TWI724658B - 背光模組、其製作方法及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種背光模組、該背光模組的製作方法以及應用該背光模組的顯示裝置。該背光模組包括基板、複數發光元件、隔離部以及光學膠層。所述背光模組定義有複數背光區域。每一所述背光區域中設置有至少二所述發光元件。隔離部用以間隔任意相鄰的二背光區域。所述光學膠層覆蓋所述發光元件並填充相鄰發光元件之間的間隙。所述隔離部的折射率大於所述光學膠層的折射率。

Description

背光模組、其製作方法及顯示裝置
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種背光模組及其製作方法、以及應用該背光模組的顯示裝置。
液晶顯示面板由於其非自發光驅動的架構以及液晶材料在結構上的限制，使得其在顯示全黑的畫面時，液晶分子無法遮擋住所有的背光，而存在螢幕“漏光”的現象，使得其對比度無法大幅提升。為此，區域調光(Local Dimming)技術應運而生，該技術將背光模組包括的複數發光元件分成若干背光區域進行控制，每一個背光區域對應的發光元件的輝度、開啟及關閉均可單獨控制。
然，習知的區域調光技術存在各背光區域的光線相互干擾的問題。
本發明一方面提供一種背光模組，其包括：基板，所述基板具有第一表面； 複數發光元件，間隔設置於所述第一表面上，每一所述發光元件被獨立控制，所述背光模組定義有複數背光區域，每一所述背光區域中設置有至少二所述發光元件；隔離部，設置於所述第一表面上，以間隔任意相鄰的二背光區域；以及光學膠層，設置於所述第一表面上，所述光學膠層覆蓋所述發光元件並填充相鄰發光元件之間的間隙，所述光學膠層用於對所述發光元件出射的光線進行擴散；其中，所述隔離部的折射率大於所述光學膠層的折射率。
該背光模組藉由在相鄰的背光區域之間設置有隔離部，使得光束在隔離部處被反射折射，減弱了相鄰背光區域之間光線的相互干擾，進而有效地減少各背光區域之間的漏光。
本發明另一方面提供一種背光模組的製作方法，其包括：提供一基板及複數發光元件，所述基板具有第一表面，所述複數發光元件間隔設置於所述第一表面上，每一所述發光元件被獨立控制，所述背光模組定義有複數背光區域，每一所述背光區域中設置有至少二所述發光元件；形成隔離部及光學膠層，所述隔離部設置於所述第一表面上，以間隔任意相鄰的二背光區域，所述光學膠層設置於所述第一表面上，所述光學膠層覆蓋所述發光元件並填充相鄰發光元件之間的間隙，所述光學膠層用於對所述發光元件出射的光線進行擴散；其中，所述隔離部的折射率大於所述光學膠層的折射率。
該背光模組的製作方法，藉由在相鄰的背光區域之間形成折射率大於所述光學膠層的隔離部，使得光束在相鄰的背光區域之間被折射反射，進 而減弱了相鄰背光區域之間光線的相互干擾，有效減少了各背光區域之間的漏光。
本發明再一方面提供一種顯示裝置，其包括：背光模組，所述背光模組為上述的背光模組，用於出射背光；液晶顯示面板，設置於所述背光模組出射背光的一側，用於接收所述背光並顯示畫面；以及控制電路，所述控制電路電性連接所述背光模組及所述液晶顯示面板，用於控制所述背光模組的發光以及所述液晶顯示面板的畫面顯示。
由於上述背光模組之相鄰的背光區域之間的光束干擾被減弱了，使得應用其的顯示裝置的漏光現象相應被減少，進而可提高應用其的顯示裝置的對比度。
100:顯示裝置
10:液晶顯示面板
11:顯示區域
12:掃描線
14:數據線
D1:第一方向
D2:第二方向
16:畫素單元
162:薄膜電晶體
164:液晶電容
20:控制電路
30、40:背光模組
31:背光區域
32:基板
32a:第一表面
34:發光元件
36:隔離部
35:空氣間隙
38:光學膠層
382:區塊
37:柵欄
372:格子
39:光學膠
圖1為本發明一實施例的顯示裝置的方框結構示意圖。
