一种具有网格结构的背光模块、制备方法及其显示装置与流程

1.本发明涉及led背光技术领域，特别涉及一种具有网格结构的背光模块、制备方法及其显示装置。


背景技术：

2.电视机或电脑等显示装置的背光模组，分为侧入式背光模组和直下式背光模组。其中，直下式背光模组的led芯片设置在pcb基板上(紧靠背板)，在扩散板下方，led颗粒向上发光，光照射在扩散板上，led芯片与扩散板的距离决定了光发出的均匀性，需要较大的距离并且采用较厚的扩散板，以便达到亮度的均匀性，厚度越厚、光从垂直于扩散板上面发出的均匀性越好。但其存在一定缺点：直下式背光模组的厚度大，影响美观及严重影响市场营销；led芯片多，制备工艺复杂，不易精准分区控制。
3.为了提高侧入式背光模组的画面清晰度、对比度和画面效果，并且降低制备成本，现有技术都进行了许多改进，但是效果都很微弱。大部分方案采取在导光板内设置有倒锥体形、倒三角形的空腔，或者在led芯片相邻区域内设置有锥形、三角形的档壁的方法提升背光模块的光学性能，但是从导光板上面发出的光不太均匀，也不垂直，同时这些异形体对光线的可控性差，并且经过锥体形、倒三角形空腔的上方射出的导光板会形成光斑，画面效果不太好，例如专利cn1570720a公开的背光源装置和液晶显示器。此外，对导光板材料切割的工艺成本也较高，对位也比较繁琐。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种具有网格结构的背光模块、制备方法及其显示装置，以使每个导光板之间实现完全的光学分区，减少led芯片之间的相互影响，提高光线利用率，提高背光模块的光学性能；节约制程工序，减少工艺成本，以促进led直下式背光模块的应用和发展。
5.本发明的技术方案：
6.一种具有网格结构的背光模块，包括：
7.由上而下依次设置的光学膜、光源层和背板；
8.所述光源层包括网格状反射结构，网格状反射结构的每个网格中包括至少一个led芯片及包裹着所述led芯片并填充于网格内部的光学胶，所述光学胶固化形成导光板，所述导光板面向背板一侧设有反射层；所述led芯片的发光面朝向所述导光板的侧面。
9.在一些实施方案中，所述网格状的反射结构通过将预制的单元模块拼接成型制得，或者由模具一体成型制得；所述反射结构优选由模具一体成型制得，所述模具一体成型制得的所述反射结构可以在节约生产成本同时避免出现漏光的问题，提高产品的良率。
10.在一些实施方案中，所述反射结构为可固化的白色的树脂；所述白色的树脂选自可作为支撑结构的白色乳胶、白色硅胶、白色橡胶等中的一种或更多种的组合；白色的树脂具有较好的反射性能，能够降低光线的损耗。
11.在一些实施方案中，所述反射结构为可固化的透明的树脂；所述可固化的透明的树脂材料可选自聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯(eps)、聚碳酸酯(pc)等树脂中的一种或更多种的组合物；所述透明的树脂的表面还需设有实现反射效果的反射材料，所述反射材料选自为可反射可见光的金属或白色的树脂中的一种或更多种组合。
12.在一些实施方案中，所述反射结构与背板相平行的截面形状选自长方形、正方形、三角形或六边形等中的任意一种或更多种。
13.在一些实施方案中，所述导光板由光学胶固化后形成，具体地，将所述光学胶注入(注入的方式包括但不限于刮涂、旋涂、喷涂等方式)由网格状的反射结构形成的网格内，经过适当的固化方式(包括但不限于光固化、热固化等常见的方式，例如对光学胶施加可使其发生交联反应的紫外光能量或者热辐射)固化形成导光板；由上述方法制备的导光板可与led芯片直接紧密接触，二者之间没有空气或胶层间隔，因而不会在分界面处产生光损失，光线的利用率得到提升。所述光学胶的折射率为1.3～1.7，所述光学胶例如可选自市售紫外光固化胶水noa150、市售紫外光固化胶水noa86、市售紫外光固化胶水noa161h或市售紫外光固化胶水noa78中的一种或多种组合，但不限于上述型号。
