能面；313、第三功能面；32、连接部分；4、扩散胶层；5、X向光矫正胶层；51、第一X向凸棱；52、第二X向凸棱；6、Y向光矫正胶层；61、Y向凸棱；7、遮光胶层。

具体实施例方式

下面，结合附图以及具体实施例方式，对本实用新型实施例做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。

实施例一：

本实用新型实施例一公开了一种基于mini LED的新型散射型背光光源，请参照图3所示，其包括本体，该本体包括基板1和mini LED 2；mini LED 2安装于基板1上，基板1上设置有电源电路，mini LED 2位于电源电路上，外部的电源通过电源电路与mini LED 2连接，为mini LED 2提供电源，使mini LED2发光，同时基板1还作为整个背光光源的设计承载。

为实现超薄和窄边框的显示装置，在本实用新型较佳的实施例中，请参照图3和图7本体还包括散光胶层3、扩散胶层4、X向光矫正胶层5以及Y向光矫正胶层6；所述散光胶层设置于基板1上且覆盖所述mini LED 2，所述Y向光矫正胶层6依次通过X向光矫正胶层5和扩散胶层4覆盖至所述散光胶层3的出光面上，且所述扩散胶层4、X向光矫正胶层5以及Y向光矫正胶层6均位于散光胶层3远离所述基板1的一侧，以基板1的宽度方向为X方向，以基板的长度方向为Y方向，所述X向光矫正胶层和Y向光矫正胶层的出光面分别设置有多个均匀分布的X向凸棱和Y向凸棱，多个所述X向凸棱和Y向凸棱61分别沿X方向和Y方向分布。

由于mini LED 2的发光角度的限制，使得光的主要能量集中在垂直方向的一定角度，造成灯间偏暗，而散光胶层3主要是扩大mini LED 2的发光角度。mini LED 2遇到扩散胶层4的扩散粒子发生漫反射，使画面的光更为均匀；X向光矫正胶层5以及Y向光矫正胶层6是将杂乱方向的光向Z向(即mini LED2发出的垂直于基板的光线方向)矫正。

本实用新型实施例采用多层涂布的方式取代传统背光结构中的框架、扩散、上、下棱镜等部材。其优点在于：1、无需承载部材的背板、框架，可做超窄边框；2、取消了光学膜材设计，可实现超薄设计；3、取消了光学膜材设计，规避了因膜材不平整、翘曲所带来的显示不均，及因膜材组装不当产生的亮边等问题。4、相比传统背光无组装间隙搭配，故规避了膜材因间隙不足信赖性过程中产生的一系列褶皱、膜鼓问题，信赖性表现更稳定。

本实用新型实施例以基板为承载，依次设计不同微结构胶层，调整画面品味，同时，为防止mini LED 2从本体侧边射出造成漏光现象，请参照图4所示，在本体的外侧设置遮光胶层7，遮光胶层7可以采用喷墨、贴胶、注胶、涂布等方式设置于本体上，遮光胶层7的颜色优选白色，可以避免造成光损。

散光胶层3与mini LED 2位于基板1的同侧，散光胶层3覆盖mini LED 2；通过在散光胶层3上做特殊的微结构处理，从而实现：1、散光胶层3厚度高于mini LED 2的总高，保护mini LED，免其收到外界的碰伤，从而提高灯板整体强度；2、根据mini LED 2发光强度曲线，设计微结构，使得mini LED 2某一部分角度的光线发生全反射，来补充强度较弱的区域，以改变整体光强排布，实现较为均匀的面光源。较为均匀的面光源，可降低mini LED的使用颗数，降低成本，同时还可以缩短了混光距离，可实现背光光源的轻薄化。

基于散光胶层3的结构，使得扩散胶层4的厚度可以大大减小。请参照图5和图6所示，散光胶层3包括功能面31和连接部分32，其中，功能面31覆盖mini LED 2，每一个miniLED 2均对应一个功能面31，功能面31即为相应mini LED 2的微结构，相邻功能面31之间通过连接部分32连接，连接部分的高度不受限制，作为本实用新型的较佳实施例，连接部分32可以与mini LED 2同高。

功能面31包括第一功能面311、第二功能面312和第三功能面313中的一种或多种，由于mini LED 2主要光能量集中在mini LED 2正方向，故在mini LED2正上方的功能面上设置凹的功能面，使mini LED主能量区的部分光进行全反射，补偿到光强较弱的区域。这里凹的功能面包括第一功能面311和第二功能面312。

以任意mini LED(称其为目标mini LED，其对应的功能面称为目标功能面)为例，定义目标mini LED发出的垂直于基板且远离所述基板的光线为基准光线，定义基准光线入射功能面上的点为中心点O，则存在以下情况：

1、目标mini LED发出的入射至目标功能面的第一功能面的光线与所述基准光线之间的夹角记为第一夹角，第一夹角大于或等于0且小于α(如果α＝0°，则第一功能面不存在)；目标mini LED入射至目标功能面的第一功能面上的光线发生散射，散射为光线部分穿过第一功能面发生折射，部分通过第一功能面发生反射，经过多次反射和折射形成。