圖2為圖1所示的顯示裝置的液晶顯示面板的平面示意圖。
圖3為圖1所示的顯示裝置的液晶顯示面板的等效電路圖。
圖4為圖1所示的顯示裝置的背光模組的平面示意圖。
圖5為圖4所示的背光模組沿剖面線V-V剖開的剖面圖。
圖6為圖5所示的背光模組的光路示意圖。
圖7為本發明另一實施例提供的背光模組的剖面圖。
圖8為本發明實施例的背光模組的製作方法的流程圖。
圖9為本發明實施例的背光模組的製作方法的步驟S1的示意圖。
圖10及圖11為本發明一實施例的背光模組的製作方法的步驟S21的示意圖。
圖12為本發明一實施例的背光模組的製作方法的步驟S22的示意圖。
請參閱圖1，圖1為本發明一實施例的顯示裝置100的方框結構示意圖。顯示裝置100包括液晶顯示面板10、背光模組30以及控制電路20。背光模組30用於向液晶顯示面板10提供背光。液晶顯示面板10設置於背光模組30出射背光的一側，用於接收背光並顯示畫面。控制電路20電性連接背光模組30及液晶顯示面板10，用於控制背光模組30的發光以及液晶顯示面板10的畫面顯示。
請參閱圖2，圖2為圖1所示的顯示裝置100的液晶顯示面板10的平面示意圖。液晶顯示面板10包括呈陣列排佈的複數顯示區域11。
請參閱圖3，圖3為圖1所示的顯示裝置100的液晶顯示面板10的等效電路圖。液晶顯示面板10包括沿第一方向D1延伸的複數掃描線12、沿與第一方向D1交叉的第二方向D2延伸的複數資料線14、及位於掃描線12及資料線14交叉限定的最小區域內的複數畫素單元16。掃描線12及資料線14相交界定的複數畫素單元16呈多行多列排佈的矩陣。每個畫素單元16包括薄膜電晶體162及液晶電容164。薄膜電晶體162的閘極電性連接一條掃描線12，薄膜電晶體162的源極電性連接一條資料線14，薄膜電晶體162的汲極電性連接液晶電容164。
本實施例中，每一顯示區域11對應複數行及複數列畫素單元16。於其他實施例中，每個顯示區域11亦可為沿第一方向D1延伸的矩形條狀區域，所有的顯示區域11沿第二方向D2排列為一列，每一顯示區域11可以對應一行或多行畫素單元16。
請參閱圖4，圖4為圖1所示的顯示裝置100的背光模組30的平面示意圖。背光模組30定義有複數背光區域31。複數背光區域31及圖2所示的複數顯示區域11為一一對應。背光模組30為直下式背光模組，每個背光區域31位於對應一個顯示區域11的正下方，用於向對應的一個顯示區域11提供背光。
背光模組30包括基板32、複數發光元件34、隔離部36以及光學膠層38(圖4中省略了光學膠層38，標記在圖5中)。基板32具有第一表面32a。複數發光元件34陣列間隔排佈在基板32的第一表面32a上。每一背光區域31中設置有至少二發光元件34。隔離部36位於第一表面32a上，以間隔任意相鄰的二背光區域31。基板32可為柔性電路板，發光元件34可為發光二極體，但並不以上述為限。
背光模組30還可以包括位於發光元件34遠離基板32一側的光學膜片(圖未示)。光源膜片可為一片或多片，光學膜片可以包括擴散片、導光板等，可以按照實際需要選擇。
每個背光區域31對應的發光元件34與其他背光區域31對應的發光元件34可以電性連接上相互獨立，使得每個背光區域31對應的發光元件34可以被單獨控制發光輝度、開啟或關閉，從而使得每個背光區域31的發光輝度、開啟或關閉可以被單獨控制。
請參閱圖5，圖5為圖4所示的背光模組30沿線V-V的剖面圖。光學膠層38位於基板32的第一表面32a上，發光元件34及隔離部36嵌入光學膠層38中。沿垂直於第一表面32a的方向上，隔離部36大於每一發光元件34的高度。光學膠層38填充相鄰發光元件34之間的間隙、以及發光元件34與隔離部36之間的間隙，並完全覆蓋每一發光元件34遠離基板32的表面及隔離部36的遠離基板32的表面。