14.在一些实施方案中，所述led芯片设置在网格内的一侧或更多侧，所述设置的led芯片的数目不做限制，例如可以在所述截面形状为长方形的反射结构的某一侧设置两个led芯片，在所述两个led芯片的对面一侧设置三个led芯片，但不限于上述举例；多个led芯片可以提高背光源的亮度。
15.在一些实施方案中，所述led芯片选自红色led芯片、蓝色led芯片或绿色led芯片中的一种或更多种组合。
16.在一些实施方案中，所述led芯片为一个蓝色led芯片时，需要在导光板中设置量子点膜，量子点膜的材料包含红色量子点材料和绿色量子点材料；如此，led芯片发出的蓝光进入量子点膜，激发红色量子点材料和绿色量子点材料，产生相应波长的红光和绿光，根据颜色加分原则，混合成量子点高色域白光光源。
17.在一些实施方案中，所述导光板面向背板一侧还设有导光网点；所述导光网点能够进行均光设计处理，使得导光板各部分的亮度是均匀的；导光网点可以通过激光雕刻、v型十字网格雕刻或uv网版印刷技术印在导光板上。
18.在一些实施方案中，所述背板包括玻璃板、铁板、铝板、铝塑复合板中的一种或更多种组合；所述背板上还包含有led电路主板，以实现对led芯片的驱动。
19.在另一方面，本技术还提供所述网格结构的背光模块的制备方法，包括：
20.s1：将可固化树脂材料注入网格状模具中，固化后脱模得到网格状反射结构；
21.s2：在网格状反射结构的每个网格内设置至少一个led芯片；
22.s3：向s2得到的网格状反射结构的每个网格中注入光学胶，固化成型，得到填充于网格内的导光板，在背板面向导光板一侧设置反射层；
23.s4：将光学膜、上述s3得到的填充于网格内的导光板和背板依次组合，得到所述具有网格结构的背光模块。
24.在另一方面，本技术还提供包括所述网格结构的背光模块的显示装置。
25.有益效果：
26.本发明先制备四周封闭的网格状反射结构，再将led芯片安装在网格内部，再在网
格状的反射结构内填充光学胶，光学胶固化后即可形成导光板，得到背光模块的光源层，制备工艺简单便捷，无需对材料进行复杂切割；本发明将led芯片发出的点光源经由对应的导光板转换为均匀的面光源，且导光板与led芯片直接接触，没有空气或胶层间隔，因而不会在分界面处产生光损失，光线的利用率得到提升，具有广阔的应用前景。
附图说明
27.图1为本发明实施例1制备得到的第一种具有网格结构背光模块的结构示意图。
28.图2为本发明实施例2制备得到的第二种具有网格结构背光模块的结构示意图。
29.图3为本发明光固化网格结构的背光模组的俯视图。
30.其中，10表示光学膜；20表示光源层；21表示导光板；22表示led芯片；23表示反射结构；24表示导光网点；25表示反射层；26表示量子点膜；30表示背板；p表示网格状反射结构。
具体实施方式
31.以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
32.实施例1
33.选用pmma颗粒(湖北科沃德化工有限公司，cas9011-14-7)，通过热塑的方法注入深度300μm、宽度100μm的网格状沟槽模具中，所述网格的水平截面为边长800μm的正方形，加热固化完成后脱膜形成网格结构；在网格结构的表面真空蒸镀上一层高反射率银材料，得到网格状的反射结构23。
34.在反射结构23的每个网格内的底部边缘设置led芯片22，所述led芯片22包括一个红色led芯片、一个蓝色led芯片以及一个绿色led芯片；led芯片22发光面朝向网格状结构的侧面；选用折射率1.5的透明光学胶(市售紫外光固化胶水noa78)，用刮涂的方式将选用的透光光学胶填充于网格状反射结构23的网格内部，用紫外光照射光学胶使其固化，得到导光板21。
35.导光板21面向背板30一侧通过激光雕刻导得到光网点24；背板30面向导光板21一侧刷涂白色油墨制备得到反射层25，用来向导光板21出光面反射光线，改变光线的反射方向，让导光板21均匀的出光；背板30和反射层25之间还设有led芯片22的驱动电路。