2、目标mini LED发出的入射至目标功能面的第二功能面的光线与基准光线之间的夹角记为第二夹角，第二夹角大于或等于α且小于或等于α+β；目标mini LED入射至目标功能面的第二功能面上的光线发生全反射，也即是目标mini LED发出的入射至目标功能面的第二功能面的光线的入射角均为全反射角θ。

3、目标mini LED发出的入射至目标功能面的第三功能面的光线与基准光线之间的夹角记为第三夹角，第三夹角大于α+β且小于或等于α+β+γ；目标mini LED入射至目标功能面的第三功能面上的光线发生散射。

这里的0°≤α≤90°；0°≤β＜90°；0°≤γ≤90°；当连接部分与mini LED等高时α+β+γ＝90°，当然，如果连接部分高于mini LED，则α+β+γ＜90°，如果连接部分低于miniLED，低于mini LED部分的第三功能面不起作用，仍然存在α+β+γ＝90°。

这里仅以α+β+γ＝90°为例，当α＝0°则表示不存在第一功能面，上述凹的功能面为一定斜率的直线，斜率与两侧的所用材料的折射率有关，mini LED发出的入射角为90°的光线即发生全反射；α＝90°则表示不会发生全反射；α＝90°与γ＝90°为同种情况。α、β、γ值的大小设计与mini LED光强分布、相邻mini LED的间距、所用散光胶层材料的折射率等因素有关，例如mini LED光强分布越集中0°方向，则α越小，β越大。

以同时存在第一功能面、第二功能面和第三功能面为例，即0°＜α＜90°；0°＜β＜90°；0°＜γ＜90°，如图6所示，功能面上存在多个B点，mini LED所有入射至B点内围成的区域内的光线与基准光线之间的夹角均小于α角，这里的多个B点形成闭合的第一环形结构，第一环形结构内部的区域即为第一功能面；入射至第一功能面中任意点A均发生散射。功能面上存在多个C点，mini LED所有入射至B点和C点内围成的区域内的光线的入射角(包括B点和C点)均为θ，这里的多个C点形成闭合的第二环形结构，第一环形结构和第二环形结构之间的区域即为第二功能面，入射至第二功能面中任意点均发生全反射。功能面上存在多个E点(当连接部分与mini LED等高时，E点即为连接部分和功能面的结合处)，mini LED所有入射至C点和E点内围成的区域内的光线与基准光线的夹角大于α+β，且小于等于90°，这里的多个E点形成闭合的第三环形结构，第二环形结构和第三环形结构之间的区域即为第三功能面，入射至第二功能面中任意点D均发生散射。很显然，当整个散光胶层采用相同材料时，则第一功能面、第二功能面以及第三功能面均相对于中心点O呈中心对称图形。

散光胶层可采用UV类或非UV类的材质，在散光胶层上设计功能面(微结构)用来改变光的传播方向。散光胶层的实现方式可以是通过平压、滚压、挤压、打印等来完成，其中，平压方式大致流程为：设置散光胶层至基板上—>将散光胶层初步整平—>平压—>固化—>裁切。平压时，采用压板按压胶层，压板的按压面上设置有与功能面相适配的凹槽，这里的适配包括形状和位置。滚压方式大致流程为设置散光胶层—>将散光胶层初步整平—>预固化—>滚压—>固化—>裁切。

在本实用新型实施例一中，根据通过不同的mini LED光强曲线调整α、β、γ。α、β、γ值的大小设计与mini LED光强分布、相邻mini LED间距、所用散光胶层材料的折射率等因素有关。凹的功能面可以通过数段圆弧相连构成，也可通过直线的方式相连，其具体结构根据mini LED光强分布、相邻mini LED间距、所用散光胶层材料的折射率等因素调整。

与散光胶层3设置于基板上的方式类似，扩散胶层4采用涂布、制型、固化方式设置于散光胶层3的出光面；X向光矫正胶层5采用涂布、制型、固化方式设置于扩散胶层4的出光面；Y向光矫正胶层6采用涂布、制型、固化方式设置于X向光矫正胶层5的出光面上，然后进行相应的裁切形成本体，最后通过喷墨、贴胶、注胶、涂布等方式在本体的外侧设置遮光胶层7。

在上述制作工序的情况下，X、Y向光矫正胶层相接，Y向光矫正胶层6的材料折射率需小于X向光矫正胶层5的折射率，从而保证X向矫正效果。为防止喷墨、涂布、注胶等方式设置遮光胶层7时，存在异物由棱纹凹面进入显示装置，可在X、Y向光矫正胶层出光面设计预留一定宽度的无棱纹区，X向光矫正胶层5和Y向光矫正胶层6上的一定宽度的无棱文区分别称为第一胶条(未示出)和第二胶条62。第一胶条和第二胶条62均为两个，且分别位于X向光矫正胶层出光面和Y向光矫正胶层出光面的两侧边缘。第一胶条沿X方向分布，第一胶条与X向光矫正胶层一体成型，X向凸棱的两端延伸至两个第一胶条；所述第二胶条沿Y方向分布，所述第二胶条与Y向光矫正胶层一体成型，所述Y向凸棱的两端延伸至两个第二胶条。第一胶条的高度优选不低于任意X向凸棱的高度；第二胶条的高度优选不低于Y向凸棱的高度。