光學膠層38用於對發光元件34出射的光線進行擴散。隔離部36的折射率大於光學膠層38的折射率。光學膠層38的材料可為包含有光擴散粒子的光學膠。光擴散粒子例如為包含矽或環氧樹脂的材質的微小粒子，以使光學膠層38具有良好的光擴散的功能。
請參閱圖6，圖6為圖5所示的背光模組30的光路示意圖。每一發光元件34電性連接基板32的表面為非發光面，其餘的各側面均為發光面。光束從發光元件34出射後直接入射至光學膠層38，該光束從光學膠層38出射後，在相鄰的背光區域31之間的隔離部36處，部分被隔離部36反射，部分被隔離部36折射。其中，該光束從光學膠層38入射至隔離部36時的入射角為θ 1，該光束被隔離部36折射後的折射角為θ 2。
根據光折射定律可知，由於隔離部36的折射率大於光學膠層38的折射率，故折射角θ 2小於入射角θ 1。即，光束在相鄰的背光區域31之間的隔離部36處被折射後，發散角變小。另，由於還有部分光束在相鄰的背光區域31之間的隔離部36處被反射回來而未進入到相鄰的背光區域31。藉此，藉由在相鄰的背光區域31之間設置有隔離部36，使得光束在隔離部36處被反射折射， 減弱了相鄰背光區域31之間光線的相互干擾，進而有效地減少各背光區域31之間的漏光，提升顯示的對比度。
於一實施例中，隔離部36由透光的有機材料形成，例如，樹脂或亞克力等。隔離部36的高度可以小於、等於或大於每一發光元件34的高度。
請參閱圖7，圖7為本發明另一實施例提供的背光模組40的剖面圖。該背光模組40與背光模組30的結構基本相同，其區別在於：背光模組40中，隔離部36為空氣間隙35，且沿垂直於第一表面32a的方向上，空氣間隙35的高度等於光學膠層38的高度。即，光學膠層38包括間隔排佈的複數區塊382，每一個區塊382對應一個背光區域31，相鄰的區塊382之間藉由空氣間隙35間隔。每一個背光區域31包括的複數發光元件34被一個區塊382包覆。
請參閱圖8，圖8為本發明實施例的背光模組的製作方法的流程圖。該製作方法包括以下步驟。
步驟S1：提供一基板32及複數發光元件34。
如圖9所示。基板32具有第一表面32a。複數發光元件34陣列間隔排佈在基板32的第一表面32a上。
步驟S2：形成隔離部36及光學膠層38。
於一實施例中，隔離部36由透光的有機材料形成，步驟S2包括：
步驟S21：提供一柵欄37，將柵欄37設置於發光元件34之間，以間隔任意相鄰的二背光區域31。
請參閱圖10，圖10為柵欄37的俯視圖。柵欄37定義有複數格子372，每一個格子372對應一個背光區域31。
如圖11所示，柵欄37設置於發光元件34之間的間隙中後，任意相鄰的二背光區域31被間隔開來，且柵欄37的高度大於每一發光元件34的高度。可以理解，在其他實施例中，柵欄37的高度可以小於或等於每一發光元件34的高度，以減少柵欄37所需的材料、節約成本以及便於後續的清洗及重複利用。
步驟S22：於發光元件34之間的間隙、發光元件34與柵欄37之間的間隙中注射光學膠39，使發光元件34及柵欄37嵌入光學膠39中。
如圖12所示，光學膠39完全填充發光元件34之間的間隙、發光元件34與柵欄37之間的間隙，並且，光學膠39覆蓋發光元件34遠離基板32的表面，而未覆蓋柵欄37遠離基板32的表面。即，柵欄37部分超出光學膠39。光學膠39固化後形成光學膠層38。於一實施例中，柵欄37由透光的有機材料形成，柵欄37即隔離部36。藉此，得到由透光的有機材料形成的隔離部36的背光模組30。
於另一實施例中，隔離部36為空氣間隙35，步驟S2包括：
步驟S21’：提供一柵欄37，將柵欄37設置於發光元件34之間，以間隔任意相鄰的二背光區域31。
步驟S21’與上述的步驟S21基本相同。其中，為了方便後續柵欄37的移除，提供的柵欄37的高度大於每一發光元件34的高度。另，柵欄37的高度亦可以小於或等於每一發光元件34的高度，以減少柵欄37所需的材料、節約成本以及便於後續的清洗及重複利用。