36.将上述导光板21与光学膜10和背板30按照常规步骤进行组合，得到如图1所示的具有网格结构的背光模组，其中所述网格结构请参考图3。
37.实施例2
38.选用pmma颗粒(湖北科沃德化工有限公司，cas9011-14-7)，通过热塑的方法注入深度400μm、宽度100μm的网格状沟槽模具中，所述网格的水平截面为边长900μm的正方形，热固化完成后脱膜形成网格结构；在网格结构的表面涂覆一层白色油墨材料(wst-w99，深圳市威斯特电子科技有限公司)，得到网格状的反射结构23。
39.在反射结构23的每个网格内的底部边缘设置led芯片22，所述led芯片22为一个蓝色led芯片；led芯片22发光面朝向网格状结构的侧面；选用折射率1.52的透明光学胶(市售
紫外光固化胶水noa87)，用刮涂的方式将选用的透明光学胶填充于网格状反射结构23的网格内部，用紫外光照射光学胶使其固化，得到导光板21。
40.导光板21面向光学膜10一侧设有量子点膜26，量子点材料包含红色量子点材料和绿色量子点材料；导光板21面向背板30一侧通过丝网印刷得到导光网点24；背板30面向导光板21一侧刷涂白色油墨制备得到反射层25，用来向导光板21出光面反射光线，改变光线的反射方向，让导光板21均匀的出光；背板30和反射层25之间还设有led芯片22的驱动电路。
41.将上述导光板21与光学膜10和背板30按照常规步骤进行组合，得到如图2所示的具有网格结构的背光模组。
42.实施例3
43.选用pmma颗粒(湖北科沃德化工有限公司，cas9011-14-7)，通过热塑的方法注入深度300μm、宽度100μm的网格状沟槽模具中，所述网格的水平截面为边长800μm的正方形，加热固化完成后脱膜形成网格结构；在网格结构的表面真空蒸镀上一层高反射率银材料，得到网格状的反射结构23。
44.在反射结构23的每个网格内的底部边缘设置led芯片22，所述led芯片22包括一个红色led芯片、一个蓝色led芯片以及一个绿色led芯片；led芯片22发光面朝向网格状结构的侧面；选用折射率1.55的透明光学胶(市售紫外光固化胶水noa86)，用刮涂的方式将选用的透明光学胶填充于网格状反射结构23的网格内部，用紫外光照射光学胶使其固化，得到导光板21。
45.导光板21面向背板30一侧通过激光雕刻导得到光网点24；背板30面向导光板21一侧刷涂白色油墨制备得到反射层25，用来向导光板21出光面反射光线，改变光线的反射方向，让导光板21均匀的出光；背板30和反射层25之间还设有led芯片22的驱动电路。
46.将上述导光板21与光学膜10和背板30按照常规步骤进行组合，得到本实施例的网格结构的背光模组。
47.实施例4
48.选用pmma颗粒(湖北科沃德化工有限公司，cas9011-14-7)，通过热塑的方法注入深度300μm、宽度100μm的网格状沟槽模具中，所述网格的水平截面为边长800μm的正方形，加热固化完成后脱膜形成网格结构；在网格结构的表面真空蒸镀上一层高反射率银材料，得到网格状的反射结构23。
49.在反射结构23的每个网格内的底部边缘设置led芯片22，所述led芯片22包括一个红色led芯片、一个蓝色led芯片以及一个绿色led芯片；led芯片22发光面朝向网格状结构的侧面；选用折射率1.61的透明光学胶(市售紫外光固化胶水noa161h)，用刮涂的方式将选用的透明光学胶填充于网格状反射结构23的网格内部，用紫外光照射光学胶使其固化，得到导光板21。
50.导光板21面向背板30一侧通过激光雕刻导得到光网点24；背板30面向导光板21一侧刷涂白色油墨制备得到反射层25，用来向导光板21出光面反射光线，改变光线的反射方向，让导光板21均匀的出光；背板30和反射层25之间还设有led芯片22的驱动电路。
51.将上述导光板21与光学膜10和背板30按照常规步骤进行组合，得到本实施例的网格结构的背光模组。