在上述制作工序的情况下，由于X向光矫正胶层的出光面与Y向光矫正胶层相接，使得光线在Y向光矫正胶层仅发生一次折射，为了使得光线在Y向光矫正胶层发生如图7所示的二次折射来提高光矫正的效率，在本实用新型较佳的实施例中，将Y向光矫正胶层6单独制作，固化成型后采用热压或无粘结的方式与X向光矫正胶层5相接，再通过侧边涂胶固定Y向光矫正胶层，这种方式下，X、Y向光矫正胶层材料的折射率不受限。

Y向光矫正胶层6采用热压与固定至X向光矫正胶层5上，由于热压过程中会破坏X向光矫正胶层上X向凸棱的棱峰，使得光学降低，在本实用新型较佳的实施例中，请参照图8所示，将X向凸棱设计成高低棱纹，提高光效。具体地：X向凸棱包括第一X向凸棱51和第二X向凸棱52，所述第一X向凸棱51和第二X向凸棱52交错分布，且第一X向凸棱的高度大于第二X向凸棱的高度，第一X向凸棱的高度为第一X向凸棱的顶点与X向光矫正胶层下端面(与扩散胶层的贴合面)之间的垂直距离；第二X向凸棱的高度为第二X向凸棱的顶点与X向光矫正胶层下端面之间的垂直距离。

实施例二

实施例二公开一种显示装置，包括上述的背光模组。这里的显示装置可以为：液晶显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

上述实施方式仅为本实用新型实施例的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型实施例保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型实施例的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型实施例所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于mini LED的背光光源，其包括本体，所述本体包括基板以及mini LED，所述mini LED安装于所述基板上，其特征在于，所述本体还包括散光胶层、扩散胶层、X向光矫正胶层以及Y向光矫正胶层；所述散光胶层设置于基板上且覆盖所述mini LED，所述Y向光矫正胶层依次通过X向光矫正胶层和扩散胶层覆盖至所述散光胶层的出光面上，且所述扩散胶层、X向光矫正胶层以及Y向光矫正胶层均位于散光胶层远离所述基板的一侧，以基板的宽度方向为X方向，以基板的长度方向为Y方向，所述X向光矫正胶层和Y向光矫正胶层的出光面分别设置有多个均匀分布的X向凸棱和Y向凸棱，多个所述X向凸棱和Y向凸棱分别沿X方向和Y方向分布。

2.如权利要求1所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述散光胶层包括功能面和连接部分；相邻功能面之间通过连接部分连接，形成一体成型结构，所述功能面覆盖所述mini LED，所述功能面包括第一功能面、第二功能面和第三功能面中的一种或多种；

以目标mini LED发出的垂直于基板的光线为基准光线，目标mini LED发出的入射至第一功能面的光线与所述基准光线之间的夹角记为第一夹角，所述第一夹角大于或等于0且小于α；目标mini LED发出的入射至第二功能面的光线与所述基准光线之间的夹角记为第二夹角，所述第二夹角大于或等于α且小于或等于α+β；目标mini LED发出的入射至第三功能面的光线与所述基准光线之间的夹角记为第三夹角，所述第三夹角大于α+β且小于或等于α+β+γ；其中，0°≤α≤90°；0°≤β＜90°；0°≤γ≤90°。

3.如权利要求2所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述mini LED入射至其对应的第一功能面上的光线发生散射；所述mini LED入射至其对应的第二功能面上的光线发生全反射；所述mini LED入射至其对应的第三功能面上的光线发生散射。

4.如权利要求1所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述本体的侧面设置有遮光胶层。

5.如权利要求4所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述遮光胶层为白色。

6.如权利要求1-5任一项所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述X向光矫正胶层材料的折射率大于所述Y向光矫正胶层材料的折射率。

7.如权利要求1-5任一项所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述Y向光矫正胶层单独固化成型，所述Y向光矫正胶层通过热压或无粘结方式设置于X向光矫正胶层的出光面上，再在Y向光矫正胶层和X向光矫正胶层连接处的外边缘涂胶固定。

8.如权利要求7所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述Y向光矫正胶层通过热压的方式设置于X向光矫正胶层的出光面上时：

所述X向凸棱包括第一X向凸棱和第二X向凸棱，所述第一X向凸棱和第二X向凸棱交错分布，且第一X向凸棱的高度大于第二X向凸棱的高度。

9.如权利要求1-5任一项所述的基于mini LED的背光光源，其特征在于，所述X向光矫正胶层出光面和Y向光矫正胶层出光面的两侧边缘分别设置有第一胶条和第二胶条；所述第一胶条沿X方向分布，所述第一胶条与X向光矫正胶层一体成型，所述X向凸棱的两端延伸至两个第一胶条；所述第二胶条沿Y方向分布，所述第二胶条与Y向光矫正胶层一体成型，所述Y向凸棱的两端延伸至两个第二胶条。

10.一种显示装置，其特征在于，其包括权利要求1-9任一项所述的基于mini LED的背光光源。

Images