步驟S22’：於發光元件34之間的間隙、發光元件34與柵欄37之間的間隙中注射光學膠39，使發光元件34及柵欄37嵌入光學膠39中。
步驟S22’與上述的步驟S22相同，在此不再贅述。
步驟S23’：移除柵欄37，以使背光區域31之間形成空氣間隙35。藉此，得到如圖7所示的隔離部36為空氣間隙35的背光模組40。
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神及範圍。
30:背光模組
31:背光區域
32:基板
32a:第一表面
34:發光元件
36:隔離部
38:光學膠層

Claims (8)

  1. 一種背光模組，其改良在於，包括：基板，所述基板具有第一表面；複數發光元件，間隔設置於所述第一表面上，每一所述發光元件被獨立控制，所述背光模組定義有複數背光區域，每一所述背光區域中設置有至少二所述發光元件；隔離部，設置於所述第一表面上，以間隔任意相鄰的二背光區域；以及光學膠層，設置於所述第一表面上，所述光學膠層覆蓋所述發光元件並填充相鄰發光元件之間的間隙，所述光學膠層用於對所述發光元件出射的光線進行擴散；其中，所述隔離部的折射率大於所述光學膠層的折射率，所述隔離部由透光的有機材料形成。
  2. 一種背光模組，其改良在於，包括：基板，所述基板具有第一表面；複數發光元件，間隔設置於所述第一表面上，每一所述發光元件被獨立控制，所述背光模組定義有複數背光區域，每一所述背光區域中設置有至少二所述發光元件；隔離部，設置於所述第一表面上，以間隔任意相鄰的二背光區域；以及光學膠層，設置於所述第一表面上，所述光學膠層覆蓋所述發光元件並填充相鄰發光元件之間的間隙，所述光學膠層用於對所述發光元件出射的光線進行擴散； 其中，所述隔離部的折射率大於所述光學膠層的折射率，所述隔離部為空氣間隙。
  3. 如請求項2所述的背光模組，其中，在垂直於所述第一表面的方向上，所述隔離部的高度等於所述光學膠層的高度。
  4. 一種背光模組的製作方法，其包括：提供一基板及複數發光元件，所述基板具有第一表面，所述複數發光元件間隔設置於所述第一表面上，每一所述發光元件被獨立控制，所述背光模組定義有複數背光區域，每一所述背光區域中設置有至少二所述發光元件；形成隔離部及光學膠層，所述隔離部設置於所述第一表面上，以間隔任意相鄰的二背光區域，所述光學膠層設置於所述第一表面上，所述光學膠層覆蓋所述發光元件並填充相鄰發光元件之間的間隙，所述光學膠層用於對所述發光元件出射的光線進行擴散；其中，所述隔離部的折射率大於所述光學膠層的折射率；形成所述隔離部及所述光學膠層的步驟包括：提供一柵欄，將所述柵欄設置於所述發光元件之間，以間隔任意相鄰的二背光區域；以及於所述發光元件之間的間隙、所述發光元件與所述柵欄之間的間隙中注射光學膠。
  5. 如請求項4所述的背光模組的製作方法，其中，所述隔離部為空氣間隙，形成所述隔離部及所述光學膠層的步驟還包括移除所述柵欄。
  6. 如請求項4所述的背光模組的製作方法，其中，所述柵欄由透光的有機材料形成，形成所述隔離部及所述光學膠層的步驟中，所述柵欄不被移除，所述柵欄為所述隔離部。
  7. 一種顯示裝置，其中，包括：背光模組，所述背光模組為如請求項1至3中任意一項所述的背光模組，用於出射背光；液晶顯示面板，設置於所述背光模組出射背光的一側，用於接收所述背光並顯示畫面；以及控制電路，所述控制電路電性連接所述背光模組及所述液晶顯示面板，用於控制所述背光模組的發光以及所述液晶顯示面板的畫面顯示。
  8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中，所述液晶顯示面板包括複數顯示區域，所述複數背光區域及所述複數顯示區域一一對應，每個所述背光區域用於向對應的一個所述顯示區域提供背光。
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