52.本发明先制备出网格状反射结构23，向每个网格内置入led芯片22，再向网格中填充光学胶，通过适当的方式对光学胶进行固化处理，得到整个背光模块的光源层20，制备工艺简单便捷，无需对材料进行复杂切割；本发明将led芯片22发出的点光源经由对应的导光板21转换为均匀的面光源，且导光板21与led芯片22直接接触，没有空气或胶层间隔，因而不会在分界面处产生光损失，光线的利用率得到提升，网格状反射结构23将导光板21的光线反射回该单元，实现了相邻导光板21单元之间光学分区，共同提高背光模块的光线利用率，具有广阔的应用前景。
53.本发明还可以由其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种具有网格结构的背光模块，其特征在于，包括：由上而下依次设置的光学膜(10)、光源层(20)和背板(30)；所述光源层(20)包括网格状反射结构(23)，网格状反射结构(23)的每个网格中包括至少一个led芯片(22)及包裹着所述led芯片(22)并填充于所述网格内部的光学胶，所述光学胶固化形成导光板(21)，所述导光板(21)面向背板(30)一侧设有反射层(25)；所述led芯片(22)的发光面朝向所述导光板(21)的侧面。2.根据权利要求1所述具有网格结构的背光模块，其特征在于，所述反射结构(23)通过将预制的单元模块拼接成型制得，或者由模具一体成型制得。3.根据权利要求1所述网格结构的背光模块，其特征在于，所述反射结构(23)表面还具有反射材料。4.根据权利要求1所述具有网格结构的背光模块，其特征在于，所述光学胶的折射率为1.3～1.7。5.根据权利要求1所述具有网格结构的背光模块，其特征在于，所述led芯片(22)设置在网格结构内的一侧或更多侧。6.根据权利要求1所述具有网格结构的背光模块，其特征在于，所述led芯片(22)选自红色led芯片、蓝色led芯片或绿色led芯片中的一种或更多种组合。7.根据权利要求6所述具有网格结构的背光模块，其特征在于，在所述导光板(21)面向所述光学膜(10)一侧还设有量子点膜(26)，使所述led芯片(22)发出的光在所述量子点膜的激发下混合能获得白色光。8.根据权利要求1所述具有网格结构的背光模块，其特征在于，所述导光板(21)面向背板(30)一侧还设有导光网点(24)。9.权利要求1～8任意一项所述具有网格结构的背光模块的制备方法，其特征在于，包括：s1：将可固化树脂材料注入网格状模具中，固化后脱模得到网格状反射结构(23)；s2：在所述网格状反射结构的每个网格内设置至少一个led芯片(22)；s3：向网格状反射结构的每个网格中注入光学胶，固化成型，得到填充于网格内的导光板(21)，在背板(30)面向导光板(21)一侧设置反射层(25)；s4：将光学膜(10)、上述s3得到的填充于网格内的导光板(21)和背板(30)依次组合，得到所述具有网格结构的背光模块。10.一种显示装置，其特征在于：包括权利要求1～8任意一项所述的具有网格结构的背光模块。

技术总结
本发明提供了一种具有网格结构的背光模块、制备方法及其显示装置。先制备网格状反射结构，再将LED芯片安装在网格内部，再在网格状的反射结构内填充光学胶，光学胶固化后形成导光板，再将所述导光板与光学膜和背板组装得到所述具有网格结构的背光模块。本申请制备工艺简单便捷，无需对材料进行复杂切割；导光板之间由反射结构独立分隔，LED芯片发出的点光源经由对应的导光板转换为均匀的面光源，且导光板与LED芯片直接接触，没有空气或胶层间隔，因而不会在分界面处产生光损失，光线的利用率得到提升，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。


技术研发人员：陈昭远 周振婷
受保护的技术使用者：上海飞凯材料科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/7